KR100886028B1 - Plasma processing apparatus and electrode used therein - Google Patents

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아키라 고시이시
다카시 스즈키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

전극 표면에 있어서의 전계분포의 불균일을 중심부에서 주연부에 걸쳐 넓은 범위에 걸쳐서 더욱 작게 하고, 극히 균일성이 높은 플라즈마를 생성 가능하게 한다. 상부 전극(300)은 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)에 대향하는 전극판(310)과, 전극판의 하부 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 전극판을 지지하는 전극지지체(320)를 구비하고, 전극지지체에 있어서의 전극판과의 접합면에, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부(330)를 마련하였다.The nonuniformity of the electric field distribution on the electrode surface is made smaller over a wide range from the center to the periphery, thereby enabling the generation of an extremely uniform plasma. The upper electrode 300 is joined to the electrode plate 310 facing the susceptor 116 constituting the lower electrode, and the electrode support 320 for bonding the electrode plate to the surface on the side opposite to the lower electrode side of the electrode plate. And a cavity portion 330 having a shape different in height from the center portion and the peripheral edge portion was provided on the joining surface with the electrode plate in the electrode support.

플라즈마 처리 장치, 전극, 공동부 Plasma processing apparatus, electrodes, cavities

Description

플라즈마 처리 장치 및 그것에 이용되는 전극{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND ELECTRODE USED THEREIN}Plasma processing apparatus and electrode used for it {PLASMA PROCESSING APPARATUS AND ELECTRODE USED THEREIN}

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 구성예를 나타내는 단면도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows the structural example of the plasma processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 상부 전극의 구성예를 나타내는 단면도. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an upper electrode according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 나타내는 공동부를 모식적으로 나타내는 도면. FIG. 3 is a diagram schematically showing a cavity shown in FIG. 2. FIG.

도 4는 공동부를 형성하지 않은 경우의 상부 전극을 설명하는 도면. 4 is a diagram illustrating an upper electrode when no cavity is formed.

도 5는 전극판 및 공동부의 전계 강도를 설명하기 위한 도면. 5 is a diagram for explaining electric field strengths of an electrode plate and a cavity.

도 6은 공동부가 1단인 경우의 상부 전극을 설명하는 도면. FIG. 6 is a diagram illustrating an upper electrode when the cavity portion is one stage. FIG.

도 7은 도 6에 나타내는 공동부를 모식적으로 나타내는 도면. FIG. 7 is a diagram schematically showing a cavity shown in FIG. 6. FIG.

도 8은 상부 전극의 아래쪽에 발생하는 전계 강도 분포를 나타내는 도면. 8 is a diagram showing electric field intensity distribution occurring below the upper electrode.

도 9는 전극판 이면측에 1단 공동부를 형성한 상부 전극을 사용해서 웨이퍼에 대해 에칭 처리를 한 경우의 에칭 레이트 분포를 나타내는 도면. The figure which shows the etching rate distribution at the time of carrying out the etching process with respect to the wafer using the upper electrode in which the one-step cavity part was formed in the electrode plate back surface side.

도 10은 전극판 이면측에 3단 공동부를 형성한 상부 전극을 사용해서 웨이퍼에 대해 에칭 처리를 한 경우의 에칭 레이트 분포를 나타내는 도면. 10 is a diagram showing an etching rate distribution in the case of performing an etching process on a wafer using an upper electrode having a three-stage cavity formed on the back side of the electrode plate.

도 11은 도 3에 나타내는 3단 공동부 중의 1단째의 공동부만을 형성한 경우의 전극지지체를 나타내는 도면. The figure which shows the electrode support body in the case of forming only the cavity part of the 1st stage | paragraph of the 3-stage cavity part shown in FIG.

도 12는 도 3에 나타내는 3단 공동부중의 1단째와 2단째의 공동부만을 형성한 경우의 전극지지체를 나타내는 도면. FIG. 12 is a view showing an electrode support in the case where only the first stage and second stage cavities in the three stage cavities shown in FIG. 3 are formed; FIG.

도 13은 도 3에 나타내는 3단 공동부중의 1단째와 2단째와 3단째의 공동부를 형성한 경우의 전극지지체를 나타내는 도면. FIG. 13 is a view showing an electrode support in the case where the first stage, second stage and third stage cavity portions of the three stage cavity portions shown in FIG. 3 are formed; FIG.

도 14는 공동부의 단수와 상부 전극의 아래쪽에 발생하는 전계 강도 분포의 관계를 나타내는 도면. 14 is a diagram showing a relationship between the number of stages of a cavity and an electric field intensity distribution occurring below the upper electrode.

도 15는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 구성예를 나타내는 단면도. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 가스 공급 장치의 구성예를 나타내는 블럭도. Fig. 16 is a block diagram showing a configuration example of a gas supply device according to a second embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 상부 전극의 구성예를 나타내는 단면도. It is sectional drawing which shows the structural example of the upper electrode in 2nd Embodiment of this invention.

도 18은 공동부용 환상 격벽부재가 도전체의 알루미늄으로 구성되는 경우의 구성예를 나타내는 도면. 18 is a diagram showing a configuration example in the case where the annular partition member for the cavity is made of aluminum of a conductor.

도 19는 공동부용 환상 격벽부재가 수지링으로 구성되는 경우의 구성예를 나타내는 도면. Fig. 19 shows a structural example in the case where the annular partition member for the cavity is composed of a resin ring.

도 20은 공동부용 환상 격벽부재가 O링으로 구성되는 경우의 구성예를 나타내는 도면. 20 is a diagram showing a configuration example in the case where the annular partition member for the cavity is composed of an O-ring.

도 21은 공동부용 환상 격벽부재가 세라믹스계 재료를 전극지지체의 하면에 용사해서 형성한 격벽부재로 구성되는 경우의 구성예를 나타내는 도면. Fig. 21 is a diagram showing a configuration example in the case where the annular partition member for the cavity is constituted by a partition member formed by spraying a ceramic material on the lower surface of the electrode support;

도 22는 상부 전극과 하부 전극에 인가되는 고주파 전력과 방전의 관계를 나타내는 도면. Fig. 22 is a diagram showing a relationship between high frequency power and discharge applied to the upper electrode and the lower electrode.

도 23은 본 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 다른 구성예를 나타내는 단면도.23 is a cross-sectional view showing another configuration example of the plasma processing apparatus according to the present embodiment.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100,101; 플라즈마 처리 장치 110; 처리실100,101; Plasma processing apparatus 110; Treatment room

111; 접지도체 112; 절연판111; Grounding conductor 112; Insulation plate

114; 서셉터 지지대 116; 서셉터114; Susceptor support 116; Susceptor

118; 정전척 120; 전극118; An electrostatic chuck 120; electrode

122; 직류 전원 124; 포커스링122; DC power supply 124; Focus ring

126; 내벽부재 128; 냉매실126; Inner wall member 128; Refrigerant chamber

130; 전극판 130a, 130b; 배관130; Electrode plates 130a and 130b; pipe

132; 가스 공급 라인 146; 정합기132; Gas supply line 146; Matcher

148; 급전봉(상부급전봉) 150; 커넥터148; Feeding rod (upper feeding rod) 150; connector

152; 급전통 156; 절연부재 152; Feed tube 156; Insulation

170; 급전봉(하부급전봉) 172; 가변 콘덴서170; Feed rod 172; Variable capacitor

174; 배기구 176; 배기관174; Exhaust 176; vent pipe

178; 배기 장치 180; 정합기178; Exhaust device 180; Matcher

184; 로우패스필터(LPF) 186; 하이패스필터(HPF)184; Low pass filter (LPF) 186; High Pass Filter (HPF)

200, 201; 가스 공급 장치 202; 처리 가스 공급배관200, 201; Gas supply 202; Process gas supply piping

204; 처리 가스용 제1 분기배관 206; 처리 가스용 제2 분기배관204; A first branch pipe 206 for the process gas; Second branch piping for process gas

208; 부가 가스 공급배관 210; 처리 가스 공급 수단208; Additional gas supply pipe 210; Process gas supply means

212a, 212b, 212c; 가스 공급원 214a∼214c; 매스플로 컨트롤러212a, 212b, 212c; Gas sources 214a to 214c; Massflow Controller

220; 부가 가스 공급 수단 222a, 222b; 가스 공급원220; Additional gas supply means 222a, 222b; Gas supply

224a, 224b; 매스플로 컨트롤러 230; 분류량 조정 수단224a, 224b; Massflow controller 230; Classification amount adjusting means

232, 234; 압력조정부 232a, 234a; 압력센서232, 234; Pressure adjusting sections 232a and 234a; Pressure sensor

232b, 234b; 밸브 234; 압력조정부232b, 234b; Valve 234; Pressure controller

240; 압력 콘트롤러 254; 부가 가스용 제1 분기배관240; Pressure controller 254; First branch piping for additional gas

256; 부가 가스용 제2 분기배관 264, 266; 개폐밸브256; Second branch pipes 264 and 266 for additional gas; Valve

300, 301; 상부 전극 302; 내측 상부 전극300, 301; Upper electrode 302; Inner upper electrode

304; 외측상부 전극 306; 유전체304; An outer upper electrode 306; dielectric

308; 절연성 차폐부재 310; 전극판308; Insulating shielding member 310; Electrode plate

312; 가스분출 구멍 320; 전극지지체312; Gas blowing holes 320; Electrode support

322; 버퍼실 323; 버퍼실용 환상 격벽부재322; Buffer chamber 323; Annular bulkhead member for buffer room

324; 상부부재 326c; 냉각 플레이트324; Upper member 326c; Cooling plate

330; 공동부 332; 제1 원판형상 공동부330; Cavity 332; First disc-shaped cavity

334; 제2 원판형상 공동부 336; 제3 원판형상 공동부334; Second disc-shaped cavity 336; Third disc-shaped cavity

340; 공동부용 환상 격벽부재 342; 격벽340; Annular partition member 342 for a cavity; septum

344; 수지링 346; O링344; Resin ring 346; O ring

348; 격벽 350, 360; 가스도입부348; Bulkheads 350, 360; Gas introduction part

352, 362; 버퍼실 400; 제어부352, 362; Buffer chamber 400; Control

(특허문헌 1) 일본 특허공개공보 제2001-298015호(Patent Document 1) Japanese Patent Laid-Open No. 2001-298015

본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 그것에 이용되는 전극에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma processing apparatus and an electrode used therein.

예를 들면, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서는 피처리 기판 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하, 단지「웨이퍼」라고도 함)에 대해, 에칭이나 스퍼터링, CVD(화학기상성장) 등의 플라즈마 처리가 다용되고 있다. 이러한 플라즈마 처리를 실행하기 위한 플라즈마 처리 장치로서는 용량 결합형 평행평판 플라즈마 처리 장치가 다용되고 있다. For example, in the semiconductor device manufacturing process, plasma processing such as etching, sputtering, CVD (chemical vapor growth), etc. are frequently used for a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to simply as "wafer"). . As a plasma processing apparatus for carrying out such plasma processing, a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus is widely used.

이러한 종류의 플라즈마 처리 장치는 챔버내에 한쌍의 평행평판 전극(상부 전극 및 하부 전극)을 배치하고, 처리 가스를 처리실내에 도입함과 동시에, 전극의 적어도 한쪽에 고주파를 인가해서 전극간에 고주파 전계를 형성하고, 이 고주파전계에 의해 처리 가스의 플라즈마를 형성해서 웨이퍼에 대해 플라즈마 처리를 실시 하도록 되어 있다. This type of plasma processing apparatus arranges a pair of parallel plate electrodes (upper electrode and lower electrode) in a chamber, introduces a processing gas into the processing chamber, and applies a high frequency to at least one of the electrodes to generate a high frequency electric field between the electrodes. The plasma of the processing gas is formed by the high frequency electric field, and the plasma processing is performed on the wafer.

그런데, 근래에는 ULSI에 있어서의 디자인룰의 미세화가 점점 진행하고, 홀형상의 애스펙트비보다 높은 것이 요구되고 있다. 이러한 실정을 감안해서, 인가하는 고주파 전력의 주파수를 종래 이상으로 높게 하여, 양호한 플라즈마의 해리 상태를 유지하면서, 고밀도 플라즈마를 형성하는 것이 시도되고 있다. 이것에 의해, 더욱 저압조건하에서 적절한 플라즈마를 형성할 수 있으므로, 가일층 디자인룰의 미세화에 적절히 대응하는 것이 가능하게 된다. By the way, in recent years, the refinement | miniaturization of the design rule in ULSI advances gradually, and it is calculated | required that it is higher than the hole-shaped aspect ratio. In view of such a situation, it has been attempted to form a high density plasma while maintaining a good dissociation state of the plasma by raising the frequency of the high frequency power to be applied more than conventionally. This makes it possible to form an appropriate plasma further under low pressure conditions, and therefore it becomes possible to cope with further miniaturization of design rules.

그러나, 상기한 바와 같은 플라즈마 처리 장치에서는 상부 전극이 도 전체 또는 반도체이기 때문에, 고밀도 플라즈마를 형성하기 위해 인가 주파수를 상승시키고자 하면, 고주파가 인가되는 전극에 있어서의 표면의 인덕턴스를 무시할 수가 없게 되어, 전극 중앙에서의 전계가 강하게 되어 직경 방향에서의 전계분포가 불균일하게 된다고 하는 문제가 있었다. 전계분포가 불균일하게 되면 플라즈마 밀도가 불균일로 되어 에칭 등의 균일성에도 영향을 준다. However, in the above-described plasma processing apparatus, since the upper electrode is the whole island or the semiconductor, it is impossible to ignore the inductance of the surface of the electrode to which high frequency is applied if the frequency of application is raised to form a high density plasma. There is a problem that the electric field in the center of the electrode becomes strong and the electric field distribution in the radial direction becomes uneven. If the electric field distribution is uneven, the plasma density becomes uneven, which affects the uniformity of etching and the like.

이 점에서, 예를 들면 특허문헌 1에는 상부 전극의 전극판의 이면측 중앙부에 원판형상의 공동부를 마련하고, 상부 전극에 공급되는 고주파 전력에 의해서 공동부의 내부에 공진을 생기게 하고, 전극판에 대해 직교하는 전계를 생기게 하는 것에 의해, 전극판에 있어서의 공동부 바로 아래, 즉 전극중심부의 전계를 제어하는 기술이 기재되어 있다. 이것에 의하면, 상부 전극의 전극판의 이면측에 공동부를 마련하지 않는 경우에 비해, 그 공동부의 바로 아래인 전극 중심부의 전계의 불균일을 작게 할 수 있다. In this regard, for example, Patent Literature 1 provides a disc-shaped cavity in the central portion of the back surface side of the electrode plate of the upper electrode, causes resonance inside the cavity by high frequency power supplied to the upper electrode, The technique of controlling the electric field just below the cavity part, ie, the electrode center part, in an electrode plate is produced by producing the electric field orthogonal to the. According to this, the nonuniformity of the electric field of the electrode center part just under the cavity part can be made small compared with the case where a cavity part is not provided in the back surface side of the electrode plate of an upper electrode.

그런데, 이와 같이 전극판의 이면측 중앙부에 1단의 공동부를 마련하는 것에서는 전극 중심부의 전계의 균일성을 대폭 향상시킬 수 있지만, 전극주연부에 대해서는 전극 중심부와 동일 정도로 전계의 균일성을 향상시키는데에는 한계가 있었다. 예를 들면 l단의 공동부의 치수(직경과 높이)를 조정해서 전극 주연부의 전계의 균일성을 더욱 향상시키고자 하면, 전극 중심부의 전계의 균일성이 저하하는 경향이 있다. 이 때문에, 전극 중심부의 균일성을 유지한 채, 전극 주연부의 전계의 균일성을 더욱 향상시키는 것은 곤란하다. In the case of providing the cavity at the first stage in the center of the rear surface side of the electrode plate in this way, the uniformity of the electric field of the electrode center can be greatly improved. There was a limit. For example, in order to further improve the uniformity of the electric field at the periphery of the electrode by adjusting the dimensions (diameter and height) of the cavity of the l-stage, the uniformity of the electric field at the center of the electrode tends to be lowered. For this reason, it is difficult to further improve the uniformity of the electric field of the electrode peripheral part while maintaining the uniformity of the electrode center part.

본 발명의 목적은 전극 표면에 있어서의 전계분포의 불균일을 중심부에서 주연부에 걸쳐 넓은 범위에 걸쳐서 더욱 작게 할 수 있어, 극히 균일성이 높은 플라즈마를 생성할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 그것에 이용되는 전극을 제공하는 것이다. 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 임의의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상에 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급해서 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치의 상기 제1 전극으로서 이용되는 전극으로서, 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 유전체부를 구 비하는 것을 특징으로 하는 전극이 제공된다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and an electrode used therein, which can further reduce the nonuniformity of the electric field distribution on the electrode surface over a wide range from the center portion to the periphery portion, thereby producing an extremely uniform plasma. To provide. In order to solve the said subject, according to the arbitrary viewpoint of this invention, the said 1st electrode and the 2nd electrode are arrange | positioned in a process chamber, and the said process gas is introduced on the to-be-processed substrate supported by the said 2nd electrode, A plasma is generated by supplying high frequency power to one or both of the electrodes to generate a plasma, the electrode being used as the first electrode of the plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on the substrate to be opposed to the second electrode. The center plate and the periphery of the electrode plate, the support plate which is joined to the surface opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and the joining surface of the electrode plate of the support plate. An electrode is provided which comprises a dielectric part having a shape different in height.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상에 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 유전체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, in order to solve the above problems, the first electrode and the second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, and the processing gas is introduced onto the substrate to be supported by the second electrode. A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on a substrate to be processed by supplying high frequency power to one or both electrodes, wherein the first electrode comprises: an electrode plate facing the second electrode; And a support surface bonded to the surface opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and provided at a bonding surface between the support plate and the electrode plate in the support, and different in height from the center portion and the peripheral portion. Provided is a plasma processing apparatus comprising a dielectric portion having a shape.

이러한 본 발명에 의하면, 지지체에 있어서의 전극판과의 접합면에 유전체부(예를 들면 공동부)를 마련하는 것에 의해, 전극에 고주파 전력이 공급되는 것에 의해서 유전체부내에 공진이 발생하고, 그 내에 전극판에 대해 직교하는 전계가 발생하면, 유전체부의 전계와 전극의 전계가 결합한다. 이 경우, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 유전체부이기 때문에, 이러한 유전체부에 의해서 생기는 전계에 의하면, 전극판에 있어서의 전계 강도, 즉 전극 중심부에서 전극 주연부에 걸치는 넓은 범위에서 전계를 제어할 수 있다. 이것에 의해, 전극 표면에 있어서의 전계분포의 불균일을 중심부에서 주연부에 걸쳐 넓은 범위에 걸쳐서 더욱 작게 할 수 있어, 극히 균일성이 높은 플라즈마를 생성할 수 있다. According to this invention, by providing a dielectric part (for example, a cavity part) in the joining surface with the electrode plate in a support body, resonance occurs in a dielectric part by supplying high frequency electric power to an electrode, When an electric field orthogonal to the electrode plate is generated inside, the electric field of the dielectric part and the electric field of the electrode are coupled. In this case, since the dielectric part has a shape different in height from the center part and the periphery part, the electric field generated by the dielectric part can control the electric field strength in the electrode plate, that is, the electric field in a wide range from the electrode center part to the electrode periphery part. Can be. This makes it possible to further reduce the nonuniformity of the electric field distribution on the electrode surface over a wide range from the center portion to the periphery portion, thereby generating an extremely uniform plasma.

또한, 상기 유전체부는 중심부의 높이가 주연부의 높이보다 높은 형상인 것 이 바람직하다. 상기 유전체부는 예를 들면 직경이 다른 원판형상 유전체부를 복수단 적층한 형상이며, 원판형상 유전체부의 직경은 상기 전극판 측에서 먼 단의 직경일 수록 작도록 형성된다. 이것에 의하면, 지지체의 상기 전극판측에서 유전체부를 형성할 수 있으므로, 유전체부를 형성할 때의 가공을 용이하게 할 수 있다. In addition, it is preferable that the height of the center portion of the dielectric portion is higher than the height of the peripheral portion. For example, the dielectric portion is formed by stacking a plurality of disc-shaped dielectric portions having different diameters, and the diameter of the disc-shaped dielectric portion is formed to be smaller as the diameter of the stage farther from the electrode plate side. According to this, since a dielectric part can be formed in the said electrode plate side of a support body, the process at the time of forming a dielectric part can be made easy.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상에 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급해서 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치의 상기 제1 전극으로서 이용되는 전극으로서, 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되는 유전체부를 갖고, 상기 유전체부는 상기 유전체부의 중심부의 높이가 주연부의 높이보다 높아지도록, 직경의 다른 제1, 제2, 제3 원판형상 유전체부를 상기 지지체의 상기 전극판측에서 그 반대측을 향해 적층한 형상인 것을 특징으로 하는 전극이 제공된다. According to another aspect of the present invention, in order to solve the above problems, the first electrode and the second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, and the processing gas is introduced onto the substrate to be supported by the second electrode. A plasma is generated by supplying high frequency power to one or both of the electrodes to generate a plasma, the electrode being used as the first electrode of the plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on the substrate to be opposed to the second electrode. An electrode plate, a support body bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and a dielectric part provided on a bonding surface of the electrode plate in the support body; The dielectric portion has a diameter of the first, second, and third disc-shaped dielectric portions of the support such that the height of the center portion of the dielectric portion is higher than the height of the peripheral portion. An electrode is provided which is shaped to be stacked on the opposite side from the electrode plate side.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상에 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해서, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극 판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합하여 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되는 유전체부를 갖고, 상기 유전체부는 상기 유전체부의 중심부의 높이가 주연부의 높이보다 높아지도록, 직경이 다른 제1, 제2, 제3 원판형상 유전체부를 상기 지지체의 상기 전극판측에서 그 반대측을 향해 적층한 형상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, in order to solve the above problems, the first electrode and the second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, and the processing gas is introduced onto the substrate to be supported by the second electrode. A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on a substrate to be processed by supplying high frequency power to one or both electrodes, wherein the first electrode comprises: an electrode plate facing the second electrode; And a support for bonding the surface of the electrode plate on the side opposite to the second electrode side to support the electrode plate, and a dielectric portion provided on the bonding surface of the support with the electrode plate. On the electrode plate side of the support, the first, second and third disc-shaped dielectric parts having different diameters are arranged so that the height of the center portion of the dielectric portion is higher than the height of the peripheral portion. In that a laminated shape toward the side opposite to the plasma processing apparatus according to claim is provided.

또한, 상기 제1 원판형상 유전체부의 직경은 상기 피처리 기판의 직경의 80%∼120%이고, 상기 제2 원판형상 유전체부의 직경은 상기 피처리 기판의 직경의 60%∼80%이며, 상기 제3 원판형상 유전체부의 직경은 상기 피처리 기판의 직경의 40%∼60%인 것이 바람직하다. The diameter of the first disc-shaped dielectric part is 80% to 120% of the diameter of the substrate, and the diameter of the second disc-shaped dielectric part is 60% to 80% of the diameter of the substrate. It is preferable that the diameter of a three disk shaped dielectric part is 40%-60% of the diameter of the said to-be-processed substrate.

또한, 상기 피처리 기판을 향해서 가스를 공급하는 복수의 가스분출 구멍이 상기 전극판에 마련되고, 상기 원판형상 유전체부 중 가장 큰 직경은 적어도 상기 가스분출 구멍이 형성되는 범위보다 크게 해도 좋다. 이것에 의하면, 전극 표면에 있어서의 전계의 균일성을 중심부에서 주연부에 걸쳐 넓은 범위에 걸쳐서 향상할 수 있음과 동시에, 가스분출 구멍에 있어서의 지지체와 전극판의 경계면에서 발생할 수 있는 이상 방전을 억제할 수 있다. A plurality of gas ejection holes for supplying gas toward the substrate to be processed may be provided in the electrode plate, and the largest diameter among the disc-shaped dielectric portions may be at least larger than a range in which the gas ejection holes are formed. According to this, the uniformity of the electric field on the electrode surface can be improved over a wide range from the center to the periphery, and at the same time, the abnormal discharge that can occur at the interface between the support and the electrode plate in the gas ejection hole is suppressed. can do.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 복수의 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면 서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치의 상기 제1 전극으로서 이용되는 전극으로서, 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합하여 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 공동부를 각각 상기 복수의 가스도입부 중 하나에 속하는 복수의 영역으로 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극이 제공된다. In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a first electrode and a second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, the first electrode is divided into a plurality of gas introduction portions, and each gas introduction portion has a plurality of gases. By forming a blowing hole and supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while generating a processing gas from the respective gas introduction portions toward the target substrate supported by the second electrode, thereby generating plasma; An electrode used as the first electrode of a plasma processing apparatus that performs a predetermined plasma treatment on the substrate to be processed, the electrode plate facing the second electrode and a side opposite to the second electrode side of the electrode plate. It is provided in the bonding surface of the support body which adheres to a surface, and supports the said electrode plate, and the said electrode plate in the said support body, and is high in a center part and a periphery part. An electrode is provided, which comprises a cavity having a different shape and a partition member for partitioning the cavity into a plurality of regions belonging to one of the plurality of gas introduction portions, respectively.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 복수의 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합하여 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a first electrode and a second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, the first electrode is divided into a plurality of gas introduction portions, and each gas introduction portion has a plurality of gases. Forming a jet hole and supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while generating a processing gas from the respective gas introduction portions toward the target substrate supported by the second electrode to generate plasma; A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on a substrate to be processed, wherein the first electrode is bonded to an electrode plate facing the second electrode and a surface opposite to the second electrode side of the electrode plate. The cavity part of the shape which is provided in the joining surface of the support body which supports an electrode plate, and the said electrode plate in the said support body, and differs in height from a center part and a periphery part. And a partition member for partitioning the cavity portion for each of the gas introduction portions.

이러한 본 발명에 의하면, 처리실내에 2계통으로 가스를 도입하는 플라즈마 처리 장치에 적용 가능한 제1 전극(예를 들면 상부 전극)을 제공할 수 있다. 이 경우, 직경이 크고 복수의 가스도입부에 걸쳐 지지체에 마련되는 공동부의 경우에도, 가스도입부마다 공동부를 구획하는 격벽부재를 마련하기 때문에, 각 가스도입부에 공급되는 가스가 섞이는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a first electrode (for example, an upper electrode) applicable to a plasma processing apparatus for introducing gas into two systems into a processing chamber. In this case, even in the case of the cavity part which is large in diameter and provided in the support body over a some gas introduction part, since the partition member which partitions a cavity part is provided for every gas introduction part, the gas supplied to each gas introduction part can be prevented from mixing.

또한, 상기 공동부를 구획하는 격벽부재는 금속 등의 도전체가 아닌, 절연체로 구성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 전극에 고주파 전력을 인가했을 때에 그 격벽부재의 부분에 전계가 집중하여 이상 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, it is preferable that the partition member for partitioning the cavity is made of an insulator, not a conductor such as metal. Thereby, when high frequency electric power is applied to an electrode, it can prevent that an electric field concentrates in the part of the partition member, and abnormal discharge generate | occur | produces.

또한, 상기 격벽부재는 단면이 대략 V자형상인 테이퍼면을 측면으로 하는 수지 링으로 구성해도 좋다. 이와 같이, 격벽부재를 수지로 구성하는 것에 의해, 이상 방전을 방지할 수 있음과 동시에, 격벽부재를 단면이 대략 V자형상인 테이퍼면을 측면으로 하는 링형상으로 형성하는 것에 의해, 수지링은 탄성변형되기 쉽고 그 반발력도 약하기 때문에, 예를 들면 지지체와 전극판의 체결력이 약한 경우에도, 전극판을 확실하게 지지체에 부착할 수 있다. 또한, 격벽부재는 세라믹스계 재료를 용사하여 형성해도 좋다. 이것에 의해서도, 이상 방전을 방지할 수 있다. The partition member may be formed of a resin ring having a tapered surface having a substantially V-shaped cross section as a side surface. Thus, by forming the partition member from resin, abnormal discharge can be prevented, and the partition ring is formed into a ring shape with the tapered surface having a substantially V-shaped cross section on the side, so that the resin ring is elastic. Since it is easy to deform | transform and its repulsive force is weak, even if the fastening force of a support body and an electrode plate is weak, for example, an electrode plate can be reliably attached to a support body. The partition member may be formed by spraying a ceramic material. This also prevents abnormal discharge.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 제1, 제2 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해서, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 피처리 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단과, 상기 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 흘리는 처리 가스 공급유로와, 상기 처리 가스 공급유로로부터 분기하여 상기 제1, 제2 가스도입부에 각각 접속하는 제1, 제2 분기유로와, 상기 처리 가스 공급유로로부터 상기 제1, 제2 분기유로로 분류되는 처리 가스의 분류량을 상기 제1, 제2 분기유로내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단과, 소정의 부가 가스를 공급하는 부가 가스 공급 수단과, 상기 부가 가스 공급 수단으로부터의 부가 가스를 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 제1 분기유로 또는 상기 제2 분기유로에 합류시키는 부가 가스 공급유로를 구비하고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합하여 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다.In order to solve the above-mentioned problems, according to another aspect of the present invention, the first electrode and the second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, and the first electrode is divided into the first and second gas introduction portions, and each gas introduction portion is provided. Forming a plurality of gas ejection holes and supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while generating a plasma from each of the gas introduction portions toward the substrate to be supported by the second electrode to generate plasma; A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma processing on the substrate to be processed, comprising: processing gas supply means for supplying a processing gas for processing the substrate and a processing gas for flowing the processing gas from the processing gas supply means 1st and 2nd branches which branch off from a supply flow path and the said process gas supply flow path, and are connected to the said 1st, 2nd gas introduction part, respectively. A fractionation amount adjusting means for adjusting a fractionation amount of the processing gas classified into the furnace and the first and second branch passages from the process gas supply passage on the basis of the pressure in the first and second branch passages; An additional gas supply passage for supplying a gas, and an additional gas supply passage for joining the additional gas from the additional gas supply means to the first branch channel or the second branch channel downstream from the fractionation amount adjusting means; And the first electrode is an electrode plate facing the second electrode, a support body bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and the electrode in the support body. It is provided in the joining surface with a board, Comprising: It is provided with the cavity part of the shape which differs in height from a center part and the periphery part, and the partition member which partitions the said cavity part for every said gas introduction part. The plasma processing apparatus to be provided.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 제 1 및 제 2 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 피처리 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단과, 상기 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 흘리는 처리 가스 공급로와, 상기 처리 가스 공급유로로부터 분기하여 상기 제1, 제2 가스도입부에 각각 접속하는 처리 가스용 제1, 제2 분기유로와, 상기 처리 가스 공급로로부터 상기 각 처리 가스용 제1, 제2 분기유로로 분류되는 처리 가스의 분류량을 상기 각 처리 가스용 제1, 제2 분기유로내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단과, 소정의 부가 가스를 공급하는 부가 가스 공급 수단과, 상기 부가 가스 공급 수단으로부터의 부가 가스를 흘리는 부가 가스 공급로와, 상기 부가 가스 공급로로부터 분기하여 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 처리 가스용 제1 분기유로에 접속되는 부가 가스용 제1 분기유로와, 상기 부가 가스 공급로로부터 분기하여 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 처리 가스용 제2 분기유로에 접속되는 부가 가스용 제2 분기유로와, 상기 부가 가스용 제1 분기유로와 상기 부가 가스용 제2 분기유로 중, 상기 부가 가스 공급로부터의 부가 가스를 흘리는 유로를 전환하기 위한 유로 전환 수단을 구비하고, 상기 제l 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합하여 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, in the process chamber, the first electrode and the second electrode are disposed to face each other, and the first electrode is divided into the first and second gas introduction portions, and each gas introduction portion is provided. Forming a plurality of gas ejection holes and supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while generating a plasma from each of the gas introduction portions toward the substrate to be supported by the second electrode to generate plasma; A plasma processing apparatus which performs a predetermined plasma processing on the substrate to be processed, comprising: processing gas supply means for supplying a processing gas for processing the substrate to be processed and a processing gas for flowing the processing gas from the processing gas supply means Process gas agent branched from a supply passage and the process gas supply passage and connected to the first and second gas introduction portions, respectively. The flow rate of the process gas classified into the 1st, 2nd branch flow path and the said 1st, 2nd branch flow path for each process gas from the said process gas supply path is made into the pressure in the 1st, 2nd branch flow path for each process gas. The flow rate adjustment means for adjusting based on the flow rate, the additional gas supply means for supplying a predetermined additional gas, the additional gas supply passage through which the additional gas from the additional gas supply means flows, and branched from the additional gas supply path, the classification is performed. The first branch flow path for the additional gas connected to the first branch flow path for the processing gas downstream from the amount adjusting means, and the second gas for the processing gas branched from the additional gas supply path and downstream from the flow rate adjusting means. From the additional gas supply among the second branch flow path for the additional gas connected to the branch flow path, the first branch flow path for the additional gas, and the second branch flow path for the additional gas. Flow path switching means for switching a flow path through which additional gas flows, wherein the first electrode is bonded to an electrode plate facing the second electrode and a surface opposite to the second electrode side of the electrode plate; It is provided with the support body which supports an electrode plate, the joint part of the shape which differs in height from a center part and the periphery part, and the partition member which partitions the said cavity part for every said gas introduction part provided in the joining surface with the said electrode plate in the said support body. A plasma processing apparatus is provided.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 별도의 관점에 의하면, 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 복수의 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 피처리 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단과, 상기 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 흘리는 처리 가스 공급유로와, 상기 처리 가스 공급유로로부터 분기하여 상기 복수의 가스도입부에 각각 접속하는 복수의 분기유로와, 상기 처리 가스 공급유로로부터 상기 각 분기유로로 분류되는 처리 가스의 분류량을 상기 각 분기유로내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단과, 소정의 부가 가스를 공급하는 복수의 부가 가스 공급 수단과, 상기 각 부가 가스 공급 수단으로부터의 부가 가스를 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 각 분기유로에 합류시키는 부가 가스 공급유로를 구비하고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a first electrode and a second electrode are disposed in the processing chamber so as to face each other, the first electrode is divided into a plurality of gas introduction portions, and each gas introduction portion has a plurality of gases. Forming a jet hole and supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while generating a processing gas from the respective gas introduction portions toward the target substrate supported by the second electrode to generate plasma; A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on a substrate to be processed, comprising: processing gas supply means for supplying a processing gas for processing the substrate, a processing gas supply flow path for flowing a processing gas from the processing gas supply means; And a plurality of branch passages branched from the processing gas supply passage and connected to the plurality of gas introduction portions, respectively. Fractionation amount adjusting means for adjusting a fractionation amount of the processing gas classified into the branch passages from the process gas supply passage on the basis of the pressure in the branch passages, and a plurality of additional gas supply means for supplying a predetermined additional gas; And an additional gas supply passage for joining the additional gas from each of the additional gas supply means to the respective branch flow paths downstream from the flow rate adjusting means, wherein the first electrode is an electrode facing the second electrode. It is provided in the joining surface of a board, the support body which joins to the surface on the opposite side to the said 2nd electrode side of the said electrode plate, and supports the said electrode plate, and the said electrode plate in the said support body, and heights in the center part and the peripheral part. A cavity having a different shape and a partition member for partitioning the cavity for each of the gas introduction portions. It is provided.

이러한 본 발명에 의하면, 처리실내에 처리 가스 공급 수단으로부터 복수로 분류되어, 각각 복수의 가스도입부에서 가스를 도입하는 플라즈마 처리 장치에 적 용 가능한 제1 전극을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a first electrode which is classified into a plurality from the processing gas supply means in the processing chamber and is applicable to the plasma processing apparatus for introducing gas from the plurality of gas introduction portions, respectively.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복설명을 생략한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Preferred embodiment of this invention is described in detail, referring an accompanying drawing below. In addition, in this specification and drawing, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the component which has a substantially same functional structure.

(제1 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 구성예)(Configuration example of plasma processing apparatus according to the first embodiment)

우선, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에 대해서여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)는 처리실내에 1계통으로 가스를 도입하기 위한 상부 전극을 구비하는 평행평판형의 플라즈마 에칭 장치이다. First, the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment. The plasma processing apparatus 100 shown in FIG. 1 is a parallel plate type plasma etching apparatus having an upper electrode for introducing gas into one system in a processing chamber.

플라즈마 처리 장치(100)는 대략 원통형상의 처리용기에 의해 구성되는 처리실(110)을 갖고 있다. 처리용기는 예를 들면 알루미늄합금에 의해 형성되며, 전기적으로 접지되어 있다. 또, 처리용기의 내벽면은 알루미나막(A12O3)또는 이트리아(yttria)(Y2O3)에 의해 피복되어 있다. The plasma processing apparatus 100 has a processing chamber 110 constituted by a substantially cylindrical processing vessel. The treatment vessel is made of, for example, aluminum alloy and is electrically grounded. The inner wall surface of the processing vessel is covered with an alumina film (A1 2 O 3 ) or yttria (Y 2 O 3 ).

처리실(110)내에는 기판으로서의 웨이퍼 W를 탑재하는 탑재대를 겸하는 제2 전극의 일예로서의 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)가 배치되어 있다. 구체적으 로는 서셉터(116)는 처리실(110)내의 바닥부 대략 중앙에 절연판(112)을 거쳐서 마련된 원주형상의 서셉터 지지대(114)상에 지지된다. 서셉터(116)는 예를 들면 알루미늄합금에 의해 형성된다. In the processing chamber 110, a susceptor 116 constituting a lower electrode as an example of a second electrode serving as a mounting table on which a wafer W as a substrate is mounted is disposed. Specifically, the susceptor 116 is supported on the cylindrical susceptor support 114 provided via the insulating plate 112 at the center of the bottom of the processing chamber 110. The susceptor 116 is formed of, for example, aluminum alloy.

서셉터(116)의 상부에는 웨이퍼 W를 유지하는 정전척(118)이 마련되어 있다. 정전척(118)은 내부에 전극(120)을 갖고 있다. 이 전극(120)에는 직류 전원(122)이 전기적으로 접속되어 있다. 정전척(118)은 직류 전원(122)으로부터 전극(120)에 직류 전압이 인가되어 발생하는 쿨롱력에 의해, 그 상면에 웨이퍼 W를 흡착할 수 있게 되어 있다. The electrostatic chuck 118 holding the wafer W is provided on the susceptor 116. The electrostatic chuck 118 has an electrode 120 therein. The DC power supply 122 is electrically connected to this electrode 120. The electrostatic chuck 118 is able to adsorb the wafer W on its upper surface by a Coulomb force generated by applying a DC voltage from the DC power supply 122 to the electrode 120.

또한, 서셉터(116)의 상면에는 정전척(118)의 주위를 둘러싸도록, 포커스링(124)이 마련되어 있다. 또, 서셉터(116) 및 서셉터 지지대(114)의 외주면에는 예를 들면 석영으로 이루어지는 원통형상의 내벽부재(126)가 부착되어 있다. In addition, a focus ring 124 is provided on the upper surface of the susceptor 116 to surround the electrostatic chuck 118. In addition, a cylindrical inner wall member 126 made of, for example, quartz is attached to the outer peripheral surfaces of the susceptor 116 and the susceptor support 114.

서셉터 지지대(114)의 내부에는 링형상의 냉매실(128)이 형성되어 있다. 냉매실(128)은 예를 들면 처리실(110)의 외부에 설치된 칠러(chiller)유닛(도시하지 않음)에, 배관(130a, 130b)을 거쳐서 연통되어 있다. 냉매실(128)에는 배관(130a, 130b)을 거쳐서 냉매(냉매액 또는 냉각수)가 순환 공급된다. 이것에 의해, 서셉터(116)상의 웨이퍼 W의 온도를 제어할 수 있다. A ring-shaped refrigerant chamber 128 is formed inside the susceptor support 114. The coolant chamber 128 communicates with a chiller unit (not shown) installed outside the processing chamber 110 via pipes 130a and 130b, for example. The coolant (refrigerant or cooling water) is circulated and supplied to the coolant chamber 128 through the pipes 130a and 130b. Thereby, the temperature of the wafer W on the susceptor 116 can be controlled.

정전척(118)의 상면에는 서셉터(116) 및 서셉터 지지대(114)내를 통과하는 가스 공급 라인(132)이 통해져 있다. 이 가스 공급 라인(132)을 거쳐서 웨이퍼 W와 정전척(118)의 사이에 He가스 등의 전열가스(백사이드가스)를 공급할 수 있도록 되어 있다. On the upper surface of the electrostatic chuck 118 is a gas supply line 132 passing through the susceptor 116 and the susceptor support 114. The heat transfer gas (backside gas) such as He gas can be supplied between the wafer W and the electrostatic chuck 118 via the gas supply line 132.

서셉터(116)의 위쪽에는 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)와 평행하게 대향하는 제1 전극의 일예로서의 상부 전극(300)이 마련되어 있다. 서셉터(116)와 상부 전극(300)의 사이에는 플라즈마 생성공간 PS가 형성된다. Above the susceptor 116, an upper electrode 300 as an example of the first electrode facing in parallel with the susceptor 116 constituting the lower electrode is provided. The plasma generation space PS is formed between the susceptor 116 and the upper electrode 300.

상부 전극(300)은 원판형상의 내측 상부 전극(302)과, 이 내측 상부 전극(302)의 외측을 둘러싸는 링형상의 외측 상부 전극(304)을 구비한다. 내측 상부 전극(302)은 서셉터(116)에 탑재된 웨이퍼 W상의 플라즈마 생성공간 PS를 향해서 소정의 가스를 분출하는 처리 가스 도입부로서의 기능도 겸비하며, 소위 샤워헤드를 구성한다. The upper electrode 300 includes a disk-shaped inner upper electrode 302 and a ring-shaped outer upper electrode 304 surrounding the outer side of the inner upper electrode 302. The inner upper electrode 302 also has a function as a processing gas introduction unit that ejects a predetermined gas toward the plasma generation space PS on the wafer W mounted on the susceptor 116 and constitutes a so-called shower head.

구체적으로는 내측 상부 전극(302)은 다수의 가스분출 구멍(312)을 갖는 원형형상의 전극판(310)과, 전극판(310)의 상면측을 착탈자유롭게 지지하는 전극지지체(320)를 구비한다. 전극지지체(320)는 전극판(310)과 대략 동일한 직경의 원판형상으로 형성된다. 전극지지체(320)는 예를 들면 알루미늄으로 구성되며, 그 내부에는 원판형상의 공간으로 이루어지는 가스확산용의 버퍼실(322)이 형성되어 있다. 버퍼실(322)에는 가스 공급 장치(200)의 처리 가스가 도입되도록 되어 있다. 또한 버퍼실(322)의 하면에는 가스분출 구멍(312)이 연통되어 있다. 또한, 상부전극(300)의 구성예에 대해서는 후술한다.Specifically, the inner upper electrode 302 includes a circular electrode plate 310 having a plurality of gas ejection holes 312 and an electrode support 320 that freely supports the upper surface side of the electrode plate 310. do. The electrode support 320 is formed in a disk shape having a diameter substantially the same as that of the electrode plate 310. The electrode support 320 is made of, for example, aluminum, and a buffer chamber 322 for gas diffusion formed in a disk-shaped space is formed therein. The processing gas of the gas supply device 200 is introduced into the buffer chamber 322. In addition, a gas ejection hole 312 communicates with the lower surface of the buffer chamber 322. In addition, the structural example of the upper electrode 300 is mentioned later.

내측 상부 전극(302)과 외측 상부 전극(304)의 사이에는 링형상의 유 전체(306)가 개재되어 있다. 외측 상부 전극(304)과 처리실(110)의 내주벽의 사이에는 예를 들면 알루미나로 이루어지는 링형상의 절연성 차폐부재(308)가 기밀하게 개재되어 있다. A ring-shaped dielectric 306 is interposed between the inner upper electrode 302 and the outer upper electrode 304. A ring-shaped insulating shielding member 308 made of, for example, alumina is hermetically interposed between the outer upper electrode 304 and the inner circumferential wall of the processing chamber 110.

외측 상부 전극(304)에는 급전(전기공급)통(152), 커넥터(150), 상부급전봉(148), 정합기(146)를 거쳐서 제1 고주파 전원(154)이 전기적으로 접속되어 있다. 제1 고주파 전원(154)은 40㎒ 이상(예를 들면 60㎒)의 주파수의 고주파 전압을 출력할 수 있다. The first high frequency power supply 154 is electrically connected to the outer upper electrode 304 via a power supply (electric supply) cylinder 152, a connector 150, an upper power supply rod 148, and a matching unit 146. The first high frequency power supply 154 may output a high frequency voltage having a frequency of 40 MHz or more (for example, 60 MHz).

급전통(152)은 예를 들면 하면이 개구된 대략 원통형으로 형성되고, 하단부가 외측 상부 전극(304)에 접속되어 있다. 급전통(152)의 상면 중앙부에는 커넥터(150)에 의해서 상부 급전봉(148)의 하단부가 전기적으로 접속되어 있다. 상부 급전봉(148)의 상단부는 정합기(146)의 출력측에 접속되어 있다. 정합기(146)는 제1 고주파 전원(154)에 접속되어 있고, 제1 고주파 전원(154)의 내부 임피던스와 부하 임피던스를 정합시킬 수 있다. The feed cylinder 152 is formed in a substantially cylindrical shape with a lower surface open, for example, and has a lower end connected to the outer upper electrode 304. The lower end of the upper feed rod 148 is electrically connected to the center of the upper surface of the feed tube 152 by the connector 150. The upper end of the upper feed rod 148 is connected to the output side of the matching unit 146. The matcher 146 is connected to the first high frequency power supply 154, and may match the internal impedance of the first high frequency power supply 154 with the load impedance.

급전통(152)의 외측은 처리실(110)과 대략 동일한 직경의 측벽을 갖는 원통형상의 접지도체(111)에 의해 덮여져 있다. 접지도체(111)의 하단부는 처리실(110)의 측벽 상부에 접속되어 있다. 접지도체(111)의 상면 중앙부에는 상술한 상부 급전봉(148)이 관통하고 있으며, 접지도체(111)와 상부급전봉(148)의 접점부에는 절연부재(156)가 개재하고 있다. The outer side of the feed cylinder 152 is covered by a cylindrical ground conductor 111 having sidewalls of approximately the same diameter as the processing chamber 110. The lower end portion of the ground conductor 111 is connected to the upper sidewall of the processing chamber 110. The upper feed rod 148 is penetrated through the center of the upper surface of the ground conductor 111, and the insulating member 156 is interposed between the ground conductor 111 and the contact portion of the upper feed rod 148.

전극지지체(320)의 상면에는 하부 급전봉(170)이 전기적으로 접속되어 있다. 하부 급전봉(170)은 상부 급전봉(148)에 커넥터(150)를 거쳐서 접속되어 있다. 하부 급전봉(170)와 상부 급전봉(148)은 상부 전극(300)에 제 1 고주파 전원(154)부터의 고주파 전력을 공급하기 위한 급전봉을 구성한다(이하, 단지 「급전봉(170)」이라고도 함). 하부급전봉(170)의 도중에는 가변 콘덴서(172)가 마련되어 있다. 이 가변 콘덴서(172)의 정전 용량을 조정하는 것에 의해, 제1 고주파 전원(154)으로부터 고주파 전압을 인가했을 때에 외측 상부 전극(304)의 바로 아래에 형성되는 전계 강도와, 내측 상부 전극(302)의 바로 아래에 형성되는 전계 강도의 상대적인 비율을 조정할 수 있다. The lower feed rod 170 is electrically connected to the upper surface of the electrode support 320. The lower feed rod 170 is connected to the upper feed rod 148 via the connector 150. The lower feed rod 170 and the upper feed rod 148 constitute a feed rod for supplying the high frequency power from the first high frequency power source 154 to the upper electrode 300 (hereinafter, simply referred to as the “feed rod 170”). "Sam Browne). The variable capacitor 172 is provided in the middle of the lower feed rod 170. By adjusting the capacitance of the variable capacitor 172, when the high frequency voltage is applied from the first high frequency power supply 154, the electric field strength formed directly below the outer upper electrode 304 and the inner upper electrode 302. You can adjust the relative proportion of the field strength that is formed just below.

처리실(110)의 바닥부에는 배기구(174)가 형성되어 있다. 배기구(174)는 배기관(176)을 거쳐서 진공 펌프 등을 구비한 배기 장치(178)에 접속되어 있다. 이 배기 장치(178)에 의해서 처리실(110)내를 배기하는 것에 의해, 처리실(110)내를 원하는 진공도로 감압할 수 있다. An exhaust port 174 is formed at the bottom of the process chamber 110. The exhaust port 174 is connected to an exhaust device 178 provided with a vacuum pump or the like via the exhaust pipe 176. By evacuating the inside of the process chamber 110 by the exhaust device 178, the inside of the process chamber 110 can be reduced in a desired vacuum degree.

서셉터(116)에는 정합기(180)를 거쳐서 제2 고주파 전원(182)이 전기적으로 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(182)은 예를 들면 2㎒∼20㎒의 범위, 예를 들면 2㎒의 주파수의 고주파 전압을 출력할 수 있다. The second high frequency power supply 182 is electrically connected to the susceptor 116 via a matcher 180. The second high frequency power supply 182 may output a high frequency voltage in a range of, for example, 2 MHz to 20 MHz, for example, a frequency of 2 MHz.

상부 전극(300)의 내측 상부 전극(302)에는 로우패스필터(LPF)(184)가 전기적으로 접속되어 있다. 로우패스필터(184)는 제1 고주파 전원(154)으로부터의 고주파를 차단하고, 제2 고주파 전원(182)으로부터의 고주파를 그라운드(ground)에 통과시키기 위한 것이다. 한편, 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)에는 하이패스필터(HPF)(186)가 전기적으로 접속되어 있다. 하이패스필터(186)는 제1 고주파 전원(154)으로부터의 고주파를 그라운드(ground)에 통과시키기 위한 것이다. A low pass filter (LPF) 184 is electrically connected to the inner upper electrode 302 of the upper electrode 300. The low pass filter 184 cuts the high frequency from the first high frequency power source 154 and passes the high frequency from the second high frequency power source 182 to ground. On the other hand, a high pass filter (HPF) 186 is electrically connected to the susceptor 116 constituting the lower electrode. The high pass filter 186 is for passing high frequency from the first high frequency power supply 154 to ground.

상부 전극(300)에 가스를 공급하는 가스 공급 장치(200)는 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이 웨이퍼에 대해 성막이나 에칭 등의 소정의 처리를 실행하기 위한 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단(210)을 구비한다. 처리 가스 공급 수단(210)은 처리 가스 공급로를 구성하는 처리 가스 공급배관(202)이 접속되고, 처리 가스 공급배관(202)은 내측 상부 전극(302)의 버퍼실(322)에 접속된다. The gas supply device 200 for supplying gas to the upper electrode 300 is, for example, a processing gas supply means for supplying a processing gas for performing a predetermined process such as film formation or etching on a wafer as shown in FIG. 1. 210 is provided. The process gas supply means 210 is connected to a process gas supply pipe 202 constituting the process gas supply path, and the process gas supply pipe 202 is connected to the buffer chamber 322 of the inner upper electrode 302.

플라즈마 처리 장치(100)에는 그 각 부를 제어하는 제어부(400)가 접속되어 있다. 제어부(400)에 의해, 예를 들면 가스 공급 장치(200)에 있어서의 처리 가스 공급 수단(210)등 이외에, 직류 전원(122), 제1 고주파 전원(154) 및 제2 고주파 전원(182) 등이 제어되도록 되어 있다. The plasma processing apparatus 100 is connected to a control unit 400 for controlling each unit. By the control unit 400, the DC power source 122, the first high frequency power source 154, and the second high frequency power source 182, for example, in addition to the processing gas supply means 210 and the like in the gas supply device 200, for example. And the like are controlled.

(상부 전극의 구성예)(Configuration example of upper electrode)

여기서, 상부 전극(300)의 구체적인 구성예에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 2는 본 실시형태에 관한 상부 전극(300)의 내측 상부 전극(302)의 구성예를 나타내는 모식도이다. Here, the specific structural example of the upper electrode 300 is demonstrated in detail, referring drawings. FIG. 2: is a schematic diagram which shows the structural example of the inner upper electrode 302 of the upper electrode 300 which concerns on this embodiment.

도 2에 나타내는 바와 같이, 내측 상부 전극(302)은 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)에 대향하도록 마련된 전극판(310)과, 전극판(310)의 서셉터(116)측과는 반대측의 면(여기서는 전극판의 이면)에 접합해서 전극판(310)을 착탈자유롭게 지지하는 전극지지체(320)를 구비한다. As shown in FIG. 2, the inner upper electrode 302 is opposite to the electrode plate 310 provided to face the susceptor 116 constituting the lower electrode, and the susceptor 116 side of the electrode plate 310. It is provided with the electrode support body 320 which attaches to the surface (here back surface of an electrode plate), and supports the electrode plate 310 detachably.

또, 전극지지체(320)는 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이 상부부재(324)와 그 하측에 마련되는 냉각 플레이트(326)로 나누어 구성해도 좋다. 이 경우, 예를 들면 상부부재(324)는 그 내부에 냉매가 순환하는 냉각재킷(도시하지 않음)을 마련하고, 냉각 플레이트(326)를 거쳐서 전극판(310)을 원하는 온도로 제어하도록 구성해도 좋다. 또, 전극지지체(320)는 일체로 구성하도록 해도 좋다. In addition, the electrode support 320 may be divided into an upper member 324 and a cooling plate 326 provided below, for example, as shown in FIG. 2. In this case, for example, the upper member 324 may be configured to provide a cooling jacket (not shown) through which the refrigerant circulates, and to control the electrode plate 310 to a desired temperature via the cooling plate 326. good. In addition, the electrode support 320 may be integrally formed.

전극지지체(320)에는 전극판(310)의 이면측에 전극판(310)에 접하도록 중심부와 주연부에서 높이(두께)가 다른 형상의 유전체부의 일예로서의 공동부(비유전률=1)(330)가 마련되어 있다. 공동부(330)는 그 주연부에서 중심부를 향해 높이가 서서히 높아지도록 구성된다. 예를 들면 직경이 다른 복수(예를 들면 3개)의 원판형상 공동부를 복수단 적층한 형상이며, 원판형상 공동부의 직경은 전극지지체(320)의 전극판(310)측으로부터 그 반대측(여기서는 이면측)을 향해 서서히 작아지도록 구성된다. The electrode support 320 has a cavity (relative permittivity = 1) 330 as an example of a dielectric part having a shape different in height (thickness) at the center and the periphery thereof so as to contact the electrode plate 310 on the back side of the electrode plate 310. Is provided. The cavity 330 is configured to gradually increase in height from its periphery toward the center. For example, a plurality of (eg three) disk-shaped cavity portions having different diameters are stacked in multiple stages, and the diameter of the disk-shaped cavity portion is opposite from the electrode plate 310 side of the electrode support 320 (in this case, the back surface). Toward the side).

이러한 공동부(330)를 꺼내어 모식적으로 나타낸 것을 도 3에 도시한다. 공동부(330)는 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 3개의 원판형상 공동부(332, 334, 336)를 적층한 형상으로 구성한다. 여기서는 무엇보다도 전극판(310)측에 위치하는 것부터 순서대로 제1 원판형상 공동부(332), 제2 원판형상 공동부(334), 제3 원판형상 공동부(336)로 한다. 각 원판형상 공동부(332, 334, 336)의 직경을 각각 dl, d2, d3으로 하면, d1>d2>d3이다. 원판형상 공동부(332, 334, 336)의 두께(높이)를 각각 t1, t2, t3으로 한다. 공동부(330)는 유전체(비유전률=1)로서 기능하므로, t1, t2, t3은 예를 들면 유전율 ε의 배수로 나타내도록 해도 좋다. 3 schematically shows the cavity 330 taken out. The cavity part 330 is comprised, for example in the shape which laminated | stacked three disk-shaped cavity parts 332, 334, 336 as shown in FIG. Here, the first disc-shaped cavity 332, the second disc-shaped cavity 334, and the third disc-shaped cavity 336 are arranged in this order from the position located on the electrode plate 310 side. When the diameter of each disk-shaped cavity part 332, 334, 336 is set to dl, d2, and d3, it is d1> d2> d3. The thickness (height) of the disk-shaped cavity portions 332, 334, and 336 is t1, t2, and t3, respectively. Since the cavity 330 functions as a dielectric (relative permittivity = 1), t1, t2, and t3 may be represented by, for example, multiples of the dielectric constant?.

즉, 공동부(330)는 유전체(비유전률=1)로서 기능하며, 상부 전극(300)에 공급되는 고주파 전력의 주파수에 있어서 공진이 발생하며, 또한 그 중에 전극판(310)에 대해서 직교하는 전계가 발생하도록 각 원판형상 공동부(332, 334, 336)의 치수(직경과 높이)가 결정된다. 이와 같이 공동부(330)에 공진이 발생하여 전극판(310)에 대해 직교하는 전계가 발생하는 경우에는 공동부(330)의 전계와 전극 판(310)의 전계가 결합하여, 공동부(330)의 전계에 의해서 전극판(310)에 있어서의 공동부(330)의 바로 아래(예를 들면 전극 중심부에서 전극 주연부까지)의 전계를 제어할 수 있다. That is, the cavity 330 functions as a dielectric (relative permittivity = 1), and resonance occurs at a frequency of high frequency power supplied to the upper electrode 300, and is perpendicular to the electrode plate 310. The dimensions (diameter and height) of each disc-shaped cavity 332, 334, 336 are determined so that an electric field is generated. As described above, when resonance occurs in the cavity 330 to generate an electric field perpendicular to the electrode plate 310, the electric field of the cavity 330 and the electric field of the electrode plate 310 are coupled to each other. ), The electric field just below the cavity 330 in the electrode plate 310 (for example, from the electrode center to the periphery of the electrode) can be controlled.

또, 공동부(330)에 이것과 동일 형상의 유전체부재를 매립해서 유전체부를 구성하도록 해도 좋다. 이것에 의하면, 유전체부재의 유전율에 의해 유전체부의 유전율이 정해지므로, 유전체 부재를 선택하는 것에 의해서 유전체부의 유전율을 원하는 유전율로 할 수 있다. 유전체부재로서는 비유전률이 1∼10인 것이 바람직하다. 이 범위의 비유전률을 나타내는 것으로서, 석영(비유전률=3∼10), 알루미나나 질화알루미늄 등의 세라믹스(비유전률=5∼10), 테프론(등록상표)나 폴리이미드 등의 수지(비유전률=2∼3)를 들 수 있다. 또, 상기 유전체부재는 일체로 구성해도 좋고, 또한 예를 들면 각 원판형상 공동부(332, 334, 336)의 치수에 맞는 복수의 원판형상 유전체부재를 적층해서 구성해도 좋다. Further, a dielectric member having the same shape as that in the cavity 330 may be embedded to constitute the dielectric portion. According to this, since the dielectric constant of the dielectric part is determined by the dielectric constant of the dielectric member, the dielectric constant of the dielectric part can be made desired by selecting the dielectric member. The dielectric member preferably has a relative dielectric constant of 1 to 10. As the relative dielectric constant of this range, quartz (relative dielectric constant = 3-10), ceramics such as alumina or aluminum nitride (relative dielectric constant = 5-10), resins such as Teflon (registered trademark) or polyimide (relative dielectric constant = 2) to 3). Moreover, the said dielectric member may be comprised integrally, for example, you may laminate | stack and comprise the several disk-shaped dielectric member matching the dimension of each disk-shaped cavity part 332, 334, 336, for example.

또한, 전극판(310)으로서는 상술한 바와 같이 공동부(330) 또는 유전체부재 등으로 구성되는 유전체부의 전계와 전극판(310)의 전계를 결합시키기 위해, 전극판(310)에 있어서 고주파 전력이 공급되는 부분의 전극판 표면(전극판의 하면)으로부터의 두께, 즉 하기의 수학식 1로 나타내는 스킨깊이 δ가 전극판(310)의 두께보다 큰 것이 바람직하다. As the electrode plate 310, as described above, in order to combine the electric field of the dielectric part composed of the cavity 330 or the dielectric member and the electric field of the electrode plate 310, high frequency power is applied to the electrode plate 310. It is preferable that the thickness from the surface of the electrode plate (lower surface of the electrode plate) of the portion to be supplied, that is, the skin depth δ represented by Equation 1 below, is larger than the thickness of the electrode plate 310.

δ=(2ρ/ωμ)l/2 δ = (2ρ / ωμ) l / 2

상기 수학식 1에 있어서, ω는 고주파 전력의 각 주파수(=2πf(f: 주파수))이며, ρ는 전극판의 비저항이며, μ는 전극판의 투자율이다. In Equation 1,? Is each frequency (= 2? F (f: frequency)) of high frequency power,? Is the resistivity of the electrode plate, and? Is the permeability of the electrode plate.

전극판(310)은 Si나 SiC 등의 도전체 또는 반도체로 구성되어 있고, 한편 상기 스킨깊이 δ는 전극판(310)의 저항이 클수록 커지므로, 스킨깊이 δ를 전극판(310)의 두께보다도 크게 하는 관점에서는 예를 들면 고주파 전력의 주파수가 60㎒인 경우에는 전극판(310)의 비저항은 0.5Ω·m 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.75Ω·m이다. 이와 같이 전극판(310)을 비교적 고저항으로 하기 위해서는 전극판(310)이 Si제인 경우에는 예를 들면 B의 도펀트량을 조정하고, SiC제인 경우에는 예를 들면 소결시의 압력을 조정한다. The electrode plate 310 is composed of a conductor or a semiconductor such as Si, SiC, etc., while the skin depth δ increases as the resistance of the electrode plate 310 increases, so that the skin depth δ is greater than the thickness of the electrode plate 310. For example, when the frequency of the high frequency power is 60 MHz, the specific resistance of the electrode plate 310 is preferably 0.5 Ω · m or more, more preferably 0.75 Ω · m. Thus, in order to make the electrode plate 310 relatively high resistance, when the electrode plate 310 is made of Si, for example, the dopant amount of B is adjusted, and when made of SiC, for example, the pressure at the time of sintering is adjusted.

이러한 스킨깊이(δ)가 전극판(310)의 두께보다도 커지면, 전계가 전극판(310)을 투과한다. 예를 들면 고주파 전력의 주파수가 60㎒, 전극판(310)의 두께가 10㎜인 경우, 비저항이 0.1Ω·m 이상으로 하면 스킨깊이 δ가 10㎜ 이상으로 된다. 이 때 공동부(유전체부재)(330)는 도전체로 둘러싸인 상태로 된다. 이와 같이 도전체로 둘러싸인 유전체가 존재하면 그 치수 및 유전율에 의해서 결정할 수 있는 주파수에서 공진이 발생한다. 또한, 공동부(330)의 경우는 비유전률 1의 유전체로서 기능하며, 그 치수에 의해서 결정되는 주파수에서 공진이 발생한다. When the skin depth δ is larger than the thickness of the electrode plate 310, the electric field passes through the electrode plate 310. For example, when the frequency of the high frequency power is 60 MHz and the thickness of the electrode plate 310 is 10 mm, the skin depth δ is 10 mm or more when the specific resistance is 0.1? M or more. At this time, the cavity (dielectric member) 330 is surrounded by a conductor. In this way, when a dielectric surrounded by a conductor exists, resonance occurs at a frequency that can be determined by its dimensions and dielectric constant. The cavity 330 also functions as a dielectric having a relative dielectric constant of 1, and resonance occurs at a frequency determined by its dimensions.

예를 들면 공동부(330)가 1단인 원판형상 공동부의 경우에는 공진의 주파수 는 그 원판형상 공동부의 반경과 높이에 의해서 결정된다. 여기서, 전극판(310)의 이면측에 높이 L, 반경 r의 원통형의 공동부를 형성하는 경우를 고려하면, 공진에 있어서의 각 주파수 ωo는 하기 수학식 2에 의해서 구해진다. For example, in the case of a disk-shaped cavity having one stage of the cavity 330, the frequency of resonance is determined by the radius and height of the disk-shaped cavity. Here, considering the case where the cylindrical cavity of height L and the radius r is formed in the back surface side of the electrode plate 310, each frequency omega in resonance is calculated | required by following formula (2).

(ωo/c)2= k1 2+ n2π2/L2 (ωo / c) 2 = k 1 2 + n 2 π 2 / L 2

상기 수학식 2에 있어서, c는 매질중의 광속도, k1은 TE 모드시의 Jm′(k1r)=0, TM모드시의 Jm(k1r)=0의 근부터 구해진다. 여기서, Jm은 베슬(vessel) 함수이며, Jm′는 베슬 함수의 미분이다. In the above equation 2, c is speed of light, k of the medium 1 is obtained from the root of J m (k 1 r) = 0 when J m '(k 1 r) = 0, TM mode at the TE mode . Where J m is the vessel function and J m ′ is the derivative of the vessel function.

이것을 본 실시형태에 관한 복수단의 원판형상 공동부에 의해 구성되는 공동부(330), 예를 들면 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같은 3단의 원판형상 공동부에 적용하면, 도 3에 나타내는 바와 같은 각 원판공동부(332, 334, 336)의 반경 r과 전극판(310)으로부터의 높이 L에 따라서 각각 공진이 발생하는 것으로 고려된다. When this is applied to the cavity part 330 comprised by the plural-step disk shaped cavity part which concerns on this embodiment, for example, three steps of disk shaped cavity parts as shown to FIG. 2, FIG. 3, it shows in FIG. It is considered that resonance occurs, respectively, according to the radius r of each disc cavity portion 332, 334, 336 and the height L from the electrode plate 310 as described above.

구체적으로는 예를 들면 제1 원판공동부(332)를 마련한 경우에 반경 r=d1/2과 전극판(310)으로부터의 높이 L=t1에서 발생하는 공진과, 제2 원판공동부(334)를 마련한 경우에 반경 r=d2/2과 전극판(310)으로부터의 높이 L= t1+t2에서 발생하는 공진과, 제3 원판공동부(336)를 마련한 경우에 반경 r= d3/2와 전극판(310)으로부 터의 높이 L= t1+ t2+ t3에서 발생하는 공진이 발생하고 있는 것으로 고려할 수 있다. Specifically, for example, when the first disc cavity portion 332 is provided, the resonance generated at the radius r = d1 / 2 and the height L = t1 from the electrode plate 310 and the second disc cavity portion 334. The resonance generated at the radius r = d2 / 2 and the height L = t1 + t2 from the electrode plate 310 in the case of providing?, And the radius r = d3 / 2 and the electrode in the case of providing the third disc cavity 336? It can be considered that the resonance occurring at the height L = t1 + t2 + t3 from the plate 310 is occurring.

이 때문에, 3단의 원판형상 공동부에 발생하는 전계는 상기 각 공진에 의해서 발생하는 전계의 합성으로 된다. 그리고, 이러한 공진이 생겨 전극판(310)에 대해 직교하는 전계가 생기면, 공동부(330)의 전계와 전극판(310)의 전계가 결합한다. 따라서, 각 원판공동부(332, 334, 336)의 반경 r과 전극판(310)으로부터의 높이 L을 조정하는 것에 의해, 공동부(330)에 발생하는 전계를 더욱 세세하게 제어할 수 있으므로, 전극판(310)에 있어서의 공동부(330)의 바로 아래(예를 들면 전극 중심부에서 전극 주연부까지)의 넓은 범위로 전계를 제어할 수 있다. For this reason, the electric field which generate | occur | produces in a three-stage disc shaped cavity part becomes a synthesis | combination of the electric field which arises by each said resonance. When such resonance occurs and an electric field perpendicular to the electrode plate 310 is generated, the electric field of the cavity 330 and the electric field of the electrode plate 310 are coupled. Therefore, the electric field generated in the cavity portion 330 can be more finely controlled by adjusting the radius r of each disc cavity portion 332, 334, 336 and the height L from the electrode plate 310. The electric field can be controlled in a wide range just below the cavity 330 in the plate 310 (for example, from the electrode center to the electrode periphery).

(플라즈마 처리 장치의 동작) (Operation of Plasma Processing Equipment)

다음에, 이상과 같은 상부 전극(300)을 구비한 플라즈마 처리 장치(100)의 동작에 대해서, 웨이퍼 W에 형성된 산화막을 에칭하는 경우를 예로 들어 설명한다. 우선, 웨이퍼 W는 도시하지 않은 게이트밸브가 개방된 후, 도시하지 않은 로드록실로부터 처리실(110)내로 반입되고, 정전척(118)상에 탑재된다. 그리고, 직류 전원(122)으로부터 직류 전압이 인가되는 것에 의해서, 웨이퍼 W가 정전척(118)상에 정전 흡착된다. 다음에, 게이트밸브가 닫혀지고, 배기 장치(178)에 의해서, 처리실(110)내가 소정의 진공도까지 진공배기된다. Next, the operation of the plasma processing apparatus 100 including the upper electrode 300 as described above will be described taking the case of etching the oxide film formed on the wafer W as an example. First, after the gate valve (not shown) is opened, the wafer W is loaded into the processing chamber 110 from the load lock chamber (not shown) and mounted on the electrostatic chuck 118. The wafer W is electrostatically attracted onto the electrostatic chuck 118 by applying a direct current voltage from the direct current power source 122. Next, the gate valve is closed, and the exhaust device 178 evacuates the inside of the processing chamber 110 to a predetermined degree of vacuum.

그 후, 처리 가스 공급 수단(210)으로부터 처리 가스가 예를 들면 매스플로 컨트롤러 등에 의해서 그 유량이 조정되면서, 처리 가스 공급배관(202)을 거쳐서 상부 전극(300)내의 버퍼실(322)에 도입된다. 버퍼실(322)에 도입된 처리 가스는 전극판(310)의 가스분출 구멍(312)으로부터 웨이퍼 W에 대해 균일하게 토출되고, 처리실(110)내의 압력이 소정의 값으로 유지된다. Thereafter, the flow rate of the processing gas from the processing gas supply means 210 is controlled by, for example, a mass flow controller or the like, and introduced into the buffer chamber 322 in the upper electrode 300 via the processing gas supply pipe 202. do. The processing gas introduced into the buffer chamber 322 is uniformly discharged from the gas ejection hole 312 of the electrode plate 310 with respect to the wafer W, and the pressure in the processing chamber 110 is maintained at a predetermined value.

그리고, 제1 고주파 전원(154)으로부터는 27∼150㎒ 예를 들면 60㎒의 고주파 전력이 상부 전극(300)에 인가된다. 이것에 의해, 상부 전극(300)과 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)의 사이에 고주파 전계가 발생하고, 처리 가스가 해리하여 플라즈마화된다. 한편, 제2 고주파 전원(182)으로부터는 1∼20㎒ 예를 들면 2㎒의 고주파가 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)에 인가된다. 이것에 의해, 플라즈마중의 이온이 서셉터(116)측에 인입되고, 이온어시스트에 의해 에칭의 이방성이 높여진다. 이와 같이, 상부 전극(300)에 인가하는 고주파 전력의 주파수를 27㎒보다 높게 하는 것에 의해, 플라즈마 밀도를 올릴 수 있다. From the first high frequency power supply 154, high frequency power of 27 to 150 MHz, for example 60 MHz, is applied to the upper electrode 300. As a result, a high frequency electric field is generated between the upper electrode 300 and the susceptor 116 constituting the lower electrode, and the processing gas dissociates and becomes plasma. On the other hand, from the second high frequency power source 182, a high frequency of 1 to 20 MHz, for example, 2 MHz is applied to the susceptor 116 constituting the lower electrode. As a result, ions in the plasma are introduced to the susceptor 116 side, and the anisotropy of etching is enhanced by ion assist. Thus, plasma density can be raised by making the frequency of the high frequency electric power applied to the upper electrode 300 higher than 27 MHz.

그런데, 만약 전극판 이면측에 공동부(330)를 마련하지 않은 경우에는 인가 주파수를 상승시켰을 때의 전극 표면의 직경 방향의 인덕턴스의 영향을 받아 전극판(310) 하면에서의 전계의 불균일이 생긴다. However, if the cavity 330 is not provided on the back side of the electrode plate, an electric field non-uniformity occurs on the bottom surface of the electrode plate 310 under the influence of the inductance in the radial direction of the electrode surface when the applied frequency is increased. .

이러한 전계의 불균일이 생기는 원인에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4는 전극지지체(320′)의 전극판 이면측에 공동부를 마련하지 않은 상부 전극에 있어서의 고주파 전력의 공급 경로를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 전극판(310)은 예를 들면 비저항이 0.02Ω·m 정도이며, 급전봉(170)을 거쳐서 공급되는 고주파 전류가 고주파수화되면, 표피 효과에 의해 전극의 표면에만 전력이 공급되어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 고주파 전력은 급전봉(170)의 표면, 전극지지 체(320′)의 상면, 전극지지체(320′)의 측면, 전극판(310)의 측면을 통해서 플라즈마 접촉면인 전극판(310)의 하면에 도달한다. The cause of such an electric field nonuniformity is demonstrated, referring drawings. 4: is sectional drawing which shows typically the high frequency electric power supply path in the upper electrode which does not provide a cavity part in the electrode plate back surface side of the electrode support body 320 '. For example, the electrode plate 310 has a specific resistance of about 0.02 Ω · m, and when the high frequency current supplied through the feed rod 170 becomes high frequency, power is supplied only to the surface of the electrode due to the skin effect, and is shown in FIG. 4. As described above, the high frequency electric power is an electrode plate 310 which is a plasma contact surface through the surface of the feed rod 170, the upper surface of the electrode support 320 ′, the side of the electrode support 320 ′, and the side of the electrode plate 310. To reach the bottom.

이 경우, 급전봉(170)은 전극의 중심에 존재하고 있기 때문에, 전극판(310) 하면의 에지부에서는 어디나 전력이 동일한 위상이며, 또한 전극판(310)의 에지부로부터 동위상으로 중심 방향으로 서서히 전력이 공급되기 때문에, 전극판(310)의 중심과 에지부에서 위상차 r/λ(λ는 전극 표면파의 파장, r는 전극의 반경)이 생긴한다. 이 때문에, 인가 주파수가 높아지면, 전극판(310) 하면의 직경 방향의 인덕턴스를 무시할 수 없게 되어, 상기 위상차에 의한 간섭작용에 의해서, 전극판(130) 하면의 중심 부분의 전계 강도가 에지 부분의 전계 강도보다도 높아지는 현상이 발생한다. 또한, 전극판(310)의 중심위치는 플라즈마와 접해 있기 때문에, RF 등가 회로적으로는 개방단으로 되어 있다. 따라서, 전극판(310) 하면에 있어서 중심부의 전계가 강하게 되어 전계분포에 정재파(定在波) 형태의 불균일이 생긴다. 이것에 의해 플라즈마에 공급되는 전계분포가 불균일하게 되어, 불균일한 플라즈마가 형성된다. In this case, since the power supply rod 170 is located at the center of the electrode, the electric power is in the same phase at the edge portion of the lower surface of the electrode plate 310, and the center direction is in phase from the edge portion of the electrode plate 310. Since the electric power is gradually supplied, the phase difference r / λ (λ is the wavelength of the electrode surface wave and r is the radius of the electrode) is generated at the center and the edge of the electrode plate 310. For this reason, when the applied frequency becomes high, the inductance in the radial direction of the lower surface of the electrode plate 310 cannot be ignored, and the electric field strength of the center portion of the lower surface of the lower surface of the electrode plate 130 is affected by the interference caused by the phase difference. The phenomenon that becomes higher than the electric field strength of H is generated. In addition, since the center position of the electrode plate 310 is in contact with the plasma, the RF equivalent circuit is an open end. Therefore, the electric field of the center part becomes strong in the lower surface of the electrode plate 310, and the nonuniformity of a standing wave form arises in an electric field distribution. As a result, the electric field distribution supplied to the plasma becomes nonuniform, thereby forming nonuniform plasma.

이에 대해, 본 실시형태에 있어서의 상부 전극(300)은 도 5에도 나타내는 바와 같이 전극지지체(320)에 있어서의 전극판(310)과의 접합면에 공동부(330)를 마련하므로, 이 공동부(330)에 상부 전극(300)에 공급되는 고주파 전력의 주파수에 있어서 공진이 발생하고, 그 속에 전극판(310)에 대해 직교하는 전계가 생기는 것에 의해, 공동부(330)의 전계와 전극의 전계가 결합하고, 공동부(330)의 전계에 의해서 전극판(310)에 있어서의 공동부(330)의 하측의 전계를 제어할 수 있다. On the other hand, since the upper electrode 300 in this embodiment provides the cavity part 330 in the joint surface with the electrode plate 310 in the electrode support body 320, as shown also in FIG. The resonance occurs at the frequency of the high frequency power supplied to the upper electrode 300 in the unit 330, and an electric field perpendicular to the electrode plate 310 is generated therein, whereby the electric field and the electrode of the cavity 330 are generated. The electric fields of the two are combined, and the electric field of the lower side of the cavity part 330 in the electrode plate 310 can be controlled by the electric field of the cavity part 330.

이 경우, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 공동부(330)를 마련하지 않은 경우의 전극판(310) 표면의 전계 강도를 E0으로 하고, 공동부(330)를 마련하는 경우의 전극판(310) 표면의 전계 강도를 E1로 하며, 공동부(330)에 발생하는 전계 강도를 E2로 하면, 대수적으로 E1= E0+E2로 나타낼 수 있다. 또, 공동부(330)에 발생하는 전계 강도 E2는 상술한 각 원판 공동부(332 334, 336)의 반경 r과 전극판(310)으로부터의 높이 L에 따라서 각각 발생하는 공진에 의해 발생하는 전계 강도 E21, E22, E23의 합성으로 된다. In this case, for example, as shown in FIG. 5, when the cavity 330 is not provided, the electric field strength of the surface of the electrode plate 310 is set to E 0 , and the electrode when the cavity 330 is provided. plate 310, the electric field strength of the surface by E 1, and when the electric field strength generated in the hollow portion 330 to E 2, may be represented by algebraically E 1 = E 0 + E 2 . In addition, the electric field strength E 2 generated in the cavity portion 330 is generated by the resonance generated in accordance with the radius r of the respective disc cavity portions 332 334 and 336 described above and the height L from the electrode plate 310. field intensity becomes the synthesis of E 21, E 22, E 23 .

이 공동부(330)에 발생하는 전계 강도 E2는 후술하는 바와 같이 공동부(330)의 형상에 의존한다. 본 실시형태에 관한 상부 전극(300)의 공동부(330)는 중심부와 주연부에서 높이가 다르고, 주연부에서 중심부를 향해 높이가 서서히 높아지는 형상이기 때문에, 전극판(310)에 있어서 공동부(330)의 하측의 전계 강도를 전극 중심부 뿐만 아니라, 전극 주연부까지 넓은 범위에 걸쳐 제어할 수 있다. The electric field strength E 2 generated in the cavity 330 depends on the shape of the cavity 330 as described later. Since the cavity part 330 of the upper electrode 300 which concerns on this embodiment is a shape where height differs in a center part and a peripheral part, and height rises gradually toward a center part from a peripheral part, the cavity part 330 in the electrode plate 310 is carried out. The electric field strength of the lower side can be controlled not only in the center of the electrode but also in the periphery of the electrode over a wide range.

(전극판 이면측의 공동부의 형상과 전계 강도 분포의 관계)(Relationship between the shape of the cavity on the back side of the electrode plate and the electric field intensity distribution)

여기서, 전극판 이면측에 마련되는 공동부(330)의 형상과 전극 바로 아래에 있어서의 전계 강도 분포의 관계에 대한 실험을 한 결과를 설명한다. 여기서는 공동부(330)가 직경이 다른 3개의 원판형상 공동부를 적층한 형상(3단 공동부)의 경우(도 2, 도 3)와, 공동부(330)가 1개인 원판형상 공동부(1단 공동부)로 이루어지 는 형상의 경우(도 6, 도 7)와, 공동부를 마련하지 않은 경우(도 4)를 비교하면서 설명한다. Here, the result of having experimented with the relationship between the shape of the cavity part 330 provided in the electrode plate rear surface side, and the electric field intensity distribution just under an electrode is demonstrated. Here, in the case of the shape (three-stage cavity part) in which the cavity part 330 laminated three disk-shaped cavity parts of which diameter differs (FIG. 2, FIG. 3), and the one cavity part 330, the disc shaped cavity part 1 However, it demonstrates, comparing the case of the shape which consists of a cavity part (FIG. 6, 7) with the case where a cavity part is not provided (FIG. 4).

이 실험에서는 1단 공동부인 경우에 대해서는 도 7에 나타내는 공동부(330″)의 높이 t가 0.2㎜, 직경 d가 240㎜인 상부 전극을 사용하였다. 또한, 3단 공동부의 경우에 대해서는 도 3에 나타내는 공동부(330)의 1단, 2단, 3단의 높이 t1, t2, t3가 각각 0.1㎜, 0.l㎜, 0.05㎜, 1단, 2단, 3단의 직경 d1, d2, d3이 각각 100㎜, 200㎜, 310㎜인 상부 전극을 사용하였다. In this experiment, the upper electrode whose height t of the cavity part 330 "shown in FIG. 7 was 0.2 mm, and the diameter d was 240 mm was used for the case of 1st stage cavity part. In the case of the three-stage cavity, the heights t1, t2, and t3 of the first, second, and third stages of the cavity 330 shown in Fig. 3 are 0.1 mm, 0.1 mm, 0.05 mm, one step, respectively. The upper electrodes whose diameters d1, d2, and d3 of 2 steps and 3 steps are 100 mm, 200 mm, and 310 mm respectively were used.

상기한 바와 같은 상부 전극에 고주파 전력을 인가한 실행한 실험 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8에 나타내는 그래프 y11, y12, y13은 각각, 공동부를 마련하지 않은 경우, 1단 공동부인 경우, 3단 공동부인 경우에 있어서의 전계 강도 분포를 나타내는 그래프이다. 도 8은 횡축에 전극중심으로부터의 거리를 취하고, 종축에 전극판의 전계 강도 E1의 균일성을 백분율로 나타낸 것을 취하고 있다. Fig. 8 shows the results of experiments in which high frequency power was applied to the upper electrodes as described above. The graphs y11, y12, and y13 shown in FIG. 8 are graphs showing the electric field intensity distribution in the case of the one-stage cavity, the three-stage cavity when the cavity is not provided. 8 shows the horizontal axis as the distance from the electrode center, and the vertical axis as the percentage of the electric field strength E 1 of the electrode plate.

도 8에 나타내는 실험 결과에 의하면, 1단 공동부의 경우(y12)에는 공동부를 마련하지 않은 경우(y11)에 비해, 공동부의 중심부의 바로 아래에 있어서의 전계가 낮아지고, 공동부의 주연부의 바로 아래의 전계가 높아지는 경향이 있기 때문에, 균일성이 향상하고 있는 것을 알 수 있다. According to the experimental result shown in FIG. 8, in the case of the one-stage cavity part (y12), compared with the case where the cavity part is not provided (y11), the electric field in the center part of a cavity part becomes low and directly under the periphery part of a cavity part. Since the electric field of tends to be high, it turns out that uniformity is improving.

그런데, 1단 공동부의 경우(y12)의 전계의 균일성을 공동부(330″)의 중심부의 바로 아래와 주연부의 바로 아래에서 비교해 보면, 중심부(예를 들면 0∼60㎜ 정도의 범위)의 바로 아래에서는 ±1% 정도의 비교적 높은 균일성을 실현할 수 있 지만, 주연부(예를 들면 60㎜∼120㎜ 정도의 범위)의 바로 아래에서는 ±3% 정도로 중심부에 비해 균일성이 낮은 것을 알 수 있다. 이것은 1단 공동부인 경우에는 전계 강도 분포 곡선에 복수의 변곡점이 존재하고, 특히 1단 공동부(330″)의 주연부 근방의 바로 아래에서는 그 변곡점에서의 경사가 비교적 커지는 경향에 있기 때문이다. 이러한 전계 강도 분포 곡선에 존재하는 변곡점에서의 기울기는 1단 공동부의 치수, 즉 높이 t와 직경 d를 바꾸는 것에 의해 변화하므로, 1단 공동부의 치수를 조정하는 것에 의해 상기 변곡점의 기울기를 조정하면 좋다고도 고려된다. 그런데, 높이 t와 직경 d를 바꾸면, 주연부에 있어서의 전계의 균일성 뿐만 아니라 중심부에 있어서의 전계의 균일성에도 영향을 주게 되어 버린다. 예를 들면 주연부에 있어서의 전계의 균일성을 더욱 높게 하고자 하면 중심부에 있어서의 전계의 균일성이 저하하는 경향이 있다. 이 때문에, 1단 공동부의 치수를 조정하는 것만으로는 전극 중심부의 전계의 균일성을 유지하면서, 전극 주연부의 전계의 균일성을 더욱 향상시키기 위해서는 한계가 있다. By the way, when comparing the uniformity of the electric field in the case of the one-stage cavity part (y12) directly under the center part of the cavity part 330 ", and just below the periphery part, the bar of the center part (for example, the range of about 0-60 mm) Below, a relatively high uniformity of about ± 1% can be realized, but it can be seen that the uniformity is lower than that of the center part by about + 3% just below the periphery (for example, in the range of about 60 mm to 120 mm). . This is because a plurality of inflection points exist in the electric field intensity distribution curve in the case of the first stage cavity, and in particular, the slope at the inflection point tends to be relatively large just below the periphery of the first stage cavity 330 ″. Since the inclination at the inflection point existing in the electric field intensity distribution curve changes by changing the dimensions of the first stage cavity, that is, the height t and the diameter d, the inclination of the inflection point may be adjusted by adjusting the dimensions of the first stage cavity. Is also contemplated. By changing the height t and the diameter d, however, not only the uniformity of the electric field in the peripheral part but also the uniformity of the electric field in the center part will be affected. For example, if the uniformity of the electric field in the peripheral part is to be made higher, the uniformity of the electric field in the center portion tends to be lowered. For this reason, there is a limit in order to further improve the uniformity of the electric field of the electrode peripheral part while maintaining the uniformity of the electric field of the electrode center only by adjusting the dimension of the one-stage cavity.

이에 대해, 3단 공동부의 경우(y13)에는 전계 강도 분포 곡선에 변곡점이 거의 발생하지 않기 때문에, 공동부(330)의 중심부에서 주연부에 걸쳐서 넓은 범위에서 ±0.5% 정도의 극히 높은 균일성을 실현할 수 있다. 이와 같이, 공동부(330)의 형상을 상술한 공동부(예를 들면 3단 공동부)(330)와 같이 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상으로 하는 것에 의해, 전계 강도 분포 곡선에 있어서의 변곡점을 줄일 수 있음과 동시에, 변곡점에서의 기울기를 작게 할 수 있어, 변곡점의 영향을 극력 완화할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이것에 의하면, 전극판(310)에 있어서 공동부(330)의 하측의 전계분포를 전극 중심부 뿐만 아니라, 전극 주연부까지 넓은 범위에 걸쳐 제어할 수 있으므로, 넓은 범위에서 극히 균일성이 높은 플라즈마를 형성시킬 수 있다. On the other hand, in the case of the three-stage cavity (y13), since almost no inflection point occurs in the electric field intensity distribution curve, extremely high uniformity of ± 0.5% is realized in a wide range from the center of the cavity 330 to the periphery. Can be. Thus, the inflection point in the electric field intensity distribution curve is formed by making the shape of the cavity portion 330 different in height from the center portion and the peripheral portion like the cavity portion (for example, the three-stage cavity portion) 330 described above. In addition, it was found that the inclination at the inflection point can be reduced and the influence of the inflection point can be alleviated as much as possible. According to this, since the electric field distribution of the lower part of the cavity part 330 in the electrode plate 310 can be controlled not only to an electrode center part but also to an electrode periphery part over a wide range, extremely uniform plasma is formed in a wide range. You can.

여기서, 상술한 바와 같은 상부 전극을 사용해서 실제로 웨이퍼에 대해 에칭을 실행한 경우의 실험 결과에 대해서 설명한다. 이 실험에서는 도 1에 나타낸 플라즈마 처리 장치(100)를 이용해서, 전극판(310)의 비저항값을 0.75Ω·m로 하고, 300㎜ 웨이퍼의 산화막을 C5F8가스와 Ar가스와 O2가스의 혼합가스로 에칭하였다. 고주파 전력의 주파수는 60㎒로 하였다. Here, the experimental results when the etching is actually performed on the wafer using the upper electrode as described above will be described. In this experiment, using the plasma processing apparatus 100 shown in FIG. 1, the resistivity value of the electrode plate 310 was set to 0.75? M, and the oxide film of the 300 mm wafer was made of C 5 F 8 gas, Ar gas, and O 2. Etched with a mixed gas of gas. The frequency of the high frequency power was 60 MHz.

도 9는 전극판 이면측에 1단 공동부를 마련한 상부 전극을 사용해서 웨이퍼에 대해 에칭 처리를 실행한 경우의 에칭레이트 분포를 나타내는 도면이다. 도 10은 전극판 이면측에 3단 공동부를 마련한 상부 전극을 사용해서 웨이퍼에 대해 에칭 처리를 실행한 경우의 에칭레이트 분포를 나타내는 도면이다. 이들에 의하면, 3단 공동부의 경우(도 10)에는 1단 공동부의 경우(도 9)보다 더욱 균일성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다. It is a figure which shows the etching rate distribution at the time of performing an etching process with respect to a wafer using the upper electrode provided with the one-stage cavity part in the electrode plate back surface side. It is a figure which shows the etching rate distribution at the time of performing an etching process with respect to a wafer using the upper electrode provided with the 3-stage cavity part in the electrode plate back surface side. According to these, it turns out that uniformity improves more in the case of a 3-stage cavity part (FIG. 10) than in the case of a 1-stage cavity part (FIG. 9).

또, 본 실시형태에 관한 상부 전극(300)의 구성예에서는 전극지지체(320)에 3단의 공동부(330)를 형성한 경우에 대해서 설명했지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 전극지지체(320)에 형성되는 공동부(330)의 단수는 2단이라도 좋고, 4단 이상이라도 좋다. In addition, in the structural example of the upper electrode 300 which concerns on this embodiment, the case where the 3-step cavity part 330 was formed in the electrode support 320 was demonstrated, but it is not necessarily limited to this. For example, the number of stages of the cavity portion 330 formed in the electrode support 320 may be two stages or four or more stages.

(전극판 이면측의 공동부의 단수와 전계 강도 분포의 관계)(Relationship between the stage number of the cavity part on the back side of the electrode plate and the electric field intensity distribution)

여기서, 상부 전극(300)에 형성되는 공동부(330)의 단수와 전극 바로 아래에 있어서의 전계 강도 분포의 관계에 대한 실험을 한 결과를 설명한다. 여기서는 도 11에 나타내는 1단 공동부의 경우와, 도 12에 나타내는 2단 공동부의 경우와, 도 13에 나타내는 3단 공동부의 경우를 비교하면서 설명한다. Here, the result of having experimented with the relationship between the number of stages of the cavity part 330 formed in the upper electrode 300, and the electric field intensity distribution just under an electrode is demonstrated. Here, it demonstrates, comparing the case of the one-stage cavity part shown in FIG. 11, the case of the two-stage cavity part shown in FIG. 12, and the case of the three-stage cavity part shown in FIG.

이 실험에서 사용한 상부 전극의 도 11, 도 12, 도 13에 있어서의 각 원판형상 공동부의 치수는 도 3에 나타내는 공동부(330)의 1단, 2단, 3단과 각각 마찬가지이다. 즉, 높이 t1, t2, t3은 각각 0.1㎜, 0.l㎜, 0.05㎜ 이며, 직경 d1, d2, d3은 각각 100㎜, 200㎜, 310㎜이다. 11, 12, and 13 of the upper electrode used in this experiment have the same dimensions as the first, second, and third stages of the cavity 330 shown in FIG. That is, heights t1, t2 and t3 are 0.1 mm, 0.1 mm and 0.05 mm, respectively, and diameters d1, d2 and d3 are 100 mm, 200 mm and 310 mm, respectively.

상기한 바와 같은 상부 전극에 고주파 전력을 인가해서 실행한 실험 결과를 도 14에 나타낸다. 도 14에 나타내는 그래프 y21, y22, y23은 각각, 1단 공동부의 경우, 2단 공동부의 경우, 3단 공동부의 경우에 있어서의 전계 강도 분포를 나타내는 그래프이다. 도 14는 횡축에 전극중심으로부터의 거리를 취하고, 종축에 전극판의 전계 강도 E1의 균일성을 백분율로 나타낸 것을 취하고 있다. 14 shows the results of experiments performed by applying high frequency power to the upper electrodes as described above. The graphs y21, y22, and y23 shown in FIG. 14 are graphs showing the electric field intensity distribution in the case of the three-stage cavity, in the case of the two-stage cavity, respectively. Fig. 14 shows the horizontal axis as the distance from the electrode center and the vertical axis as the percentage of the electric field strength E 1 of the electrode plate.

도 14에 나타내는 실험 결과에 의하면, 1단 공동부의 경우(y21), 2단 공동부의 경우(y22), 3단 공동부의 경우(y23)와 같이 공동부의 단수가 증가할수록, 전계 분포 곡선의 변곡점이 감소함과 동시에 그 변곡점에 있어서의 기울기도 작아지고, 전계의 균일성에 대해서도 각각 ±6%, ±2%, ±0.5%로 향상하고 있는 것을 알 수 있다. 이 경우의 각 단의 직경 d1, d2, d3이 전극판(310)측부터 서서히 작아지는 바와 같은 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 공동부의 형상을 중심부는 높고, 주연부는 낮게 되도록 하는 것에 의해서, 전계 분포 곡선의 변곡점의 영향을 작게 할 수 있다. According to the experimental result shown in FIG. 14, the inflection point of the electric field distribution curve increases as the number of stages of a cavity increases like the case of a 1st stage cavity part (y21), the 2nd stage cavity part (y22), and the 3rd stage cavity part (y23). As it decreases, the inclination at the inflection point also decreases, and the uniformity of the electric field is improved to ± 6%, ± 2%, and ± 0.5%, respectively. In this case, it is preferable that the diameters d1, d2, and d3 of each stage become a shape that gradually decreases from the electrode plate 310 side. Thus, by making the shape of the cavity part high in the center part and low in the peripheral part, the influence of the inflection point of the electric field distribution curve can be reduced.

이와 같이 상부 전극에 형성하는 공동부(330)의 단수는 많게 한 쪽이 전극 바로 아래에 있어서의 전계분포를 더욱 세세하게 제어할 수 있으므로, 전계의 균일성도 향상시킬 수 있다. 단, 공동부(330)의 가공의 수고나 각 단의 공동부(330)의 치수(높이t, 직경 d)의 자유도 등을 고려하면, 공동부(330)는 3단으로 하는 것이 더욱 바람직하다. In this way, since the number of stages of the cavity portion 330 formed in the upper electrode can more precisely control the electric field distribution directly under the electrode, the uniformity of the electric field can be improved. However, taking into consideration the trouble of processing the cavity 330 and the degree of freedom of the dimensions (height t, diameter d) of the cavity 330 of each stage, the cavity 330 is more preferably three stages. Do.

이러한 3단 공동부(330)의 직경 d1, d2, d3은 각각, 웨이퍼의 직경의 80%∼120%, 60%∼80%, 40%∼60%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90%∼110%, 65%∼75%, 45%∼55%이다. 또한, 3단 공동부(330)의 높이 tl, t2, t3은 각각, 예를 들면 비유전률이 1인 공동부의 경우, 0.08㎜∼0.16㎜, 0.08㎜∼0.12㎜, 0.03㎜∼0.09㎜인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.10㎜∼0.12㎜, 0.09㎜∼0.11㎜, 0.05㎜∼0.07㎜이다. The diameters d1, d2, d3 of the three-stage cavity 330 are preferably 80% to 120%, 60% to 80%, 40% to 60%, and more preferably 90% of the diameter of the wafer. -110%, 65%-75%, and 45%-55%. The heights tl, t2 and t3 of the three-stage cavity 330 are, for example, 0.08 mm to 0.16 mm, 0.08 mm to 0.12 mm, and 0.03 mm to 0.09 mm in the case of the cavity having a relative dielectric constant of 1, respectively. Preferably, they are 0.10 mm-0.12 mm, 0.09 mm-0.11 mm, and 0.05 mm-0.07 mm.

(공동부의 1단째의 직경)(Diameter of the first step of joint part)

또, 본 실시형태에 관한 공동부(330)의 1단째의 직경은 웨이퍼(예를 들면 300㎜)의 직경보다 작아도 좋고, 또한 웨이퍼의 직경 정도 또는 그 이상으로 크게 해도 좋다. 이 점에서, 1단만인 공동부에서는 그 직경을 웨이퍼의 직경보다 크게 취하면, 중심부의 전계는 플러스 방향으로 이행하고, 주연부의 전계는 마이너스 방 향으로 이행하는 경향이 있어, 오히려 전계의 균일성이 저하해 버린다. 예를 들면, 전계 분포 곡선은 직경 240㎜인 경우에는 도 8에 나타내는 y12와 같이 되지만, 직경 310㎜인 경우에는 도 14에 나타내는 y21과 같이 되어, 전계 분포의 균일성이 저하하고 있다. In addition, the diameter of the 1st stage of the cavity part 330 which concerns on this embodiment may be smaller than the diameter of a wafer (for example, 300 mm), and may enlarge to about the diameter of a wafer or more. From this point of view, in the cavity having only one stage, when the diameter is larger than the diameter of the wafer, the electric field at the center portion tends to move in the positive direction, and the electric field at the periphery tends to move in the negative direction. This will fall. For example, the electric field distribution curve becomes as y12 shown in FIG. 8 when the diameter is 240 mm, but as y21 shown in FIG. 14 when the diameter is 310 mm, the uniformity of the electric field distribution is reduced.

이에 대해, 복수단을 적층한 형상의 공동부에서는 그 1단째의 직경을 적어도 웨이퍼의 직경 이상으로 하는 것에 의해, 중심부로부터 주연부까지 폭넓게 전계분포를 제어할 수 있으므로, 웨이퍼상에 형성되는 플라즈마의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다. On the other hand, in the cavity part of the shape which laminated | stacked multiple stages, since the electric field distribution can be controlled from the center part to the periphery part by making the diameter of the 1st stage | paragraph be more than the diameter of a wafer, uniformity of the plasma formed on a wafer The sex can be further improved.

그런데, 상부 전극의 가스분출 구멍(312)에서는 인가되는 고주파 전력이 커질수록, 전극판(310)과 전극지지체(320)의 경계부근에서 전계가 집중해서 이상 방전이 발생할 개연성이 높아진다. 이러한 이상 방전은 전극판(310)과 전극지지체(320)의 사이에 공동부(330)가 있으면 잘 발생하지 않는다. 이 때문에, 이상 방전 방지의 관점으로부터는 공동부(330)의 직경을 웨이퍼의 직경보다도 더욱 크게하여 가스분출 구멍(312)이 형성되어 있는 범위를 포함하는 정도의 크기로 하는 것이 바람직하다. 이 점에서, 1단만의 공동부에서는 직경을 크게 하면, 오히려 전계 분포의 균일성이 저하해 버린다. However, as the high frequency power applied in the gas ejection hole 312 of the upper electrode increases, the probability of abnormal discharge occurring due to the concentration of an electric field near the boundary between the electrode plate 310 and the electrode support 320 increases. Such abnormal discharge is not easily generated if there is a cavity 330 between the electrode plate 310 and the electrode support 320. For this reason, it is preferable to make the diameter of the cavity part 330 larger than the diameter of a wafer from the viewpoint of abnormal discharge prevention, and to make it the magnitude | size which includes the range in which the gas ejection hole 312 is formed. In this respect, if the diameter is increased in the cavity of only one stage, the uniformity of the electric field distribution decreases.

이에 대해, 복수단을 적층한 형상의 공동부(330)에서는 그 1단째의 직경을 가스분출 구멍(312)이 형성되어 있는 범위를 포함하는 정도까지 크게 해도, 중심부에서 주연부까지 폭넓게 전계 분포를 제어할 수 있으므로, 전계 분포의 균일성을 향상시키면서, 또한 이상 방전을 방지할 수 있다. On the other hand, in the cavity part 330 of the shape which laminated | stacked multiple stages, even if the diameter of the 1st stage is enlarged to the extent which includes the range in which the gas ejection hole 312 is formed, electric field distribution is controlled widely from a center part to a periphery part. As a result, abnormal discharge can be prevented while improving the uniformity of the electric field distribution.

(제2 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 구성예) (Configuration example of plasma processing apparatus according to second embodiment)

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 15는 본 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 도 15에 나타내는 플라즈마 처리 장치(101)는 처리실내에 2계통으로 가스를 도입하기 위한 상부 전극을 구비하는 평행평판형의 플라즈마 에칭 장치이다. Next, a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 15 is a sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment. The plasma processing apparatus 101 shown in FIG. 15 is a parallel plate type plasma etching apparatus including an upper electrode for introducing gas into two systems into a processing chamber.

제2 실시형태에 관한 상부 전극(301)은 내측 상부 전극(302)을 제1,제2 가스도입부(350, 360)로 나누어 구성된다. 제1, 제2 가스도입부(350, 360)는 각각 서셉터(116)에 탑재되는 웨이퍼 W면내상의 제1, 제2 영역을 향해서 가스를 도입하는 것이다. 제1 영역은 예를 들면 웨이퍼 W의 중심부 영역(이하, 「센터 영역」이라고도 함)이며, 제2 영역은 예를 들면 중심부 영역을 둘러싸는 주연부 영역(이하, 「에지 영역」이라고도 함)이다. 또, 상부 전극(301)의 구체적인 구성예는 후술한다. The upper electrode 301 according to the second embodiment is configured by dividing the inner upper electrode 302 into first and second gas introduction parts 350 and 360. The first and second gas introduction units 350 and 360 introduce gas toward the first and second regions on the inside of the wafer W surface mounted on the susceptor 116, respectively. The first region is, for example, a central region (hereinafter also referred to as a "center region") of the wafer W, and the second region is a peripheral region (hereinafter also referred to as an "edge region") that surrounds the central region, for example. In addition, the specific structural example of the upper electrode 301 is mentioned later.

이러한 상부 전극(301)에 가스를 공급하는 가스 공급 장치(201)에 있어서는 처리 가스를 처리실(110)내의 웨이퍼 W의 센터부 영역을 향해서 공급하는 제1 처리 가스(센터부 영역용 처리 가스)와, 웨이퍼 W의 에지부 영역을 향해서 공급하는 제2 처리 가스(에지부 영역용 처리 가스)의 2개로 분류한다. 또, 본 실시형태와 같이 처리 가스를 2개로 분류하는 경우에 한정되지 않으며, 3개 이상으로 분류하도록 해도 좋다. In the gas supply device 201 that supplies gas to the upper electrode 301, the first processing gas (process gas for the center portion region) that supplies the processing gas toward the center region of the wafer W in the processing chamber 110 and It classifies into two of 2nd process gas (process gas for edge part area | region) supplied toward the edge part area | region of the wafer W. As shown in FIG. In addition, it is not limited to the case where a process gas is divided into two like this embodiment, You may make it classify three or more.

가스 공급 장치(201)는 예를 들면 도 15에 나타내는 바와 같이 웨이퍼에 대해 성막이나 에칭 등의 소정의 처리를 실시하기 위한 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단(210)과, 소정의 부가 가스를 공급하는 부가 가스 공급 수단(220)을 구비한다. 처리 가스 공급 수단(210)은 처리 가스 공급유로를 구성하는 처리 가스 공급배관(202)이 접속되어, 부가 가스 공급 수단(220)은 부가 가스 공급유로를 구성하는 부가 가스 공급배관(208)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급 배관(202)으로부터는 제1 분기유로를 구성하는 제1 분기배관(204) 및 제2 분기유로를 구성하는 제2 분기배관(206)이 분기하고 있다. 또, 제1, 제2 분기배관(204, 206)은 분류량 조정 수단(230)의 내부에서 분기하고 있어도 좋고, 또한 분류량 조정 수단(230)의 외부에서 분기하고 있어도 좋다. For example, as shown in FIG. 15, the gas supply device 201 supplies processing gas supply means 210 for supplying a processing gas for performing a predetermined process such as film formation or etching with respect to a wafer, and a predetermined additional gas. The additional gas supply means 220 which supplies is provided. The process gas supply means 210 is connected to a process gas supply pipe 202 constituting the process gas supply passage, and the additional gas supply means 220 is connected to an additional gas supply pipe 208 constituting the additional gas supply passage. It is. The first branch pipe 204 constituting the first branch flow path and the second branch pipe 206 constituting the second branch flow path branch from the process gas supply pipe 202. The first and second branch pipes 204 and 206 may branch inside the flow rate adjusting means 230 or may branch outside the flow rate adjusting means 230.

이들 제1, 제2 분기배관(204, 206)은 각각, 예를 들면 내측 상부 전극(302)에 있어서의 제1, 제2 가스도입부(350, 360)에 접속되어 있다. 구체적으로는 제1 분기배관(204)은 제1 가스도입부(350)의 제1 버퍼실(352)에 접속되어 있고, 제2 분기배관(206)은 제2 가스도입부(360)에 있어서의 제2 버퍼실(362)에 접속되어 있다. These first and second branch pipes 204 and 206 are respectively connected to the first and second gas introduction parts 350 and 360 in the inner upper electrode 302, for example. Specifically, the first branch pipe 204 is connected to the first buffer chamber 352 of the first gas introducing part 350, and the second branch pipe 206 is formed in the second gas introducing part 360. 2 buffer chambers 362 are connected.

가스 공급 장치(201)는 또한, 제1, 제2 분기배관(204, 206)을 흐르는 제1, 제2 처리 가스의 분류량을 제1, 제2 분기배관(204, 206)내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단(예를 들면 플로 스플리터(flow splitter))(230)을 구비한다. 또한, 상기 부가 가스 공급 수단(220)은 이 분류량 조정 수단(230)의 하류측에서 부가 가스 공급배관(208)을 거쳐서 제2 분기배관(206)의 도중에 접속된다. The gas supply device 201 further uses the flow rate of the first and second process gases flowing through the first and second branch pipes 204 and 206 based on the pressure in the first and second branch pipes 204 and 206. And flow rate adjusting means (for example, a flow splitter) 230 for adjusting by adjusting. Further, the additional gas supply means 220 is connected in the middle of the second branch pipe 206 via the additional gas supply pipe 208 on the downstream side of the split amount adjustment means 230.

이러한 가스 공급 장치(201)에 의하면, 처리 가스 공급 수단(210)으로부터의 처리 가스는 분류량 조정 수단(230)에 의해서 분류량이 조정되면서, 제1 분기배관(204)과 제2 분기배관(206)으로 분류된다. 그리고, 제1 분기배관(204)을 흐르는 제1 처리 가스는 제1 가스도입부(350)로부터 웨이퍼 W상의 센터 영역을 향해서 공급되며, 제2 분기배관(206)을 흐르는 제2 처리 가스는 제2 가스도입부(360)로부터 웨이퍼 W의 에지 영역상을 향해서 공급된다. According to such a gas supply device 201, the flow rate of the process gas from the process gas supply means 210 is adjusted by the flow rate adjustment means 230, and thus, the first branch pipe 204 and the second branch pipe 206. Are classified as). The first processing gas flowing through the first branch pipe 204 is supplied from the first gas introduction part 350 toward the center region on the wafer W, and the second processing gas flowing through the second branch pipe 206 is second. It is supplied toward the edge region of the wafer W from the gas introduction part 360.

이 때, 부가 가스 공급 수단(220)으로부터 부가 가스가 공급되면, 그 부가 가스는 부가 가스 공급배관(208)을 통해서 제2 분기배관(206)에 흐르고, 제2 처리 가스와 혼합해서 제2 가스도입부(360)로부터 웨이퍼 W의 에지부 영역을 향해서 공급된다. At this time, when the additional gas is supplied from the additional gas supply means 220, the additional gas flows into the second branch pipe 206 through the additional gas supply pipe 208, and is mixed with the second processing gas to form the second gas. It is fed from the introduction portion 360 toward the edge region of the wafer W.

(가스 공급 장치의 구체적인 구성예)(Specific configuration example of gas supply device)

여기서, 상술한 가스 공급 장치(201)의 각 부의 구체적인 구성예에 대해서 설명한다. 도 16은 가스 공급 장치(201)의 구체적인 구성예를 나타내는 블럭도이다. 처리 가스 공급 수단(210)은 예를 들면 도 16에 나타내는 바와 같이 복수(예를 들면 3개)의 가스 공급원(212a, 212b, 212c)이 수용된 가스박스에 의해 구성된다. 각 가스 공급원(212a∼212c)의 배관은 이들로부터의 각 가스가 합류하는 처리 가스 공급배관(202)에 접속된다. 각 가스 공급원(212a∼212c)의 배관에는 각각, 각 가스의 유량을 조정하기 위한 매스플로 컨트롤러(214a∼214c)가 마련되어 있다. 이러한 처리 가스 공급 수단(210)에 의하면, 각 가스 공급원(212a∼212c)으로부터의 가스는 소정의 유량비로 혼합되며, 처리 가스 공급 배관(202)으로 흘러 나와, 제1, 제2 분기배관(204, 206)에 분류된다.Here, the specific structural example of each part of the gas supply apparatus 201 mentioned above is demonstrated. 16 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the gas supply device 201. The process gas supply means 210 is comprised by the gas box in which the some (for example, three) gas supply source 212a, 212b, 212c was accommodated as shown in FIG. The piping of each gas supply source 212a-212c is connected to the process gas supply piping 202 which each gas from these joins. In the piping of each gas supply source 212a-212c, the mass flow controllers 214a-214c for adjusting the flow volume of each gas are provided, respectively. According to the process gas supply means 210, the gas from each gas supply source 212a to 212c is mixed at a predetermined flow rate ratio, flows out to the process gas supply pipe 202, and the first and second branch pipes 204. , 206).

가스 공급원(212a)에는 예를 들면 도 16에 나타내는 바와 같이 에칭 가스로서의 플루오로카본계의 불소화합물인 CF4, C4F6, C4F8, C5F8 등의 CXFY가스가 봉입된다. 가스 공급원(212b)에는 예를 들면 CF계의 반응 생성물의 데포(퇴적물)를 제어하는 가스로서의 예를 들면 O2가스가 봉입되고, 가스 공급원(212c)에는 캐리어 가스로서의 희가스, 예를 들면 Ar가스가 봉입되어 있다. 또, 처리 가스 공급 수단(210)의 가스 공급원의 수는 도 16에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 1개라도, 2개라도 좋으며, 또한 4개 이상 마련해도 좋다. As the gas supply source 212a, for example, as shown in Fig. 16, a C X F Y gas such as CF 4 , C 4 F 6 , C 4 F 8 , C 5 F 8, etc., which is a fluorocarbon fluorine compound as an etching gas. Is sealed. The gas source 212b is filled with, for example, O 2 gas as a gas for controlling the depot (sediment) of the CF-based reaction product, and the gas source 212c is a rare gas as a carrier gas, for example, Ar gas. Is enclosed. In addition, the number of the gas supply sources of the process gas supply means 210 is not limited to the example shown in FIG. 16, For example, one or two may be sufficient, and four or more may be provided.

한편, 부가 가스 공급 수단(220)은 예를 들면 도 16에 나타내는 바와 같이 복수(예를 들면 2개)의 가스 공급원(222a, 222b)이 수용된 가스박스에 의해 구성된다. 각 가스 공급원(222a, 222b)의 배관은 이들로부터의 각 가스가 합류하는 부가 가스 공급배관(208)에 접속된다. 각 가스 공급원(222a, 222b)의 배관에는 각각, 각 가스의 유량을 조정하기 위한 매스플로 컨트롤러(224a, 224b)가 마련되어 있다. 이러한 부가 가스 공급 수단(220)에 의하면, 각 가스 공급원(222a, 222b)으로부터의 가스는 선택되거나 또는 소정의 가스유량비로 혼합되어, 부가 가스 공급배관(208)에 흘러 나온다. On the other hand, the additional gas supply means 220 is comprised by the gas box in which the some (for example, two) gas supply source 222a, 222b was accommodated, as shown in FIG. The piping of each gas supply source 222a, 222b is connected to the additional gas supply piping 208 which each gas from these joins. In the piping of each gas supply source 222a, 222b, the mass flow controllers 224a, 224b for adjusting the flow volume of each gas are provided, respectively. According to such additional gas supply means 220, the gas from each gas supply source 222a, 222b is selected or mixed in predetermined gas flow rate ratio, and flows out into the additional gas supply piping 208.

가스 공급원(222a)에는 예를 들면 에칭을 촉진 가능한 CXFY가스가 봉입되고, 가스 공급원(222b)에는 예를 들면 CF계의 반응 생성물의 데포를 제어 가능한 O2가스가 봉입되어 있다. 또, 부가 가스 공급 수단(220)의 가스 공급원의 수는 도 16에 나타내는 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 1개라도 좋고, 또한 3개 이상 마련해도 좋다. The gas supply source 222a is filled with, for example, a C X F Y gas capable of promoting etching, and the gas supply source 222b is filled with an O 2 gas capable of controlling the depot of, for example, a CF-based reaction product. In addition, the number of the gas supply sources of the additional gas supply means 220 is not limited to the example shown in FIG. 16, For example, one may be sufficient and three or more may be provided.

분류량 조정 수단(230)은 제1 분기배관(204)내의 압력을 조정하는 압력조정부(232)와, 제2 분기배관(206)내의 압력을 조정하는 압력조정부(234)를 구비한다. 구체적으로는 압력조정부(232)는 제1 분기배관(204)내의 압력을 검출하는 압력센서(232a)와 제1 분기배관(204)의 개폐도를 조정하는 밸브(232b)를 구비하고, 압력조정부(234)는 제2 분기배관(206)내의 압력을 검출하는 압력센서(234a)와 제2 분기배관(206)의 개폐도를 조정하는 밸브(234b)를 구비한다. The flow rate adjusting means 230 includes a pressure adjusting part 232 for adjusting the pressure in the first branch pipe 204 and a pressure adjusting part 234 for adjusting the pressure in the second branch pipe 206. Specifically, the pressure adjusting unit 232 includes a pressure sensor 232a for detecting pressure in the first branch pipe 204 and a valve 232b for adjusting the opening and closing degree of the first branch pipe 204. 234 includes a pressure sensor 234a for detecting pressure in the second branch pipe 206 and a valve 234b for adjusting the opening and closing degree of the second branch pipe 206.

압력조정부(232, 234)는 압력콘트롤러(240)에 접속되어 있다. 압력콘트롤러(240)는 플라즈마 처리 장치(101)의 각 부를 제어하는 제어부(400)로부터의 지령에 따라서, 각 압력센서(232a, 234a)로부터의 검출압력에 의거해서 각 밸브(232b, 234b)의 개폐도를 조정한다. 예를 들면 제어부(400)는 압력비 제어에 의해서 분류량 조정 수단(230)을 제어한다. 이 경우, 압력 콘트롤러(240)는 제1, 제2 처리 가스의 유량이 제어부(400)로부터의 지령에 의한 목표유량비가 되도록, 즉 제1, 제2 분기배관(204, 206)내의 압력이 목표압력비가 되도록, 각 밸브(232b, 234b)의 개폐도를 조정한다. 또, 압력콘트롤러(240)는 분류량 조정 수단(230)에 제어 보드로서 내장해도 좋고, 또한 분류량 조정 수단(230)과는 별개로 구성해도 좋다. 또한, 압력 콘트롤러(240)는 제어부(400)내에 마련하도록 해도 좋다. The pressure adjusting units 232 and 234 are connected to the pressure controller 240. The pressure controller 240 controls the respective valves 232b and 234b based on the detected pressures from the pressure sensors 232a and 234a according to instructions from the controller 400 for controlling the respective parts of the plasma processing apparatus 101. Adjust the degree of opening and closing. For example, the controller 400 controls the fractionation amount adjusting means 230 by the pressure ratio control. In this case, the pressure controller 240 is configured such that the flow rate of the first and second processing gases is the target flow rate ratio by the command from the control unit 400, that is, the pressure in the first and second branch pipes 204 and 206 is the target. The opening and closing degree of each valve 232b and 234b is adjusted so that it may become a pressure ratio. In addition, the pressure controller 240 may be incorporated into the flow rate adjusting means 230 as a control board or may be configured separately from the flow rate adjusting means 230. In addition, the pressure controller 240 may be provided in the control unit 400.

또, 도 15에 나타내는 제어부(400)는 상기 분류량 조정 수단(230) 이외에, 가스 공급 장치(200)에 있어서의 처리 가스 공급 수단(210), 부가 가스 공급 수 단(220)의 제어나, 제1 고주파 전원(154) 및 제2고주파 전원(182) 등의 제어를 실행하도록 되어 있다. In addition, the control part 400 shown in FIG. 15 controls the process gas supply means 210 and the additional gas supply means 220 in the gas supply apparatus 200 in addition to the said fractional quantity adjustment means 230, Control of the first high frequency power supply 154 and the second high frequency power supply 182 is performed.

(상부 전극의 구성예)(Configuration example of upper electrode)

여기서, 상부 전극(301)의 구체적인 구성예에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 17은 본 실시형태에 관한 상부 전극(301)의 내측 상부 전극(302)의 구성예를 나타내는 모식도이다. 여기서는 전극지지체(320)의 전극판(310)과의 접합면에 다단 공동부 예를 들면 3단 공동부를 형성한 상부 전극을 예로 들어 설명한다. Here, the specific structural example of the upper electrode 301 is demonstrated in detail, referring drawings. FIG. 17: is a schematic diagram which shows the structural example of the inner upper electrode 302 of the upper electrode 301 which concerns on this embodiment. Here, the upper electrode which formed the multistage cavity part, for example, the 3-stage cavity part in the bonding surface with the electrode plate 310 of the electrode support 320 is demonstrated as an example.

도 17에 나타내는 상부 전극(301)은 내측 상부 전극(302)을 제1, 제2 가스도입부(350, 360)로 나누어 구성된다. 이들 제1, 제2 가스도입부(350, 360)의 구성은 다음과 같다. 전극지지체(320)의 내부에는 원판형상공간으로 이루어지는 버퍼실(322)이 형성되어 있고, 이 버퍼실(322)은 버퍼실용 환상 격벽부재(323)에 의해 원판형상공간으로 이루어지는 제1 버퍼실(352)과 이 제1 버퍼실(352)을 둘러싸는 링형상 공간으로 이루어지는 제2 버퍼실(362)로 구획되어 있다. 버퍼실용 환상 격벽부재(323)는 예를 들면 O링에 의해 구성된다. The upper electrode 301 shown in FIG. 17 is configured by dividing the inner upper electrode 302 into first and second gas introduction parts 350 and 360. The structure of these 1st, 2nd gas introduction parts 350 and 360 is as follows. A buffer chamber 322 formed of a disc shaped space is formed inside the electrode support 320, and the buffer chamber 322 is formed of a first buffer chamber formed of a disc shaped space by an annular partition member 323 for a buffer chamber ( 352 and the 2nd buffer chamber 362 which consists of the ring-shaped space surrounding this 1st buffer chamber 352. As shown in FIG. The annular partition member 323 for a buffer chamber is comprised by O-rings, for example.

여기서, 전극지지체(320)에 형성되는 공동부(330)의 직경이 크고, 복수의 가스도입부(예를 들면 가스도입부(350, 360))에 걸쳐 마련되는 경우, 예를 들면 도 17에 나타내는 바와 같이 전극지지체(320)에 형성되는 공동부(330)의 직경이 제1 버퍼실(352)의 직경을 넘는 경우에는 이 공동부(330)에 대해서도 예를 들면 공동부 용 환상 격벽부재(340)에 의해 각 가스도입부(350, 360)마다 제1 영역부(354)와 제2 영역부(364)로 구획한다. 공동부용 환상 격벽부재(340)의 직경은 버퍼실용 환상 격벽부재(323)의 직경과 대략 마찬가지이다. 이와 같이, 가스도입부(350, 360)마다 공동부를 구획하는 격벽부재를 마련하기 때문에, 각 가스도입부(350, 360)에 공급되는 가스가 섞이는 것을 방지할 수 있다. 공동부용 환상 격벽부재(340)의 구체적인 구성예에 대해서는 후술한다. Here, when the diameter of the cavity part 330 formed in the electrode support 320 is large and is provided over several gas introduction parts (for example, gas introduction parts 350 and 360), it is as shown, for example in FIG. Likewise, when the diameter of the cavity 330 formed in the electrode support 320 exceeds the diameter of the first buffer chamber 352, the annular partition member 340 for the cavity, for example, is also used for the cavity 330. As a result, each gas introduction part 350 and 360 is divided into a first area part 354 and a second area part 364. The diameter of the annular partition member 340 for the cavity is substantially the same as the diameter of the annular partition member 323 for the buffer chamber. Thus, since the partition member which partitions a cavity part is provided for each gas introduction part 350 and 360, the gas supplied to each gas introduction part 350 and 360 can be prevented from mixing. The specific structural example of the annular partition member 340 for cavities is mentioned later.

그리고, 제1 가스도입부(350)는 제1 버퍼실(352)과 그 하면에 마련되어 있는 다수의 가스분출 구멍(312)과 공동부(330)의 제1 영역부(354)로 구성되고, 제2 가스도입부(340)는 제2 버퍼실(362)과 그 하면에 마련되어 있는 다수의 가스분출 구멍(312)과 공동부(330)의 제2 영역부(364)에 의해 구성된다. The first gas introducing part 350 is composed of a first buffer chamber 352, a plurality of gas ejection holes 312 provided in the lower surface thereof, and a first region part 354 of the cavity 330. The second gas introducing portion 340 is constituted by the second buffer chamber 362, the plurality of gas ejection holes 312 provided in the lower surface thereof, and the second region portion 364 of the cavity 330.

각 버퍼실(352, 362)에는 가스 공급 장치(201)로부터 소정의 가스가 공급되고, 웨이퍼 W상의 센터부 영역에는 제1 가스도입부(350)로부터 제1 버퍼실(352)을 거쳐서 소정의 가스가 분출되며, 웨이퍼 W상의 에지부 영역에는 제2 가스도입부(360)로부터 제2 버퍼실(362)을 거쳐서 소정의 가스가 분출된다. Predetermined gas is supplied to each of the buffer chambers 352 and 362 from the gas supply device 201, and a predetermined gas is supplied from the first gas introducing portion 350 to the center region on the wafer W via the first buffer chamber 352. Is ejected, and a predetermined gas is ejected from the second gas introduction portion 360 via the second buffer chamber 362 to the edge region on the wafer W.

이러한 상부 전극(301)에 있어서도 제1실시형태의 경우와 마찬가지로 제1 고주파 전원(154)으로부터 27∼150㎒, 예를 들면 60㎒의 고주파가 인가되면, 상부 전극(301)과 하부 전극으로서의 서셉터(116)의 사이에 고주파 전계가 발생한다. Also in this upper electrode 301, when a high frequency of 27 to 150 MHz, for example 60 MHz, is applied from the first high frequency power supply 154 as in the case of the first embodiment, the upper electrode 301 and the lower electrode serve as the upper electrode. A high frequency electric field is generated between the acceptors 116.

이 경우, 공동부용 환상 격벽부재(340)를 금속 등의 도전체로 구성하면, 그 부분에 전계가 집중하여 이상 방전이 발생하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 예를 들면 도 18에 나타내는 바와 같이 도전체인 알루미늄으로 구성되는 전극지지 체(320)의 하면을 가공해서 알루미늄의 격벽(342)을 형성하면, 상부 전극(301)에 인가하는 고주파 전력의 크기에 따라서는 이상 방전이 발생할 우려가 있다. In this case, when the annular partition member 340 for cavities is comprised with a conductor, such as a metal, it turned out that an electric field concentrates in the part and abnormal discharge generate | occur | produces. Therefore, as shown in FIG. 18, when the lower surface of the electrode support body 320 which consists of aluminum which is a conductor is processed, and the aluminum partition wall 342 is formed, the magnitude | size of the high frequency electric power applied to the upper electrode 301, for example. In some cases, abnormal discharge may occur.

이 때문에, 공동부용 환상 격벽부재(340)는 이상 방전방지의 관점으로부터는 절연체(예를 들면 수지계 재료나 세라믹스계 재료)로 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면 공동부용 환상 격벽부재(340)는 도 19에 나타내는 것 같은 수지링(344)으로 구성한다. 수지링(344)은 예를 들면 테프론(등록상표) 등의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 베스펠(Vespel)(등록상표) 등의 폴리이미드 등의 수지로 구성한다. For this reason, it is preferable that the annular partition member 340 for cavities is comprised from an insulator (for example, resin type material or ceramic type material) from a viewpoint of abnormal discharge prevention. For example, the annular partition member 340 for a cavity part is comprised from the resin ring 344 as shown in FIG. The resin ring 344 is made of resin such as polyimide such as polytetrafluoroethylene (PTFE) such as Teflon (registered trademark) and Vespel (registered trademark).

또, 수지링(344)은 전극지지체(320)와 전극판(310)의 체결력이 약한 경우에도 그 사이에서 공동부(330)를 구획할 수 있도록, 꽉 눌렀을 때에 탄성 변형되기 쉽고 반발력이 약한 형상으로 하는 것이 바람직하다. 그래서, 본 실시형태에서는 예를 들면 도 19에 나타내는 바와 같이 수지링(344)을 그 측면이 단면이 대략 V자형상인 테이퍼면으로 되는 바와 같은 형상으로 한다. 이것에 의해, 수지링(344)은 탄성변형되기 쉽고 그 반발력도 약하기 때문에, 예를 들면 실리콘재 등으로 구성되는 전극판(310)을 전극지지체(320)에 나사고정시키는 경우와 같이 체결력이 약한 경우에도, 충분히 공동부(330)를 구획하는 기능을 발휘할 수 있다. In addition, the resin ring 344 is easily elastically deformed when pressed tightly so that the cavity 330 can be partitioned therebetween even when the clamping force between the electrode support 320 and the electrode plate 310 is weak. It is preferable to set it as. Therefore, in this embodiment, as shown, for example in FIG. 19, the resin ring 344 is made into the shape which becomes a taper surface whose side surface is substantially V-shaped in cross section. As a result, since the resin ring 344 is easily elastically deformed and its repulsive force is weak, for example, the clamping force is weak as in the case of screwing the electrode plate 310 made of a silicon material or the like onto the electrode support 320. Even in this case, the function of sufficiently partitioning the cavity 330 can be exhibited.

또, 공동부용 환상 격벽부재(340)는 도 20에 나타내는 것 같은 O링(346)으로 구성해도 좋다. O링(346)에 대해서도, 상기 수지링(344)의 경우와 마찬가지로, 꽉 눌렀을 때에 탄성변형되기 쉽고 반발력이 약한 형상으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 도 20에 나타내는 바와 같이 O링(346)은 단면이 타원형상인 것을 사용한 다. In addition, the annular partition member 340 for a cavity part may be comprised by the O-ring 346 as shown in FIG. Similarly to the case of the resin ring 344, the O-ring 346 is preferably in a shape that is easily elastically deformed and has a low repulsive force when pressed. For example, as shown in FIG. 20, the O-ring 346 uses an elliptical cross section.

또한, 공동부용 환상 격벽부재(340)는 도 21에 나타내는 바와 같이 예를 들면 알루미나, 이트리아 등의 세라믹스계 재료를 전극지지체(320)의 하면에 용사하여 형성한 격벽(348)이어도 좋다. 이 경우, 예를 들면 전극지지체(320)의 하면에 공동부를 형성한 후에, 이 공동부의 면에 마스킹하고 나서 전극지지체(320)의 하면을 향해서 세라믹스계 재료를 용사한다. 그 후, 용사한 부분을 연마하는 것에 의해 면을 고르게 하고 나서, 전극판(310)을 부착한다. 또, 세라믹스계 재료를 전극지지체(320)의 하면에 용사하는 대신, 수지계 재료를 코팅해서 공동부용 환상 격벽부재(340)를 형성하도록 해도 좋다. As shown in FIG. 21, the cavity annular partition member 340 may be a partition wall 348 formed by thermally spraying ceramic materials such as alumina and yttria on the lower surface of the electrode support 320. In this case, for example, after the cavity is formed on the lower surface of the electrode support 320, the ceramic material is sprayed toward the lower surface of the electrode support 320 after masking the surface of the cavity. After that, the surface is evened by polishing the sprayed portion, and then the electrode plate 310 is attached. Instead of thermally spraying the ceramic material on the lower surface of the electrode support 320, the resin material may be coated to form the annular partition member 340 for the cavity.

이러한 공동부용 환상 격벽부재(340)를 형성한 상부 전극에 대해 이상 방전이 발생하기 쉬운 조건에서 고주파 전력을 인가해서 실험을 한 결과에 대해서 설명한다. 예를 들면 상부 전극(301)과 하부 전극을 구성하는 서셉터(116)에 고주파 전력을 인가하는 경우, 그 인가 전압과 방전의 관계는 도 22에 나타내는 바와 같이 된다. 도 22는 종축에 상부 전극으로의 인가 전압을 취하고, 횡축에 하부 전극을 구성하는 서셉터에의 인가 전압을 취하고 있다. 도 22는 이들 인가 전압의 조합을 바꾸어 실험을 하고, 방전개시하는 고주파 전력을 그래프로 한 것이다. 이것에 의하면, 방전 개시하는 고주파 전력이 높을수록, 방전이 발생하지 않는 상태에서 인가하는 고주파 전력의 마진을 크게 취할 수 있으므로, 이상 방전이 잘 발생하지 않게 된다. The result of experiment by applying a high frequency electric power to the upper electrode in which the annular partition member 340 for cavity part was easy to generate | occur | produce in the above conditions is demonstrated. For example, when high frequency power is applied to the susceptor 116 constituting the upper electrode 301 and the lower electrode, the relationship between the applied voltage and the discharge is as shown in FIG. Fig. 22 shows the voltage applied to the upper electrode on the vertical axis and the voltage applied to the susceptor constituting the lower electrode on the horizontal axis. Fig. 22 is a graph showing the high frequency power at which discharge is started by experimenting with a combination of these applied voltages. According to this, the higher the high frequency electric power to start discharging, the larger the margin of the high frequency electric power applied in the state where the discharge does not occur, so that abnormal discharge is less likely to occur.

도 22에 있어서, y31은 공동부용 환상 격벽부재(340)를 알루미늄으로 구성한 경우(예를 들면 도 18 참조), y32는 공동부용 환상 격벽부재(340)를 O링으로 구성한 경우(예를 들면 도 20 참조), y33은 공동부용 환상 격벽부재(340)를 알루미나로 용사해서 구성한 경우(예를 들면 도 21참조), y34는 공동부용 환상 격벽부재(340)를 테프론(등록상표)으로 구성한 경우(예를 들면 도 19 참조)이다. In FIG. 22, y31 is a case where the annular partition member 340 for a cavity is comprised (for example, FIG. 18), and y32 is a case where the annular partition member 340 for a cavity is comprised by an O-ring (for example, FIG. 20, y33 is a case where the annular partition member 340 for the cavity is sprayed with alumina (for example, see FIG. 21), and y34 is a case where the annular partition member 340 for the cavity is composed of Teflon (registered trademark) ( See, for example, FIG. 19).

도 22에 의하면, 공동부용 환상 격벽부재(340)를 알루미늄으로 구성한 경우(y31)에 이상 방전이 가장 발생하기 쉬운 것을 알 수 있다. 공동부용 환상 격벽부재(340)를 O링으로 구성한 경우(y32), 공동부용 환상 격벽부재(340)를 알루미나를 용사하여 구성한 경우(y33)에는 공동부용 환상 격벽부재(340)를 알루미늄으로 구성한 경우(y31)보다도 이상 방전이 잘 발생하지 않고, 공동부용 환상 격벽부재(340)를 테프론(등록상표)으로 구성한 경우(y34)가 가장 이상 방전이 잘 발생하지 않는다. 이와 같이, 공동부용 환상 격벽부재(340)를 수지계 재료나 세라믹스계 재료 등의 절연체로 구성하는 것에 의해, 이상 방전을 효과적으로 방지할 수 있는 것을 알 수 있다. According to FIG. 22, it turns out that abnormal discharge is most likely to occur when the annular partition member 340 for cavity part is comprised from aluminum (y31). When the annular partition member 340 for the cavity part is composed of O-rings (y32), when the annular partition member 340 for the cavity part is formed by spraying alumina (y33), when the annular partition member 340 for the cavity part is composed of aluminum Abnormal discharge is less likely to occur than (y31), and in the case where the annular partition member 340 for the cavity is made of Teflon (registered trademark) (y34), the abnormal discharge is not most likely to occur. Thus, it is understood that abnormal discharge can be effectively prevented by configuring the annular partition member 340 for the cavity part with an insulator such as a resin material or a ceramic material.

또, 처리실내에 2계통으로 가스를 도입하기 위한 상부 전극을 구비하는 플라즈마 처리 장치로서는 도 15에 나타내는 바와 같이 부가 가스를 제2 공급배관에 공급하는 타입의 가스 공급 장치(201)를 마련한 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 도 23에 나타내는 바와 같이 부가 가스를 제1 공급배관과 제2 공급배관 중의 어느 하나에 선택해서 공급할 수 있는 타입의 가스 공급 장치(201)를 마련한 것에 적용해도 좋다. In addition, the plasma processing apparatus including the upper electrode for introducing gas into two systems in the processing chamber is limited to the one provided with a gas supply device 201 of a type for supplying additional gas to the second supply pipe as shown in FIG. 15. For example, as shown in FIG. 23, it may be applied to the provision of a gas supply device 201 of a type capable of selectively supplying additional gas to either the first supply pipe or the second supply pipe.

구체적으로는 도 23에 나타내는 가스 공급 장치(201)의 부가 가스 공급배 관(208)으로부터는 부가 가스용 제1 분기유로를 구성하는 부가 가스용 제1 분기배관(254) 및 부가 가스용의 제2 분기유로를 구성하는 부가 가스용 제2 분기배관(256)이 분기하고 있다. Specifically, from the additional gas supply pipe 208 of the gas supply device 201 shown in FIG. 23, the first branch pipe 254 for additional gas and the additional gas for additional gas constituting the first branch flow path for additional gas. The second branch pipe 256 for additional gas constituting the two branch flow path branches.

이들 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)은 각각, 분류량 조정 수단(230)의 하류측에서, 처리 가스용 제1, 제2 분기유로를 각각 구성하는 처리 가스용 제1, 제2 분기배관(204, 206)의 도중에 접속된다. 부가 가스용 제1 분기배관(254)에는 그 배관(254)을 개폐하는 개폐 밸브(264)가 마련되고, 부가 가스용 제2 분기배관(256)에는 그 배관(256)을 개폐하는 개폐밸브(266)가 마련되어 있다. 이 개폐밸브(264, 266)를 제어하는 것에 의해, 부가 가스 공급 수단(220)으로부터의 부가 가스를 제1, 제2 분기배관(254, 256)중의 어느 하나에 공급할 수 있다. 또, 이들 개폐밸브(264, 266)는 부가 가스용 분기유로의 유로 전환 수단을 구성한다. The first and second branch pipes 254 and 256 for the additional gas are respectively disposed on the downstream side of the flow rate adjusting means 230, and the first for the process gas for constituting the first and second branch flow paths for the processing gas, respectively. And in the middle of the second branch pipes 204 and 206. On-off valve 264 for opening and closing the pipe 254 is provided in the first branch pipe 254 for additional gas, and on-off valve for opening and closing the pipe 256 for the second branch pipe 256 for additional gas ( 266). By controlling the on / off valves 264 and 266, the additional gas from the additional gas supply means 220 can be supplied to any one of the first and second branch pipes 254 and 256. In addition, these open / close valves 264 and 266 constitute a flow path switching means for the branch flow path for the additional gas.

이러한 가스 공급 장치(201)에 의하면, 처리 가스 공급 수단(210)으로부터의 처리 가스는 분류량 조정 수단(230)에 의해서 분류량이 조정되면서, 처리 가스용 제1 분기배관(204)과 처리 가스용 제2 분기배관(206)에 분류된다. According to such a gas supply apparatus 201, while the fractionation amount of the process gas from the process gas supply means 210 is adjusted by the fractionation amount adjusting means 230, the first branch pipe 204 for the process gas and the process gas The second branch pipe 206 is classified.

그리고, 처리 가스용 제2 분기배관(206)에 부가 가스를 공급하는 경우에는 부가 가스용 제1 분기배관(254)의 개폐밸브(264)를 닫은 채, 부가 가스용 제2 분기배관(256)의 개폐밸브(266)를 열고, 부가 가스 공급 수단(220)으로부터 부가 가스의 공급을 개시한다. 이것에 의해, 그 부가 가스는 부가 가스 공급배관(208), 부가 가스용 제2 분기배관(256)을 거쳐서 처리 가스용 제2 분기배관(206)에 흘러, 제 2 처리 가스와 혼합된다. 그리고, 부가 가스는 제2 처리 가스와 함께, 제2 버퍼실(362)을 거쳐서 웨이퍼 W의 에지부를 향해 공급된다. When the additional gas is supplied to the second branch pipe 206 for the processing gas, the second branch pipe 256 for the additional gas is closed while the on / off valve 264 of the first branch pipe 254 for the additional gas is closed. Opening / closing valve 266 is opened, and supply of additional gas is started from additional gas supply means 220. As a result, the additional gas flows through the additional gas supply pipe 208 and the second branch pipe 256 for the additional gas to the second branch pipe 206 for the processing gas and is mixed with the second processing gas. The additional gas is supplied toward the edge portion of the wafer W together with the second processing gas via the second buffer chamber 362.

한편, 처리 가스용 제1 분기배관(204)에 부가 가스를 공급하는 경우에는 부가 가스용 제2 분기배관(256)의 개폐밸브(266)를 닫은 채, 부가 가스용 제1 분기배관(254)의 개폐밸브(264)를 열고, 부가 가스 공급 수단(220)으로부터 부가 가스의 공급을 개시한다. 이것에 의해, 그 부가 가스는 부가 가스 공급배관(208), 부가 가스용 제1 분기배관(254)을 거쳐서 처리 가스용 제1 분기배관(204)에 흘러, 제1 처리 가스와 혼합된다. 그리고, 부가 가스는 제1 처리 가스와 함께, 제1 버퍼실(352)을 거쳐서 웨이퍼 W의 센터부를 향해 공급된다. 도 23에 나타내는 플라즈마 처리 장치(101)에 의하면, 부가 가스를 제1 처리 가스와 제2 처리 가스의 어느 쪽에 혼합시킬지를 선택해서 공급할 수 있다. On the other hand, when the additional gas is supplied to the first branch pipe 204 for the process gas, the first branch pipe 254 for the additional gas is closed while the on / off valve 266 of the second branch pipe 256 for the additional gas is closed. Opening / closing valve 264 is opened, and supply of additional gas is started from additional gas supply means 220. As a result, the additional gas flows through the additional gas supply pipe 208 and the first branch pipe 254 for the additional gas to the first branch pipe 204 for the processing gas and is mixed with the first processing gas. The additional gas is supplied toward the center of the wafer W via the first buffer chamber 352 together with the first processing gas. According to the plasma processing apparatus 101 shown in FIG. 23, it can select and supply which side of an additional gas is mixed with a 1st process gas and a 2nd process gas.

또, 도 23에 나타내는 가스 공급 장치(201)에서는 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)에 각각 개폐밸브(264, 206)를 마련하고, 이들 개폐밸브(264, 266)를 개폐 제어하는 것에 의해, 부가 가스 공급배관(208)으로부터의 부가 가스를 흘리는 유로를 전환하도록 한 경우에 대해서 설명했지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)중의 어느 한쪽에 유로 전환 수단의 다른 예로서의 개폐밸브를 마련하고, 그 개폐밸브를 개폐 제어하는 것에 의해, 부가 가스 공급배관(208)으로부터의 부가 가스를 흘리는 유로를 전환하도록 해도 좋다. In the gas supply device 201 shown in Fig. 23, on / off valves 264 and 206 are provided in the first and second branch pipes 254 and 256 for additional gas, respectively, and these on / off valves 264 and 266 are provided. Although the case where the flow path which flows the additional gas from the additional gas supply piping 208 is switched by opening and closing control is demonstrated, it is not necessarily limited to this, The 1st, 2nd branch piping 254 for additional gas is provided. , 256 may be provided with an on / off valve as another example of the flow path switching means, and the on / off control of the on / off valve may switch the flow path through which the additional gas flows from the additional gas supply pipe 208.

또한, 도 23에 나타내는 가스 공급 장치(201)에서는 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)에 각각 개폐 밸브(264, 266)를 마련했으므로, 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)의 양쪽으로부터 부가 가스를 처리 가스용 제1, 제2 분기배관(204, 206)으로 각각 공급할 수도 있다. 이 경우에는 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)에 예를 들면 매스플로 콘트롤러와 같은 유량 제어 수단을 마련해도 좋다. 이것에 의해, 부가 가스용 제1, 제2 분기배관(254, 256)을 흐르는 부가 가스의 유량을 정확하게 제어할 수 있다. In addition, in the gas supply apparatus 201 shown in FIG. 23, since the opening-closing valves 264, 266 were provided in the 1st, 2nd branch piping 254, 256 for additional gas, respectively, the 1st, 2nd branch for additional gas. Additional gas may be supplied from both of the pipes 254 and 256 to the first and second branch pipes 204 and 206 for the processing gas, respectively. In this case, flow control means such as a mass flow controller may be provided in the first and second branch pipes 254 and 256 for additional gas, for example. As a result, the flow rate of the additional gas flowing through the first and second branch pipes 254 and 256 for the additional gas can be accurately controlled.

또한, 상기 제2 실시형태에 있어서, 처리 가스용 제2 분기배관(206)은 처리 가스 공급배관(202)으로부터 분기하는 3개 이상의 분기배관으로 구성하고, 이들 각 제2 분기배관에 부가 가스 공급 수단(220)으로부터의 부가 가스를 공급 가능하게 구성해도 좋다. 이것에 의하면, 상부 전극(301)을 3개 이상의 처리 가스 도입부로 나누고 각각에 처리 가스를 공급하도록 구성할 수 있으므로, 웨이퍼의 외주부 영역에 있어서의 처리의 균일성을 더욱 세세하게 제어할 수 있다. Further, in the second embodiment, the second branch pipe 206 for the process gas is composed of three or more branch pipes branching from the process gas supply pipe 202, and supplies additional gas to each of the second branch pipes. You may comprise so that supplying of the additional gas from the means 220 may be possible. According to this, since the upper electrode 301 can be divided into three or more process gas introduction parts, and the process gas is supplied to each, the uniformity of the process in the outer peripheral region of a wafer can be controlled more finely.

또한, 상기 제2 실시형태에서는 가스 공급 장치(201)로부터 공급된 처리 가스가, 처리실(110)의 상부에서 웨이퍼 W를 향해서 분출되는 경우에 대해서 설명했지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 처리실(110)의 다른 부분, 예를 들면 처리실(110)에 있어서의 플라즈마 생성공간 PS의 측면으로부터도 처리 가스가 분출되도록 해도 좋다. 이것에 의하면, 플라즈마 생성공간 PS의 상부와 측부로부터 각각 소정의 처리 가스를 공급할 수 있으므로, 플라즈마 생성공간 PS내의 가스농도를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 웨이퍼의 처리의 면내 균일성을 더욱 향상할 수 있다. In addition, in the said 2nd Embodiment, although the case where the process gas supplied from the gas supply apparatus 201 ejected toward the wafer W from the upper part of the process chamber 110 was demonstrated, it is not necessarily limited to this, The process chamber ( The processing gas may be ejected from another portion of the 110, for example, from the side surface of the plasma generating space PS in the processing chamber 110. According to this, since predetermined process gas can be supplied from the upper part and the side part of plasma generation space PS, the gas concentration in plasma generation space PS can be adjusted. Thereby, in-plane uniformity of the processing of the wafer can be further improved.

또한, 상기 제1, 제2 실시형태에서는 전극판 이면에 마련하는 공동부를 3단의 원판형상 공동부를 적층한 형상으로 한 상부 전극을 예로 들어 설명했지만, 공동부의 형상은 이것에 한정되는 것은 아니며, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부이면 어떠한 형상이라도 좋다. 예를 들면 공동부의 단수는 2단이라도, 4단 이상이라도 좋으며, 또한 주연부에서 중심부를 향해서 높이가 서서히 높아지는 바와 같은 단면이 테이퍼형상이나 단면이 곡선형상이어도 좋다. In addition, in the said 1st, 2nd embodiment, although the upper electrode which made the cavity part provided in the back surface of an electrode plate into the shape which laminated | stacked the three-stage disc shaped cavity part was demonstrated as an example, the shape of a cavity part is not limited to this, Any shape may be used as long as it is a cavity having a shape having a different height from the center part and the peripheral part. For example, the number of stages of the cavity may be two, four or more, and may be tapered or cross-sectioned as the height gradually increases from the peripheral portion toward the center.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 범주내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적범위에 속하는 것으로 이해된다. As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It is apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope described in the claims, and that they naturally belong to the technical scope of the present invention.

예를 들면 상술한 제1, 제2 실시형태에서는 상부 전극과 하부 전극의 양쪽에 고주파를 인가하는 경우에 대해서 설명했지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 상부 전극에만 고주파를 인가하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 상부 전극에 27∼150㎒의 고주파를 인가하는 경우에 대해서 설명했지만, 이 범위에 한정되는 것은 아니다. 또한, 피처리 기판으로서는 반도체 웨이퍼를 이용하고, 이것에 에칭을 실시하는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 피처리 기판으로서는 액정 표시 장치(LCD) 기판 등의 다른 기판이어도 좋다. 또한, 플라즈마 처리도 에칭에 한정되지 않으며, 스퍼터링, CVD 등의 다른 처리라도 좋다. For example, in the above-described first and second embodiments, the case where high frequency is applied to both the upper electrode and the lower electrode has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the present invention is applied even when the high frequency is applied only to the upper electrode. Can be applied. In addition, although the case where the high frequency of 27-150 MHz is applied to the upper electrode was demonstrated, it is not limited to this range. In addition, although the case where a semiconductor wafer is used as an to-be-processed substrate and etching is demonstrated, it is not limited to this, As another to-be-processed substrate, another board | substrate, such as a liquid crystal display (LCD) board | substrate, may be sufficient. In addition, the plasma processing is not limited to etching, and other processing such as sputtering and CVD may be used.

본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 또한 이용되는 전극에 적용 가능하다. The present invention is applicable to a plasma processing apparatus and also an electrode used.

본 발명에 따르면, 전극 표면에 있어서의 전계분포의 불균일을 중심부에서 주연부에 걸쳐서 넓은 범위에 걸쳐서 더욱 작게 할 수 있어, 극히 균일성이 높은 플라즈마를 생성할 수 있다.According to the present invention, the nonuniformity of the electric field distribution on the electrode surface can be further reduced over a wide range from the center to the periphery, thereby producing a plasma with extremely high uniformity.

Claims (20)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 복수의 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부에서 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치의 상기 제1 전극으로서 이용되는 전극으로서, A first electrode and a second electrode are disposed to face each other in the processing chamber, the first electrode is divided into a plurality of gas introduction portions, and a plurality of gas ejection holes are formed in each gas introduction portion, and the substrate to be supported by the second electrode is supported. In the plasma processing apparatus, a predetermined plasma treatment is performed on the substrate to be processed by supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while introducing a processing gas from each of the gas introduction sections. As an electrode used as a 1st electrode, 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, An electrode plate facing the second electrode, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, A supporter bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate; 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, A cavity provided in a joining surface with the electrode plate in the support and having a shape different in height from a central portion and a peripheral portion, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하고, A partition member for partitioning the cavity for each gas introduction portion; 상기 격벽부재는 단면이 V자형상인 테이퍼면을 측면으로 하는 수지링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전극.The partition member is an electrode, characterized in that consisting of a resin ring having a tapered surface having a V-shaped cross section on the side. 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 복수의 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부에서 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급하여 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치의 상기 제1 전극으로서 이용되는 전극으로서, A first electrode and a second electrode are disposed to face each other in the processing chamber, the first electrode is divided into a plurality of gas introduction portions, and a plurality of gas ejection holes are formed in each gas introduction portion, and the substrate to be supported by the second electrode is supported. In the plasma processing apparatus, a predetermined plasma treatment is performed on the substrate to be processed by supplying a high frequency power to one or both of the electrodes while introducing a processing gas from each of the gas introduction sections. As an electrode used as a 1st electrode, 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, An electrode plate facing the second electrode, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, A supporter bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate; 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, A cavity provided in a joining surface with the electrode plate in the support and having a shape different in height from a central portion and a peripheral portion, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하고,A partition member for partitioning the cavity for each gas introduction portion; 상기 격벽부재는 세라믹스계 재료를 용사(溶射)해서 형성한 것을 특징으로 하는 전극.The partition member is formed by spraying a ceramic material. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 제1, 제2 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급해서 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, A first electrode and a second electrode are disposed to face each other in the processing chamber, the first electrode is divided into first and second gas introduction portions, and a plurality of gas ejection holes are formed in each gas introduction portion, and the second electrode is supported by the second electrode. Plasma processing for performing a predetermined plasma treatment on the substrate by supplying high frequency power to one or both of the electrodes while generating a processing gas from the respective gas introduction sections toward the substrate to be processed. As a device, 상기 피처리 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단과, Processing gas supply means for supplying a processing gas for processing the substrate to be processed; 상기 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 흘리는 처리 가스 공급유로와, A processing gas supply passage through which the processing gas from the processing gas supply means flows; 상기 처리 가스 공급유로로부터 분기하여 상기 제1, 제2 가스도입부에 각각 접속하는 제1, 제2 분기유로와, First and second branch passages branching from the processing gas supply passage and connected to the first and second gas introduction portions, respectively; 상기 처리 가스 공급유로로부터 상기 제1, 제2 분기유로로 분류되는 처리 가스의 분류량을 상기 제1, 제2 분기유로내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단과, Fractionation amount adjusting means for adjusting a fractionation amount of the treatment gas classified into the first and second branch passages from the process gas supply passage based on the pressure in the first and second branch passages; 소정의 부가 가스를 공급하는 부가 가스 공급 수단과, Additional gas supply means for supplying a predetermined additional gas, 상기 부가 가스 공급 수단으로부터의 부가 가스를 상기 분류량 조정 수단으로부터 하류측에서 상기 제1 분기유로 또는 상기 제2 분기유로에 합류시키는 부가가스 공급유로를 구비하고, An additional gas supply passage for joining the additional gas from the additional gas supply means to the first branch channel or the second branch channel downstream from the flow rate adjusting means; 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The first electrode is an electrode plate facing the second electrode, a support body bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and the electrode plate in the support body. And a cavity having a shape different in height from the center portion and the periphery portion, and a partition member for partitioning the cavity portion for each of the gas introduction portions. 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 제 1 및 제2 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부로부터 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급해서 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, A first electrode and a second electrode are disposed to face each other in the processing chamber, the first electrode is divided into first and second gas introduction portions, and a plurality of gas ejection holes are formed in each gas introduction portion, and the second electrode is supported by the second electrode. Plasma processing for performing a predetermined plasma treatment on the substrate by supplying high frequency power to one or both of the electrodes while generating a processing gas from the respective gas introduction sections toward the substrate to be processed. As a device, 상기 피처리 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단과, Processing gas supply means for supplying a processing gas for processing the substrate to be processed; 상기 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 흘리는 처리 가스 공급로와, A processing gas supply passage through which the processing gas from the processing gas supply means flows; 상기 처리 가스 공급유로로부터 분기해서 상기 제1, 제2 가스도입부에 각각 접속하는 처리 가스용 제1, 제2 분기유로와, First and second branch passages for the process gas branched from the process gas supply passage and connected to the first and second gas introduction portions, respectively; 상기 처리 가스 공급로부터 상기 각 처리 가스용 제1, 제2 분기유로로 분류되는 처리 가스의 분류량을 상기 각 처리 가스용 제1, 제2 분기유로내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단과, Classification amount adjusting means which adjusts the fractionation amount of the process gas classified into the said 1st, 2nd branch flow paths for each process gas from the said process gas supply based on the pressure in the said 1st, 2nd branch flow paths for each process gas; , 소정의 부가 가스를 공급하는 부가 가스 공급 수단과, Additional gas supply means for supplying a predetermined additional gas, 상기 부가 가스 공급 수단으로부터의 부가 가스를 흘리는 부가 가스 공급로와, An additional gas supply passage through which the additional gas from the additional gas supply means flows; 상기 부가 가스 공급로로부터 분기해서 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 처리 가스용 제1 분기유로에 접속되는 부가 가스용 제1 분기유로와, A first branch passage for the additional gas branched from the additional gas supply passage and connected to the first branch passage for the processing gas downstream from the flow rate adjusting means; 상기 부가 가스 공급로로부터 분기해서 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 처리 가스용 제2 분기유로에 접속되는 부가 가스용 제2 분기유로와, A second branch flow path for the additional gas branched from the additional gas supply path and connected to the second branch flow path for the processing gas downstream from the flow rate adjusting means; 상기 부가 가스용 제1 분기유로와 상기 부가 가스용 제2 분기유로 중, 상기 부가 가스 공급로로부터의 부가가스를 흘리는 유로를 전환하기 위한 유로전환수단을 구비하고, A flow path switching means for switching a flow path through which the additional gas from the additional gas supply path flows among the first branch flow path for the additional gas and the second branch flow path for the additional gas, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The first electrode is an electrode plate facing the second electrode, a support body bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and the electrode plate in the support body. And a cavity having a shape different in height from the center portion and the periphery portion, and a partition member for partitioning the cavity portion for each of the gas introduction portions. 처리실내에 제1 전극과 제2 전극을 대향해서 배치하고, 상기 제1 전극을 복수의 가스도입부로 나누고 각 가스도입부에 복수의 가스분출 구멍을 형성하고, 상기 제2 전극에 지지된 피처리 기판상을 향해서 상기 각 가스도입부에서 각각 처리 가스를 도입하면서 상기 전극의 한쪽 또는 양쪽에 고주파 전력을 공급해서 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 상기 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, A first electrode and a second electrode are disposed to face each other in the processing chamber, the first electrode is divided into a plurality of gas introduction portions, and a plurality of gas ejection holes are formed in each gas introduction portion, and the substrate to be supported by the second electrode is supported. A plasma processing apparatus for performing a predetermined plasma treatment on a substrate to be processed by supplying high frequency power to one or both of the electrodes while generating a processing gas from each of the gas introduction sections toward the phase to generate plasma. 상기 피처리 기판을 처리하는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 수단과, Processing gas supply means for supplying a processing gas for processing the substrate to be processed; 상기 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 흘리는 처리 가스 공급유로와, A processing gas supply passage through which the processing gas from the processing gas supply means flows; 상기 처리 가스 공급유로로부터 분기하여 상기 복수의 가스도입부에 각각 접속하는 복수의 분기유로와, A plurality of branch passages branched from the processing gas supply passage and connected to the plurality of gas introduction portions, respectively; 상기 처리 가스 공급유로로부터 상기 각 분기유로로 분류되는 처리 가스의 분류량을 상기 각 분기유로내의 압력에 의거해서 조정하는 분류량 조정 수단과, Fractionation amount adjusting means for adjusting the fractionation amount of the process gas classified into the branch passages from the process gas supply passage on the basis of the pressure in the branch passages; 소정의 부가 가스를 공급하는 복수의 부가 가스 공급 수단과, A plurality of additional gas supply means for supplying a predetermined additional gas, 상기 각 부가 가스 공급 수단으로부터의 부가 가스를 상기 분류량 조정 수단보다 하류측에서 상기 각 분기유로에 합류시키는 부가 가스 공급유로를 구비하고, An additional gas supply passage for joining the additional gas from each of the additional gas supply means to the respective branch flow paths on the downstream side than the flow rate adjusting means; 상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 대향하는 전극판과, 상기 전극판의 상기 제2 전극측과는 반대측의 면에 접합해서 상기 전극판을 지지하는 지지체와, 상기 지지체에 있어서의 상기 전극판과의 접합면에 마련되고, 중심부와 주연부에서 높이가 다른 형상의 공동부와, 상기 가스도입부마다 상기 공동부를 구획하는 격벽부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.The first electrode is an electrode plate facing the second electrode, a support body bonded to a surface on the side opposite to the second electrode side of the electrode plate to support the electrode plate, and the electrode plate in the support body. And a cavity having a shape different in height from the center portion and the periphery portion, and a partition member for partitioning the cavity portion for each of the gas introduction portions.
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