JP2001196357A - Plasma treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマエッチン
グの対象となる基板が保持される下部電極が設けられた
反応室を備えたプラズマ処理装置に関する。The present invention relates to a plasma processing apparatus provided with a reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching.
【０００２】[0002]
【従来の技術】今日の半導体装置のプロセスにおいて
は、各工程の設計ルールの微細化を進めることにより、
チップサイズの縮小化及びチップの大集積化を実現して
きた。2. Description of the Related Art In today's semiconductor device process, by miniaturizing the design rule of each process,
A reduction in chip size and a large integration of chips have been realized.
【０００３】また、半導体プロセスにおけるドライエッ
チング工程においては、層間絶縁膜におけるゲート電極
間の領域にコンタクトを形成する技術として、自己整合
型コンタクト（ＳＡＣ：Self-Alinged-Contact）形成技
術が知られている。これは、ゲート電極間の距離の縮小
化の要求及びリソグラフィアライメント精度の限界に対
処するため、Ｓｉ3Ｎ4膜等のストッパー膜で覆われたゲ
ート電極の上に、該ゲート電極とオーバーラップするよ
うにコンタクトホールを形成する技術である。この場合
のエッチング工程においては、エッチングの対象となる
層間絶縁膜とゲート電極を覆うストッパー膜とのエッチ
ング選択比を得るために、プラズマエッチング装置が用
いられる。In a dry etching step in a semiconductor process, a self-aligned contact (SAC: Self-Alinged-Contact) forming technique is known as a technique for forming a contact in a region between gate electrodes in an interlayer insulating film. I have. This overlaps the gate electrode over the gate electrode covered with a stopper film such as a Si 3 N 4 film in order to cope with a demand for a reduction in the distance between the gate electrodes and a limit of lithography alignment accuracy. Is a technique for forming a contact hole as described above. In the etching step in this case, a plasma etching apparatus is used to obtain an etching selectivity between the interlayer insulating film to be etched and the stopper film covering the gate electrode.
【０００４】以下、プラズマエッチングに用いられる従
来のプラズマ処理装置について、図１５を参照しながら
説明する。Hereinafter, a conventional plasma processing apparatus used for plasma etching will be described with reference to FIG.
【０００５】図１５は、プラズマ処理装置の概略断面構
造を示しており、反応室１０の底部には、反応室１０に
対して上下動可能にサセプタ１１が設けられており、該
サセプタ１１の周囲には円筒状の真空ベローズ１２が配
置されている。真空ベローズ１２の上には、硬質アルマ
イトからなるリング状のホルダー１３が設けられている
と共に、サセプタ１１の上におけるホルダー１３の内側
には試料台となる下部電極１４が設けられている。下部
電極１４の上にはポリイミド樹脂からなる静電チャック
１５が設けられており、シリコンよりなる半導体基板１
６は静電チャック１５により下部電極１４の上に保持さ
れている。下部電極１４の上における半導体基板１６の
周囲には、半導体基板１６の周縁部におけるエッチング
特性の変化を防止するシリコンリング１７が設けられて
おり、該シリコンリング１７の外側にはフォーカスリン
グ１８が設けられている。FIG. 15 shows a schematic cross-sectional structure of the plasma processing apparatus. A susceptor 11 is provided at the bottom of the reaction chamber 10 so as to be vertically movable with respect to the reaction chamber 10. Is provided with a cylindrical vacuum bellows 12. A ring-shaped holder 13 made of hard alumite is provided on the vacuum bellows 12, and a lower electrode 14 serving as a sample stage is provided inside the holder 13 on the susceptor 11. An electrostatic chuck 15 made of polyimide resin is provided on the lower electrode 14, and the semiconductor substrate 1 made of silicon is provided.
6 is held on the lower electrode 14 by an electrostatic chuck 15. A silicon ring 17 for preventing a change in etching characteristics at a peripheral portion of the semiconductor substrate 16 is provided around the semiconductor substrate 16 on the lower electrode 14, and a focus ring 18 is provided outside the silicon ring 17. Have been.
【０００６】反応室１０の上部にはガス導入孔１９及び
上部電極２０が設けられており、ガス導入孔１９から反
応室１０内に導入されたエッチングガスは、上部電極２
０に形成された多数のガス分散孔により分散される。ま
た、上部電極２０には、ブロッキングコンデンサ２１を
介して第１の高周波電源２２が接続されており、該第１
の高周波電源２２から上部電極２０に第１の高周波電力
を印加すると、反応室１０内に電磁場が発生するので、
反応室１０内のエッチングガスはプラズマ化される。A gas introduction hole 19 and an upper electrode 20 are provided in an upper portion of the reaction chamber 10. An etching gas introduced into the reaction chamber 10 from the gas introduction hole 19 is supplied to the upper electrode 2.
It is dispersed by a large number of gas dispersion holes formed at zero. A first high-frequency power supply 22 is connected to the upper electrode 20 via a blocking capacitor 21.
When the first high-frequency power is applied from the high-frequency power source 22 to the upper electrode 20, an electromagnetic field is generated in the reaction chamber 10.
The etching gas in the reaction chamber 10 is turned into plasma.
【０００７】下部電極１４には、ブロッキングコンデン
サ２１を介して第２の高周波電源２３が接続されてお
り、該第２の高周波電源２３から下部電極１４に第２の
高周波電力を印加すると、反応室１０内に発生したプラ
ズマ中のイオンは下部電極１４の上に保持されている半
導体基板１６に入射する。A second high-frequency power source 23 is connected to the lower electrode 14 via a blocking capacitor 21. When a second high-frequency power is applied to the lower electrode 14 from the second high-frequency power source 23, the reaction chamber Ions in the plasma generated in 10 enter a semiconductor substrate 16 held on a lower electrode 14.
【０００８】反応室１０の上部における上部電極２０の
周囲には、上部電極２０に第１の高周波電力を印加した
ときに発生した電磁場を遮蔽するシールドリング２４が
設けられていると共に、反応室１０の側部には、反応室
１０の壁部を保護するインナーライナー２５が設けられ
ている。尚、インナーライナー２５は反応室１０の内壁
を構成している。Around the upper electrode 20 in the upper part of the reaction chamber 10, a shield ring 24 for shielding an electromagnetic field generated when the first high-frequency power is applied to the upper electrode 20 is provided. Is provided with an inner liner 25 for protecting the wall of the reaction chamber 10. Note that the inner liner 25 forms the inner wall of the reaction chamber 10.
【０００９】図１６は、反応室１０、半導体基板１６を
反応室１０に対して搬入又は搬出するための搬送室２
６、及び反応室１０と搬送室２６とを連通させる連通路
２７の平面構造を示している。搬送室２６の内部には、
アーム支持台２９ａ、搬送アーム２９ｂ及び基板吸着部
２９ｃからなる搬送装置２９が設けられており、半導体
基板１６は搬送装置２９の基板吸着部２９ｃに吸着され
た状態で、搬送室２６と反応室１０との間を搬送され
る。尚、半導体基板１６を搬送しないときには、搬送室
２６と連通路２７との間はシャッター３０によって遮断
されているが、反応室１０と連通路２７とは常に連通し
ている。FIG. 16 shows a transfer chamber 2 for transferring or unloading the reaction chamber 10 and the semiconductor substrate 16 to and from the reaction chamber 10.
6 and a plan structure of a communication path 27 for communicating the reaction chamber 10 with the transfer chamber 26. Inside the transfer chamber 26,
A transfer device 29 including an arm support base 29a, a transfer arm 29b, and a substrate suction unit 29c is provided, and the semiconductor substrate 16 is suctioned by the substrate suction unit 29c of the transfer device 29. Is transported between When the semiconductor substrate 16 is not transferred, the space between the transfer chamber 26 and the communication path 27 is shut off by the shutter 30, but the reaction chamber 10 and the communication path 27 are always in communication.
【００１０】ここで、反応室１０及び連通路２７の内部
に設けられプラズマと接する各部材の材質について説明
する。反応室１０においては、インナーライナー２５に
はシリコンカーバイドが用いられ、静電チャック１５に
はポリイミド樹脂が用いられ、真空ベローズ１２及びホ
ルダー１３には、表面が硬質アルマイト処理されたアル
ミニウムが用いられている。また、連通路２７の内壁
は、シリコンカーバイト又は表面が硬質アルマイト処理
されたアルミニウムにより形成されている。Here, the materials of the members provided inside the reaction chamber 10 and the communication passage 27 and in contact with the plasma will be described. In the reaction chamber 10, silicon carbide is used for the inner liner 25, polyimide resin is used for the electrostatic chuck 15, and aluminum whose surfaces are hard anodized is used for the vacuum bellows 12 and the holder 13. I have. The inner wall of the communication passage 27 is made of silicon carbide or aluminum whose surface is hard anodized.
【００１１】シリコンカーバイトは、導電率が低いと共
に耐熱性を有しており、焼結により形成されるものとＣ
ＶＤ法により形成されるものとがある。焼結によるシリ
コンカーバイトは、高い電気抵抗を持っていると共に厚
板に形成できるため、プラズマ放電時の電磁放射を内部
にまで浸透させることができるという特徴を有し、ま
た、ＣＶＤによるシリコンカーバイトは、電気的なバイ
アスを与えることができると共にバイアス電源に接地性
を与えることができるという特徴を有している。[0011] Silicon carbide has low electrical conductivity and heat resistance.
Some are formed by the VD method. Silicon carbide by sintering has high electrical resistance and can be formed into a thick plate, so that it has the characteristic that electromagnetic radiation during plasma discharge can penetrate into the interior. The bite is characterized in that it can apply an electrical bias and can also provide a bias power supply with ground.
【００１２】また、硬質アルマイト層は、高絶縁性、高
強度性、高硬度性及び高耐腐食性を有しているため、腐
食性が強いフッ素含有炭素系エッチングガスを用いるプ
ラズマ処理装置の反応室を保護する部材として多用され
ている。The hard alumite layer has high insulating properties, high strength, high hardness and high corrosion resistance, so that the reaction of a plasma processing apparatus using a highly corrosive fluorine-containing carbon-based etching gas. It is frequently used as a member for protecting a room.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した自
己整合型コンタクト形成方法においては、エッチングの
対象となる層間絶縁膜とゲート電極を覆うストッパー膜
とのエッチング選択比を高めるために、反応室１０に導
入するエッチングガス中における、フッ素成分に対する
炭素成分の割合を増加させる必要がある。このため、反
応室の壁面へのポリマーの付着量が必然的に増加するの
で、反応室の壁面には炭素又はフッ素を主成分とする強
固なポリマー膜が形成されてしまうという問題がある。In the above-described method of forming a self-aligned contact, the reaction chamber 10 is formed in order to increase the etching selectivity between the interlayer insulating film to be etched and the stopper film covering the gate electrode. It is necessary to increase the ratio of the carbon component to the fluorine component in the etching gas introduced into the gas. For this reason, the amount of adhesion of the polymer to the wall surface of the reaction chamber is inevitably increased, and there is a problem that a strong polymer film containing carbon or fluorine as a main component is formed on the wall surface of the reaction chamber.
【００１４】前述したシリコンカーバイト及び硬質アル
マイト層は、いずれも高い絶縁性を持っているため、プ
ラズマ放電中にシリコンカーバイト又は硬質アルマイト
層の表面近傍にはイオンシース領域が形成される。この
ため、プラズマ中の粒子特にフッ化炭素系の粒子は、イ
オンシース領域で加速されてシリコンカーバイト又は硬
質アルマイト層の表面に到達し、シリコンカーバイト又
は硬質アルマイト層の表面に付着した後、徐々に成長し
てポリマー膜となる。Since the above-mentioned silicon carbide and hard anodized aluminum have high insulating properties, an ion sheath region is formed near the surface of the silicon carbide or hard anodized aluminum during plasma discharge. For this reason, the particles in the plasma, especially the fluorocarbon-based particles, are accelerated in the ion sheath region, reach the surface of the silicon carbide or hard alumite layer, and adhere to the surface of the silicon carbide or hard alumite layer. Grow slowly to become a polymer film.
【００１５】図１７は、図１４に示した従来のプラズマ
処理装置の反応室１０の内部において、プラズマ領域３
１及びイオンシース領域３２が形成される状態を示して
いる。図１７に示すように、インナーライナー２５、真
空ベローズ１２及びホルダー１３の表面におけるプラズ
マ領域３１と接する領域の近傍にはイオンシース領域３
２が形成されるので、プラズマ領域３１中の粒子は、イ
オンシース領域３２において加速された状態で、インナ
ーライナー２５、真空ベローズ１２及びホルダー１３等
の部材の表面に到達する。これらの部材の表面に到達し
たプラズマ領域３１中の粒子は、これらの部材の表面で
成長してポリマー膜となる。FIG. 17 shows a plasma region 3 in the reaction chamber 10 of the conventional plasma processing apparatus shown in FIG.
1 and a state where the ion sheath region 32 is formed. As shown in FIG. 17, the surface of the inner liner 25, the vacuum bellows 12, and the holder 13 is in the vicinity of a region that is in contact with the plasma region 31.
Since particles 2 are formed, the particles in the plasma region 31 reach the surfaces of members such as the inner liner 25, the vacuum bellows 12, and the holder 13 while being accelerated in the ion sheath region 32. Particles in the plasma region 31 that reach the surfaces of these members grow on the surfaces of these members and become polymer films.
【００１６】一方、プラズマ領域３１中に生成された高
エネルギーイオン３３は、下部電極１４の方に向かう
が、インナーライナー２５、真空ベローズ１２及びホル
ダー１３の方には向かわないので、インナーライナー２
５、真空ベローズ１２及びホルダー１３の表面に形成さ
れたポリマー膜は高エネルギーイオン３３によりエッチ
ングされない。On the other hand, the high-energy ions 33 generated in the plasma region 31 travel toward the lower electrode 14 but do not travel toward the inner liner 25, the vacuum bellows 12 and the holder 13, so that the inner liner 2
5. The polymer film formed on the surfaces of the vacuum bellows 12 and the holder 13 is not etched by the high energy ions 33.
【００１７】図１８は、プラズマ領域３１中の粒子が、
インナーライナー２５、真空ベローズ１２及びホルダー
１３の表面に付着することにより形成された、フッ化炭
素を主成分とするポリマー膜３４を示しており、硬質ア
ルマイト層で覆われたホルダー１３の側面部及び真空ベ
ローズ１２の上面部においては、ポリマーの堆積レート
が高いので、他の部分よりもポリマー膜３４の膜厚は大
きい。FIG. 18 shows that the particles in the plasma region 31 are:
It shows a polymer film 34 composed mainly of fluorocarbon formed by adhering to the inner liner 25, the vacuum bellows 12 and the surface of the holder 13, and the side surface of the holder 13 covered with a hard alumite layer and Since the deposition rate of the polymer is high on the upper surface of the vacuum bellows 12, the thickness of the polymer film 34 is larger than the other portions.
【００１８】ところで、ポリマー膜３４の膜厚は一般的
には累積放電時間の増加に伴って大きくなるため、時間
の経過に伴ってポリマー膜３４は剥がれ易くなるが、表
面粗さが小さい硬質アルマイト層で覆われている真空ベ
ローズ１２及びホルダー１３の表面においては、ポリマ
ー膜３４は特に剥がれ易い。Since the thickness of the polymer film 34 generally increases with the increase of the cumulative discharge time, the polymer film 34 is easily peeled off with the lapse of time, but is hard anodized with a small surface roughness. On the surfaces of the vacuum bellows 12 and the holder 13 covered with the layer, the polymer film 34 is particularly easily peeled.
【００１９】剥がれたポリマー膜３４は、反応室１０の
内部を浮遊するが、この際、プラズマ領域において主と
して負に帯電するので、クーロン力によって半導体基板
１６上に付着して、パーティクルの原因となる。The peeled polymer film 34 floats inside the reaction chamber 10. At this time, since the polymer film 34 is mainly negatively charged in the plasma region, it adheres to the semiconductor substrate 16 due to Coulomb force and causes particles. .
【００２０】また、連通路２７の内壁面は、プラズマ発
生領域３１と直接には接しない（間接的に接している）
ので、ポリマーの付着量は少ない。しかしながら、連通
路２７の開口部は、半導体基板１６を吸着した搬送装置
２９の基板吸着部２９ｃが通過できる程度の大きさであ
るから、連通路２７の内壁面はメンテナンス性が悪いの
で、連通路２７の内壁面に付着したポリマー膜はクリー
ニング時の除去率が低い。このため、ポリマー膜は、累
積放電時間の増加に伴って大きくなった後、剥がれて反
応室１０の内部を浮遊し、反応室１０内を浮遊するポリ
マー膜が半導体基板１６上に付着するので、パーティク
ルの原因となる。Further, the inner wall surface of the communication passage 27 does not directly contact (indirectly contacts) the plasma generation region 31.
Therefore, the amount of adhered polymer is small. However, since the opening of the communication path 27 is large enough to allow the substrate suction part 29c of the transfer device 29 that has suctioned the semiconductor substrate 16 to pass through, the inner wall surface of the communication path 27 is poor in maintainability. The polymer film adhered to the inner wall surface of 27 has a low removal rate during cleaning. For this reason, after the polymer film becomes larger with an increase in the cumulative discharge time, it peels off and floats inside the reaction chamber 10, and the polymer film floating inside the reaction chamber 10 adheres to the semiconductor substrate 16. It causes particles.
【００２１】前記に鑑み、本発明は、反応室の内壁面、
下部電極の近傍に設けられた部材の表面又は連通路の内
壁面に付着したポリマー膜が剥がれ難くすることを第１
の目的とし、反応室の内壁面、下部電極の近傍に設けら
れた部材の表面又は連通路の内壁面にポリマー膜が付着
し難くすることを第２の目的とする。In view of the above, the present invention provides an inner wall of a reaction chamber,
The first purpose is to make it difficult for the polymer film adhered to the surface of the member provided near the lower electrode or the inner wall surface of the communication passage to be peeled off.
A second object is to make it difficult for the polymer film to adhere to the inner wall surface of the reaction chamber, the surface of a member provided near the lower electrode, or the inner wall surface of the communication passage.
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】前記の第１の目的を達成
するため、本発明に係る第１のプラズマ処理装置は、プ
ラズマエッチングの対象となる基板が保持される下部電
極が設けられた反応室を備えたプラズマ処理装置を対象
とし、反応室の内壁面、及び下部電極の近傍に設けられ
た部材の表面のうち、プラズマ発生領域と接し且つ高エ
ネルギーのイオンが入射しない部分の少なくとも一部を
覆うように設けられたポリエーテル系樹脂からなるカバ
ー部材を備えている。In order to achieve the above first object, a first plasma processing apparatus according to the present invention comprises a reaction apparatus provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching. At least a part of the inner wall surface of the reaction chamber and the surface of the member provided near the lower electrode, which is in contact with the plasma generation region and does not receive high-energy ions, for a plasma processing apparatus having a chamber And a cover member made of a polyether-based resin provided to cover the cover.
【００２３】第１のプラズマ処理装置によると、反応室
の内壁面、及び下部電極の近傍に設けられた部材の表面
のうち、プラズマ発生領域と接し且つ高エネルギーのイ
オンが入射しない部分の少なくとも一部は、ポリエーテ
ル系樹脂からなるカバー部材によって覆われており、該
カバー部材はポリエーテル系樹脂からなるため、その表
面粗さは、従来から用いられているアルマイト層に比べ
て著しく大きいので、その表面には多数の凹部が存在す
る。このため、カバー部材の表面に付着するポリマー膜
のカバー部材側の部分はカバー部材の凹部にはまり込む
ので、ポリマー膜はカバー部材から剥がれ難い。従っ
て、剥がれたポリマー膜が反応室の内部に浮遊し難くな
るので、基板の表面に付着するパーティクルの数が著し
く低減すると共に、反応室の内部をクリーニングするメ
ンテナンスの負担が軽減する。According to the first plasma processing apparatus, at least one of the inner wall surface of the reaction chamber and the surface of the member provided near the lower electrode, which is in contact with the plasma generation region and does not receive high-energy ions. The portion is covered by a cover member made of a polyether-based resin, and since the cover member is made of a polyether-based resin, its surface roughness is significantly larger than that of a conventionally used alumite layer. There are many recesses on the surface. For this reason, the portion of the polymer film adhering to the surface of the cover member on the cover member side fits into the concave portion of the cover member, so that the polymer film is not easily peeled from the cover member. Therefore, the peeled polymer film hardly floats inside the reaction chamber, so that the number of particles adhering to the surface of the substrate is significantly reduced, and the burden of maintenance for cleaning the inside of the reaction chamber is reduced.
【００２４】前記の第１の目的を達成するため、本発明
に係る第２のプラズマ処理装置は、プラズマエッチング
の対象となる基板が保持される下部電極が設けられた反
応室と、基板を反応室に搬送するための搬送室と、反応
室と搬送室とを連通させる連通路とを備えたプラズマ処
理装置を対象とし、連通路の内壁面の少なくとも一部を
覆うように設けられたポリエーテル系樹脂からなるカバ
ー部材を備えている。In order to achieve the first object, a second plasma processing apparatus according to the present invention comprises: a reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching; A polyether provided so as to cover at least a part of the inner wall surface of the communication path, which is intended for a plasma processing apparatus including a transfer chamber for transferring the reaction chamber and a communication path communicating the reaction chamber and the transfer chamber. A cover member made of a base resin is provided.
【００２５】第２のプラズマ処理装置によると、連通路
の内壁面の少なくとも一部は、ポリエーテル系樹脂から
なるカバー部材によって覆われており、該カバー部材は
ポリエーテル系樹脂からなるため、その表面粗さは、従
来から用いられているシリコンカーバイト又はアルマイ
ト層に比べて大きいので、その表面には多数の凹部が存
在する。このため、カバー部材の表面に付着するポリマ
ー膜のカバー部材側の部分はカバー部材の凹部にはまり
込むので、ポリマー膜はカバー部材から剥がれ難い。従
って、剥がれたポリマー膜が反応室の内部に浮遊し難く
なるので、基板の表面に付着するパーティクルの数が著
しく低減すると共に、連通路をクリーニングするメンテ
ナンスの負担が軽減する。According to the second plasma processing apparatus, at least a part of the inner wall surface of the communication passage is covered with a cover member made of polyether resin, and the cover member is made of polyether resin. Since the surface roughness is larger than that of a conventionally used silicon carbide or alumite layer, there are many concave portions on the surface. For this reason, the portion of the polymer film adhering to the surface of the cover member on the cover member side fits into the concave portion of the cover member, so that the polymer film is not easily peeled from the cover member. Therefore, the peeled polymer film is less likely to float inside the reaction chamber, so that the number of particles adhering to the surface of the substrate is significantly reduced, and the burden of maintenance for cleaning the communication path is reduced.
【００２６】第１又は第２のプラズマ処理装置におい
て、カバー部材の表面粗さは、０．５〜１０μｍの範囲
内であることが好ましい。In the first or second plasma processing apparatus, the surface roughness of the cover member is preferably in the range of 0.5 to 10 μm.
【００２７】このようにすると、カバー部材の表面に付
着するポリマー膜のカバー部材側の部分はカバー部材の
凹部に確実にはまり込むので、ポリマー膜はカバー部材
から一層剥がれ難くなる。With this configuration, the portion of the polymer film adhering to the surface of the cover member on the cover member side surely fits into the concave portion of the cover member, so that the polymer film is less likely to be peeled off from the cover member.
【００２８】第１又は第２のプラズマ処理装置におい
て、カバー部材の熱伝導率は、０．０５〜１Ｗ／ｍ・℃
であることが好ましい。In the first or second plasma processing apparatus, the thermal conductivity of the cover member is 0.05 to 1 W / m · ° C.
It is preferred that
【００２９】このようにすると、カバー部材の表面温度
の変化は、従来の反応室の内壁面、、下部電極の近傍に
設けられた部材の表面、又は連通路の内壁面の表面温度
の変化よりも小さいため、カバー部材の表面に付着する
ポリマー膜は、一層剥がれ難くなる。In this case, the change in the surface temperature of the cover member is based on the change in the surface temperature of the inner wall surface of the conventional reaction chamber, the surface of the member provided near the lower electrode, or the inner wall surface of the communication passage. Therefore, the polymer film adhering to the surface of the cover member is more difficult to peel off.
【００３０】前記の第２の目的を達成するため、本発明
に係る第３のプラズマ処理装置は、プラズマエッチング
の対象となる基板が保持される下部電極が設けられた反
応室を備えたプラズマ処理装置を対象とし、反応室の内
壁を構成する部材、及び下部電極の近傍に設けられた部
材のうち、プラズマ発生領域と接し且つ高エネルギーの
イオンが入射しない部材の少なくとも一部は、アモルフ
ァスカーボンからなる。To achieve the second object, a third plasma processing apparatus according to the present invention comprises a plasma processing apparatus having a reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching. For the apparatus, at least a part of the members constituting the inner wall of the reaction chamber and the members provided near the lower electrode, which are in contact with the plasma generation region and do not receive high-energy ions, are made of amorphous carbon. Become.
【００３１】第３のプラズマ処理装置によると、反応室
の内壁を構成する部材、及び下部電極の近傍に設けられ
た部材のうち、プラズマ発生領域と接し且つ高エネルギ
ーのイオンが入射しない部材の少なくとも一部はアモル
ファスカーボンからなり、アモルファスカーボンは固有
抵抗値が、従来から用いられているシリコンカーバイト
に比べて著しく小さい。このため、アモルファスカーボ
ンからなる、反応室の内壁又は下部電極の近傍に設けら
れた部材の近傍には、イオンシース領域が形成され難い
ので、プラズマ領域中の粒子は反応室の内壁又は下部電
極の近傍に設けられた部材には付着し難い。従って、剥
がれたポリマー膜が反応室の内部に浮遊し難くなるの
で、基板の表面に付着するパーティクルの数が著しく低
減すると共に、反応室をクリーニングするメンテナンス
の負担が軽減する。According to the third plasma processing apparatus, at least one of the members constituting the inner wall of the reaction chamber and the members provided in the vicinity of the lower electrode, which are in contact with the plasma generation region and do not receive high energy ions. A portion is made of amorphous carbon, and amorphous carbon has a significantly lower specific resistance value than conventionally used silicon carbide. For this reason, since the ion sheath region is hardly formed near the member provided in the vicinity of the inner wall of the reaction chamber or the lower electrode made of amorphous carbon, particles in the plasma region are formed on the inner wall of the reaction chamber or the lower electrode. It does not easily adhere to members provided in the vicinity. Therefore, the peeled polymer film is less likely to float inside the reaction chamber, so that the number of particles adhering to the surface of the substrate is significantly reduced, and the burden of maintenance for cleaning the reaction chamber is reduced.
【００３２】前記の第２の目的を達成するため、本発明
に係る第４のプラズマ処理装置は、プラズマエッチング
の対象となる基板が保持される下部電極が設けられた反
応室と、基板を反応室に搬送するための搬送室と、反応
室と搬送室とを連通させる連通路とを備えたプラズマ処
理装置を対象とし、連通路の内壁を構成する部材の少な
くとも一部は、アモルファスカーボンからなる。In order to achieve the second object, a fourth plasma processing apparatus according to the present invention comprises a reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching, and a reaction chamber provided with a lower electrode. For a plasma processing apparatus provided with a transfer chamber for transferring to a chamber, and a communication path communicating the reaction chamber and the transfer chamber, at least a part of a member forming an inner wall of the communication path is made of amorphous carbon. .
【００３３】第４のプラズマ処理装置によると、連通路
の内壁を構成する部材の少なくとも一部はアモルファス
カーボンからなり、アモルファスカーボンは固有抵抗値
が、従来から用いられているシリコンカーバイトに比べ
て著しく小さい。このため、アモルファスカーボンから
なる連通路の内壁の近傍には、イオンシース領域が形成
され難いので、プラズマ領域中の粒子は連通路の内壁に
は付着し難い。従って、剥がれたポリマー膜が反応室の
内部に浮遊し難くなるので、基板の表面に付着するパー
ティクルの数が著しく低減すると共に、連通路をクリー
ニングするメンテナンスの負担が軽減する。According to the fourth plasma processing apparatus, at least a part of the member forming the inner wall of the communication path is made of amorphous carbon, and the amorphous carbon has a specific resistance value higher than that of a conventionally used silicon carbide. Remarkably small. For this reason, since an ion sheath region is hardly formed near the inner wall of the communication path made of amorphous carbon, particles in the plasma region hardly adhere to the inner wall of the communication path. Therefore, the peeled polymer film is less likely to float inside the reaction chamber, so that the number of particles adhering to the surface of the substrate is significantly reduced, and the burden of maintenance for cleaning the communication path is reduced.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置について、図
１を参照しながら説明する。尚、図１に示す第１の実施
形態に係るプラズマ処理装置においては、図１５に示し
た従来のプラズマ処理装置と同じ部材については、同一
の符号を付すことにより説明を省略する。尚、プラズマ
エッチングを行なう際には、サセプタ１１の温度は約０
℃に保持されており、これによって、下部電極１４及び
半導体基板１６の温度も約０℃に調整される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the plasma processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, the same members as those in the conventional plasma processing apparatus shown in FIG. When performing plasma etching, the temperature of the susceptor 11 is set to about 0.
The temperature of the lower electrode 14 and the semiconductor substrate 16 is also adjusted to about 0 ° C.
【００３５】第１の実施形態の特徴として、図１に示す
ように、ホルダー１３におけるフォーカスリング１８に
覆われていない部分、並びに真空ベローズ１２の上面及
び側面の上部は、Ｚ字状の断面を有し且つ３ｍｍの厚さ
を持つポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５１によ
り覆われている。尚、カバー部材５１は真空ベローズ１
２の上面に載置されることにより、真空ベローズ１２に
保持されている。また、カバー部材５１を構成するポリ
エーテル系樹脂としては、ポリエーテルイミド樹脂、ポ
リエーテルケトン樹脂又はポリエーテルスルホン樹脂等
を用いることができる。As a feature of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the portion of the holder 13 not covered by the focus ring 18 and the upper portions of the upper surface and side surfaces of the vacuum bellows 12 have a Z-shaped cross section. And is covered with a cover member 51 made of a polyether-based resin having a thickness of 3 mm. Note that the cover member 51 is a vacuum bellows 1
2 is held on the vacuum bellows 12 by being placed on the upper surface of the second bellows 2. Further, as the polyether-based resin constituting the cover member 51, a polyetherimide resin, a polyetherketone resin, a polyethersulfone resin, or the like can be used.
【００３６】尚、カバー部材５１としては、図１に示す
形状に比べて、カバー部材５１の下部がより下方に延び
ており、該下部が真空ベローズ１２の側面の大部分又は
全部を覆う形状であってもよい。また、カバー部材５１
は、プラズマの安定した放電を確保できるならば、フォ
ーカスリング１７を部分的に又は全面的に覆う形状であ
ってもよい。The cover member 51 has a shape in which a lower portion of the cover member 51 extends downward as compared with the shape shown in FIG. 1, and the lower portion covers most or all of the side surfaces of the vacuum bellows 12. There may be. Also, the cover member 51
May have a shape that partially or entirely covers the focus ring 17 as long as stable discharge of plasma can be secured.
【００３７】従来のプラズマ処理装置においては、下部
電極１４と半導体基板１６との間に配置された静電チャ
ック１５のように、プラズマとは直接に接しない箇所に
おいてはポリイミド樹脂が用いられることはあったが、
第１の実施形態の特徴は、プラズマと直接に接する箇所
に、ポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５１を配置
したことにある。In a conventional plasma processing apparatus, a polyimide resin is not used in a portion not directly in contact with plasma, such as an electrostatic chuck 15 disposed between the lower electrode 14 and the semiconductor substrate 16. There was,
The feature of the first embodiment resides in that a cover member 51 made of a polyether-based resin is arranged at a position directly in contact with plasma.
【００３８】尚、ポリエーテル系樹脂は、耐熱性、機械
的強度及び加工性に優れているため、反応室１０の内部
の温度条件に耐えることができると共に、ホルダー１３
及び真空ベローズ１２を覆う形状に加工することが容易
である。Since the polyether-based resin is excellent in heat resistance, mechanical strength and workability, it can withstand the temperature conditions inside the reaction chamber 10 and the holder 13
And it is easy to process into a shape that covers the vacuum bellows 12.
【００３９】第１の実施形態においては、ホルダー１３
におけるフォーカスリング１８に覆われていない部分、
並びに真空ベローズ１２の上面及び側面の上部をポリエ
ーテル系樹脂からなるカバー部材５１により覆ったた
め、以下に説明する作用及び効果を得ることができる。In the first embodiment, the holder 13
Of the focus ring 18 not covered by
In addition, since the upper portion of the upper surface and the upper portion of the side surface of the vacuum bellows 12 are covered with the cover member 51 made of a polyether-based resin, the following operations and effects can be obtained.
【００４０】[0040]
【表１】 [Table 1]
【００４１】［表１］は、硬質アルマイトとポリエーテ
ル系樹脂との、熱伝導率（Ｗ／ｍ・℃）及び表面粗さ：
Ｒａ（μｍ）を示している。尚、表面粗さ：Ｒａは、中
心線平均値（Arithmetic Average／Center Line Averag
e Height）を意味し、ここでは、東京精密株式会社製の
表面粗さ形状測定器「サーフコム１２０Ａ」を用いて測
定した値を示している。［表１］から、ポリエーテル系
樹脂の表面粗さは、硬質アルマイトの表面粗さに比べて
極めて（１〜２桁程度）大きいこと、及びポリエーテル
系樹脂の熱伝導率は、硬質アルマイトの熱伝導率に比べ
て極めて（２桁程度）小さいことが分かる。Table 1 shows the thermal conductivity (W / m · ° C.) and surface roughness of hard alumite and polyether resin.
Ra (μm) is shown. The surface roughness: Ra is the center line average value (Arithmetic Average / Center Line Averag).
e Height), which indicates a value measured using a surface roughness shape measuring device “Surfcom 120A” manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. From Table 1, it can be seen that the surface roughness of the polyether-based resin is extremely large (about 1 to 2 digits) compared to the surface roughness of the hard anodized, and the thermal conductivity of the polyether-based resin is higher than that of the hard anodized. It can be seen that the thermal conductivity is extremely small (about two digits).
【００４２】以下、ポリエーテル系樹脂の表面粗さが硬
質アルマイトの表面粗さに比べて大きいことによって、
ポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５１の表面に付
着したポリマー膜が剥がれ難い理由について説明する。Hereinafter, since the surface roughness of the polyether-based resin is larger than the surface roughness of the hard alumite,
The reason why the polymer film adhered to the surface of the cover member 51 made of a polyether-based resin is difficult to peel will be described.
【００４３】図２（ａ）は、従来の真空ベローズ１２又
はホルダー１３の拡大断面構造を示しており、真空ベロ
ーズ１２又はホルダー１３を構成するアルミニウム板３
５の表面に、例えば１００μｍの膜厚を有する硬質アル
マイト層３６がコーティングされていると共に、アルミ
ニウム板３５にはクラック３５ａが形成されている。図
２（ｂ）は、真空ベローズ１２及びホルダー１３を覆う
カバー部材５１の拡大断面構造を示しており、カバー部
材５１は例えば約３ｍｍの厚さを有している。FIG. 2A shows an enlarged cross-sectional structure of a conventional vacuum bellows 12 or holder 13, and the aluminum plate 3 forming the vacuum bellows 12 or holder 13 is shown in FIG.
5 is coated with a hard alumite layer 36 having a thickness of, for example, 100 μm, and a crack 35 a is formed on the aluminum plate 35. FIG. 2B shows an enlarged cross-sectional structure of a cover member 51 covering the vacuum bellows 12 and the holder 13, and the cover member 51 has a thickness of, for example, about 3 mm.
【００４４】図２（ａ）と図２（ｂ）との対比から分か
るように、ポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５１
の表面粗さは、硬質アルマイト層３６の表面粗さより大
きいため、硬質アルマイト層３６の表面に付着したポリ
マー膜３４Ａは剥がれ易いが、カバー部材５１の表面に
付着したポリマー膜３４Ｂは、カバー部材５１の表面に
形成されている凹部にはまり込んでいるため剥がれ難
い。As can be seen from a comparison between FIG. 2A and FIG. 2B, a cover member 51 made of polyether resin is used.
Is larger than the surface roughness of the hard anodized layer 36, the polymer film 34A attached to the surface of the hard anodized layer 36 is easily peeled off, but the polymer film 34B attached to the surface of the cover member 51 is Is hardly peeled off because it is stuck in the concave portion formed on the surface of.
【００４５】ポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５
１の表面粗さ：Ｒａとしては、第１の実施形態では、
１．２μｍであったが、これに限られず、０．５〜１０
μｍの範囲内であればよい。その理由は以下のとおりで
ある。カバー部材５１の表面に０．５〜１０μｍの径を
持つ凹部があると、プラズマ中の粒子特にフッ化炭素系
の粒子は、カバー部材５１の表面に形成されている凹部
からはみ出すことなく、該凹部の表面に付着する。次
に、プラズマ中の他の粒子がカバー部材５１の表面に到
達すると、該他の粒子は凹部の表面に既に付着している
粒子と結合する。このように、カバー部材５１の凹部の
面に付着している粒子にプラズマ中の粒子が結合する過
程が繰り返し行なわれることにより、ポリマー膜３４Ｂ
は成長する。このため、ポリマー膜３４Ｂにおけるカバ
ー部材５１の表面と接している領域はカバー部材５１の
凹部に確実にはまり込み、ポリマー膜３４Ｂはカバー部
材５１から剥がれ難くなるので、反応室１０の内部を浮
遊するポリマー膜は大きく低減する。Cover member 5 made of polyether resin
In the first embodiment, as the surface roughness Ra of 1,
1.2 μm, but not limited to this, and 0.5 to 10 μm.
It may be within the range of μm. The reason is as follows. If there is a concave portion having a diameter of 0.5 to 10 μm on the surface of the cover member 51, particles in the plasma, particularly fluorocarbon-based particles, do not protrude from the concave portion formed on the surface of the cover member 51. It adheres to the surface of the recess. Next, when other particles in the plasma reach the surface of the cover member 51, the other particles combine with particles already attached to the surface of the concave portion. As described above, the process of bonding the particles in the plasma to the particles adhering to the surface of the concave portion of the cover member 51 is repeatedly performed, so that the polymer film 34B is formed.
Grows. For this reason, the region of the polymer film 34B in contact with the surface of the cover member 51 is securely fitted into the concave portion of the cover member 51, and the polymer film 34B is unlikely to be peeled off from the cover member 51, and floats inside the reaction chamber 10. The polymer film is greatly reduced.
【００４６】以下、ポリエーテル系樹脂の熱伝導率が硬
質アルマイトの熱伝導率に比べて小さいことによって、
ポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５１の表面に付
着したポリマー膜が剥がれ難い理由について説明する。Hereinafter, since the thermal conductivity of the polyether-based resin is smaller than that of hard anodized aluminum,
The reason why the polymer film adhered to the surface of the cover member 51 made of a polyether-based resin is difficult to peel will be described.
【００４７】図３は、反応室内に設けられプラズマと接
する部材、例えば真空ベローズ１２、ホルダー１３又は
カバー部材５１等の部材のプラズマ放電中及びプラズマ
非放電中における表面温度を表わす式を示しており、こ
れらの式は、部材の表面に及ぶ熱伝導の変化をＲＣ電気
回路解析法と同様の手法で表わしたものである。尚、こ
れらの式においては、ＲＣ電気回路における直流電圧電
源をプラズマ放電時の熱源に置き換えていると共に、Ｒ
Ｃ電気回路における抵抗と容量との積をパラメータ
（Ｋ）に置き換えている。図３において、Ｔd はプラズ
マ放電中の部材の表面温度を示し、Ｔn はプラズマ非放
電中（例えば半導体基板の取り替え中）の部材の表面温
度を示し、ｔは各回の放電時間又は非放電時間を示し、
Ｎは放電回数を示し、Ｋは熱伝導率に反比例する係数を
示している。また、ここでは、部材の表面に付着するポ
リマー膜の影響は無視し、部材の表面に及ぶ熱源として
は、プラズマ放電時にはプラズマ温度（４００℃）と
し、プラズマ非放電時には下部電極の温度（０℃）とし
ており、各部材の内側の各部材の温度は下部電極の温度
（０℃）と等しいものとしている。FIG. 3 shows an equation representing the surface temperature of a member provided in the reaction chamber and in contact with the plasma, for example, members such as the vacuum bellows 12, the holder 13 and the cover member 51 during plasma discharge and during non-plasma discharge. These equations express the change in heat conduction over the surface of the member by a method similar to the RC electric circuit analysis method. In these equations, the DC voltage power supply in the RC electric circuit is replaced with a heat source at the time of plasma discharge.
The product of the resistance and the capacitance in the C electric circuit is replaced with a parameter (K). In FIG. 3, T d represents the surface temperature of the member during a plasma discharge, T n represents the plasma non-discharge in the surface temperature of the member (e.g., in replacement of the semiconductor substrate), t is each time the discharge time or non-discharge Indicates time,
N indicates the number of discharges, and K indicates a coefficient inversely proportional to the thermal conductivity. Here, the influence of the polymer film adhering to the surface of the member is ignored, and the heat source that reaches the surface of the member is a plasma temperature (400 ° C.) during plasma discharge, and a lower electrode temperature (0 ° C.) during non-plasma discharge. ), And the temperature of each member inside each member is equal to the temperature (0 ° C.) of the lower electrode.
【００４８】図３に示す式から、熱伝導率が大きい場合
には、係数Ｋが小さくなるため、放電時の温度Ｔd が相
対的に大きくなる一方、非放電時の温度Ｔn が相対的に
小さくなり、また、熱伝導率が小さい場合には、係数Ｋ
が大きくなるため、放電時の温度Ｔd が相対的に小さく
なる一方、非放電時の温度Ｔn が大きくなることが分か
る。[0048] From the equation shown in FIG. 3, when the thermal conductivity is large, the coefficient K is decreased, while the temperature T d of the time of discharge is relatively large, the temperature T n at the time of non-discharge relative When the thermal conductivity is small, the coefficient K
Because increases, the temperature T d of the time of discharge is relatively small on the other hand, it can be seen that the temperature T n at the time of non-discharge increases.
【００４９】図４は、エッチング処理時間の経過と、プ
ラズマと接する部材の表面温度の変化との関係を表わし
ており、本発明における部材（カバー部材５１）の温度
変化：ΔＴ2 ＝Ｔd−Ｔnは、従来における部材（真空ベ
ローズ１２又はホルダー１３）の温度変化：ΔＴ1 ＝Ｔ
d−Ｔnよりも著しく小さくなる。FIG. 4 shows the relationship between the lapse of the etching time and the change in the surface temperature of the member in contact with the plasma. The temperature change of the member (cover member 51) in the present invention: ΔT 2 = T d − T n is the temperature change of the conventional member (vacuum bellows 12 or holder 13): ΔT 1 = T
significantly smaller than d -T n.
【００５０】ところで、ポリマー膜の剥離は、ポリマー
膜が付着している部材が熱収縮することによってポリマ
ー膜に生じる応力に起因すると考えられる。The peeling of the polymer film is considered to be caused by the stress generated in the polymer film due to the thermal shrinkage of the member to which the polymer film is attached.
【００５１】従って、本発明における部材の表面温度の
変化：ΔＴ2 は、従来における部材の表面温度の変化：
ΔＴ1 よりも著しく小さいため、カバー部材５１の表面
に付着するポリマー膜３４Ｂ（図２（ｂ）を参照）は、
真空ベローズ１２又はホルダー１３の表面に付着するポ
リマー膜３４Ａ（図２（ａ）を参照）に比べて、著しく
剥がれ難いことが分かる。このため、ポリマー膜３４Ｂ
はカバー部材５１から剥がれ難くなるので、反応室１０
の内部を浮遊するポリマー膜は大きく低減する。Accordingly, the change in the surface temperature of the member in the present invention: ΔT 2 is the change in the surface temperature of the conventional member:
Since it is significantly smaller than ΔT 1, the polymer film 34B (see FIG. 2B) adhering to the surface of the cover member 51 is
It can be seen that the polymer film 34 </ b> A (see FIG. 2A) that adheres to the surface of the vacuum bellows 12 or the holder 13 is hardly peeled off. Therefore, the polymer film 34B
Is difficult to peel off from the cover member 51,
The number of polymer films floating in the interior of the device is greatly reduced.
【００５２】尚、第１の実施形態においては、カバー部
材５１を構成するポリエーテル系樹脂の熱伝導率は、３
７．８×１０-2（Ｗ／ｍ・℃）であったが、これに限ら
れず、０．０５〜１（Ｗ／ｍ・℃）であれば、カバー部
材５１の表面に付着するポリマー膜３４Ｂは剥がれ難
い。In the first embodiment, the thermal conductivity of the polyether resin forming the cover member 51 is 3
7.8 × 10 −2 (W / m · ° C.), but not limited to this. If 0.05 to 1 (W / m · ° C.), the polymer film adheres to the surface of the cover member 51. 34B is hard to peel off.
【００５３】以下、ポリエーテル系樹脂の厚さが硬質ア
ルマイト層の厚さに比べて大きいことによって、ポリエ
ーテル系樹脂からなるカバー部材５１の表面に付着した
ポリマー膜が剥がれ難い理由について説明する。The reason why the polymer film adhered to the surface of the cover member 51 made of the polyether-based resin is difficult to peel off because the thickness of the polyether-based resin is larger than the thickness of the hard alumite layer will be described below.
【００５４】図５（ａ）は、従来の真空ベローズ１２又
はホルダー１３の拡大断面構造、つまり、アルミニウム
板３５の表面に例えば１００μｍの膜厚を有する硬質ア
ルマイト層３６がコーティングされている状態を示し、
図５（ｂ）は、真空ベローズ１２及びホルダー１３を覆
うカバー部材５１の拡大断面構造、つまり、アルミニウ
ム板３５が例えば約３ｍｍの厚さを有するカバー部材５
１により覆われている状態を示している。FIG. 5A shows an enlarged sectional structure of a conventional vacuum bellows 12 or holder 13, that is, a state in which a hard alumite layer 36 having a thickness of, for example, 100 μm is coated on the surface of an aluminum plate 35. ,
FIG. 5B shows an enlarged cross-sectional structure of the cover member 51 that covers the vacuum bellows 12 and the holder 13, that is, the cover member 5 in which the aluminum plate 35 has a thickness of, for example, about 3 mm.
1 shows a state covered by the reference numeral 1.
【００５５】図３及び図４に基づき説明した、ポリエー
テル系樹脂の熱伝導率が硬質アルマイトの熱伝導率に比
べて小さいことによる効果と同様の理由により、本発明
における部材の表面温度の変化：ΔＴ2 は、従来におけ
る部材の表面温度の変化：ΔＴ1 よりも著しく小さいた
め、カバー部材５１の表面に付着するポリマー膜３４Ｂ
（図２（ｂ）を参照）は、真空ベローズ１２又はホルダ
ー１３の表面に付着するポリマー膜３４Ａ（図２（ａ）
を参照）に比べて、著しく剥がれ難い。For the same reason as described above with reference to FIGS. 3 and 4 because the thermal conductivity of the polyether-based resin is smaller than that of hard alumite, the change in the surface temperature of the member in the present invention is considered. : ΔT 2 is much smaller than the conventional change in the surface temperature of the member: ΔT 1 , so that the polymer film 34B adhering to the surface of the cover member 51
(See FIG. 2 (b)) shows a polymer film 34A (FIG. 2 (a)) adhered to the surface of the vacuum bellows 12 or the holder 13.
).
【００５６】（第１の実施形態の変形例）以下、本発明
の第１の実施形態の変形例に係るプラズマ処理装置につ
いて、図６を参照しながら説明する。尚、図６に示す第
１の実施形態の変形例に係るプラズマ処理装置において
は、図１５に示した従来のプラズマ処理装置と同じ部材
については、同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。(Modification of First Embodiment) Hereinafter, a plasma processing apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the plasma processing apparatus according to the modification of the first embodiment shown in FIG. 6, the same members as those in the conventional plasma processing apparatus shown in FIG.
【００５７】第１の実施形態の変形例特徴として、図６
に示すように、ホルダー１３におけるフォーカスリング
１８に覆われていない部分、並びに真空ベローズ１２の
上面及び側面は、Ｚ字状の断面を有し且つ３ｍｍの厚さ
を持つポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５２によ
り完全に覆われている。カバー部材５２は、互いに分離
された上側カバー部材５２ａと下側カバー部材５２ｂと
からなり、上側カバー部材５２ａの下端及び下側カバー
部材５２ｂの上端には、突出部と切欠き部とからなる嵌
合部がそれぞれ形成されており、上側カバー部材５２ａ
及び下側カバー部材５２ｂのうちの一方の突出部と他方
の切欠き部とが互いに嵌合している。また、上側カバー
部材５２ａの上部は真空ベローズ１２の上面に載置され
ていると共に、下側カバー部材５２ｂの下部は真空ベロ
ーズ１２の側面下部に設けられたＬ字状のフック５３に
保持されている。As a feature of the modification of the first embodiment, FIG.
As shown in FIG. 3, the portion of the holder 13 not covered by the focus ring 18 and the upper surface and side surfaces of the vacuum bellows 12 have a Z-shaped cross section and a cover made of a polyether resin having a thickness of 3 mm. It is completely covered by the member 52. The cover member 52 includes an upper cover member 52a and a lower cover member 52b that are separated from each other, and is fitted to a lower end of the upper cover member 52a and an upper end of the lower cover member 52b by a protrusion and a notch. A joining portion is formed, and the upper cover member 52a
One protruding part and the other notch of the lower cover member 52b are fitted to each other. The upper part of the upper cover member 52a is placed on the upper surface of the vacuum bellows 12, and the lower part of the lower cover member 52b is held by an L-shaped hook 53 provided on the lower part of the side surface of the vacuum bellows 12. I have.
【００５８】尚、第１の実施形態の変形例に係るカバー
部材５２の表面粗さ、熱伝導率及び厚さは、第１の実施
形態に係るカバー部材５１と同様であるので、説明は省
略する。The surface roughness, the thermal conductivity and the thickness of the cover member 52 according to the modification of the first embodiment are the same as those of the cover member 51 according to the first embodiment, and therefore the description is omitted. I do.
【００５９】第１の実施形態の変形例によると、真空ベ
ローズ１２の上面及び側面はポリエーテル系樹脂からな
るカバー部材５２により完全に覆われているため、ポリ
マー膜の剥離が一層防止されるので、反応室１０の内部
を浮遊するポリマーは大きく低減する。According to the modification of the first embodiment, since the upper surface and the side surfaces of the vacuum bellows 12 are completely covered by the cover member 52 made of a polyether resin, the peeling of the polymer film is further prevented. The amount of polymer floating inside the reaction chamber 10 is greatly reduced.
【００６０】ところで、ポリエーテル系樹脂の加工性
は、他の樹脂に比べると優れているが、アルミニウムと
比べると劣る。By the way, the workability of the polyether resin is excellent as compared with other resins, but is inferior as compared with aluminum.
【００６１】しかしながら、第１の実施形態の変形例に
おいては、カバー部材５２を、互いに分離されており且
つ互いに嵌合可能な上側カバー部材５２ａと下側カバー
部材５２ｂとから構成したため、真空ベローズ１２の上
面及び側面を完全に覆う形状であるにも拘わらず、加工
が比較的に容易であると共にメンテナンスが容易であ
る。However, in the modification of the first embodiment, since the cover member 52 is constituted by the upper cover member 52a and the lower cover member 52b which are separated from each other and can be fitted to each other, the vacuum bellows 12 Despite having a shape that completely covers the upper surface and side surface of the above, processing is relatively easy and maintenance is easy.
【００６２】尚、第１の実施形態の変形例においては、
カバー部材５２を、上側カバー部材５２ａと下側カバー
部材５２ｂとからなる２つの部材から構成したが、これ
に代えて、３つ以上の部材から構成してもよいのは当然
である。Incidentally, in a modification of the first embodiment,
Although the cover member 52 is composed of two members including the upper cover member 52a and the lower cover member 52b, it is needless to say that the cover member 52 may be composed of three or more members instead.
【００６３】図７は、第１の実施形態及びその変形例を
評価するために行なった実験結果を示しており、放電時
間の経過（累積放電時間）に伴うパーティクル数の変化
を示している。尚、累積放電時間の単位は時間（６０
分）であり、パーティクル数は、２００ｍｍの直径を持
つウエハ上における５ｍｍ幅の周縁部を除く領域に付着
しており長辺が０．２３μｍ以上であるパーティクルの
数を示している。FIG. 7 shows the results of experiments performed to evaluate the first embodiment and its modifications, and shows the change in the number of particles with the passage of the discharge time (cumulative discharge time). The unit of the cumulative discharge time is time (60
), And the number of particles indicates the number of particles having a long side of 0.23 μm or more attached to a region other than the peripheral portion having a width of 5 mm on a wafer having a diameter of 200 mm.
【００６４】また、図７において、Ａは、第１の実施形
態、つまりホルダー１３におけるフォーカスリング１８
に覆われていない部分並びに真空ベローズ１２の上面及
び側面の上部をポリエーテル系樹脂からなるカバー部材
５１により覆った場合を示し、Ｂは、第１の実施形態の
変形例、つまりホルダー１３におけるフォーカスリング
１８に覆われていない部分並びに真空ベローズ１２の上
面及び側面をポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５
２により完全に覆った場合を示している。In FIG. 7, reference symbol A denotes the first embodiment, that is, the focus ring 18 of the holder 13.
Shows a case in which a portion not covered with a cover and the upper portions of the upper surface and side surfaces of the vacuum bellows 12 are covered with a cover member 51 made of a polyether-based resin, and B is a modification of the first embodiment, that is, focus on the holder 13. The portion not covered by the ring 18 and the top and side surfaces of the vacuum bellows 12 are covered with a cover member 5 made of polyether resin.
2 shows a case where the cover is completely covered.
【００６５】図７における従来とＡとＢとの対比から、
第１の実施形態によると、従来に比べてパーティクル数
を大きく低減できると共に、第１の実施形態の変形例に
よると、第１の実施形態よりもパーティクル数を一層低
減できることが分かる。From the comparison between the prior art and A and B in FIG.
According to the first embodiment, it can be seen that the number of particles can be significantly reduced as compared with the related art, and according to the modification of the first embodiment, the number of particles can be further reduced as compared with the first embodiment.
【００６６】尚、図７は、実際に行なった実験結果を示
しており、累積放電時間の増加とパーティクル数の増加
とが対応していない理由については明らかではない。FIG. 7 shows the results of experiments actually performed, and it is not clear why the increase in the cumulative discharge time does not correspond to the increase in the number of particles.
【００６７】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係るプラズマ処理装置について、図８を参照
しながら説明する。尚、図８に示す第２の実施形態に係
るプラズマ処理装置においては、図１５に示した従来の
プラズマ処理装置と同じ部材については、同一の符号を
付すことにより説明を省略する。(Second Embodiment) Hereinafter, a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the plasma processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 8, the same members as those in the conventional plasma processing apparatus shown in FIG.
【００６８】第２の実施形態の特徴として、サセプタ１
１の周囲を覆う真空ベローズ１２Ａ及び反応室１０の壁
部を保護するインナーライナー２５Ａは、いずれも、ア
モルファスカーボンからなる。尚、真空ベローズ１２Ａ
及びインナーライナー２５Ａを構成する部材の数につい
ては、特に限定されず、加工容易性及びメンテナンスの
容易性を考慮して適宜選択することができる。As a feature of the second embodiment, the susceptor 1
The vacuum bellows 12A that covers the periphery of the inner wall 1 and the inner liner 25A that protects the wall of the reaction chamber 10 are both made of amorphous carbon. In addition, vacuum bellows 12A
The number of members constituting the inner liner 25A is not particularly limited, and can be appropriately selected in consideration of ease of processing and ease of maintenance.
【００６９】[0069]
【表２】 [Table 2]
【００７０】［表２］は、シリコンカーバイトとアモル
ファスカーボンとの、固有抵抗値（Ω・ｃｍ）、熱伝導
率（Ｗ／ｍ・℃）及び表面粗さ：Ｒａ（μｍ）を示して
いる。尚、表面粗さ：Ｒａの意味は、第１の実施形態と
同様である。［表２］から、アモルファスカーボンの固
有抵抗値は、シリコンカーバイトの固有抵抗値に比べて
著しく小さいこと、アモルファスカーボンの熱伝導率
は、シリコンカーバイトの熱伝導率に比べて小さいこと
が分かる。また、アモルファスカーボンの表面粗さは、
シリコンカーバイトの表面粗さに比べて小さいが、表面
粗さの差は余り大きくないと共に、アモルファスカーボ
ンの表面粗さは、［表１］に示した硬質アルマイトより
も大きいことが分かる。Table 2 shows the specific resistance (Ω · cm), thermal conductivity (W / m · ° C.), and surface roughness: Ra (μm) of silicon carbide and amorphous carbon. . The meaning of the surface roughness: Ra is the same as in the first embodiment. From Table 2, it can be seen that the specific resistance of amorphous carbon is significantly lower than that of silicon carbide, and that the thermal conductivity of amorphous carbon is lower than that of silicon carbide. . The surface roughness of amorphous carbon is
Although it is smaller than the surface roughness of the silicon carbide, the difference in the surface roughness is not so large, and the surface roughness of the amorphous carbon is larger than that of the hard alumite shown in [Table 1].
【００７１】アモルファスカーボンの熱伝導率がシリコ
ンカーバイトの熱伝導率に比べて小さいことによる効果
は、第１の実施形態における、ポリエーテル系樹脂の熱
伝導率が硬質アルマイトの熱伝導率に比べて小さいこと
による効果の説明を援用し、ここでは説明を省略する。The effect of the fact that the thermal conductivity of amorphous carbon is smaller than the thermal conductivity of silicon carbide is that the thermal conductivity of the polyether-based resin in the first embodiment is smaller than that of hard alumite. The description of the effect of the small size is referred to, and the description is omitted here.
【００７２】以下、アモルファスカーボンの固有抵抗値
がシリコンカーバイトの固有抵抗値に比べて小さいこと
によって、アモルファスカーボンからなる部材の表面に
はポリマーが付着し難い理由について説明する。The reason why the polymer hardly adheres to the surface of the member made of amorphous carbon because the specific resistance of amorphous carbon is smaller than the specific resistance of silicon carbide will be described below.
【００７３】図９は、反応室１０の内部において、プラ
ズマ領域３１Ａ及びイオンシース領域３２Ａが形成され
る状態を示している。固有抵抗値が小さいアモルファス
カーボンからなる真空ベローズ１２Ａ及びインナーライ
ナー２５Ａの近傍には、図９に示すように、イオンシー
ス領域３２Ａが形成され難いため、つまり、真空ベロー
ズ１２Ａ及びインナーライナー２５Ａの近傍においては
プラズマ領域３１Ａ中の粒子は加速され難いため、プラ
ズマ領域３１Ａ中の粒子は真空ベローズ１２Ａ及びイン
ナーライナー２５Ａに付着し難い。FIG. 9 shows a state in which a plasma region 31A and an ion sheath region 32A are formed inside the reaction chamber 10. As shown in FIG. 9, the ion sheath region 32A is difficult to be formed near the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A made of amorphous carbon having a small specific resistance value. Since the particles in the plasma region 31A are not easily accelerated, the particles in the plasma region 31A do not easily adhere to the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A.
【００７４】また、真空ベローズ１２Ａ及びインナーラ
イナー２５Ａの固有抵抗値が小さいため、図９と図１７
との対比から分かるように、プラズマ領域３１Ａは反応
室１０の下部には分布しないので、プラズマ領域３１Ａ
中の粒子は真空ベローズ１２Ａ及びインナーライナー２
５Ａに付着し難い。Further, since the specific resistance values of the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A are small, FIGS.
As can be understood from the comparison with the plasma region 31A, since the plasma region 31A is not distributed below the reaction chamber 10, the plasma region 31A
The particles inside are vacuum bellows 12A and inner liner 2
Difficult to adhere to 5A.
【００７５】以上説明した２つの理由によって、アモル
ファスカーボンからなる真空ベローズ１２Ａ及びインナ
ーライナー２５Ａの表面にはポリマー膜が形成され難い
ため、必然的にポリマー膜の剥離が抑制されるので、反
応室１０の内部を浮遊するポリマーは低減する。尚、真
空ベローズ１２Ａ及びインナーライナー２５Ａに付着し
なかったプラズマ領域３１Ａ中の粒子は排出される。For the two reasons described above, since a polymer film is hardly formed on the surfaces of the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A made of amorphous carbon, the peeling of the polymer film is inevitably suppressed. The amount of polymer floating inside the interior is reduced. The particles in the plasma region 31A that have not adhered to the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A are discharged.
【００７６】前述したように、アモルファスカーボンの
表面粗さは、シリコンカーバイトの表面粗さに比べて小
さいが、アモルファスカーボンからなる真空ベローズ１
２Ａ及びインナーライナー２５Ａの表面には、シリコン
カーバイトからなる真空ベローズ１２及びインナーライ
ナー２５（図１を参照）の表面に比べて、ポリマー膜が
形成され難いため、アモルファスカーボンの表面粗さが
シリコンカーバイトの表面粗さに比べて小さいことのデ
メリットは必然的に小さくなる。As described above, the surface roughness of the amorphous carbon is smaller than the surface roughness of the silicon carbide.
Since the polymer film is less likely to be formed on the surfaces of the vacuum bellows 12 and the inner liner 25 (see FIG. 1) made of silicon carbide on the surfaces of the inner liner 2A and the inner liner 25A, the amorphous carbon has a surface roughness of silicon. The disadvantage of being smaller than the surface roughness of the carbide is inevitably smaller.
【００７７】尚、第２の実施形態においては、真空ベロ
ーズ１２Ａ及びインナーライナー２５Ａを構成するアモ
ルファスカーボンの固有抵抗値は、０．００４３Ω・ｃ
ｍであったが、これに限られず、０．０１Ω・ｃｍ以下
であれば、プラズマ領域３１Ａ中の粒子が真空ベローズ
１２Ａ及びインナーライナー２５Ａに付着し難いという
効果を得ることができる。In the second embodiment, the specific resistance of the amorphous carbon forming the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A is 0.0043Ω · c.
m, but is not limited to this, and if it is 0.01 Ω · cm or less, an effect that particles in the plasma region 31A hardly adhere to the vacuum bellows 12A and the inner liner 25A can be obtained.
【００７８】図１０は、第２の実施形態を評価するため
に行なった実験結果を示しており、放電時間の経過（累
積放電時間）に伴うパーティクル数の変化を示してい
る。尚、累積放電時間の単位は時間（６０分）であり、
パーティクル数は、２００ｍｍの直径を持つウエハ上に
おける５ｍｍ幅の周縁部を除く領域に付着しており長辺
が０．２３μｍ以上であるパーティクルの数を示してい
る。図１０において、Ｃは第２の実施形態の場合におけ
るパーティクル数を示している。FIG. 10 shows the results of an experiment performed to evaluate the second embodiment, and shows the change in the number of particles with the lapse of discharge time (cumulative discharge time). The unit of the cumulative discharge time is time (60 minutes).
The number of particles indicates the number of particles having a long side of 0.23 μm or more attached to a region other than a peripheral portion having a width of 5 mm on a wafer having a diameter of 200 mm. In FIG. 10, C indicates the number of particles in the case of the second embodiment.
【００７９】尚、図１０は、実際に行なった実験結果を
示しており、累積放電時間の増加とパーティクル数の増
加とが対応していない理由については明らかではない。FIG. 10 shows the results of experiments actually performed, and it is not clear why the increase in the cumulative discharge time does not correspond to the increase in the number of particles.
【００８０】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係るプラズマ処理装置について、図１１及び
図１２を参照しながら説明する。尚、図１１に示す第３
の実施形態においては、図１６に示した従来のプラズマ
処理装置と同じ部材については、同一の符号を付すこと
により説明を省略する。図１２は、第３の実施形態にお
ける連通路２７の拡大断面構造を示している。(Third Embodiment) Hereinafter, a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the third shown in FIG.
In this embodiment, the same members as those of the conventional plasma processing apparatus shown in FIG. FIG. 12 shows an enlarged cross-sectional structure of the communication path 27 in the third embodiment.
【００８１】第３の実施形態の特徴として、図１１及び
図１２に示すように、連通路２７の内壁面は、ポリエー
テル系樹脂からなるカバー部材５５によって覆われてい
る。尚、連通路２７の内壁面は全面に亘ってカバー部材
５５に覆われることが好ましいが、連通路２７の内壁面
が部分的にカバー部材５５に覆われていてもよい。As a feature of the third embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the inner wall surface of the communication passage 27 is covered with a cover member 55 made of a polyether resin. It is preferable that the inner wall surface of the communication passage 27 is entirely covered by the cover member 55, but the inner wall surface of the communication passage 27 may be partially covered by the cover member 55.
【００８２】もっとも、いずれの場合においても、カバ
ー部材５５は、半導体基板１６を保持した基板吸着部２
９ｃが連通路２７の内部を通過するのに妨げにならない
ような形状及び厚さに形成されている必要がある。ま
た、カバー部材５５は、連通路２７の内壁に対して着脱
自在であることが好ましい。In any case, however, the cover member 55 is provided with the substrate suction portion 2 holding the semiconductor substrate 16.
9c must be formed in such a shape and thickness that it does not hinder the passage of the inside of the communication passage 27. Further, it is preferable that the cover member 55 be detachable from the inner wall of the communication passage 27.
【００８３】カバー部材５５を構成するポリエーテル系
樹脂としては、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテル
ケトン樹脂又はポリエーテルスルホン樹脂等を用いるこ
とができる。As the polyether resin constituting the cover member 55, a polyether imide resin, a polyether ketone resin, a polyether sulfone resin, or the like can be used.
【００８４】カバー部材５５を構成するポリエーテル系
樹脂の表面粗さは、０．５〜１０μｍの範囲内であるこ
とが好ましい。その理由については、第１の実施形態に
おいて説明した、ポリエーテル系樹脂の表面粗さが硬質
アルマイトの表面粗さに比べて大きいことによって、ポ
リエーテル系樹脂からなるカバー部材５１の表面に付着
したポリマー膜が剥がれ難い理由がそのまま当てはまる
ので、ここでは省略する。The surface roughness of the polyether resin forming the cover member 55 is preferably in the range of 0.5 to 10 μm. The reason for this is that, as described in the first embodiment, the surface roughness of the polyether-based resin is larger than the surface roughness of the hard anodized, so that the resin adheres to the surface of the cover member 51 made of the polyether-based resin. The reason why the polymer film is hard to be peeled off is applied as it is, and thus the description is omitted here.
【００８５】カバー部材５５を構成するポリエーテル系
樹脂の熱伝導率は、０．０５〜１（Ｗ／ｍ・℃）の範囲
内であることが好ましい。その理由については、第１の
実施形態において説明した、ポリエーテル系樹脂の熱伝
導率が硬質アルマイトの熱伝導率に比べて小さいことに
よって、ポリエーテル系樹脂からなるカバー部材５１の
表面に付着したポリマー膜が剥がれ難い理由がそのまま
当てはまるので、ここでは省略する。The thermal conductivity of the polyether resin constituting the cover member 55 is preferably in the range of 0.05 to 1 (W / m · ° C.). The reason for this is that the heat conductivity of the polyether-based resin described in the first embodiment is smaller than the heat conductivity of hard alumite, so that the resin adhered to the surface of the cover member 51 made of the polyether-based resin. The reason why the polymer film is hard to be peeled off is applied as it is, and thus the description is omitted here.
【００８６】従来は、連通路２７の内壁面に耐熱性を有
する薄膜シートを貼着しておき、薄膜シートにポリマー
膜が付着すると、薄膜シートを取り替えることが行なわ
れてきたが、第３の実施形態によると、カバー部材５５
の表面にはポリマー膜が付着し難いので、メンテナンス
の期間が長くなる。また、カバー部材５５を連通路２７
から取り外してクリーニングできるので、コスト的にも
有利である。Conventionally, a thin film sheet having heat resistance is attached to the inner wall surface of the communication passage 27, and when the polymer film adheres to the thin film sheet, the thin film sheet is replaced. According to the embodiment, the cover member 55
Since the polymer film hardly adheres to the surface of the device, the maintenance period becomes longer. Also, the cover member 55 is connected to the communication passage 27.
It can be removed and cleaned, which is also advantageous in terms of cost.
【００８７】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態に係るプラズマ処理装置について、図１３を参
照しながら説明する。尚、第４の実施形態においては、
全体構成は図１６に示した従来のプラズマ処理装置と同
じであるから、全体構成を示す図については省略する。
尚、図１３は、第４の実施形態における連通路２７Ａの
拡大断面構造を示している。(Fourth Embodiment) Hereinafter, a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that in the fourth embodiment,
Since the overall configuration is the same as that of the conventional plasma processing apparatus shown in FIG. 16, a diagram showing the overall configuration is omitted.
FIG. 13 shows an enlarged cross-sectional structure of the communication passage 27A in the fourth embodiment.
【００８８】第４の実施形態の特徴として、連通路２７
Ａを構成する部材はアモルファスカーボンであり、連通
路２７Ａを構成するアモルファスカーボンの固有抵抗値
は、０．０１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。As a feature of the fourth embodiment, the communication path 27
The member constituting A is amorphous carbon, and the specific resistance of the amorphous carbon constituting the communication passage 27A is preferably 0.01 Ω · cm or less.
【００８９】連通路２７Ａを構成するアモルファスカー
ボンの固有抵抗値がシリコンカーバイトの固有抵抗値よ
りも小さいことにより、連通路２７Ａの内壁面にはポリ
マー膜が付着し難い理由については、第２の実施形態と
同様であるから、説明を省略する。The second reason why the polymer film does not easily adhere to the inner wall surface of the communication path 27A because the specific resistance value of the amorphous carbon forming the communication path 27A is smaller than the specific resistance value of the silicon carbide is as follows. The description is omitted because it is the same as the embodiment.
【００９０】図１４は、第３の実施形態及び第４の実施
形態を評価するために行なった実験結果を示しており、
放電時間の経過（累積放電時間）が８０時間であるとき
のパーティクル数を示している。尚、パーティクル数
は、２００ｍｍの直径を持つウエハ上における５ｍｍ幅
の周縁部を除く領域に付着しており長辺が０．２３μｍ
以上であるパーティクルの数を示している。FIG. 14 shows the results of an experiment performed to evaluate the third embodiment and the fourth embodiment.
The number of particles when the discharge time has elapsed (cumulative discharge time) is 80 hours. The number of particles is 0.23 μm on the wafer having a diameter of 200 mm, which is attached to a region excluding the peripheral portion having a width of 5 mm.
The number of particles as described above is shown.
【００９１】[0091]
【発明の効果】本発明に係る第１又は第２のプラズマ処
理装置によると、ポリマー膜はカバー部材から剥がれ難
いため、剥がれたポリマー膜が反応室の内部に浮遊し難
くなるので、基板の表面に付着するパーティクルの数が
著しく低減すると共に、反応室の内部又は連通路をクリ
ーニングするメンテナンスの負担が軽減する。According to the first or second plasma processing apparatus according to the present invention, the polymer film is not easily peeled off from the cover member, so that the peeled polymer film is less likely to float inside the reaction chamber, so that the surface of the substrate can be prevented. The number of particles adhering to the substrate is significantly reduced, and the burden of maintenance for cleaning the inside of the reaction chamber or the communication passage is reduced.
【００９２】本発明に係る第３又は第４のプラズマ処理
装置によると、プラズマ領域中の粒子は、反応室の内
壁、下部電極の近傍に設けられた部材又は連通路の内壁
に付着し難いため、剥がれたポリマー膜が反応室の内部
に浮遊し難くなるので、基板の表面に付着するパーティ
クルの数が著しく低減すると共に、反応室又は連通路を
クリーニングするメンテナンスの負担が軽減する。According to the third or fourth plasma processing apparatus according to the present invention, particles in the plasma region hardly adhere to the inner wall of the reaction chamber, the member provided near the lower electrode, or the inner wall of the communication passage. Since the peeled polymer film hardly floats inside the reaction chamber, the number of particles adhering to the surface of the substrate is significantly reduced, and the burden of maintenance for cleaning the reaction chamber or the communication path is reduced.
【図１】第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の断面
図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma processing apparatus according to a first embodiment.
【図２】（ａ）は反応室内の下部電極の近傍に設けられ
た従来のアルミニウム板及び該アルミニウム板に付着し
たポリマー膜の拡大断面図であり、（ｂ）は反応室内の
下部電極の近傍に設けられた第１の実施形態に係るカバ
ー部材及び該カバー部材に付着したポリマー膜の拡大断
面図である。FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of a conventional aluminum plate provided near a lower electrode in a reaction chamber and a polymer film adhered to the aluminum plate, and FIG. 2B is a vicinity of a lower electrode in the reaction chamber. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a cover member according to the first embodiment provided on the cover member and a polymer film attached to the cover member.
【図３】反応室内に設けられプラズマと接する部材のプ
ラズマ放電中及びプラズマ非放電中における表面温度を
表わす式である。FIG. 3 is a formula showing a surface temperature of a member provided in a reaction chamber and in contact with plasma during plasma discharge and during non-plasma discharge.
【図４】エッチング処理時間の経過と、プラズマと接す
る部材の表面温度の変化との関係を表わす図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a lapse of an etching time and a change in a surface temperature of a member in contact with plasma.
【図５】（ａ）は反応室内の下部電極の近傍に設けられ
た従来のアルミニウム板の拡大断面図であり、（ｂ）は
反応室内の下部電極の近傍に設けられた第１の実施形態
に係るカバー部材の拡大断面図である。FIG. 5A is an enlarged sectional view of a conventional aluminum plate provided near a lower electrode in a reaction chamber, and FIG. 5B is a first embodiment provided near a lower electrode in a reaction chamber. It is an expanded sectional view of the cover member concerning.
【図６】第１の実施形態の変形例に係るプラズマ処理装
置の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a plasma processing apparatus according to a modification of the first embodiment.
【図７】第１の実施形態及びその変形例を評価するため
に行なった実験結果を示し、放電時間の経過（累積放電
時間）に伴うパーティクル数の変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the results of an experiment performed to evaluate the first embodiment and a modification thereof, and illustrating a change in the number of particles with the lapse of discharge time (cumulative discharge time).
【図８】第２の実施形態に係るプラズマ処理装置の断面
図である。FIG. 8 is a sectional view of a plasma processing apparatus according to a second embodiment.
【図９】第２の実施形態に係る反応室の内部において、
プラズマ領域及びイオンシース領域が形成される状態を
示す断面図である。FIG. 9 shows the inside of the reaction chamber according to the second embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where a plasma region and an ion sheath region are formed.
【図１０】第２の実施形態を評価するために行なった実
験結果を示し、放電時間の経過（累積放電時間）に伴う
パーティクル数の変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the results of an experiment performed to evaluate the second embodiment and illustrating a change in the number of particles with the lapse of discharge time (accumulated discharge time).
【図１１】第３の実施形態に係るプラズマ処理装置の平
面図である。FIG. 11 is a plan view of a plasma processing apparatus according to a third embodiment.
【図１２】第３の実施形態に係るプラズマ処理装置の連
通路の拡大断面図である。FIG. 12 is an enlarged sectional view of a communication path of a plasma processing apparatus according to a third embodiment.
【図１３】第４の実施形態に係るプラズマ処理装置の連
通路の拡大断面図である。FIG. 13 is an enlarged sectional view of a communication path of a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment.
【図１４】第３及び第４の実施形態を評価するために行
なった実験結果を示し、パーティクル数を示す図であ
る。FIG. 14 is a diagram illustrating a result of an experiment performed for evaluating the third and fourth embodiments and illustrating a number of particles.
【図１５】従来のプラズマ処理装置の断面図である。FIG. 15 is a sectional view of a conventional plasma processing apparatus.
【図１６】従来のプラズマ処理装置の平面図である。FIG. 16 is a plan view of a conventional plasma processing apparatus.
【図１７】従来のプラズマ処理装置の問題点を説明する
断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a problem of a conventional plasma processing apparatus.
【図１８】従来のプラズマ処理装置の問題点を説明する
断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a problem of a conventional plasma processing apparatus.
１０ 反応室 １１ サセプタ １２ 真空ベローズ １３ ホルダー １４ 下部電極 １５ 静電チャック １６ 半導体基板 １７ シリコンリング １８ フォーカスリング １９ ガス導入孔 ２０ 上部電極 ２１ ブロッキングコンデンサ ２２ 第１の高周波電源 ２３ 第２の高周波電源 ２４ シールドリング ２５ インナーライナー ２６ 搬送室 ２７ 連通路 ２９ 搬送装置 ２９ａ アーム支持台 ２９ｂ 搬送アーム ２９ｃ 基板吸着部 ３０ シャッター ３１ プラズマ領域 ３２ イオンシース領域 ３３ 高エネルギーイオン ３４ ポリマー膜 ３４Ａ ポリマー膜 ３４Ｂ ポリマー膜 ３５ アルミニウム板 ３６ 硬質アルマイト層 ５１ カバー部材 ５２ カバー部材 ５２ａ 上側カバー部材 ５２ｂ 下側カバー部材 ５３ フック ５５ カバー部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reaction chamber 11 Susceptor 12 Vacuum bellows 13 Holder 14 Lower electrode 15 Electrostatic chuck 16 Semiconductor substrate 17 Silicon ring 18 Focus ring 19 Gas introduction hole 20 Upper electrode 21 Blocking capacitor 22 First high frequency power supply 23 Second high frequency power supply 24 Shield Ring 25 Inner liner 26 Transfer chamber 27 Communication path 29 Transfer device 29a Arm support base 29b Transfer arm 29c Substrate adsorption unit 30 Shutter 31 Plasma region 32 Ion sheath region 33 High energy ions 34 Polymer film 34A Polymer film 34B Polymer film 35 Aluminum plate 36 Hard anodized layer 51 Cover member 52 Cover member 52a Upper cover member 52b Lower cover member 53 Hook 55 Cover member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 伸一 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 DA04 FA03 KA08 KA14 KA46 4K057 DA01 DB06 DD03 DE06 DM05 DM14 DM36 DN01 5F004 AA16 BA04 BB25 BB30 BC06 DA00 EB01 5F031 GA43 HA10 HA16 MA28 MA32 NA05 NA09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shinichi Imai 1-1, Komachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Co., Ltd. F-term (reference) 4K030 DA04 FA03 KA08 KA14 KA46 4K057 DA01 DB06 DD03 DE06 DM05 DM14 DM36 DN01 5F004 AA16 BA04 BB25 BB30 BC06 DA00 EB01 5F031 GA43 HA10 HA16 MA28 MA32 NA05 NA09
Claims (6)
保持される下部電極が設けられた反応室を備えたプラズ
マ処理装置であって、 前記反応室の内壁面、及び前記下部電極の近傍に設けら
れた部材の表面のうち、プラズマ発生領域と接し且つ高
エネルギーのイオンが入射しない部分の少なくとも一部
を覆うように設けられたポリエーテル系樹脂からなるカ
バー部材を備えていることを特徴とするプラズマ処理装
置。1. A plasma processing apparatus comprising a reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching, wherein the reaction chamber is provided near an inner wall surface of the reaction chamber and the lower electrode. A plasma member comprising a cover member made of a polyether-based resin provided so as to cover at least a part of a surface of the member which is in contact with the plasma generation region and does not receive high-energy ions. Processing equipment.
保持される下部電極が設けられた反応室と、前記基板を
前記反応室に搬送するための搬送室と、前記反応室と前
記搬送室とを連通させる連通路とを備えたプラズマ処理
装置であって、前記連通路の内壁面の少なくとも一部を
覆うように設けられたポリエーテル系樹脂からなるカバ
ー部材を備えていることを特徴とするプラズマ処理装
置。2. A reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching, a transfer chamber for transferring the substrate to the reaction chamber, and the reaction chamber and the transfer chamber. A plasma processing apparatus having a communication path for communicating with the plasma processing apparatus, wherein the plasma processing apparatus includes a cover member made of a polyether-based resin provided so as to cover at least a part of an inner wall surface of the communication path. Processing equipment.
１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は
２に記載のプラズマ処理装置。3. The cover member has a surface roughness of 0.5 to 0.5.
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the thickness is within a range of 10 μm.
〜１Ｗ／ｍ・℃であることを特徴とする請求項１又は２
に記載のプラズマ処理装置。4. The thermal conductivity of the cover member is 0.05
3. The temperature is 1 to 1 W / m.degree. C.
3. The plasma processing apparatus according to 1.
保持される下部電極が設けられた反応室を備えたプラズ
マ処理装置であって、 前記反応室の内壁を構成する部材、及び前記下部電極の
近傍に設けられた部材のうち、プラズマ発生領域と接し
且つ高エネルギーのイオンが入射しない部材の少なくと
も一部は、アモルファスカーボンからなることを特徴と
するプラズマ処理装置。5. A plasma processing apparatus provided with a reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching, wherein: a member constituting an inner wall of the reaction chamber; and a vicinity of the lower electrode. A plasma processing apparatus characterized in that at least a part of the members provided in (1), which are in contact with the plasma generation region and do not receive high-energy ions, are made of amorphous carbon.
保持される下部電極が設けられた反応室と、前記基板を
前記反応室に搬送するための搬送室と、前記反応室と前
記搬送室とを連通させる連通路とを備えたプラズマ処理
装置であって、 前記連通路の内壁を構成する部材の少なくとも一部は、
アモルファスカーボンからなることを特徴とするプラズ
マ処理装置。6. A reaction chamber provided with a lower electrode for holding a substrate to be subjected to plasma etching, a transfer chamber for transferring the substrate to the reaction chamber, and the reaction chamber and the transfer chamber. A plasma processing apparatus provided with a communication path for communication, at least a part of a member forming an inner wall of the communication path,
A plasma processing apparatus comprising amorphous carbon.
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