JP2002289587A - Plasma treatment device and method therefor - Google Patents
Plasma treatment device and method thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスお
よびマイクロマシン等の製造に利用されるプラズマ処理
装置およびプラズマ処理方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method used for manufacturing semiconductor devices and micromachines.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスおよびマイクロマシン等
の製造において、プラズマ処理を利用した薄膜加工技術
はますます重要視されている。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, micromachines, and the like, thin film processing technology utilizing plasma processing is increasingly regarded as important.
【０００３】プラズマ処理は、例えば、ドライエッチン
グプロセスの１つである反応性イオンエッチングにおい
て利用される。反応性イオンエッチングは、半導体デバ
イスの製造工程において、所望のパターンの配線を形成
するために実施される。[0003] Plasma processing is used, for example, in reactive ion etching, which is one of dry etching processes. Reactive ion etching is performed in a manufacturing process of a semiconductor device to form a wiring having a desired pattern.
【０００４】ＭＯＳ基板の製造工程において、反応性イ
オンエッチングを実施するためのプラズマ処理装置の一
例を図５に示す。図５に示すプラズマ処理装置は、真空
容器（101）、ガス供給装置（図示せず）に接続された
ガス供給口（102）、排気装置としてのターボ分子ポン
プ（103）、および高周波電源（104）を含む。真空容器
（101）の側面には、排気口（111）が設けられている。
この排気口（111）とターボ分子ポンプ（103）との間に
は、圧力制御装置として調圧弁（112）が配置されてい
る。真空容器（101）は、アルマイト処理を施したアル
ミニウム合金等から成るインナーチャンバー（107）を
その内部に有する。基板電極（105）およびそれに対向
して配置された対向電極（108）はインナーチャンバー
（107）内に含まれる。図示した態様においては、真空
容器（101）、インナーチャンバー（107）および対向電
極（108）が接地されている。FIG. 5 shows an example of a plasma processing apparatus for performing reactive ion etching in the process of manufacturing a MOS substrate. The plasma processing apparatus shown in FIG. 5 includes a vacuum vessel (101), a gas supply port (102) connected to a gas supply device (not shown), a turbo molecular pump (103) as an exhaust device, and a high-frequency power supply (104). )including. An exhaust port (111) is provided on a side surface of the vacuum vessel (101).
A pressure regulating valve (112) is disposed between the exhaust port (111) and the turbo molecular pump (103) as a pressure control device. The vacuum vessel (101) has an inner chamber (107) made of an aluminum alloy or the like that has been subjected to alumite treatment. The substrate electrode (105) and the counter electrode (108) disposed opposite to the substrate electrode are included in the inner chamber (107). In the illustrated embodiment, the vacuum vessel (101), the inner chamber (107) and the counter electrode (108) are grounded.
【０００５】基板電極（105）は第１基板電極（105ａ）
および第２基板電極（105ｂ）で構成されている。第１
基板電極（105ａ）は直流電圧を印加するためのもので
あり、第２基板電極（105ｂ）は交流電圧を印加するた
めのものである。第１基板電極（105ａ）に直流電圧を
印加することにより、基板電極と被処理物との間の密着
性が向上する。第１基板電極（105ａ）および第２基板
電極（105ｂ）とも、絶縁材料の塗布または表面処理等
によって、その表面に絶縁材料層が形成されている。絶
縁材料層は、プラズマ処理中に基板電極が偶発的に他の
導電材料と接触したときに両者の間で電気的な導通が生
じるのを防止するために形成される。第１基板電極（10
5ａ）および第２基板電極（105ｂ）は、例えば適当な接
着材料によって一体化されている。[0005] The substrate electrode (105) is a first substrate electrode (105a).
And a second substrate electrode (105b). First
The substrate electrode (105a) is for applying a DC voltage, and the second substrate electrode (105b) is for applying an AC voltage. By applying a DC voltage to the first substrate electrode (105a), the adhesion between the substrate electrode and the object to be processed is improved. Both the first substrate electrode (105a) and the second substrate electrode (105b) have an insulating material layer formed on their surfaces by application of an insulating material or surface treatment. The insulating material layer is formed in order to prevent electrical conduction between the substrate electrode and the other conductive material when the substrate electrode accidentally comes into contact with the other conductive material during the plasma processing. First substrate electrode (10
5a) and the second substrate electrode (105b) are integrated by, for example, a suitable adhesive material.
【０００６】図示した態様において、基板電極（105）
は、被処理物（106）を載置する面を除いて表面のほぼ
全部が絶縁部材（109）で覆われている。したがって、
基板電極（105）に被処理物（106）を載置したとき、基
板電極（105）には露出表面が殆ど存在しない。これ
は、基部電極（105）がプラズマに曝されないように
し、それにより被処理物（106）のエッジ部における局
部的な放電を防止するためである。図示した態様におい
て、絶縁部材（109）は第１絶縁部材（109ａ）および第
２絶縁部材（109ｂ）から成る。基板電極を絶縁部材で
覆うことは、例えば特許公報第２５４８１６４号に記載
されている。In the illustrated embodiment, the substrate electrode (105)
Almost all of the surface except for the surface on which the object (106) is placed is covered with the insulating member (109). Therefore,
When the object (106) is placed on the substrate electrode (105), the substrate electrode (105) has almost no exposed surface. This is to prevent the base electrode (105) from being exposed to the plasma, thereby preventing local discharge at the edge of the workpiece (106). In the illustrated embodiment, the insulating member (109) comprises a first insulating member (109a) and a second insulating member (109b). Covering the substrate electrode with an insulating member is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 2548164.
【０００７】絶縁部材（109）の周囲には、リング状の
金属部材（110）が絶縁部材（109）の外側側面と接触す
るように配置されている。金属部材（110）は接地され
ていて、基板電極の周囲を接地した状態（即ち、電位が
ゼロの状態）にしている。図示した態様において、基板
電極（105）および絶縁部材（109）は、金属部材（11
0）が真空容器（101）に機械的に固定されることにより
固定されている。A ring-shaped metal member (110) is arranged around the insulating member (109) so as to contact the outer side surface of the insulating member (109). The metal member (110) is grounded so that the periphery of the substrate electrode is grounded (that is, the potential is zero). In the illustrated embodiment, the substrate electrode (105) and the insulating member (109) are connected to the metal member (11).
0) is mechanically fixed to the vacuum container (101).
【０００８】図示した態様においては、絶縁体から成る
リング部材（114）が、基板電極（105）に載置された被
処理物（106）の周囲に位置するように、絶縁部材（10
9）上に置かれている。リング部材（114）はまた、内側
に向いたフランジ（114ａ）を有する。フランジ（114
ａ）は基板電極（105）の上部の周囲に位置して、基板
電極（105）の側面の上部を覆っている。リング部材（1
14）の上側表面は、被処理物（106）の被処理面とほぼ
同一平面にある。In the illustrated embodiment, the ring member (114) made of an insulator is positioned around the workpiece (106) placed on the substrate electrode (105).
9) is on top. Ring member (114) also has an inwardly directed flange (114a). Flange (114
a) is located around the top of the substrate electrode (105) and covers the top of the side surface of the substrate electrode (105). Ring member (1
The upper surface of 14) is substantially flush with the surface to be processed of the object (106).
【０００９】絶縁体から成るリング部材（114）は、被
処理物（106）の側面を絶縁すること、ならびにプラズ
マ処理が終了した後に被処理物（106）を基板電極（10
5）から引き剥がすことを目的として設けられる。リン
グ部材（114）は、例えば、絶縁部材（109）中に配置さ
れた３本のシャフト（図示せず）を突き出す（例えば上
昇させる）ことにより、絶縁部材（109）から離れて被
処理物（106）を持ち上げる。持ち上げられた被処理物
（106）は、リング部材（114）に設けられたフランジ
（114ａ）で支持される。The ring member (114) made of an insulator insulates the side surface of the object (106), and attaches the object (106) to the substrate electrode (10) after the plasma processing is completed.
It is provided for the purpose of peeling off from 5). The ring member (114) separates from the insulating member (109) by, for example, protruding (for example, raising) three shafts (not shown) arranged in the insulating member (109). 106) Lift up. The lifted workpiece (106) is supported by a flange (114a) provided on the ring member (114).
【００１０】別の態様においては、絶縁体から成るリン
グ部材に代えて、同じ形状のＳｉから成るリングが用い
られる。Ｓｉから成るリング部材は、被処理物を基板電
極から引き剥がすことに加えて、プラズマ処理中、Ｓｉ
ウエハを含む被処理物をプラズマ処理する場合に、基板
電極周辺部における電界の集中を緩和すること、ならび
に被処理物の全面にわたって温度を均一にすること等を
目的として配置される。In another embodiment, a ring made of Si having the same shape is used instead of the ring made of an insulator. The ring member made of Si not only separates the workpiece from the substrate electrode,
When a workpiece including a wafer is subjected to plasma processing, it is arranged for the purpose of reducing concentration of an electric field in a peripheral portion of a substrate electrode, and making the temperature uniform over the entire surface of the workpiece.
【００１１】さらに別の態様のプラズマ処理装置とし
て、特許第３１２１５２４号公報においては、上部電極
と下部電極を対向して有し、両電極間でプラズマを発生
させるエッチング装置であって、上部電極の周囲に上側
絶縁体が設けられ、下部電極の周囲に導電性の第１の環
状体と第１の環状体の外周に位置する絶縁体からなる第
２の環状体が配置され、上側絶縁体に突出部が形成され
ている装置が提案されている。このプラズマ処理装置に
おいては、上側絶縁体に形成された突出部によりプラズ
マが閉じ込められて、その拡散が防止され、第１の環状
体によりプラズマ中のイオンが被処理物に効果的に入射
され、第２の環状体により被処理物の周辺部のプラズマ
密度が中心部と変わらないようにされている。[0011] As a plasma processing apparatus of still another aspect, Japanese Patent No. 3121524 discloses an etching apparatus having an upper electrode and a lower electrode opposed to each other and generating plasma between the two electrodes. An upper insulator is provided around the periphery, and a second annular body made of a conductive first annular body and an insulator located on the outer periphery of the first annular body is arranged around the lower electrode. A device in which a protrusion is formed has been proposed. In this plasma processing apparatus, the plasma is confined by the protrusion formed on the upper insulator, diffusion thereof is prevented, and ions in the plasma are effectively incident on the object by the first annular body. The second annular body ensures that the plasma density at the peripheral portion of the object to be processed is not different from that at the central portion.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】プラズマ処理による反
応性イオンエッチングにおいては、チャージアップダメ
ージを低減することが重要な課題である。チャージアッ
プダメージとは、反応性イオンエッチングによって、Ｍ
ＯＳ基板の絶縁酸化膜（ＳｉＯ2）の絶縁特性が劣化す
ることをいう。半導体基板の面内において、チャージア
ップダメージが発生した部分は製品（即ち、半導体チッ
プ）となり得ない。したがって、チャージアップダメー
ジの低減は、製造コストおよび省資源の観点から必要と
されている。In reactive ion etching by plasma processing, it is important to reduce charge-up damage. The charge-up damage is caused by reactive ion etching.
This means that the insulating properties of the insulating oxide film (SiO 2 ) of the OS substrate are deteriorated. In the plane of the semiconductor substrate, a portion where charge-up damage has occurred cannot be a product (that is, a semiconductor chip). Therefore, reduction of charge-up damage is required from the viewpoint of manufacturing cost and resource saving.
【００１３】図５に示すようなプラズマ処理装置を用
い、ガス供給装置から供給口（102）を介してＣＦ4を１
３５sccm、Ｏ2を１５sccmで導入しながら、ターボ分子
ポンプ（103）で真空容器（101）内を排気して真空容器
内の圧力を１００Paに保ち、高周波電源（104）を使用
して１３．５６ＭHzの高周波電力５０Ｗを基板電極（10
5）に供給して、基板電極（105）と対向電極（108）
（両電極間の距離は９０mm）との間でプラズマを発生さ
せて、アンテナＭＯＳ基板をプラズマ処理すると、アン
テナ比１００万倍で、面内２５６チップ中、最小で９９
チップ（３８．３％）、最大で１０３チップ（４０．２
％）のチャージアップダメージが発生した。また、この
プラズマ処理を実施している間、プラズマ発生状況を目
視で観察したところ、被処理物（106）の被処理面の周
辺部および絶縁体から成るリング部材（114）付近にお
いて、プラズマ密度が明らかに高く、発光強度も高くな
っており、放電状態が不均一であることが確認された。Using a plasma processing apparatus as shown in FIG. 5, CF 4 is supplied from a gas supply apparatus through a supply port (102).
While introducing 35 sccm and O 2 at 15 sccm, the inside of the vacuum vessel (101) is evacuated by the turbo molecular pump (103) to maintain the pressure in the vacuum vessel at 100 Pa, and 13.56 MHz using the high frequency power supply (104). 50 W of high frequency power from the substrate electrode (10
5) Supply to the substrate electrode (105) and the counter electrode (108)
(The distance between the two electrodes is 90 mm), plasma is generated and the antenna MOS substrate is subjected to plasma processing.
Chips (38.3%), up to 103 chips (40.2%)
%) Charge-up damage. During the plasma treatment, the state of plasma generation was visually observed. As a result, it was found that the plasma density in the periphery of the surface of the object to be processed (106) and the vicinity of the ring member (114) made of an insulator were high. Was clearly higher, the emission intensity was higher, and it was confirmed that the discharge state was non-uniform.
【００１４】図５に示すプラズマ処理装置において、絶
縁体から成るリング部材に代えて、Ｓｉから成るリング
部材を置き、同じ条件でアンテナＭＯＳ基板をプラズマ
処理すると、アンテナ比１００万倍で、面内２５６チッ
プ中、最小で７７チップ（３０．０％）、最大で８０チ
ップ（３１．３％）のチャージアップダメージが発生し
た。また、このプラズマ処理を実施している間、プラズ
マ発生状況を目視で観察したところ、被処理物の被処理
面の周辺部およびＳｉから成るリング部材の付近におい
て、プラズマ密度が明らかに高く、発光強度も高くなっ
ており、放電状態が不均一であることが確認された。In the plasma processing apparatus shown in FIG. 5, when a ring member made of Si is placed in place of the ring member made of an insulator and the antenna MOS substrate is plasma-processed under the same conditions, the antenna ratio becomes 1,000,000 times, and Of 256 chips, 77 chips (30.0%) at the minimum and 80 chips (31.3%) at the maximum caused charge-up damage. In addition, when the plasma generation state was visually observed during the plasma processing, the plasma density was clearly high in the periphery of the surface of the object to be processed and in the vicinity of the ring member made of Si, and the light emission was high. The strength was also high, and it was confirmed that the discharge state was non-uniform.
【００１５】図５に示すプラズマ処理装置において、絶
縁体から成るリング部材を置かずに同じ条件でアンテナ
ＭＯＳ基板をプラズマ処理すると、アンテナ比１００万
倍で平均約５０．０％のチャージアップダメージが発生
した。In the plasma processing apparatus shown in FIG. 5, when the antenna MOS substrate is plasma-processed under the same conditions without placing a ring member made of an insulator, an average charge-up damage of about 50.0% at an antenna ratio of 1,000,000 is obtained. Occurred.
【００１６】この結果から、絶縁体またはＳｉから成る
リングはまた、チャージアップダメージの低減にも寄与
することがわかる。しかし、最小でも３０％というチャ
ージアップダメージは、量産を考慮した場合、なお高い
値である。The results show that the ring made of an insulator or Si also contributes to the reduction of charge-up damage. However, the charge-up damage of at least 30% is still a high value in consideration of mass production.
【００１７】一方、特許第３１２１５２４号公報に記載
された装置を用いれば、プラズマ密度を均一にして被処
理物を処理することができる。しかし、当該公報に記載
された装置は、上部電極と被処理物との間の距離を狭く
するとともに、突出部を形成してプラズマを閉じこめる
構造をとっている。かかる構造は、上部電極と被処理物
の間の距離を大きくする場合には採用しがたい。それ
は、両電極間の距離が大きくなるとそれに伴って上側絶
縁体に設ける突出部を長くする必要があり、その結果、
上側絶縁体の寸法および重量が大きくなることによる。On the other hand, if the apparatus described in Japanese Patent No. 3121524 is used, an object to be processed can be processed with a uniform plasma density. However, the device described in this publication has a structure in which the distance between the upper electrode and the object to be processed is reduced, and a projection is formed to confine the plasma. Such a structure is difficult to employ when increasing the distance between the upper electrode and the object. That is, when the distance between the two electrodes becomes large, it is necessary to lengthen the protrusion provided on the upper insulator accordingly, and as a result,
The size and weight of the upper insulator are increased.
【００１８】寸法および重量の大きな部材または要素を
処理装置内に上部から吊り下げるように配設すること
は、真空容器等を構成する壁の強度等を考慮すれば一般
に困難である。即ち、特許第３１２１５２４号公報に記
載の装置は、例えば電極間で発生するプラズマの体積を
大きくするために、電極間の距離を大きくすることを要
する装置には適用できない。特許第３１２１５２４号公
報に記載の装置は、突出部と２つの環状体の組合せによ
りプラズマ密度の均一性を向上させている。したがっ
て、突出部がなければ、プラズマ密度を均一にすること
は難しいと考えられる。It is generally difficult to arrange a member or element having a large size and weight in a processing apparatus so as to hang it from the upper part in consideration of the strength of a wall constituting a vacuum vessel or the like. In other words, the apparatus described in Japanese Patent No. 3121524 cannot be applied to an apparatus that needs to increase the distance between the electrodes, for example, in order to increase the volume of plasma generated between the electrodes. In the device described in Japanese Patent No. 3121524, the uniformity of the plasma density is improved by a combination of the protrusion and the two annular bodies. Therefore, it is considered that it is difficult to make the plasma density uniform without the protrusion.
【００１９】本発明はかかる実情に鑑みてなされたもの
であり、チャージアップダメージの発生が抑制されるプ
ラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供すること
を課題とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method in which the occurrence of charge-up damage is suppressed.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、真空容器内部でプラズマを発生させ、そ
れによって被処理物を処理するプラズマ処理装置であっ
て、真空容器が内部に：被処理物が載置される基板電
極；および基板電極から絶縁された接地されていない導
体部材であって、被処理物を基板電極に載置したとき
に、被処理物の周囲に位置するように配置された導体部
材を有するプラズマ処理装置を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a plasma processing apparatus for generating a plasma inside a vacuum vessel and thereby processing an object to be processed, wherein the vacuum vessel contains: A substrate electrode on which the object is placed; and a non-grounded conductor member insulated from the substrate electrode so that the conductor member is located around the object when the object is placed on the substrate electrode. The present invention provides a plasma processing apparatus having a conductor member disposed in the plasma processing apparatus.
【００２１】本発明のプラズマ処理装置は、被処理物を
基板電極に載置し、基板電極と接していない側の被処理
物の表面を被処理面としてプラズマ処理するものであ
る。被処理物は一般に板状である。被処理物は具体的に
は、ＭＯＳ基板または液晶基板等である。In the plasma processing apparatus of the present invention, an object to be processed is placed on a substrate electrode, and plasma processing is performed using the surface of the object to be processed which is not in contact with the substrate electrode as a surface to be processed. The object to be processed is generally plate-shaped. Specifically, the object to be processed is a MOS substrate, a liquid crystal substrate, or the like.
【００２２】本発明のプラズマ処理装置は、基板電極か
ら絶縁された接地されていない導体部材が被処理物の周
囲に配置されていることを特徴とする。導体部材は導電
部材とも呼べる。導体部材を配置することにより被処理
物におけるエッジ効果が抑制され、プラズマ処理を実施
している間のプラズマ密度を、被処理物の被処理面上お
よびその周辺（即ち、導体部材の露出表面）においてよ
り均一とすることができる。したがって、本発明のプラ
ズマ処理装置によれば、例えばＭＯＳ基板のような板状
の被処理物の被処理面全体を均一にプラズマ処理するこ
とができ、チャージアップダメージの発生を有効に抑制
し得る。The plasma processing apparatus according to the present invention is characterized in that a non-grounded conductor member insulated from the substrate electrode is arranged around the workpiece. The conductor member can also be called a conductive member. By arranging the conductor member, the edge effect on the object to be processed is suppressed, and the plasma density during the plasma processing is reduced on and around the surface of the object to be processed (ie, the exposed surface of the conductor member). Can be made more uniform. Therefore, according to the plasma processing apparatus of the present invention, it is possible to uniformly perform plasma processing on the entire processing surface of a plate-like processing object such as a MOS substrate, and to effectively suppress the occurrence of charge-up damage. .
【００２３】本発明のプラズマ処理装置は、導体部材を
配置させることを除いては、通常のプラズマ処理装置と
同じ構成を有してよい。したがって、本発明のプラズマ
処理装置は、常套のプラズマ処理装置において採用され
ているガス供給装置、排気装置、圧力制御装置、高周波
電源、および必要に応じて設けられるその他の装置およ
び要素（例えば、対向電極等）を有する。The plasma processing apparatus of the present invention may have the same configuration as a normal plasma processing apparatus except that a conductor member is provided. Therefore, the plasma processing apparatus according to the present invention includes a gas supply device, an exhaust device, a pressure control device, a high-frequency power supply, and other devices and elements (for example, facing Electrodes, etc.).
【００２４】基板電極は、プラズマ処理装置において常
套的に採用されているものであってよい。基板電極は、
例えば、アルミニウム合金から成る。基板電極は、表面
に絶縁膜が形成されたものであることが好ましい。絶縁
膜は、プラズマ処理中に基板電極が偶発的に他の導電材
料と接触したときに両者の間で電気的な導通が生じるの
を防止するために形成される。絶縁膜は例えばセラミッ
クを塗布することにより形成される。あるいは、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金で基板電極を形成する場
合、絶縁膜はアルマイト処理により形成された酸化アル
ミニウムであってよい。The substrate electrode may be one conventionally used in a plasma processing apparatus. The substrate electrode is
For example, it is made of an aluminum alloy. The substrate electrode preferably has an insulating film formed on the surface. The insulating film is formed in order to prevent electric conduction between the substrate electrode and the conductive material when the substrate electrode accidentally comes into contact with the other conductive material during the plasma processing. The insulating film is formed by applying a ceramic, for example. Alternatively, when the substrate electrode is formed of aluminum or an aluminum alloy, the insulating film may be aluminum oxide formed by alumite treatment.
【００２５】基板電極は２以上の電極で構成してよい。
例えば、基板電極は、交流電圧を印加する電極と直流電
圧を印加する電極とで構成してよい。その場合、直流電
圧を印加する電極に被処理物が載置されるようにする。
直流電圧を印加することによって被処理物と基板電極と
の密着性を向上させるためである。The substrate electrode may be composed of two or more electrodes.
For example, the substrate electrode may be composed of an electrode for applying an AC voltage and an electrode for applying a DC voltage. In that case, an object to be processed is placed on an electrode to which a DC voltage is applied.
This is to improve the adhesion between the object to be processed and the substrate electrode by applying a DC voltage.
【００２６】基板電極は、被処理物を載置する面の面積
が、被処理物の被処理面よりも小さいものであってよ
い。即ち、基板電極は、被処理物を載置したときに、被
処理物の外縁部が基板電極からはみ出すような形状およ
び寸法を有するものであってよい。それにより、基板電
極がプラズマに曝されることをより防止できる。The substrate electrode may have an area on the surface on which the object is placed smaller than the surface of the object to be processed. That is, the substrate electrode may have a shape and dimensions such that the outer edge of the processing object protrudes from the substrate electrode when the processing object is placed. Thereby, exposure of the substrate electrode to the plasma can be further prevented.
【００２７】基板電極表面は、被処理物が載置される部
分を除いて、その一部または全部が絶縁部材で覆われる
ことが好ましい。基板電極表面には、被処理物が載置さ
れる部分を含む面およびそれと対向する面である２つの
端面、該端面に垂直な側面、ならびに後述するように側
面に段面が形成される場合には段面が含まれる。絶縁部
材は、基板電極表面と他の部材が接触して電気的に導通
すること、ならびに基板電極表面がプラズマに曝されて
減損することを防止するために設けられる。The surface of the substrate electrode is preferably partially or entirely covered with an insulating member except for the portion on which the object to be processed is placed. In the case where the substrate electrode surface has a surface including a portion on which an object to be processed is placed and two end surfaces which are surfaces opposed thereto, a side surface perpendicular to the end surface, and a step surface formed on the side surface as described later. Includes a step surface. The insulating member is provided to prevent the surface of the substrate electrode from being electrically connected to another member and to prevent the surface of the substrate electrode from being damaged by being exposed to plasma.
【００２８】絶縁部材は基板電極と接触して、被処理物
が載置される部分を除いて、基板電極表面の一部または
全部を覆う。絶縁部材は、例えば、アルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）で形成される。絶縁部材は被処理物が載置される
部分を除く基板電極の表面の一部または全部を覆う限り
において、任意の形状を有してよい。基板電極表面は常
套の方法に従って絶縁部材で覆う。The insulating member is in contact with the substrate electrode and covers part or all of the surface of the substrate electrode except for the portion on which the object is placed. The insulating member is made of, for example, alumina (Al
2 O 3 ). The insulating member may have any shape as long as it covers part or all of the surface of the substrate electrode except for the portion on which the object is placed. The surface of the substrate electrode is covered with an insulating member according to a conventional method.
【００２９】具体的には、絶縁部材は、例えば、基板電
極を真空容器から絶縁するために、基板電極表面のう
ち、真空容器と接する部分にのみ配置してよい。あるい
は、絶縁部材は、基板電極の側面のみを覆うように配置
してよい。あるいは、基板電極に被処理物を載置したと
き基板電極の端面の一部（一般には基板電極の端面の外
縁部）が被処理物で覆われず露出する場合、当該露出部
分を覆うように絶縁部材を配置するとよい。Specifically, for example, the insulating member may be arranged only on a portion of the surface of the substrate electrode which is in contact with the vacuum container in order to insulate the substrate electrode from the vacuum container. Alternatively, the insulating member may be arranged so as to cover only the side surface of the substrate electrode. Alternatively, when a part of the end surface of the substrate electrode (generally, the outer edge of the end surface of the substrate electrode) is exposed without being covered with the object when the object is placed on the substrate electrode, the exposed part is covered. It is good to arrange an insulating member.
【００３０】絶縁部材は、より好ましくは、被処理物が
載置される部分を除いて、基板電極表面の全部を覆う。
即ち、基板電極に被処理物が載置されたときに、基板電
極表面が露出しないように、絶縁部材を配置することが
好ましい。プラズマ処理中、基板電極表面に露出した部
分が存在すると、当該露出部分で放電が生じ、プラズマ
処理に悪影響を及ぼすことがある。また、基板電極表面
がプラズマに曝されると、基板電極が減損し、その寿命
が短くなる。The insulating member more preferably covers the entire surface of the substrate electrode except for the portion where the object to be processed is placed.
That is, it is preferable to arrange the insulating member so that the surface of the substrate electrode is not exposed when the object to be processed is placed on the substrate electrode. If there is an exposed portion on the surface of the substrate electrode during the plasma processing, discharge occurs in the exposed portion, which may adversely affect the plasma processing. Also, when the substrate electrode surface is exposed to plasma, the substrate electrode is depleted and its life is shortened.
【００３１】次に導体部材について説明する。導体部材
は、基板電極から絶縁されている、即ち基板電極と電気
的な導通関係にない。導体部材が基板電極から絶縁され
ていない場合、被処理物を処理する目的で印加した電力
の損失が生じる。導体部材はまた、接地されない。導体
部材が接地されると、プラズマ密度が均一とならない。Next, the conductor member will be described. The conductor member is insulated from the substrate electrode, that is, has no electrical continuity with the substrate electrode. If the conductor member is not insulated from the substrate electrode, a loss of power applied for the purpose of processing the object to be processed occurs. The conductor member is also not grounded. If the conductor member is grounded, the plasma density will not be uniform.
【００３２】導体部材は、例えば、基板電極と接しない
ように配置することによって、基板電極から絶縁させる
ことができる。あるいは、導体部材と基板電極とを絶縁
部材を介して接触させることによっても、導体部材を基
板電極から絶縁させることができる。基板電極表面にセ
ラミックまたは酸化アルミニウム等の絶縁膜が形成され
ている場合には、導体部材を基板電極と直接的に接触さ
せてよい。絶縁膜が基板電極と導体部材との間の絶縁を
確保するためである。The conductor member can be insulated from the substrate electrode, for example, by arranging it so as not to contact the substrate electrode. Alternatively, the conductor member can be insulated from the substrate electrode by contacting the conductor member with the substrate electrode via an insulating member. When an insulating film such as ceramic or aluminum oxide is formed on the surface of the substrate electrode, the conductor member may be brought into direct contact with the substrate electrode. This is because the insulating film ensures insulation between the substrate electrode and the conductor member.
【００３３】導体部材は、被処理物を基板電極に載置し
たときに、被処理物の周囲に位置するように配置され
る。導体部材は、好ましくは、導体部材の露出表面が被
処理物の被処理面と同一平面にあるように配置される。
即ち、導体部材は被処理物と面一となるように配置され
ることが好ましい。導体部材の露出表面とは、基板電極
の被処理物が載置される面（即ち、基板電極の端面）と
平行である、導体部材の２つの面のうち、基板電極から
遠い位置にある面に相当する。導体部材の露出表面は一
般に上側表面である。導体部材の露出表面と被処理物の
被処理面が同一平面にあると、プラズマ密度がより均一
となり好ましい。The conductor member is disposed so as to be located around the object when the object is placed on the substrate electrode. The conductor member is preferably arranged such that the exposed surface of the conductor member is flush with the surface of the workpiece.
That is, it is preferable that the conductor member is disposed so as to be flush with the object to be processed. The exposed surface of the conductor member is a surface of the two surfaces of the conductor member that is parallel to the surface of the substrate electrode on which the object to be processed is placed (that is, the end surface of the substrate electrode) and that is located far from the substrate electrode. Is equivalent to The exposed surface of the conductor member is generally the upper surface. It is preferable that the exposed surface of the conductor member and the surface to be processed of the object be on the same plane, because the plasma density becomes more uniform.
【００３４】導体部材の形状は被処理物の形状に応じて
適宜選択される。例えば、被処理物がＭＯＳ基板のよう
な円盤形態の基板である場合、導体部材はリング状であ
る。The shape of the conductor member is appropriately selected according to the shape of the workpiece. For example, when the object to be processed is a disk-shaped substrate such as a MOS substrate, the conductor member has a ring shape.
【００３５】導体部材は交換可能な部材であることが好
ましい。即ち、導体部材は他の部材と一体成形されたも
のでないことが好ましい。導体部材はプラズマに曝され
ると露出表面がエッチング等されて減損する。交換可能
な部材であれば露出表面が減損したときに容易に取り替
えることができる。したがって、被処理物が円盤形態の
ＭＯＳ基板である場合、導体部材は、他の部材と一体成
形されていないリング状の板状部材であることが好まし
い。導体部材は、基板電極の側面が絶縁部材で覆われて
いる場合には、絶縁部材に載置するとよい。導体部材
は、絶縁部材に単に載置するだけでよい。導体部材は、
必要に応じて絶縁部材にネジ等により固定してよい。The conductor member is preferably a replaceable member. That is, it is preferable that the conductor member is not integrally formed with another member. When the conductor member is exposed to the plasma, the exposed surface is etched or the like, and is degraded. Replaceable members can be easily replaced when the exposed surface is damaged. Therefore, when the object to be processed is a disk-shaped MOS substrate, the conductor member is preferably a ring-shaped plate member that is not integrally formed with other members. The conductor member may be mounted on the insulating member when the side surface of the substrate electrode is covered with the insulating member. The conductor member need only be placed on the insulating member. The conductor member is
If necessary, it may be fixed to the insulating member with screws or the like.
【００３６】導体部材は、被処理物を基板電極に載置し
たときに、被処理物の外周と導体部材の内周との間に実
質的に隙間が生じない寸法を有することが好ましい。
「『実質的に』隙間が生じない」とは、隙間が全く生じ
ない又は隙間が極めて小さいことを意味する。導体部材
と被処理物との間の隙間が大きいと、被処理物において
エッジ効果が生じ、プラズマ密度を均一にすることが難
しくなる。例えば被処理物が円盤形態であり、導体部材
がリング状である場合、隙間は環状に形成される。その
ような隙間の幅は約０．１mm以下であることが好まし
い。It is preferable that the conductor member has such a size that a gap is not substantially formed between the outer periphery of the object and the inner periphery of the conductor member when the object is placed on the substrate electrode.
“No substantial gap” means that no gap is formed or the gap is extremely small. If the gap between the conductor member and the object is large, an edge effect occurs in the object, making it difficult to make the plasma density uniform. For example, when the object to be processed has a disk shape and the conductor member has a ring shape, the gap is formed in an annular shape. Preferably, the width of such a gap is about 0.1 mm or less.
【００３７】導体部材は、２５℃において１．０×１０
-4Ω・ｍ以下の抵抗率を有する導体物質で形成すること
が好ましい。抵抗率が１．０×１０-4Ω・ｍを越える導
体物質で導体部材を形成すると、プラズマ処理中、プラ
ズマ密度を均一にすることが難しくなる。導体部材は、
具体的にはアルミニウム（抵抗率：２．５０×１０-8Ω
・ｍ）、鋳鉄（抵抗率：０．５７〜１．１４×１０-6Ω
・ｍ）、銅（抵抗率：１．５５×１０-8Ω・ｍ）、また
はドープしたシリコン等で形成される。The conductor member is 1.0 × 10 at 25 ° C.
It is preferable to use a conductive material having a resistivity of −4 Ω · m or less. When the conductor member is formed of a conductor material having a resistivity exceeding 1.0 × 10 −4 Ω · m, it becomes difficult to make the plasma density uniform during the plasma processing. The conductor member is
Specifically, aluminum (resistivity: 2.50 × 10 −8 Ω)
M), cast iron (resistivity: 0.57 to 1.14 × 10 -6 Ω)
.M), copper (resistivity: 1.55 × 10 −8 Ω · m), doped silicon, or the like.
【００３８】ＭＯＳ基板を被処理物とする場合、導体部
材は配線材料と同じ金属（例えばアルミニウムまたは
銅）で形成することが特に好ましい。配線材料と同じ材
料からなる導体はプラズマ処理中にその一部が蒸発等し
て被処理物に付着しても、プラズマ処理そのものが配線
材料をエッチングする処理であるから、被処理物から直
ちに除去される。したがって、配線材料で導体を形成す
れば、汚染の問題が生じにくい。When the MOS substrate is to be processed, it is particularly preferable that the conductor member is formed of the same metal as the wiring material (for example, aluminum or copper). Even if a part of the conductor made of the same material as the wiring material evaporates during plasma processing and adheres to the object to be processed, the plasma processing itself is a process that etches the wiring material, so it is immediately removed from the object to be processed. Is done. Therefore, if the conductor is formed of the wiring material, the problem of contamination hardly occurs.
【００３９】導体部材は、必要に応じて、従来の絶縁体
から成るリング部材と同様に、被処理物を基板電極から
引き剥がす機能を有するように構成してよい。具体的に
は、図５に示す絶縁体から成るリング部材のように、導
体部材の内側側面に被処理物を載置するフランジ（また
は受け）を設けるとよい。The conductor member may have a function of peeling the object to be processed from the substrate electrode, if necessary, similarly to a conventional ring member made of an insulator. Specifically, it is preferable to provide a flange (or a receiver) for placing the object to be processed on the inner side surface of the conductor member, such as a ring member made of an insulator shown in FIG.
【００４０】先に説明したとおり、本発明のプラズマ処
理装置においては、被処理物を載置したときに基板電極
表面が被処理物および絶縁部材によって覆われ、基板電
極表面に露出した部分が存在しないようにすることが好
ましい。しかし、例えば導体部材にフランジを形成する
と、後述する図２に示すように基板電極表面の一部（一
般には側面の一部）が絶縁部材ではなく、導体部材で覆
われることもある。本発明のプラズマ処理装置は、その
ような態様のものであってよい。即ち、被処理物を載置
したときに、基板電極表面が被処理物、絶縁部材および
導体部材で覆われるものも、本発明のプラズマ処理装置
に含まれる。As described above, in the plasma processing apparatus of the present invention, when the object to be processed is placed, the surface of the substrate electrode is covered with the object to be processed and the insulating member, and there is a portion exposed to the surface of the substrate electrode. It is preferable not to do so. However, for example, when a flange is formed on the conductor member, a part of the substrate electrode surface (generally, a part of the side surface) may be covered with the conductor member instead of the insulating member as shown in FIG. The plasma processing apparatus of the present invention may have such an embodiment. That is, a substrate whose surface is covered with an object, an insulating member, and a conductor member when the object is placed is also included in the plasma processing apparatus of the present invention.
【００４１】導体部材が覆う基板電極表面はできるだけ
小さいこと好ましい。導体部材と基板電極が電気的に導
通する可能性を小さくするためである。また、導体部材
が基板電極表面を覆う場合、導体部材と接する基板電極
表面の部分は、絶縁膜を有するものでなければならな
い。両者の絶縁を確保するためである。The surface of the substrate electrode covered by the conductor member is preferably as small as possible. This is to reduce the possibility that the conductor member and the substrate electrode are electrically connected. When the conductor member covers the surface of the substrate electrode, the portion of the surface of the substrate electrode that is in contact with the conductor member must have an insulating film. This is to ensure insulation between the two.
【００４２】本発明のプラズマ処理装置は、好ましくは
真空容器内に、基板電極に対向するように配置され且つ
接地された対向電極をさらに有する。対向電極が接地さ
れることにより、基板電極と対向電極との間でより均一
なプラズマを発生させることができ、したがって被処理
物付近のプラズマを均一にすることができる。対向電極
は、好ましくは基板電極と同じ形状を有し、基板電極と
同じ寸法または基板電極よりも大きい寸法を有する。対
向電極は、例えば、アルマイト処理を施したアルミニウ
ム合金で形成される。The plasma processing apparatus of the present invention preferably further has a counter electrode arranged in the vacuum vessel so as to face the substrate electrode and grounded. Since the counter electrode is grounded, more uniform plasma can be generated between the substrate electrode and the counter electrode, and therefore, the plasma near the workpiece can be made uniform. The counter electrode preferably has the same shape as the substrate electrode, and has the same size as the substrate electrode or a size larger than the substrate electrode. The counter electrode is formed of, for example, an aluminum alloy subjected to an alumite treatment.
【００４３】プラズマ処理装置が対向電極を有する場
合、被処理物を基板電極に載置したときに、対向電極の
基板電極と対向する面と被処理物の被処理面との間の距
離が大きいほど、２つの電極間に発生するプラズマの体
積は大きくなり、処理速度（例えばエッチングレート）
が向上する。対向電極の基板電極と対向する面と被処理
物の被処理面との間の距離は、好ましくは３０〜１００
mmである。当該距離が大きすぎる場合には、両電極間に
プラズマを発生させることが困難となる。In the case where the plasma processing apparatus has a counter electrode, when the object is placed on the substrate electrode, the distance between the surface of the counter electrode facing the substrate electrode and the surface of the object is large. As the volume of the plasma generated between the two electrodes increases, the processing speed (eg, etching rate) increases.
Is improved. The distance between the surface of the counter electrode facing the substrate electrode and the surface of the object to be processed is preferably 30 to 100.
mm. If the distance is too large, it becomes difficult to generate plasma between both electrodes.
【００４４】本発明のプラズマ処理装置においては、対
向電極と被処理物との間の距離が３０mm以上と大きく、
プラズマを閉じ込めるための部材または要素を対向電極
付近に設けることが難しい場合でも、導体部材によって
プラズマ密度の均一性が確保される。即ち、本発明のプ
ラズマ処理装置は、対向電極の周囲に部材または要素が
配置される場合において、当該部材または要素の基板電
極と対向する面と被処理物の被処理面または導体部材の
露出表面との間の距離が、対向電極の基板電極と対向す
る面と被処理物の被処理面との間の距離の７０％以上、
もしくは９０％以上、または１００％以上であっても、
プラズマ密度を均一にし得る。当該部材または要素が基
板電極と対向する面を２以上有する場合、基板電極に最
も近い面を「基板電極と対向する面」とする。In the plasma processing apparatus of the present invention, the distance between the counter electrode and the object to be processed is as large as 30 mm or more.
Even when it is difficult to provide a member or element for confining the plasma near the counter electrode, the conductor member ensures uniformity of the plasma density. That is, in the case where a member or an element is arranged around the counter electrode, the plasma processing apparatus of the present invention has a surface facing the substrate electrode of the member or the element and a surface to be processed of the workpiece or an exposed surface of the conductor member. Is 70% or more of the distance between the surface of the counter electrode facing the substrate electrode and the surface of the object to be processed,
Or even 90% or more, or even 100% or more,
The plasma density can be made uniform. When the member or element has two or more surfaces facing the substrate electrode, the surface closest to the substrate electrode is referred to as “the surface facing the substrate electrode”.
【００４５】当該部材または要素の基板電極と対向する
面と被処理物の被処理面との間の距離が、対向電極の基
板電極と対向する面と被処理物の被処理面との間の距離
の７０％以上である態様には、具体的には、対向電極の
周囲に配置した部材または要素（例えば絶縁体リング）
が対向電極の基板電極と対向する面から突出した部分
（もしくは垂下した部分）を有しない態様、当該部材ま
たは要素の厚さが対向電極の厚さよりも小さい態様、お
よび当該部材または要素の基板電極と対向する面が対向
電極の基板電極と対向する面と面一である態様が含まれ
る。The distance between the surface of the member or element facing the substrate electrode and the surface of the object to be processed is the distance between the surface of the counter electrode facing the substrate electrode and the surface of the object to be processed. In the embodiment in which the distance is 70% or more, specifically, a member or an element (eg, an insulator ring) arranged around the counter electrode
Does not have a portion (or a hanging portion) protruding from a surface of the opposing electrode facing the substrate electrode, an embodiment in which the thickness of the member or element is smaller than the thickness of the opposing electrode, and a substrate electrode of the member or element The aspect in which the surface facing the substrate electrode is flush with the surface of the counter electrode facing the substrate electrode is included.
【００４６】本発明のプラズマ処理装置において、対向
電極の周囲に部材または要素が配置されていない場合に
も、プラズマ密度の均一性は導体部材によって確保され
る。対向電極の周囲に部材または要素が配置されていな
い態様には、例えば、対向電極の側面が絶縁部材で覆わ
れず、対向電極の側面が露出している態様が含まれる。In the plasma processing apparatus of the present invention, even when no member or element is arranged around the counter electrode, uniformity of the plasma density is ensured by the conductor member. The aspect in which the member or element is not arranged around the counter electrode includes, for example, an aspect in which the side face of the counter electrode is not covered with the insulating member and the side face of the counter electrode is exposed.
【００４７】本発明はまた、被処理物をプラズマにより
処理するプラズマ処理方法であって：真空容器内に配置
された基板電極に被処理物を載置すること；導体部材
を、被処理物の周囲に、基板電極から絶縁されるように
配置すること；ならびにプラズマを発生させることを含
むプラズマ処理方法を提供する。The present invention also relates to a plasma processing method for processing an object to be processed with plasma, comprising: placing the object on a substrate electrode arranged in a vacuum vessel; There is provided a plasma processing method including disposing around a substrate electrode so as to be insulated from the substrate electrode; and generating a plasma.
【００４８】本発明のプラズマ処理方法は、導体部材
を、被処理物の周囲に、基板電極から絶縁されるように
配置することを特徴とする。本発明のプラズマ処理方法
においては、導体部材を、導体部材の露出表面が被処理
物の被処理面と同一平面にあるように配置することがよ
り好ましい。導体部材を被処理物の周囲に配置させるこ
との利点は、先に本発明のプラズマ処理装置に関して説
明したとおりである。本発明のプラズマ処理方法は、本
発明のプラズマ処理装置を利用して好ましく実施され
る。The plasma processing method according to the present invention is characterized in that the conductor member is arranged around the object to be processed so as to be insulated from the substrate electrode. In the plasma processing method of the present invention, it is more preferable that the conductor member is arranged such that the exposed surface of the conductor member is flush with the surface of the object to be processed. The advantages of disposing the conductor member around the object to be processed are as described above with respect to the plasma processing apparatus of the present invention. The plasma processing method of the present invention is preferably performed using the plasma processing apparatus of the present invention.
【００４９】導体部材は、交換可能な部材として、例え
ば基板電極を覆う絶縁部材の上に置くことによって配置
する。The conductor member is disposed as a replaceable member, for example, by placing it on an insulating member covering the substrate electrode.
【００５０】プラズマは、常套の方法を利用して発生さ
せる。例えば、本発明のプラズマ処理装置は平行平板型
装置であってよい。その場合、プラズマは、真空容器内
にガスを導入しながら反応容器内の圧力を所定値に保っ
た状態で、基板電極に高周波電力を印加することにより
発生させる。The plasma is generated using conventional methods. For example, the plasma processing apparatus of the present invention may be a parallel plate type apparatus. In that case, the plasma is generated by applying high-frequency power to the substrate electrode while maintaining the pressure in the reaction vessel at a predetermined value while introducing gas into the vacuum vessel.
【００５１】本発明のプラズマ処理方法によれば、真空
容器内に導入するガスの種類を適宜選択することにより
種々の加工を実施できる。例えば、ＣＦ4をアルゴン等
の不活性ガスとともに導入すれば、ＭＯＳ基板または液
晶基板の反応性イオンエッチングを実施することができ
る。According to the plasma processing method of the present invention, various processes can be performed by appropriately selecting the type of gas introduced into the vacuum vessel. For example, when CF 4 is introduced together with an inert gas such as argon, reactive ion etching of a MOS substrate or a liquid crystal substrate can be performed.
【００５２】本発明のプラズマ処理方法を適用すれば、
精度良く反応性イオンエッチング等を実施して半導体デ
バイス等を製造することができる。したがって、本発明
のプラズマ処理方法を含む製造方法によれば、優れた性
能を有する半導体デバイスが得られる。By applying the plasma processing method of the present invention,
A semiconductor device or the like can be manufactured by accurately performing reactive ion etching or the like. Therefore, according to the manufacturing method including the plasma processing method of the present invention, a semiconductor device having excellent performance can be obtained.
【００５３】[0053]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明のプラズマ処理装
置の一例を模式的に示す断面図であり、図２は基板電極
付近の拡大図である。図１に示すプラズマ処理装置は平
行平板型装置であり、真空容器（１）、ガス供給装置
（図示せず）に接続されたガス供給口（２）、排気装置
としてのターボ分子ポンプ（３）および高周波電源
（４）を含む。真空容器（１）の側面には、排気口（1
1）が設けられている。この排気口（11）とターボ分子
ポンプ（３）との間には、圧力制御装置として調圧弁
（12）が配置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of the plasma processing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view near a substrate electrode. The plasma processing apparatus shown in FIG. 1 is a parallel plate type apparatus, and includes a vacuum vessel (1), a gas supply port (2) connected to a gas supply device (not shown), and a turbo molecular pump (3) as an exhaust device. And a high frequency power supply (4). The side of the vacuum vessel (1) has an exhaust port (1
1) is provided. A pressure regulating valve (12) is arranged between the exhaust port (11) and the turbo molecular pump (3) as a pressure control device.
【００５４】真空容器（１）はアルマイト処理を施した
アルミニウム合金等から成るインナーチャンバー（７）
をその内部に有する。インナーチャンバー（７）内に
は、基板電極（５）およびそれに対向して配置された対
向電極（８）が含まれる。基板電極（５）に被処理物
（６）を載置したときの被処理物（６）の被処理面と対
向電極（８）の基板電極と対向する面との間の距離Ｗ
は、６０〜９０mm程度である。図示した態様において
は、真空容器（１）、インナーチャンバー（７）および
対向電極（８）が接地されている。電力は基板電極
（５）にのみ供給される。The vacuum chamber (1) is an inner chamber (7) made of an alumite-treated aluminum alloy or the like.
In its interior. The inner chamber (7) includes a substrate electrode (5) and a counter electrode (8) arranged opposite thereto. When the object (6) is placed on the substrate electrode (5), the distance W between the surface of the object (6) to be processed and the surface of the counter electrode (8) facing the substrate electrode.
Is about 60 to 90 mm. In the illustrated embodiment, the vacuum vessel (1), the inner chamber (7) and the counter electrode (8) are grounded. Power is supplied only to the substrate electrode (5).
【００５５】図１は、被処理物（６）を基板電極（５）
上に載置した状態を示している。基板電極（５）は第１
基板電極（５ａ）および第２基板電極（５ｂ）で構成さ
れている。第１基板電極（５ａ）は、被処理物（６）と
接触する面を有し、その直径が被処理物のそれよりも小
さい。第２基板電極（５ｂ）の直径は被処理物（６）の
それよりも大きく、その外側側面に段面（５ｃ）を有す
る。FIG. 1 shows an object (6) to be treated as a substrate electrode (5).
It shows a state of being placed on the top. The substrate electrode (5) is the first
It comprises a substrate electrode (5a) and a second substrate electrode (5b). The first substrate electrode (5a) has a surface in contact with the workpiece (6), and has a smaller diameter than that of the workpiece. The diameter of the second substrate electrode (5b) is larger than that of the workpiece (6), and has a step surface (5c) on the outer side surface.
【００５６】第１基板電極（５ａ）は直流電圧を印加す
るためのものであり、第２基板電極（５ｂ）は交流電圧
を印加するためのものである。第１基板電極（５ａ）に
直流電圧を印加することにより、基板電極と被処理物と
の間の密着性を向上させる。第１基板電極（５ａ）は、
例えば、櫛歯状の電極であって、セラミックが表面に塗
布されたものである。第２基板電極（５ｂ）は、例えば
アルミニウムから成り、表面がアルマイト処理されたも
のである。セラミックおよびアルマイト処理面は、プラ
ズマ処理中に基板電極が偶発的に他の導電材料と接触し
たときに両者の間で電気的な導通が生じるのを防止す
る。第１基板電極（５ａ）および第２基板電極（５ｂ）
は、例えば３００℃程度で軟化するインジウムのような
接着材料によって一体化される。The first substrate electrode (5a) is for applying a DC voltage, and the second substrate electrode (5b) is for applying an AC voltage. By applying a DC voltage to the first substrate electrode (5a), the adhesion between the substrate electrode and the object is improved. The first substrate electrode (5a)
For example, a comb-shaped electrode having ceramic applied to the surface. The second substrate electrode (5b) is made of, for example, aluminum and has an alumite-treated surface. The ceramic and anodized surfaces prevent electrical conduction between the substrate electrodes when the substrate electrodes accidentally come into contact with other conductive materials during plasma processing. First substrate electrode (5a) and second substrate electrode (5b)
Are integrated by an adhesive material such as indium, which softens at about 300 ° C., for example.
【００５７】基板電極（５）は、第１基板電極（５ａ）
の側面の一部および被処理物（６）と接する面を除い
て、絶縁部材（９）で覆われている。図示した態様にお
いて、基板電極（５）は、２つの絶縁部材（９ａ，９
ｂ）で覆われている。第１絶縁部材（９ａ）は基板電極
（５）と真空容器（１）との間に配置されて、基板電極
（５）の真空容器（１）と対向する端面を覆っている。
第２絶縁部材（９ｂ）はリング状部材である。第２絶縁
部材（９ｂ）の内側側面は、第２基板電極（５ｂ）の上
側端面の外縁部および側面を覆う形状を有している。後
述するように、導体部材（13）に設けられたフランジ
（13ａ）が第１基板電極（５ａ）の側面の一部を覆って
いるため、第２絶縁部材（９ｂ）は基板電極の側面全部
を完全に覆ってはいない。しかし、導体部材のフランジ
で覆われる部分は、通常極めて小さい（例えば、高さ
０．５〜１mm）ので、第２絶縁部材（９ｂ）は基板電極
の側面を実質的に全部覆っているといえる。The substrate electrode (5) is a first substrate electrode (5a).
Is covered with an insulating member (9) except for a part of the side surface and a surface in contact with the object to be processed (6). In the illustrated embodiment, the substrate electrode (5) includes two insulating members (9a, 9a).
b). The first insulating member (9a) is arranged between the substrate electrode (5) and the vacuum vessel (1), and covers an end face of the substrate electrode (5) facing the vacuum vessel (1).
The second insulating member (9b) is a ring-shaped member. The inner side surface of the second insulating member (9b) has a shape that covers the outer edge and side surface of the upper end surface of the second substrate electrode (5b). As will be described later, since the flange (13a) provided on the conductor member (13) covers a part of the side surface of the first substrate electrode (5a), the second insulating member (9b) has the entire side surface of the substrate electrode. Is not completely covered. However, since the portion of the conductor member covered by the flange is usually very small (for example, 0.5 to 1 mm in height), it can be said that the second insulating member (9b) covers substantially the entire side surface of the substrate electrode. .
【００５８】絶縁部材（９）の外側側面の一部は金属部
材（10）で覆われている。金属部材（10）は接地され
て、絶縁部材（９）の周囲の電位を０にしている。A part of the outer side surface of the insulating member (9) is covered with a metal member (10). The metal member (10) is grounded to make the potential around the insulating member (9) zero.
【００５９】第２絶縁部材（９ｂ）の上には、導体部材
（13）が配置されている。導体部材（13）は、被処理物
の側面を囲むリング状の板状部材であり、その露出表面
（即ち、上側表面）は被処理物（６）の被処理面と同一
平面にある。導体部材（13）と被処理物（６）との間に
は０．１mm程度の隙間が存在する。この隙間が存在する
ことにより、導体部材（13）と被処理物（６）との接触
に起因して被処理物（６）に導体部材（13）から力が加
えられることが防止される。導体部材（13）の内側側面
にはフランジ（13ａ）が形成されている。フランジ（13
ａ）は、被処理物（６）を基板電極（５）から取り外す
ために導体部材（13）を上昇させるときに、被処理物
（６）の外縁部を支持する。フランジ（13ａ）は第１基
板電極（５ａ）の側面の一部を覆っている。したがっ
て、図示した態様において、基板電極（５）の表面は、
被処理物（６）、絶縁部材（９）および導体部材（13）
で覆われている。The conductor member (13) is arranged on the second insulating member (9b). The conductor member (13) is a ring-shaped plate member surrounding the side surface of the object to be processed, and its exposed surface (that is, the upper surface) is flush with the surface of the object to be processed (6). There is a gap of about 0.1 mm between the conductor member (13) and the object (6). The presence of the gap prevents the conductor (13) from applying a force to the workpiece (6) due to the contact between the conductor (13) and the workpiece (6). A flange (13a) is formed on the inner side surface of the conductor member (13). Flange (13
a) supports the outer edge of the object (6) when the conductor member (13) is lifted to remove the object (6) from the substrate electrode (5). The flange (13a) covers a part of the side surface of the first substrate electrode (5a). Therefore, in the illustrated embodiment, the surface of the substrate electrode (5)
Workpiece (6), insulating member (9) and conductor member (13)
Covered with.
【００６０】導体部材（13）は接地されていないため、
プラズマ処理中、被処理物（６）とともにエッチングさ
れる。導体部材（13）のエッチングが進行すると、導体
部材（13）の露出表面と被処理物（６）の被処理面との
間に段差が生じ、プラズマ密度の均一性が低下する。し
たがって、導体部材（13）はローテーションパーツとし
て、所定数の被処理物を処理した後に取り替えることが
好ましい。図示した態様において、導体部材（13）は交
換可能な部材であるから、容易に取り替えることができ
る。Since the conductor member (13) is not grounded,
During the plasma processing, it is etched together with the object to be processed (6). As the etching of the conductor member (13) progresses, a step is generated between the exposed surface of the conductor member (13) and the surface to be processed of the workpiece (6), and the uniformity of the plasma density is reduced. Therefore, it is preferable to replace the conductor member (13) as a rotating part after processing a predetermined number of workpieces. In the illustrated embodiment, the conductor member (13) is a replaceable member, so that it can be easily replaced.
【００６１】図示した態様において、導体部材（13）の
形状および寸法は、絶縁部材（９）に載置したときに、
導体部材（13）と被処理物（６）との間に実質的に間隙
が生じないように被処理物（６）を囲み、その露出表面
が被処理物（６）の被処理面と同一平面にあるように選
択される。したがって、例えば、図１において第１基板
電極（５ａ）がより薄い場合、導体部材の厚さもまたよ
り薄くなる。あるいは、第１基板電極（５ａ）の厚さを
変えて被処理物（６）の被処理面の高さを変えることに
よって、被処理物（６）の被処理面と導体部材（13）の
露出表面とが同一平面にあるようにしてもよい。In the illustrated embodiment, the shape and dimensions of the conductor member (13) are such that when placed on the insulating member (9),
The processing object (6) is surrounded so that a gap does not substantially occur between the conductor member (13) and the processing object (6), and the exposed surface is the same as the processing surface of the processing object (6). Selected to be in a plane. Therefore, for example, when the first substrate electrode (5a) is thinner in FIG. 1, the thickness of the conductor member is also thinner. Alternatively, by changing the thickness of the first substrate electrode (5a) to change the height of the processing surface of the processing object (6), the processing surface of the processing object (6) and the conductor member (13) are changed. The exposed surface may be coplanar.
【００６２】次に、図１および図２を参照して、本発明
のプラズマ処理装置の基板電極（５）、絶縁部材（９）
および金属部材（10）の構造を詳細に説明する。Next, referring to FIGS. 1 and 2, the substrate electrode (5) and the insulating member (9) of the plasma processing apparatus of the present invention will be described.
The structure of the metal member (10) will be described in detail.
【００６３】図２に示すように、第１絶縁部材（９ａ）
はその外側側面に段面（９ｃ）を有している。第２絶縁
部材（９ｂ）は、第２基板電極（５ｂ）の上側端面の外
縁部を覆う内側に向いたフランジ（９ｄ）を有する。第
２絶縁部材（９ｂ）はまた、その内側側面および外側側
面にそれぞれ段面（９ｅ）および段面（９ｆ）を有す
る。As shown in FIG. 2, the first insulating member (9a)
Has a step surface (9c) on its outer side surface. The second insulating member (9b) has an inwardly directed flange (9d) that covers the outer edge of the upper end surface of the second substrate electrode (5b). The second insulating member (9b) also has a step surface (9e) and a step surface (9f) on its inner side surface and outer side surface, respectively.
【００６４】図示したように、基板電極を２以上の絶縁
部材で覆う場合には、絶縁部材と絶縁部材との間に隙間
が生じないように、それらの形状を適切に選択すること
が好ましい。隙間が存在すると、隙間にプラズマが侵入
して、プラズマ処理に悪影響を及ぼすことがある。As shown in the figure, when the substrate electrode is covered with two or more insulating members, it is preferable to appropriately select their shapes so that no gap is formed between the insulating members. If there is a gap, plasma may enter the gap and adversely affect the plasma processing.
【００６５】図示した態様において、第２絶縁部材（９
ｂ）は、その内側側面が第１絶縁部材（９ａ）の外側側
面の一部と間隙無く接触し、その底面（９ｇ）が第１絶
縁部材（９ａ）の段面（９ｃ）と間隙無く接触するよう
に配置されている。In the illustrated embodiment, the second insulating member (9
b) The inner side surface is in contact with a part of the outer side surface of the first insulating member (9a) without a gap, and the bottom surface (9g) is in contact with the step surface (9c) of the first insulating member (9a) without a gap. It is arranged to be.
【００６６】金属部材（10）はその上端面に内側に向い
たフランジ（10ａ）を有し、真空容器（１）の下側内壁
面にねじ（図示せず）で機械的に固定されている。図示
した態様において、第２絶縁部材（９ｂ）と基板電極
（５）は、段面（９ｅ）と段面（５ｃ）との間で係合し
ている。第２絶縁部材（９ｂ）と金属部材（10）は、段
面（９ｆ）とフランジ（10ａ）との間で係合している。
第１絶縁部材（９ａ）と第２絶縁部材（９ｂ）は、段面
（９ｃ）と底面（９ｇ）との間で係合している。基板電
極（５）と第１絶縁部材（９ａ）は、第２基板電極（５
ｂ）の下側端面（底面）と第１絶縁部材（９ａ）の上側
端面との間で係合している。The metal member (10) has an inwardly directed flange (10a) at its upper end surface, and is mechanically fixed to the lower inner wall surface of the vacuum vessel (1) with screws (not shown). . In the illustrated embodiment, the second insulating member (9b) and the substrate electrode (5) are engaged between the step surface (9e) and the step surface (5c). The second insulating member (9b) and the metal member (10) are engaged between the step surface (9f) and the flange (10a).
The first insulating member (9a) and the second insulating member (9b) are engaged between the step surface (9c) and the bottom surface (9g). The substrate electrode (5) and the first insulating member (9a) are connected to the second substrate electrode (5
b) The lower end face (bottom face) is engaged with the upper end face of the first insulating member (9a).
【００６７】金属部材（10）が固定されると、フランジ
（10ａ）が段面（９ｆ）を下向きに押して第２絶縁部材
（９ｂ）を下向きに押す。第２絶縁部材（９ｂ）が下向
きに押し付けられると、底面（９ｇ）が段面（９ｃ）を
下向きに押し、それにより、第１絶縁部材（９ａ）が真
空容器（１）に押し付けられて固定される。また、第２
絶縁部材（９ｂ）の段面（９ｅ）が段面（５ｃ）を押し
て基板電極（５）を下向きに押す。それにより、基板電
極（５）は、第２絶縁部材（９ｂ）に押されることによ
って固定された第１絶縁部材（９ａ）に押し付けられ
て、第１絶縁部材（９ａ）上で固定される。このよう
に、基板電極（５）および絶縁部材（９）は、金属部材
（10）の固定により下向きに押されて固定される。When the metal member (10) is fixed, the flange (10a) pushes the step surface (9f) downward and pushes the second insulating member (9b) downward. When the second insulating member (9b) is pressed downward, the bottom surface (9g) pushes the step surface (9c) downward, whereby the first insulating member (9a) is pressed and fixed to the vacuum vessel (1). Is done. Also, the second
The step surface (9e) of the insulating member (9b) pushes the step surface (5c) to push the substrate electrode (5) downward. Thereby, the substrate electrode (5) is pressed against the first insulating member (9a) fixed by being pressed by the second insulating member (9b), and is fixed on the first insulating member (9a). As described above, the substrate electrode (5) and the insulating member (9) are pressed downward and fixed by the fixing of the metal member (10).
【００６８】このように、本発明のプラズマ処理装置に
おいては、金属部材が真空容器に固定されることによっ
て、基板電極および絶縁部材が固定されるように、基板
電極と絶縁部材および絶縁部材と金属部材とを互いに係
合させることが好ましい。ここで、２つの部材を互いに
係合させるとは、例えば、接触、嵌合または噛合等によ
り、２つの部材の間に機械的な係わり合いを生じさせる
ことをいう。２つの部材を互いに係合させる方法として
は、図２に示すように、基板電極の側面、絶縁部材の内
側側面および外側側面、ならびに金属部材の内側側面に
それぞれ少なくとも１つの係合部（例えば段面またはフ
ランジ）を形成し、基板電極の側面と絶縁部材の内側側
面、絶縁部材の外側側面と金属部材の内側側面を係合さ
せる（例えば、嵌め合わせる）方法がある。As described above, in the plasma processing apparatus of the present invention, the substrate electrode and the insulating member, and the insulating member and the metal member are fixed such that the metal member is fixed to the vacuum vessel so that the substrate electrode and the insulating member are fixed. Preferably, the members are engaged with each other. Here, the term “engagement of two members with each other” means that mechanical engagement between the two members is caused by, for example, contact, fitting, or engagement. As a method of engaging the two members with each other, as shown in FIG. 2, at least one engaging portion (for example, a step) is provided on each of the side surface of the substrate electrode, the inner side surface and the outer side surface of the insulating member, and the inner side surface of the metal member. Surface or flange), and there is a method of engaging (for example, fitting) the side surface of the substrate electrode with the inner side surface of the insulating member, and the outer side surface of the insulating member and the inner side surface of the metal member.
【００６９】この固定手法によれば、金属部材のみを真
空容器に機械的に固定すればよく、絶縁部材および基板
電極を、例えば機械的に真空容器に直接的に固定する必
要がない。一般に、金属部材の機械的な固定は、絶縁部
材のそれよりも容易であるから、この固定手法は装置の
組み立てを容易にする。また、基板電極および／または
絶縁部材は、金属部材の固定を解除するだけで容易に取
り替えられる。したがって、この固定手法はまた、装置
のメンテナンスを容易するという利点をももたらす。According to this fixing method, only the metal member needs to be mechanically fixed to the vacuum container, and it is not necessary to directly fix the insulating member and the substrate electrode to the vacuum container, for example, mechanically. In general, this fastening technique simplifies the assembly of the device, since mechanical fastening of metal parts is generally easier than that of insulating parts. Further, the substrate electrode and / or the insulating member can be easily replaced simply by releasing the fixing of the metal member. Thus, this securing technique also has the advantage of facilitating maintenance of the device.
【００７０】図２に示すように、絶縁部材を２以上の部
材で構成する場合、金属部材が真空容器に固定されるこ
とにより、基板電極、各絶縁部材および金属部材が固定
されるようにする。そのためには、少なくとも１の絶縁
部材を基板電極および金属部材と係合させる必要があ
る。他の絶縁部材は、前記少なくとも１の絶縁部材、金
属部材、および基板電極の少なくとも１つと係合して、
金属部材の固定により固定されるように構成し、配置す
る必要がある。図２においては、第２絶縁部材（９ｂ）
が基板電極（５）および金属部材（10）と係合してい
る。第１絶縁部材（９ａ）は、第２絶縁部材（９ｂ）お
よび基板電極（５）と係合している。かかる構成によ
り、基板電極（５）、第１絶縁部材（９ａ）および第２
絶縁部材（９ｂ）が固定されることは先に説明したとお
りである。As shown in FIG. 2, when the insulating member is composed of two or more members, the metal member is fixed to the vacuum vessel so that the substrate electrode, each insulating member and the metal member are fixed. . For that purpose, it is necessary to engage at least one insulating member with the substrate electrode and the metal member. The other insulating member engages at least one of the at least one insulating member, the metal member, and the substrate electrode,
It is necessary to constitute and arrange so as to be fixed by fixing the metal member. In FIG. 2, the second insulating member (9b)
Are engaged with the substrate electrode (5) and the metal member (10). The first insulating member (9a) is engaged with the second insulating member (9b) and the substrate electrode (5). With this configuration, the substrate electrode (5), the first insulating member (9a) and the second
The fixing of the insulating member (9b) is as described above.
【００７１】図２に示す構成以外の構成によって、金属
部材のみを機械的に固定して基板電極および導体部材を
固定することは可能である。そのような構成の例を図３
および図４に示す。With a configuration other than the configuration shown in FIG. 2, it is possible to mechanically fix only the metal member to fix the substrate electrode and the conductor member. An example of such a configuration is shown in FIG.
And FIG.
【００７２】図３においては、第１絶縁部材（９ａ）の
直径が第２絶縁部材（９ｂ）の外径よりも大きいため
に、段面（９ｃ’）が形成されている。段面（９ｃ’）
は金属部材（10）の内側側面に設けられた段面（10ｂ）
で押され、それにより第１絶縁部材（９ａ）が固定され
ている。第１絶縁部材（９ａ）はまた、基板電極（５）
および第２絶縁部材（９ｂ）によっても押されて固定さ
れている。その他の構成は図２に示す構成と同じであ
る。In FIG. 3, since the diameter of the first insulating member (9a) is larger than the outer diameter of the second insulating member (9b), a step surface (9c ') is formed. Step surface (9c ')
Is a step surface (10b) provided on the inner side surface of the metal member (10).
, Thereby fixing the first insulating member (9a). The first insulating member (9a) also includes a substrate electrode (5).
And it is also pressed and fixed by the second insulating member (9b). The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.
【００７３】図４においては、第２絶縁部材（９ｂ）が
第２基板電極（５ｂ）の側面および第１絶縁部材（９
ａ）の外側側面を覆っている。第２絶縁部材（９ｂ）
は、その外側側面に金属部材（10）と係合する１つの段
面（９ｃ”）を有する。第２絶縁部材（９ｂ）は、段面
（９ｃ”）が金属部材（10）のフランジ（10ａ）に押さ
れることにより固定されている。第１絶縁部材（９ａ）
は、第２絶縁部材（９ｂ）により押される基板電極
（５）によって押されて固定されている。その他の構成
は図２に示す構成と同じである。In FIG. 4, the second insulating member (9b) is provided on the side surface of the second substrate electrode (5b) and the first insulating member (9b).
a). Second insulating member (9b)
Has a stepped surface (9c ") on its outer side to engage with the metal member (10). The second insulating member (9b) has a stepped surface (9c") whose flange (9c ") is formed on the metal member (10). It is fixed by being pushed to 10a). First insulating member (9a)
Are pressed and fixed by the substrate electrode (5) pressed by the second insulating member (9b). The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.
【００７４】本発明のプラズマ処理装置は、導体部材が
予め配置された態様で提供されてよい。あるいは、本発
明のプラズマ処理装置は、導体部材がローテーションパ
ーツとして装置とは別に提供され、装置を使用してプラ
ズマ処理を実施する際に、使用者によって導体部材が配
置される態様で提供されてよい。[0074] The plasma processing apparatus of the present invention may be provided in a form in which the conductor members are arranged in advance. Alternatively, the plasma processing apparatus of the present invention is provided in such a manner that the conductor member is provided separately from the apparatus as a rotation part, and the conductor member is arranged by a user when performing plasma processing using the apparatus. Good.
【００７５】次に、図１に示すプラズマ処理装置を使用
して本発明のプラズマ処理方法を実施する方法を説明す
る。Next, a method for implementing the plasma processing method of the present invention using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 will be described.
【００７６】まず、導体部材（13）を絶縁部材（９）に
置く。導体部材（13）は、被処理物（６）を基板電極
（５）に載置したときに、被処理物（６）を囲み、その
露出表面が被処理物（６）の被処理面と同一平面にある
ように配置される。導体部材（13）は絶縁部材（９）の
上に置くだけでよく、固定しなくてもよい。First, the conductor member (13) is placed on the insulating member (9). The conductor member (13) surrounds the object (6) when the object (6) is placed on the substrate electrode (5), and the exposed surface thereof is in contact with the surface of the object (6). They are arranged to be on the same plane. The conductor member (13) need only be placed on the insulating member (9), and need not be fixed.
【００７７】次に、基板電極（５）に被処理物（６）を
載置する。被処理物（６）は常套の方法によって載置し
てよく、例えばアームを利用して載置する。被処理物
（６）はその大部分が基板電極（５）に載置され、外縁
部のみが導体部材（13）に形成されたフランジ（13ａ）
に載置される。Next, the object to be processed (6) is placed on the substrate electrode (5). The object to be processed (6) may be mounted by a conventional method, for example, using an arm. Most of the object (6) is placed on the substrate electrode (5), and only the outer edge portion of the flange (13a) is formed on the conductor member (13).
Placed on
【００７８】被処理物を載置した後、ガス供給装置から
ガス供給口（２）を介してガスを導入しながら、ターボ
分子ポンプ（３）で真空容器内（１）を排気し、調圧弁
（12）で真空容器（１）内の圧力を制御して所定値にす
る。真空容器内の圧力が所定値になったときに、高周波
電源（４）から高周波電力を基板電極（５）に供給して
プラズマを発生させ、所望の処理を実施する。プラズマ
処理中、ガスは連続的に供給および排気されて、真空容
器（１）内の圧力は所定値に維持される。After placing the object to be treated, the inside of the vacuum vessel (1) is evacuated by the turbo molecular pump (3) while introducing gas from the gas supply device through the gas supply port (2). In (12), the pressure in the vacuum vessel (1) is controlled to a predetermined value. When the pressure in the vacuum container reaches a predetermined value, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply (4) to the substrate electrode (5) to generate plasma, and a desired process is performed. During the plasma processing, the gas is continuously supplied and exhausted, and the pressure in the vacuum vessel (1) is maintained at a predetermined value.
【００７９】基板電極に供給する電力の周波数は、プラ
ズマ処理の目的等に応じて選択される。本発明において
は、１００ｋHz〜３ＧHzの周波数の高周波電力を供給す
ることが好ましい。１００ｋHz未満では電子密度が小さ
く、例えばプラズマ処理によりエッチングを実施する場
合にはエッチングの進行が遅くなる。３ＧHzを越えると
プラズマが発生しにくい。The frequency of the power supplied to the substrate electrode is selected according to the purpose of the plasma processing. In the present invention, it is preferable to supply high-frequency power having a frequency of 100 kHz to 3 GHz. If the frequency is less than 100 kHz, the electron density is low. For example, when etching is performed by plasma processing, the progress of etching is slow. If it exceeds 3 GHz, plasma is hardly generated.
【００８０】プラズマ処理終了後、常套の方法で除電等
を実施し、それから被処理物（６）をプラズマ処理装置
から取り出す。図１に示す装置においては、導体部材
（13）をシャフト等で上昇させて、被処理物（６）を基
板電極（５）から離す。基板電極（５）から離れた被処
理物（６）は、アーム等によって装置外に搬送される。After the plasma processing is completed, static elimination and the like are performed by a conventional method, and then the object (6) is taken out of the plasma processing apparatus. In the apparatus shown in FIG. 1, the conductor member (13) is raised by a shaft or the like to separate the workpiece (6) from the substrate electrode (5). The workpiece (6) separated from the substrate electrode (5) is transported outside the apparatus by an arm or the like.
【００８１】以上、本発明のプラズマ処理装置およびプ
ラズマ処理方法を図面を参照して説明したが、本発明は
図示した平行平板型装置に限られず、その他のプラズマ
処理装置にも適用できる。例えば、本発明は、被処理物
を載置した基板電極および対向電極の双方に高周波電力
を供給する平行平板型装置、ならびに対向電極にのみ電
力を供給する平行平板型装置にも適用できる。本発明は
また、プラズマを生成する方式が異なる他のプラズマ処
理装置にも適用できる。例えば、本発明は、マグネトロ
ンＲＩＥを実施する装置、またはＩＣＰプラズマ、ＥＣ
ＲプラズマもしくはＶＨＦプラズマを利用するプラズマ
処理装置に適用できる。Although the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated parallel plate type apparatus, but can be applied to other plasma processing apparatuses. For example, the present invention can be applied to a parallel plate type device that supplies high-frequency power to both the substrate electrode on which the object to be processed is placed and the counter electrode, and a parallel plate type device that supplies power only to the counter electrode. The present invention can also be applied to other plasma processing apparatuses that use different methods for generating plasma. For example, the present invention relates to an apparatus for performing magnetron RIE, or ICP plasma, EC
The present invention can be applied to a plasma processing apparatus using R plasma or VHF plasma.
【００８２】[0082]
【実施例】図１に示す装置を用い、被処理物としてアン
テナＭＯＳ基板をプラズマ処理に付して反応性イオンエ
ッチングを実施した。導体部材（13）として、アルミニ
ウムから成るリング状の板状部材を使用した。プラズマ
処理は、ガス供給装置からガス供給口（２）を介してＣ
Ｆ4を１３５sccm、Ｏ2を１５sccmで導入するとともに、
ターボ分子ポンプ（３）で真空容器（１）内を排気しな
がら、調圧弁（12）で真空容器（１）内の圧力を１００
Paに保ち、高周波電源（４）から１３．５６ＭHzの高周
波電力５０Ｗを基板電極（５）に供給して、基板電極
（５）と対向電極（８）との間（被処理物（６）と対向
電極（８）との間の距離Ｗは９０mm）でプラズマを発生
させることにより実施した。プラズマ処理は１〜１８０
秒間実施した。プラズマ処理を実施している間、プラズ
マ発生状況を目視で観察したところ、プラズマの濃淡
は、被処理物（６）の周辺部および導体部材（13）の付
近において均一であり、放電状態が均一であることが確
認された。EXAMPLE Using the apparatus shown in FIG. 1, a reactive ion etching was performed by subjecting an antenna MOS substrate as an object to be processed to plasma processing. A ring-shaped plate member made of aluminum was used as the conductor member (13). In the plasma processing, C is supplied from the gas supply device through the gas supply port (2).
With F 4 introduced at 135 sccm and O 2 introduced at 15 sccm,
While the inside of the vacuum vessel (1) is evacuated by the turbo molecular pump (3), the pressure inside the vacuum vessel (1) is increased by 100 by the pressure regulating valve (12).
The substrate electrode (5) is supplied with a high-frequency power of 50 W of 13.56 MHz from the high-frequency power supply (4) to the substrate electrode (5) while maintaining the pressure between the substrate electrode (5) and the counter electrode (8). This was performed by generating plasma at a distance W between the counter electrode (8) and 90 mm). Plasma treatment is 1 to 180
Seconds. When the plasma generation was visually observed during the plasma processing, the density of the plasma was uniform around the object to be processed (6) and near the conductor member (13), and the discharge state was uniform. Was confirmed.
【００８３】プラズマ処理後、チャージアップダメージ
を測定した。チャージアップダメージは、アンテナ比１
００万倍で、面内２５６チップ中、最大で５チップ
（２．０％）発生した。この値は、被処理物の外周に絶
縁体またはＳｉから成るリングを配置してプラズマ処理
したときのチャージアップダメージと比較して、極めて
小さい。アンテナ比１００万倍でチャージアップダメー
ジ耐性が確保されれば、ゲート長が短い（例えば０．１
３μｍ）のＭＯＳ基板を効率良く製造できるとされてい
る。したがって、この実施例の結果は、本発明がそのよ
うなＭＯＳ基板の量産を可能にする有用なものであるこ
とを示している。After the plasma treatment, the charge-up damage was measured. Charge up damage is 1 antenna ratio
At a million times, 5 chips (2.0%) were generated at maximum out of 256 chips in the plane. This value is extremely small as compared with the charge-up damage when plasma processing is performed by disposing a ring made of an insulator or Si on the outer periphery of the object to be processed. If the charge-up damage resistance is secured at 1,000,000 times the antenna, the gate length is short (for example, 0.1
It is said that a 3 μm) MOS substrate can be manufactured efficiently. Therefore, the results of this example show that the present invention is useful for enabling mass production of such a MOS substrate.
【００８４】[0084]
【発明の効果】本発明のプラズマ処理装置およびプラズ
マ処理方法は、接地されていない導体部材を、被処理物
が配置されたときに、被処理物の周囲に位置するように
配置することを特徴とする。この特徴は、被処理物の被
処理面が均一な密度のプラズマに曝された状態で、プラ
ズマ処理が進行することを可能にする。その結果、例え
ば、被処理物がＭＯＳ基板である場合には、チャージア
ップダメージの発生が抑制されて、より集積度の高い半
導体チップを高い歩留まりで製造することが可能とな
る。According to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention, the conductor member that is not grounded is arranged so as to be positioned around the object when the object is arranged. And This feature allows the plasma processing to proceed while the surface of the object to be processed is exposed to plasma having a uniform density. As a result, for example, when the object to be processed is a MOS substrate, the occurrence of charge-up damage is suppressed, and a semiconductor chip with a higher degree of integration can be manufactured with a high yield.
【図１】 本発明のプラズマ処理装置の一例の模式図で
ある。FIG. 1 is a schematic view of an example of a plasma processing apparatus according to the present invention.
【図２】 図１のプラズマ処理装置に含まれる基板電
極、絶縁部材および導体部材の構成の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration of a substrate electrode, an insulating member, and a conductor member included in the plasma processing apparatus of FIG.
【図３】 本発明のプラズマ処理装置に含まれる基板電
極、絶縁部材および導体部材の構成の別の態様の模式図
である。FIG. 3 is a schematic view of another embodiment of the configuration of the substrate electrode, the insulating member, and the conductor member included in the plasma processing apparatus of the present invention.
【図４】 本発明のプラズマ処理装置に含まれる基板電
極、絶縁部材および導体部材の構成の別の態様の模式図
である。FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of the configuration of the substrate electrode, the insulating member, and the conductor member included in the plasma processing apparatus of the present invention.
【図５】 従来のプラズマ処理装置の一例の模式図であ
る。FIG. 5 is a schematic view of an example of a conventional plasma processing apparatus.
１，101...真空容器、２，102...ガス供給装置、３，10
3...ターボ分子ポンプ、４，104...高周波電源、５，10
5...基板電極、５ａ，105ａ...第１基板電極、５ｂ，10
5ｂ...第２基板電極、６，106...被処理物、７，107...
インナーチャンバー、８，108...対向電極、９，109...
絶縁部材、９ａ，109ａ...第１絶縁部材、９ｂ，109
ｂ...第２絶縁部材、10，110...金属部材、11，111...
排気口、12，112...調圧弁、13...導体部材、13ａ...フ
ランジ、114...絶縁体から成るリング部材、114ａ...フ
ランジ。1,101 ... Vacuum container, 2,102 ... Gas supply device, 3,10
3 ... Turbo molecular pump, 4,104 ... High frequency power supply, 5,10
5 ... substrate electrode, 5a, 105a ... first substrate electrode, 5b, 10
5b ... second substrate electrode, 6,106 ... workpiece, 7,107 ...
Inner chamber, 8,108 ... Counter electrode, 9,109 ...
Insulating member, 9a, 109a ... First insulating member, 9b, 109
b ... second insulating member, 10,110 ... metal member, 11,111 ...
Exhaust ports, 12, 112 ... pressure regulating valve, 13 ... conductor member, 13a ... flange, 114 ... ring member made of insulator, 114a ... flange.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 忠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岡村 秀亮 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山口 峰生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 DA11 DA16 DD03 DD08 DG16 DM03 DM06 DM09 DM18 DM35 DN10 5F004 AA06 BA07 BA13 BA14 BA20 BB11 BB23 BB29 DA01 DA26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Chuji Kimura 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Mineo Yamaguchi 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 4K057 DA11 DA16 DD03 DD08 DG16 DM03 DM06 DM09 DM18 DM35 DN10 5F004 AA06 BA07 BA13 BA13 BA14 BA20 BB11 BB23 BB29 DA01 DA26
Claims (16)
れによって被処理物を処理するプラズマ処理装置であっ
て、真空容器が内部に：被処理物が載置される基板電
極；および基板電極から絶縁された接地されていない導
体部材であって、被処理物を基板電極に載置したとき
に、被処理物の周囲に位置するように配置された導体部
材を有するプラズマ処理装置。1. A plasma processing apparatus for generating a plasma inside a vacuum vessel and thereby processing an object to be processed, wherein the vacuum vessel is inside: a substrate electrode on which the object is placed; A plasma processing apparatus, comprising: an insulated and non-grounded conductor member, wherein the conductor member is disposed so as to be positioned around the object when the object is placed on a substrate electrode.
理面と同一平面にあるように配置された請求項１に記載
のプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the conductor member is disposed such that an exposed surface is flush with a surface to be processed of the workpiece.
面が、被処理物、絶縁部材および導体部材で覆われる請
求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate electrode surface is covered with the object, the insulating member, and the conductor member when the object is placed.
０-4Ω・ｍ以下の抵抗率を有する材料から成る請求項１
〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。4. The method according to claim 1, wherein the conductor member is 1.0 × 1 at 25 ° C.
A material having a resistivity of 0 -4 Ω · m or less.
The plasma processing apparatus according to any one of claims 3 to 3.
材に載置されている請求項３または請求項４に記載のプ
ラズマ処理装置。5. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the conductor member is mounted on the insulating member as a replaceable member.
するように配置され且つ接地された対向電極をさらに有
する請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマ処理
装置。6. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the vacuum vessel further has a grounded counter electrode disposed inside the vacuum vessel so as to face the substrate electrode.
対向電極の基板電極と対向する面と被処理物の被処理面
との間の距離が３０〜１００mmである請求項６に記載の
プラズマ処理装置。7. When an object to be processed is placed on a substrate electrode,
7. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein a distance between a surface of the counter electrode facing the substrate electrode and a surface of the object to be processed is 30 to 100 mm.
され、当該部材または要素の基板電極と対向する面と被
処理物の被処理面または導体部材の露出表面との間の距
離が、対向電極の基板電極と対向する面と被処理物の被
処理面との間の距離の７０％以上である請求項６または
請求項７に記載のプラズマ処理装置。8. A member or element is arranged around the counter electrode, and the distance between the surface of the member or element facing the substrate electrode and the surface of the object to be processed or the exposed surface of the conductor member is opposite to each other. 8. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the distance is at least 70% of a distance between a surface of the electrode facing the substrate electrode and a surface of the object to be processed.
面の少なくとも一部を覆う金属部材をさらに含み、金属
部材が真空容器に固定されることにより、基板電極およ
び絶縁部材が固定されるように、基板電極と絶縁部材お
よび絶縁部材と金属部材とが互いに係合している請求項
３に記載のプラズマ処理装置。9. The vacuum container further includes a metal member that covers at least a part of the outer side surface of the insulating member therein, and the substrate electrode and the insulating member are fixed by fixing the metal member to the vacuum container. 4. The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein the substrate electrode and the insulating member and the insulating member and the metal member are engaged with each other.
縁部材から成り、 第１絶縁部材は基板電極の被処理物が載置される面とは
反対の面を覆い、 第２絶縁部材はリング形態であって、基板電極の側面を
実質的に全部覆い、 金属部材が真空容器に固定されることにより、基板電
極、第１絶縁部材および第２絶縁部材が固定されるよう
に、少なくとも１の絶縁部材が基板電極および金属部材
と係合している請求項９に記載のプラズマ処理装置。10. An insulating member comprising a first insulating member and a second insulating member, wherein the first insulating member covers a surface of the substrate electrode opposite to a surface on which an object to be processed is placed, and wherein the second insulating member is A ring shape, covering substantially all side surfaces of the substrate electrode, and fixing the metal member to the vacuum vessel so that the substrate electrode, the first insulating member, and the second insulating member are fixed. The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein the insulating member is engaged with the substrate electrode and the metal member.
たは請求項１０に記載のプラズマ処理装置。11. The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein the metal member is grounded.
ラズマ処理方法であって：真空容器内に配置された基板
電極に被処理物を載置すること；導体部材を、被処理物
の周囲に、基板電極から絶縁されるように配置するこ
と；ならびにプラズマを発生させることを含むプラズマ
処理方法。12. A plasma processing method for processing an object to be processed with a plasma, comprising: placing the object on a substrate electrode disposed in a vacuum vessel; and placing a conductor member around the object to be processed. A plasma processing method including arranging so as to be insulated from a substrate electrode; and generating a plasma.
ラズマ処理方法であって：真空容器内に配置された基板
電極に被処理物を載置すること；導体部材を、被処理物
の周囲に、基板電極から絶縁され、かつ導体部材の露出
表面が被処理物の被処理面と同一平面にあるように配置
すること；ならびにプラズマを発生させることを含むプ
ラズマ処理方法。13. A plasma processing method for processing an object to be processed with plasma, comprising: mounting the object to be processed on a substrate electrode arranged in a vacuum vessel; A plasma processing method comprising: arranging a conductive member so as to be insulated from a substrate electrode and an exposed surface of a conductor member being flush with a surface to be processed of a workpiece; and generating plasma.
ら真空容器内の圧力を所定値に保持した状態で、基板電
極に高周波電力を印加することにより、プラズマを発生
させる請求項１２または請求項１３に記載のプラズマ処
理方法。14. A plasma is generated by applying high-frequency power to a substrate electrode while maintaining a predetermined pressure in a vacuum vessel while introducing a reactive gas into the vacuum vessel. Item 14. The plasma processing method according to item 13.
ＧHzの範囲内にある請求項１２〜１４のいずれか１項に
記載のプラズマ処理方法。15. The frequency of the high-frequency power is 100 kHz to 3
The plasma processing method according to any one of claims 12 to 14, which is in the range of GHz.
載のプラズマ処理方法を含む半導体デバイスの製造方
法。16. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the plasma processing method according to claim 12. Description:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008235393A (en) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ulvac Japan Ltd | Film formation apparatus and film formation method |
| JP2012109608A (en) * | 2012-02-20 | 2012-06-07 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus, method and focus ring |
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-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001089829A patent/JP2002289587A/en active Pending
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