JP3231202B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体製造工程には、被処理
体、例えば半導体ウェハに対して各種の処理、例えば被
処理体をエッチング処理或いはＣＶＤ処理する等の工程
が知られ、その処理を行うためのプラズマ処理装置が知
られている。そして、この種の処理装置にあっては、処
理すべき半導体ウェハが予め定められた温度に制御され
るよう載置台に密着される手段、例えば静電力を用いた
静電チャック機構が用いられている。この静電チャック
を載置するための載置台として、例えば導電性の部材、
例えばアルミニウムを母材とする下部電極又は、この下
部電極の外周部表面に絶縁層、例えばアルミアルマイト
処理が施された構成が知られている。上記技術として
は、特開昭６２−４４３３２号や実公平４−１０６８８
号等多数の公報に記載されている。2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor manufacturing process, various processes for an object to be processed, for example, a semiconductor wafer, for example, a process of etching or CVD of an object to be processed are known. Is known. In this type of processing apparatus, a means for bringing a semiconductor wafer to be processed into close contact with a mounting table so as to be controlled at a predetermined temperature, for example, an electrostatic chuck mechanism using electrostatic force is used. I have. As a mounting table for mounting the electrostatic chuck, for example, a conductive member,
For example, a configuration is known in which a lower electrode made of aluminum as a base material or an insulating layer, for example, an alumite treatment is applied to the outer peripheral surface of the lower electrode. As the above technology, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-44332 and
And many other publications.
【０００３】このような載置台を用いたプラズマ処理装
置として、例えばプラズマエッチング装置がある。この
エッチング装置は、例えば気密に構成された減圧自在な
処理容器内の上下に、上部電極と下部電極とを対向して
平行に設けており、被処理体である半導体ウェハは、例
えば下部電極としての載置台の静電チャック上に載置さ
れ、例えばエッチング処理の場合には、この処理容器内
にエッチングガスを導入すると共に、高周波電力を前記
上部電極又は／及び下部電極に印加して、これら電極間
にプラズマを発生させ、エッチングガスの解離によっ
て、前記ウェハをエッチングするように構成されてい
る。As a plasma processing apparatus using such a mounting table, for example, there is a plasma etching apparatus. In this etching apparatus, for example, an upper electrode and a lower electrode are provided in parallel on the upper and lower sides of an airtightly configured decompression-free processing vessel, and a semiconductor wafer to be processed is, for example, a lower electrode. For example, in the case of an etching process, an etching gas is introduced into the processing container, and high-frequency power is applied to the upper electrode and / or the lower electrode. Plasma is generated between the electrodes, and the wafer is etched by dissociation of an etching gas.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
載置台の外周部に絶縁層を設けた構成においては、載置
台の上部近傍では、被処理体である半導体ウェハをプラ
ズマで処理している際に、前記静電チャックと前記絶縁
層との間に、処理容器内の高周波による電荷の蓄積（チ
ャージアップ）が発生する。そしてそれらの間の部分で
は、プラズマの熱による接着剤からの気泡の発生等で、
接着部分が剥離して、導電性部材が露出したり、また、
電気的に前記導電性部材との絶縁耐性が小さいため、異
常放電を起こしてしまうという問題があった。この異常
放電が前記静電チャックを損傷してしまい、その交換等
のための煩雑なメンテナンス作業のため装置の稼動率の
低下という問題があった。さらにまた、その空隙の前記
導電性物質の露出した箇所が、プラズマ中の活性種、例
えばイオンによってエッチングされ、金属汚染や発塵を
引き起こし、歩留まりの低下という問題もあった。However, in a conventional configuration in which an insulating layer is provided on the outer peripheral portion of a mounting table, a semiconductor wafer as an object to be processed is processed near the upper portion of the mounting table with plasma. Then, between the electrostatic chuck and the insulating layer, charge accumulation (charge-up) due to high frequency in the processing container occurs. And in the part between them, due to the generation of bubbles from the adhesive due to the heat of the plasma,
The adhesive part is peeled off, and the conductive member is exposed,
Since the insulation resistance between the conductive member and the conductive member is small, there is a problem that abnormal discharge occurs. This abnormal discharge damages the electrostatic chuck, and there is a problem in that the operation rate of the apparatus is reduced due to complicated maintenance work for replacement or the like. Furthermore, the exposed portion of the conductive material in the void is etched by the active species, for example, ions in the plasma, causing metal contamination and dust generation, resulting in a reduction in yield.
【０００５】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、載置台近傍における異常放電を抑制すること
ができるプラズマ処理装置を提供することにある。[0005] The present invention focuses on the above problems,
It was created to solve this effectively. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of suppressing abnormal discharge near a mounting table.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気密
に構成された処理容器内に設けられた載置台と、この載
置台に設けられ被処理体を保持する静電チャック機構と
を具備し、前記処理容器内にプラズマを生起させ、前記
被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、前記載
置台は、前記静電チャック機構との当接面の周縁部のみ
に絶縁層を有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a mounting table provided in an airtight processing container, and an electrostatic chuck mechanism provided on the mounting table and holding an object to be processed. A plasma processing apparatus for generating plasma in the processing chamber and processing the object to be processed, wherein the mounting table has only a peripheral portion of a contact surface with the electrostatic chuck mechanism. And an insulating layer.
【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の発明
において、前記絶縁部が前記載置台の前記当接面の外周
部から１０ｍｍ以下の範囲で形成されたことを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the insulating portion is formed within a range of 10 mm or less from an outer peripheral portion of the contact surface of the mounting table.
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、前記当接面が略１０μｍ以下の粗さで
あることを特徴とする。[0008] The invention of claim 3 is claim 1 or claim 2.
In the invention, the contact surface has a roughness of about 10 μm or less.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、載置台と静電チャック機構と
の当接面の周縁部に絶縁部を形成したので、導電性部材
が露出しにくくなり、かつ、プラズマに対し前記導電性
部材の絶縁耐性が高くなったので、前記当接面近傍にお
ける異常放電を抑制することができる。According to the present invention, since the insulating portion is formed on the peripheral portion of the contact surface between the mounting table and the electrostatic chuck mechanism, the conductive member is hardly exposed, and the conductive member is not exposed to plasma. Since the insulation resistance has been increased, abnormal discharge in the vicinity of the contact surface can be suppressed.
【００１０】[0010]
【実施例】以下に本発明に係るプラズマ処理装置の一実
施例をプラズマエッチング装置を適用した一実施例を、
添付図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, one embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention using a plasma etching apparatus will be described.
This will be described with reference to the accompanying drawings.
【００１１】図１に示すように、このエッチング装置１
は、導電性材料、例えば表面がアルマイト処理されたア
ルミニウム等により円筒あるいは矩形状に成形された気
密処理容器２を有しており、この容器２の底部には絶縁
体、例えばセラミックの絶縁板３を介して被処理体、例
えば半導体ウェハＷを載置するための略円柱状の下部電
極としても作用する載置台４が設けられている。この載
置台４は、表面がアルミアルマイト加工されたアルミニ
ウム等により形成された後述するごとき複数の部材を固
定手段、例えばボルト等により組み付けることにより構
成される。具体的には、この載置台４は、アルミニウム
等により円柱状に成形されたサセプタ支持台６と、この
支持台６上にボルト１１により着脱自在に設けられたア
ルミニウム等よりなるサセプタ５により主に構成されて
いる。As shown in FIG. 1, this etching apparatus 1
Has an airtight processing container 2 formed in a cylindrical or rectangular shape with a conductive material, for example, aluminum or the like, the surface of which is anodized, and an insulating material such as a ceramic insulating plate 3 is provided at the bottom of the container 2. There is provided a mounting table 4 which also functions as a substantially cylindrical lower electrode for mounting an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W via the substrate. The mounting table 4 is configured by assembling a plurality of members, which will be described later, whose surfaces are formed of aluminum or the like with aluminum anodized by fixing means, for example, bolts. More specifically, the mounting table 4 is mainly composed of a susceptor support 6 formed in a columnar shape of aluminum or the like, and a susceptor 5 made of aluminum or the like which is detachably provided on the support 6 with bolts 11. It is configured.
【００１２】前記サセプタ支持台６には、冷却手段、例
えば冷却ジャケット８が設けられており、このジャケッ
ト８には、例えば液体窒素等の冷媒が冷媒導入管１０を
介して導入されてジャケット８内を循環し、冷媒排出管
９より絶縁部液体窒素の蒸発による気体を容器２外へ排
出し、この気体を冷却手段（図示せず）により冷却し
て、再び前記冷媒導入管９に循環させる構成になってい
る。従って、この液体窒素の冷熱が冷却ジャケット８か
らサセプタ５を介してウェハＷに対して供給され、この
ウェハＷを所望する温度まで冷却し得るように構成され
ている。The susceptor support 6 is provided with a cooling means, for example, a cooling jacket 8, into which a refrigerant such as liquid nitrogen is introduced through a refrigerant introduction pipe 10 so that the inside of the jacket 8 is cooled. And a gas generated by evaporation of the insulating liquid nitrogen is discharged from the refrigerant discharge pipe 9 to the outside of the container 2, and the gas is cooled by cooling means (not shown) and circulated again to the refrigerant introduction pipe 9. It has become. Therefore, the cooling heat of the liquid nitrogen is supplied to the wafer W from the cooling jacket 8 via the susceptor 5, and the wafer W can be cooled to a desired temperature.
【００１３】この実施例のプラズマエッチング装置にお
いては、高真空に保持して処理が実行されるため物理的
接合面においては、微少空隙が多数発生することとな
り、この空隙が高真空となり熱伝達上の熱絶縁を構成す
る。従って、この熱伝達を良好にするため、次の手段が
設けられている。即ち、サセプタ支持台６及びサセプタ
５には、これらを貫通してＨｅ等の熱伝達ガスをウェハ
Ｗの裏面、これら前記支持台６、サセプタ５の物理的接
合面、サセプタ５を構成する部材間の接合部等に供給す
るためのガス通路１５が形成されている。尚、サセプタ
５の上端中央のウェハ載置部には、静電チャック機構と
しての静電チャック７が設けられているが、この静電チ
ャック７にも熱伝達ガスを通過させる多数の通気孔（図
示せず）が設けられている。In the plasma etching apparatus of this embodiment, since the processing is performed while maintaining a high vacuum, a large number of minute voids are generated on the physical bonding surface, and the voids become a high vacuum and heat transfer occurs. Constitutes thermal insulation. Therefore, the following means are provided to improve the heat transfer. That is, the susceptor support 6 and the susceptor 5 pass through the heat transfer gas such as He through the back surface of the wafer W, the physical bonding surface of the support 6 and the susceptor 5 and the members forming the susceptor 5. The gas passage 15 for supplying to the junction etc. of this is formed. An electrostatic chuck 7 as an electrostatic chuck mechanism is provided in the wafer mounting portion at the center of the upper end of the susceptor 5. (Not shown).
【００１４】そして、静電チャック７と冷却ジャケット
８との間のサセプタ下部には温度調整用ヒータ１２が設
けられる。このヒータ１２は、例えば厚さ数ｍｍ程度の
板状セラミックスヒータよりなり、このヒータ１２は、
サセプタ支持台６の上面に図示しないボルト等により固
定されるヒータ固定台１３は、熱伝導性の良好な材料、
例えばアルミニウムにより構成される。このヒータ１２
の大きさは、好ましくはウェハ面積と略同一面積か、そ
れ以上になるように設定されるのが良く、この下方に位
置する冷却ジャケット８からの冷熱がウェハＷに全面均
一温度に制御するように構成されている。尚、この温度
調整用ヒータ１２やヒータ固定台１３には、前記ウェハ
Ｗを前記静電チャック表面に、搬送手段（図示せず）に
より搬入・搬出時に一次ウェハＷの受け渡しを担当する
プッシャピン等の貫通する貫通孔（図示せず）等が設け
られている。A temperature adjusting heater 12 is provided below the susceptor between the electrostatic chuck 7 and the cooling jacket 8. The heater 12 is made of, for example, a plate-shaped ceramic heater having a thickness of about several mm.
The heater fixing base 13 fixed to the upper surface of the susceptor support base 6 by a bolt or the like (not shown) is made of a material having good heat conductivity,
For example, it is made of aluminum. This heater 12
Is preferably set to be substantially the same as or larger than the wafer area, and the cooling heat from the cooling jacket 8 located below the wafer W is controlled to a uniform temperature over the entire surface of the wafer W. Is configured. The temperature adjustment heater 12 and the heater fixing table 13 are provided with pusher pins for transferring the primary wafer W to the surface of the electrostatic chuck when the wafer W is loaded and unloaded by a transfer means (not shown). A through hole (not shown) or the like is provided.
【００１５】また、サセプタ５の下面には、前記ヒータ
固定台１３全体を収容するための収容凹部１４が設けら
れると共に、このヒータ固定台１３にはヒータ１２の上
面とサセプタ５の収容凹部１４の下面との境界部にＨｅ
等の熱伝達媒体を供給するために、前記ガス通路１５に
接続された分岐路１６が形成されている。そして、前記
ヒータ１２には電力供給リード２２が接続されると共
に、このリード２２には電力源２３が接続されて、所定
の電力をヒータ１２に供給し得るように構成されてい
る。On the lower surface of the susceptor 5, there is provided a receiving recess 14 for receiving the entire heater fixing base 13, and the heater fixing base 13 has an upper surface of the heater 12 and the receiving recess 14 of the susceptor 5. He at the boundary with the lower surface
In order to supply a heat transfer medium such as the above, a branch passage 16 connected to the gas passage 15 is formed. A power supply lead 22 is connected to the heater 12, and a power source 23 is connected to the lead 22 so that predetermined power can be supplied to the heater 12.
【００１６】また、プラズマ発生用の高周波の影響を受
け易い各種配線、例えばヒータに接続される電力供給リ
ード２２、静電チャック７に接続される電圧供給リード
７２は全て、プラズマ用の高周波電力を供給する導電性
のパイプリード２５内に収容されており、外部に対して
高周波ノイズの影響を与えないように、シールド効果を
有する構造に構成されている。前記パイプリード２５の
処理容器底部の貫通部には、絶縁体２６が介設されて、
容器２側との電気的絶縁を図っている。また、この容器
２の外方に延びるパイプリード２５の外周には、電気的
に接地されたシールド２７が設けられており、高周波が
外部に洩れないように構成されている。Further, various wirings which are susceptible to high frequency for plasma generation, such as the power supply lead 22 connected to the heater and the voltage supply lead 72 connected to the electrostatic chuck 7, all supply high frequency power for plasma. It is housed in a conductive pipe lead 25 to be supplied, and has a structure having a shielding effect so as not to affect the outside with high-frequency noise. An insulator 26 is interposed at a penetrating portion of the pipe lead 25 at the bottom of the processing container,
Electrical insulation from the container 2 side is achieved. An electrically grounded shield 27 is provided on the outer periphery of the pipe lead 25 extending outward from the container 2 so that high frequency does not leak to the outside.
【００１７】さらに前記サセプタの上方には、これより
約３〜２０ｍｍ程度離間させて、対向電極として作用す
る、例えば接地された上部電極３０が配設されており、
この上部電極３０にはガス供給管３１を介して、ガスユ
ニット３４が接続されており、このガスユニット３４か
らプロセスガス、例えばＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ4 Ｆ8、
Ｃｌ2 等のエッチングガスが供給され、上部電極３０の
底壁に複数個穿設された放射状の小孔３２より、前記半
導体ウェハＷ方向に処理ガスが放出され、前記電力源２
３をＯＮすることにより、前記上部電極３０と前記半導
体ウェハＷ間にプラズマを生成するよう構成されてお
り、また、前記上部電極は配線３３を介して電気的に接
地させている。Further, above the susceptor, for example, a grounded upper electrode 30, which acts as a counter electrode and is disposed at a distance of about 3 to 20 mm, is provided.
A gas unit 34 is connected to the upper electrode 30 via a gas supply pipe 31, and a process gas such as CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 ,
An etching gas such as Cl 2 is supplied, and a processing gas is released in the direction of the semiconductor wafer W from a plurality of radial small holes 32 formed in the bottom wall of the upper electrode 30, and the power source 2
3 is turned on to generate plasma between the upper electrode 30 and the semiconductor wafer W, and the upper electrode is electrically grounded via a wiring 33.
【００１８】そして、このサセプタ５は、中空に形成さ
れた導体によりパイプリード２５がサセプタ支持台６を
貫通して接続されており、このパイプリード２５には配
線２８を介して、直流分を制限するためのブロッキング
コンデンサ２９及び高周波、例えば３８０ｋＨｚ、１
３．５６ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ等のプラズマ発生用
の高周波電源２１に、順次接続されている。従って、前
記サセプタ５は下部電極として機能をすることになる。In the susceptor 5, a pipe lead 25 is connected through a susceptor support base 6 by a hollow conductor, and a direct current component is limited to the pipe lead 25 via a wiring 28. And a high frequency, for example, 380 kHz, 1
They are sequentially connected to a high-frequency power supply 21 for generating plasma of 3.56 MHz, 40.68 MHz or the like. Therefore, the susceptor 5 functions as a lower electrode.
【００１９】また、処理容器２の下部側壁には、排気管
１７を介して排気手段、例えば真空ポンプ１８が接続さ
れており、前記処理容器２内を所望の減圧雰囲気に真空
引き可能なように構成される。さらに、中央部側壁には
前記被処理体である半導体ウェハＷを、前記処理容器２
内に搬入又は搬出をするための開口部２０が設けられ、
この開口部２０の外側壁には、気密にシールする封止
体、例えばＯリングを介して前記処理容器２に、図示し
ないロードロック室が連設され、このロードロック室内
には図示しない搬送装置が設けられ、この搬送装置によ
り前記半導体ウェハＷが前記処理容器２内に搬入又は搬
出されるよう構成されている。An exhaust means, for example, a vacuum pump 18 is connected to a lower side wall of the processing vessel 2 through an exhaust pipe 17 so that the inside of the processing vessel 2 can be evacuated to a desired reduced-pressure atmosphere. Be composed. Further, the semiconductor wafer W as the object to be processed is placed on the center side wall in the processing container 2.
An opening 20 for carrying in or out is provided.
A load lock chamber (not shown) is connected to the processing container 2 via an airtight sealing member, for example, an O-ring, on the outer wall of the opening 20, and a transfer device (not shown) is provided in the load lock chamber. Is provided, and the semiconductor wafer W is loaded or unloaded into the processing container 2 by the transfer device.
【００２０】そして、前記載置台４は、上端中央部が凸
状になされた円板状に形成され、このウェハ載置面には
静電チャック７がウェハ面積と略同じ面積或いはプラズ
マに晒されるのをさらに避けるように、ウェハＷの面積
より若干小さい面積で形成されている。この静電チャッ
ク７は、例えば２枚の高分子ポリイミドフィルム間に、
静電チャック用電極として機能する銅箔等の導電膜７１
を絶縁状態で挟み込むことにより形成され、この導電膜
７１は電圧供給リード７２により途中、高周波をカット
するフィルタ７３、例えばコイルを介して可変直流高電
圧源７４に接続されている。従って、この導電膜７１に
高電圧を印加することによって、チャック７の上面にウ
ェハＷをクーロンカにより吸引保持し得るように構成さ
れている。The mounting table 4 is formed in a disk shape having a convex upper end center portion, and the electrostatic chuck 7 is exposed to the wafer mounting surface to an area substantially equal to the wafer area or to plasma. In order to further avoid this, the area is slightly smaller than the area of the wafer W. The electrostatic chuck 7 is, for example, provided between two polymer polyimide films.
Conductive film 71 such as copper foil functioning as an electrode for electrostatic chuck
This conductive film 71 is connected to a variable DC high voltage source 74 via a voltage supply lead 72 via a filter 73 for cutting high frequency, for example, a coil. Therefore, by applying a high voltage to the conductive film 71, the wafer W can be suction-held on the upper surface of the chuck 7 by a Coulomb unit.
【００２１】さらに前記載置台４の周縁部上には、被処
理体である半導体ウェハＷを囲むように環状のフォーカ
スリング４４が配置されている。このフォーカスリング
４４は、反応性イオンを引き寄せない絶縁材料からな
り、プラズマ反応性イオンを内側に設置された半導体ウ
ェハＷに対してのみ入射させ、エッチング処理の効率化
を図っている。Further, an annular focus ring 44 is arranged on the periphery of the mounting table 4 so as to surround the semiconductor wafer W to be processed. The focus ring 44 is made of an insulating material that does not attract reactive ions, and makes the plasma reactive ions incident only on the semiconductor wafer W provided inside, thereby improving the efficiency of the etching process.
【００２２】また、前記載置台４の上面中央部の凸状に
形成された凸部４０の周縁部には、図２に示すように、
プラズマの異常放電の発生を防止するために絶縁部、例
えばアルミアルマイト層４１が形成されている。この絶
縁部４１の形成範囲は、凸部４０の外周縁部から所定の
距離Ｘ1 、例えば略１０ｍｍ以下の所定値で好ましくは
２〜５ｍｍ、さらに好ましくは２〜３ｍｍに形成されて
おり、その厚さＸ2 、例えば５０〜１００μｍの範囲の
所定値、好ましくは略６０μｍに形成されている。As shown in FIG. 2, the peripheral portion of the convex portion 40 formed at the center of the upper surface of the mounting table 4 has a shape as shown in FIG.
An insulating portion, for example, an aluminum alumite layer 41 is formed to prevent occurrence of abnormal discharge of plasma. The formation range of the insulating portion 41 is a predetermined distance X 1 from the outer peripheral edge of the convex portion 40, for example, a predetermined value of approximately 10 mm or less, preferably 2 to 5 mm, more preferably 2 to 3 mm. The thickness X 2 is formed to a predetermined value in the range of, for example, 50 to 100 μm, preferably approximately 60 μm.
【００２３】尚、前記所定の距離Ｘ1 について、例えば
略１０ｍｍ以下の所定値で、好ましくは２〜５ｍｍ、さ
らに好ましくは２〜３ｍｍに形成する理由としては、Ｘ
1 がこれ以下の距離では絶縁耐性が小さくなり、また、
前記導電性物質４２が露出しやすくなるため、異常放電
が発生しやすくなり、これ以上の距離では、前記被処理
体である半導体ウェハＷのプラズマ処理効果を低下させ
てしまうためである。さらに、前記厚さＸ2 について、
例えば略５０〜１００μｍ、好ましくは略６０μｍに形
成する理由としては、Ｘ2 がこれ以上薄いと、絶縁耐性
が小さくなるため、異常放電が発生しやすくなり、これ
以上厚いと、前記絶縁部４１に亀裂等が生じやすくなる
ためである。[0023] Note that the predetermined distance X 1, for example at a predetermined value of approximately 10mm or less, preferably 2 to 5 mm, reasons why more preferably formed in 2 to 3 mm, X
When 1 is less than this, the insulation resistance decreases, and
This is because the conductive material 42 is easily exposed, so that abnormal discharge is likely to occur, and if the distance is longer than that, the plasma processing effect of the semiconductor wafer W as the object to be processed is reduced. Moreover, the the thickness of X 2,
For example, the reason why the insulating layer 41 is formed to have a thickness of about 50 to 100 μm, preferably about 60 μm is that if X 2 is thinner than this, the insulation resistance is reduced, so that abnormal discharge is likely to occur. This is because cracks and the like are likely to occur.
【００２４】次に、載置台４の形成方法を具体的に説明
する。図３のａに示すように、導電性部材４２、例えば
母材としてアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に
凸部４０を形成する。例えば高さＹ1 が１００〜２００
μｍの範囲、例えば略６０μｍの高さに凸部４０を研磨
等によって形成する。この工程の後、図３のｂに示すよ
うに、前記導電性部材４２の凸部上端外周部に、幅Ｙ2
が１０ｍｍ以下の所定値、例えば略３ｍｍ、厚さＹ3 が
５０〜１００μｍの範囲の所定値、例えば略６０μｍの
絶縁部４１、例えばアルミアルマイトを形成する。その
後、図３のｃに示すように、前記導電性部材４２の凸部
４０の表面及び前記絶縁部４１の表面を、前記絶縁部４
１の所定の厚さＹ4 、例えば３０〜６０μｍの範囲の所
定値、好ましくは略４０μｍまで研磨し、前記導電性部
材４２及び前記絶縁部４１から成る表面部４４を、表面
粗さで略１０μｍ以下、例えば略５μｍ以下の鏡面仕上
げを行うことによって形成する。さらに、図３のｄに示
すように、静電チャック７を載置台４に固定、例えば接
着材により固着することによって、載置台４を形成する
ものである。Next, a method of forming the mounting table 4 will be specifically described. As shown in FIG. 3A, a protrusion 40 is formed on the surface of a conductive member 42, for example, aluminum or an aluminum alloy as a base material. For example the height Y 1 is 100 to 200
The protrusion 40 is formed by polishing or the like in a range of μm, for example, a height of approximately 60 μm. After this step, as shown in FIG. 3B, the width Y 2
There follows a predetermined value 10 mm, for example approximately 3 mm, the thickness Y 3 predetermined value in the range of 50 to 100 [mu] m, for example, an insulating portion 41 of substantially 60 [mu] m, for example, to form an aluminum anodized. Then, as shown in FIG. 3C, the surface of the convex portion 40 of the conductive member 42 and the surface of the insulating portion 41 are connected to the insulating portion 4.
1 is polished to a predetermined thickness Y 4 , for example, a predetermined value in the range of 30 to 60 μm, preferably approximately 40 μm, and the surface portion 44 composed of the conductive member 42 and the insulating portion 41 is reduced to a surface roughness of approximately 10 μm. Hereinafter, for example, it is formed by performing a mirror finish of about 5 μm or less. Further, as shown in FIG. 3D, the mounting table 4 is formed by fixing the electrostatic chuck 7 to the mounting table 4, for example, by fixing it with an adhesive.
【００２５】なお、前記表面部４４の鏡面仕上げ工程に
於ける略１０μｍ以下、好ましくは略５μｍ以下の表面
粗さに仕上げる理由としては、その表面粗さであれば、
接合部としてのなじみが良く、当接面４３内へのプラズ
マの入り込みや当接面４３内でのプラズマの発生を防止
でき、さらに腐食性のガス、例えば塩素又はフッ素系等
のガスを、当接面４３内に入りこむのを抑制するためで
ある。The reason for finishing the surface portion 44 to a surface roughness of about 10 μm or less, preferably about 5 μm or less in the mirror finishing step is as follows:
It is well-adapted as a joint and can prevent plasma from entering the contact surface 43 and generation of plasma in the contact surface 43. Further, corrosive gas such as chlorine or fluorine-based gas is This is to prevent the contact surface 43 from entering.
【００２６】よって載置台４は、図４に示すように、絶
縁部４１は、前記導電性部材４２の前記凸部４０の周縁
部に配置するよう形成される。そして、前記凸部４０の
上部中央表面には、静電チャック７が接着材によって固
着されている。Therefore, as shown in FIG. 4, the mounting table 4 is formed so that the insulating portion 41 is arranged on the periphery of the projection 40 of the conductive member 42. An electrostatic chuck 7 is fixed to the upper central surface of the projection 40 by an adhesive.
【００２７】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について述べる。まず、前記ゲートバルブ１９を開
放し、図示しないロードロック室に設けられた前記搬送
装置により、前記半導体ウェハＷを前記処理容器２に搬
入するとともに、前記プッシャピンに引き渡され、この
後図示しない搬送装置は前記ロードロック室内に移動す
るとともに、前記ゲートバルブ１９を閉じ、その後前記
プッシャピンが下降し、前記載置台４の予め定められた
位置上部にウェハＷを載置し、これを静電チャック７に
よりクーロンカにより載置台４側へ吸着保持する。そし
て、上部電極３０と下部電極（サセプタ）５との間にパ
イプリード２５を介して、高周波を印加することにより
プラズマを生起する。これと同時又は事前に、上部電極
３０側から処理ガスを処理空間に流し、エッチング処理
を行う。Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. First, the gate valve 19 is opened, and the semiconductor wafer W is loaded into the processing container 2 and transferred to the pusher pin by the transfer device provided in the load lock chamber (not shown). Moves into the load lock chamber, closes the gate valve 19, then pushes down the pusher pin, places the wafer W on a predetermined position above the mounting table 4, and holds it by the electrostatic chuck 7. It is sucked and held on the mounting table 4 side by a coulomb. Then, plasma is generated by applying a high frequency between the upper electrode 30 and the lower electrode (susceptor) 5 via the pipe lead 25. At the same time or in advance, an etching process is performed by flowing a processing gas into the processing space from the upper electrode 30 side.
【００２８】また、プラズマによる熱で、ウェハが所定
の設定温度よりも過度に加熱されるので、これを冷却す
るためにサセプタ支持台６の冷却ジャケット８に冷媒、
例えば液体窒素を流通させてこの部分を−１９６℃に維
持し、これらの冷熱をこの上部のサセプタ５を介してウ
ェハＷに供給し、これを冷却して所望の低温状態に維持
するようになっている。これにより、ウェハＷには低温
エッチングが施されることになる。また、冷却ジャケッ
ト８とウェハＷとの間に設けられた温度調整用ヒータ１
２の発熱量を調整することにより、ウェハＷを冷却する
温度を調整し、ウェハＷを予め定められた温度、例えば
−１５０℃〜１００℃程度に維持する。尚、ヒータ１２
の発熱量やジャケット８内の冷媒の流量を制御すること
により、ウェハ温度を常温以上、例えば１００℃まで上
げることができる。Further, since the wafer is excessively heated by the heat generated by the plasma from a predetermined temperature, the cooling medium 8 is cooled by the cooling jacket 8 of the susceptor support 6 to cool the wafer.
For example, by flowing liquid nitrogen, this portion is maintained at -196 ° C., and the cold heat is supplied to the wafer W via the susceptor 5 on the upper portion, and the wafer W is cooled to maintain a desired low temperature state. ing. As a result, the wafer W is subjected to low-temperature etching. Further, the temperature adjusting heater 1 provided between the cooling jacket 8 and the wafer W.
By adjusting the heat generation amount of 2, the temperature for cooling the wafer W is adjusted, and the wafer W is maintained at a predetermined temperature, for example, about -150 ° C to 100 ° C. The heater 12
The wafer temperature can be raised to a normal temperature or higher, for example, 100 ° C., by controlling the heat generation amount and the flow rate of the refrigerant in the jacket 8.
【００２９】次に、本実施例の効果について述べる。プ
ラズマ処理装置における載置台４の静電チャック７との
当接面４３の周縁部に絶縁部４１を形成しているので、
下部電極である導電性部材４２が露出しにくくなり、か
つプラズマに対し導電性部材４２の絶縁性が高くなった
ので、当接面４３近傍における異常放電を抑制すること
ができる。このため、異常放電による静電チャック７の
損傷を防止できるので、パーティクルの発生を抑制し、
また、導電性部材４２への腐食による金属汚染や発塵を
引き起こすこともないので、被処理体の歩留りを抑制す
ることができる。また、静電チャック７の損傷の防止
は、静電チャック７の長寿命化につながり、さらにその
交換等のための煩雑なメンテナンス作業を少なくするこ
とができ、装置の稼動率の向上にも寄与することができ
る。Next, the effect of this embodiment will be described. Since the insulating portion 41 is formed on the periphery of the contact surface 43 of the mounting table 4 with the electrostatic chuck 7 in the plasma processing apparatus,
Since the conductive member 42 serving as the lower electrode is less likely to be exposed, and the conductive member 42 has higher insulating properties with respect to plasma, abnormal discharge in the vicinity of the contact surface 43 can be suppressed. For this reason, damage of the electrostatic chuck 7 due to abnormal discharge can be prevented, so that generation of particles is suppressed,
In addition, since metal contamination and dust generation due to corrosion on the conductive member 42 are not caused, the yield of the object to be processed can be suppressed. Further, prevention of damage to the electrostatic chuck 7 leads to extension of the life of the electrostatic chuck 7, and furthermore, complicated maintenance work for replacement and the like can be reduced, contributing to an improvement in the operation rate of the apparatus. can do.
【００３０】さらに、第５図は、本発明に基づいて構成
されたプラズマエッチング装置と、従来の構成のプラズ
マエッチング装置とにおいて、被処理体としてポリシリ
コン膜が積層された半導体ウェハを用いたエッチング
で、載置台の構成の違いとエッチング速度との関係につ
いて示したものである。本図に示すごとく、凸部の上部
表面に絶縁部を形成していない載置台が最もエッチング
速度が高いが、前述の様に異常放電が発生しやすいとい
う問題点があり、さらに、ウェハの面内のエッチング速
度分布も均一ではないが、本発明による構成の載置台に
おいては、ウェハ面内のエッチング速度分布も均一で、
絶縁部を全面に形成した載置台よりもエッチング速度が
高いことは明らかである。FIG. 5 shows a plasma etching apparatus constructed according to the present invention and a conventional plasma etching apparatus using a semiconductor wafer on which a polysilicon film is laminated as an object to be processed. This shows the relationship between the difference in the configuration of the mounting table and the etching rate. As shown in this figure, the mounting table where the insulating portion is not formed on the upper surface of the convex portion has the highest etching rate, but has the problem that abnormal discharge is likely to occur as described above, Is not uniform, but in the mounting table of the present invention, the etching rate distribution in the wafer surface is also uniform,
It is apparent that the etching rate is higher than that of the mounting table having the insulating portion formed on the entire surface.
【００３１】次に、第２の実施例について説明を行う
が、第１の実施例同一部分については、同一符号を付け
て説明を省略する。図６に示すように、前記載置台４の
上部の周縁部は、所定の曲率Ｒを形成した凸曲面で構成
されており、この凸曲面の周縁部で、前記絶縁部４１が
形成された構成となっている。このように構成したこと
により、電界の集中を抑制できるので、プラズマの異常
放電を抑制することができ、安定したプラズマを生成す
ることができるので、被処理体の処理が円滑に行うこと
ができる。Next, the second embodiment will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, the upper peripheral portion of the mounting table 4 is configured by a convex curved surface having a predetermined curvature R, and the insulating portion 41 is formed by the peripheral portion of the convex curved surface. It has become. With such a configuration, concentration of an electric field can be suppressed, abnormal discharge of plasma can be suppressed, and stable plasma can be generated, so that processing of an object to be processed can be performed smoothly. .
【００３２】尚、前記した各実施例では、平行平板型の
プラズマエッチング装置に適用した場合について説明し
たが、これに限定されず、例えば処理容器の天井部外側
に永久磁石を回転可能に設置した誘導磁界型プラズマ装
置、上部電極に替えて、マイクロ波を発射するアンテナ
を設けた誘導結合型プラズマ装置等にも適用することが
できる。また、被処理体が半導体ウェハで処理がエッチ
ングの場合のみならず、例えばＬＣＤ基板を処理対象と
する処理にも適用でき、また処理自体の種類もエッチン
グに限らず、スパッタリング、ＣＶＤ、アッシング等の
処理に対しても適用することが可能であり、それらのプ
ラズマを発生させ、被処理体の処理を行う装置であれ
ば、どのような装置にも対応出来ることは言うまでもな
い。In each of the embodiments described above, the case where the present invention is applied to a parallel plate type plasma etching apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a permanent magnet is rotatably installed outside the ceiling of a processing vessel. The present invention can be applied to an inductively coupled plasma device or the like provided with an antenna for emitting microwaves instead of the induction magnetic field type plasma device or the upper electrode. In addition, the present invention can be applied not only to the case where the object to be processed is a semiconductor wafer and the processing is etching, but also to the processing of, for example, an LCD substrate, and the type of the processing itself is not limited to the etching. The present invention can be applied to any processing, and it is needless to say that any apparatus can be used as long as it generates the plasma and processes the object.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、プラズマに対し異常放
電を抑制し、安定したプラズマの生成が可能となるの
で、被処理体を円滑かつ均一な処理で行うことができ、
また、歩留まりを向上することができる。According to the present invention, since abnormal discharge to plasma is suppressed and stable plasma can be generated, the object can be processed smoothly and uniformly.
Further, the yield can be improved.
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施例を示
す断面構成図である。FIG. 1 is a sectional configuration view showing one embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.
【図２】図１の載置台の要部を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the mounting table of FIG.
【図３】FIG. 3
【ａ】図１の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a process of forming the mounting table of FIG. 1;
【ｂ】図１の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a process of forming the mounting table of FIG. 1;
【ｃ】図１の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a process of forming the mounting table of FIG.
【ｄ】図１の載置台を形成する過程を示す概略断面図で
ある。FIG. 2D is a schematic sectional view showing a step of forming the mounting table of FIG. 1;
【図４】図１中の載置台を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a mounting table in FIG. 1;
【図５】図１の処理の作用を説明する表である。FIG. 5 is a table for explaining the operation of the processing in FIG. 1;
【図６】第２の実施例を説明する載置台の要部を示す拡
大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a main part of a mounting table for explaining a second embodiment.
２ 処理容器 ４ 載置台 ７ 静電チャック 41 絶縁部 43 当接面 Ｗ 被処理体（半導体ウェハ） 2 Processing container 4 Mounting table 7 Electrostatic chuck 41 Insulating part 43 Contact surface W Workpiece (semiconductor wafer)
Claims (3)
た載置台と、この載置台に設けられ被処理体を保持する
静電チャック機構とを具備し、前記処理容器内にプラズ
マを生起させ、前記被処理体を処理するプラズマ処理装
置であって、前記載置台と前記静電チャック機構との当
接面は面一に構成され、前記当接面の周縁部は絶縁部と
して構成されていることを特徴とする処理装置。1. A plasma processing apparatus comprising: a mounting table provided in an airtightly configured processing container; and an electrostatic chuck mechanism provided on the mounting table and holding an object to be processed, wherein plasma is generated in the processing container. A plasma processing apparatus for processing the object to be processed, wherein a contact between the mounting table and the electrostatic chuck mechanism is provided.
The contact surface is configured to be flush, and the peripheral portion of the contact surface is an insulating portion.
A processing device characterized by being configured as follows .
の外周部から１０ｍｍ以下の範囲で形成されたことを特
徴とする請求項１のプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the insulating portion is formed within a range of 10 mm or less from an outer peripheral portion of the contact surface of the mounting table.
ることを特徴とする請求項１又は請求項２のプラズマ処
理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the contact surface has a roughness of about 10 μm or less.
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