JP5323303B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造工程等において被処理基板に対しプラズマ処理を行う容量結合型のプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a capacitively coupled plasma processing apparatus that performs plasma processing on a substrate to be processed in a semiconductor device manufacturing process or the like.

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、エッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が多用されている。   For example, in a semiconductor device manufacturing process, plasma processing such as etching, sputtering, and CVD (chemical vapor deposition) is frequently used for a semiconductor wafer that is a substrate to be processed.

このようなプラズマ処理を行うためのプラズマ処理装置としては、種々のものが用いられているが、その中でも容量結合型平行平板プラズマ処理装置が主流である。   Various plasma processing apparatuses for performing such plasma processing are used, and among them, a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus is the mainstream.

容量結合型平行平板プラズマ処理装置は、チャンバ内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）を配置し、処理ガスをチャンバ内に導入するとともに、電極の一方に高周波電力を供給して電極間に高周波電界を形成して高周波放電を生じさせる。そして、このような高周波放電により処理ガスのプラズマを形成して半導体ウエハの所定の層に対してプラズマエッチングを施す。例えば、半導体ウエハを載置する下部電極に高周波電力を供給する装置が知られている。この場合に、下部電極がカソード電極として機能し、上部電極がアノード電極として機能する。また、下部電極に印加される高周波電力は、プラズマ生成と被処理体に対する高周波バイアス印加の機能を兼備している。   The capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus has a pair of parallel plate electrodes (upper and lower electrodes) disposed in a chamber, introduces a processing gas into the chamber, and supplies high-frequency power to one of the electrodes between the electrodes. A high frequency electric field is formed on the substrate to generate a high frequency discharge. Then, plasma of a processing gas is formed by such high frequency discharge, and plasma etching is performed on a predetermined layer of the semiconductor wafer. For example, an apparatus for supplying high frequency power to a lower electrode on which a semiconductor wafer is placed is known. In this case, the lower electrode functions as a cathode electrode, and the upper electrode functions as an anode electrode. The high frequency power applied to the lower electrode has both functions of plasma generation and high frequency bias application to the object to be processed.

このような容量結合型平行平板プラズマ処理装置においては、メタル汚染を防止しプラズマや傷などから部材を保護する観点から、プラズマ生成領域に存在する部材は、Ｙ_２Ｏ_３等の耐プラズマ性の高い絶縁性セラミックスのコーティング等を形成したものや、石英製のものが用いられている。 In such a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus, from the viewpoint of preventing metal contamination and protecting the member from plasma and scratches, the member existing in the plasma generation region is made of a plasma resistant material such as Y ₂ O ₃ . A high insulating ceramic coating or a quartz material is used.

ところで、近年、半導体等の製造プロセスにおけるデザインルールが益々微細化し、特にプラズマエッチングでは、より高い寸法精度が求められており、エッチングにおけるマスクや下地に対する選択比や面内均一性をより高くすることが求められている。そのため、チャンバー内のプロセス領域の低圧力化、低イオンエネルギー化が指向され、そのために４０ＭＨｚ以上といった従来よりも格段に高い周波数の高周波が用いられつつある。   By the way, in recent years, design rules in the manufacturing process of semiconductors and the like have become increasingly finer, and in plasma etching, in particular, higher dimensional accuracy is required, and the selectivity and in-plane uniformity with respect to the mask and base in etching are to be increased. Is required. For this reason, lower pressure and lower ion energy in the process region in the chamber are aimed at, and for this reason, a high frequency of a frequency much higher than conventional, such as 40 MHz or higher, is being used.

しかしながら、このような高周波化にともなって低圧力化および低イオンエネルギー化が進んだことにより、プラズマの抵抗率が高まり、プラズマの均一性を制御することが困難となりつつある。具体的には、高周波電力の周波数が高くなると、高周波電源から電極の背面に供給された高周波電力が、表皮効果により電極表面を伝わって電極のプラズマと対向する面（対向面）のエッジ部から中央に向かって流れ、その結果、電極の対向面の中央部における電界強度がエッジ部よりも高くなる。したがって、生成されるプラズマの密度も電極中心部側が電極エッジ部側より高くなる。プラズマ密度の高い電極中心部ではプラズマの抵抗率が低くなり、対向する電極においても電極中心部に電流が集中し、プラズマ密度の不均一がさらに強まる。このため、エッチング等のプラズマ処理の面内不均一やチャージアップダメージを引き起こす。   However, as the frequency becomes higher, the pressure and ion energy have been reduced, so that the resistivity of plasma is increased and it is becoming difficult to control the uniformity of the plasma. Specifically, when the frequency of the high-frequency power is increased, the high-frequency power supplied from the high-frequency power source to the back surface of the electrode is transmitted through the electrode surface by the skin effect and from the edge portion of the surface (opposite surface) facing the electrode plasma. As a result, the electric field strength at the central portion of the opposing surface of the electrode is higher than that at the edge portion. Therefore, the density of the generated plasma is higher on the electrode center side than on the electrode edge side. The plasma resistivity is low at the center of the electrode where the plasma density is high, and current also concentrates at the center of the electrode even at the opposing electrode, further increasing the non-uniformity of the plasma density. For this reason, in-plane non-uniformity of plasma processing such as etching and charge-up damage are caused.

このような問題を解消するために、高周波電極の主面中心部を高抵抗部材で構成することが提案されている（特許文献１等）。この特許文献１では、電極のプラズマと接触する面の中央部を高抵抗部材で構成して、そこでより多くの高周波電力をジュール熱として消費させることにより、中央部の電界強度を相対的に低下させてプラズマ密度の不均一性を補正する。   In order to solve such a problem, it has been proposed that the central portion of the main surface of the high-frequency electrode is made of a high-resistance member (Patent Document 1, etc.). In Patent Document 1, the central portion of the surface of the electrode that contacts the plasma is configured with a high resistance member, and more high-frequency power is consumed as Joule heat, thereby relatively reducing the electric field strength at the central portion. To correct the plasma density non-uniformity.

しかしながら、このような技術では、ジュール熱による高周波電力の消費がエネルギー損失につながり、効率が悪いという問題がある。
特開２０００−３２３４５６号公報 However, in such a technique, there is a problem that high-frequency power consumption due to Joule heat leads to energy loss and efficiency is low.
JP 2000-323456 A

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、効率的に均一なプラズマを形成することができ、プラズマ処理の面内均一性が高く、かつチャージアップダメージが生じ難い容量結合型のプラズマ処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of forming a uniform plasma efficiently, having high in-plane uniformity of plasma treatment, and being capacitively coupled plasma that is unlikely to cause charge-up damage. An object is to provide a processing apparatus.

上記課題を解決するため、本発明は、真空雰囲気に保持可能な接地されたチャンバーと、前記チャンバー内に配置され、被処理基板を支持するとともに高周波電力が印加される第１の電極と、前記第１の電極と対向するように前記チャンバー内に配置され、接地された第２の電極と、前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記第１および第２の電極の間の空間ならびに前記第１の電極および前記チャンバーの内壁の間の空間に形成されるプラズマ生成領域に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するために、前記第１の電極に高周波電力を印加する高周波電源とを具備し、前記プラズマ生成領域を区画する表面のうち、前記第１の電極および前記チャンバーの内壁の間の空間に対応する部分に、陽極酸化された表面が露出した部分を有し、該陽極酸化された表面が露出した部分はプラズマに対して直流的に接地された面とされ、前記プラズマ生成領域を区画する表面のうち、前記陽極酸化された表面が露出した部分および被処理基板の載置部分以外の部分は、前記プラズマに対して直流的に接地されない絶縁体で被覆され、前記プラズマから前記プラズマに対して直流的に接地された面に電流が流れることにより前記プラズマが外側に広がることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a grounded chamber that can be maintained in a vacuum atmosphere, a first electrode that is disposed in the chamber, supports a substrate to be processed, and is applied with high-frequency power; Between the first and second electrodes, a second electrode arranged in the chamber so as to face the first electrode and grounded , a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the chamber, and In order to generate a plasma of a processing gas by forming a high frequency electric field in a plasma generation region formed in the space between the first electrode and the inner wall of the chamber, high frequency power is applied to the first electrode. A portion of the surface defining the plasma generation region that corresponds to the space between the first electrode and the inner wall of the chamber. Has a surface exposed portion, the exposed portion of the anodized surface is a galvanically grounded surface with respect to the plasma, of the surface partitioning the plasma generating region, which is the anodized The portions other than the exposed portion of the surface and the mounting portion of the substrate to be processed are covered with an insulator that is not DC-grounded to the plasma, and the surface is DC-grounded from the plasma to the plasma. There is provided a plasma processing apparatus, wherein the plasma spreads outward when a current flows.

本発明によれば、プラズマ生成領域を区画する表面のうち、第１の電極およびチャンバーの内壁の間の空間に対応する部分に、陽極酸化された表面が露出した部分を有し、該陽極酸化された表面が露出した部分はプラズマに対して直流的に接地された面とされ、プラズマ生成領域を区画する表面のうち、陽極酸化された表面が露出した部分および被処理基板の載置部分以外の部分は、プラズマに対して直流的に接地されない絶縁体で被覆し、プラズマからプラズマに対して直流的に接地された面に電流が流れることによりプラズマが外側に広がるようにしたので、プラズマ密度が均一化される。これによりプラズマ処理の面内均一性が向上し、また、被処理基板のゲート酸化膜の絶縁破壊等のチャージアップダメージを減少させることができる。 According to the present invention, of the surfaces defining the plasma generation region, the portion corresponding to the space between the first electrode and the inner wall of the chamber has a portion where the anodized surface is exposed, and the anodization is performed. The exposed surface is a surface that is grounded in direct current with respect to the plasma. Of the surfaces that define the plasma generation region, other than the exposed portion of the anodized surface and the portion on which the substrate to be processed is placed This part is covered with an insulator that is not galvanically grounded with respect to the plasma, and the current spreads from the plasma to the surface that is galvanically grounded with respect to the plasma, so that the plasma spreads outward. Is made uniform. As a result, the in-plane uniformity of the plasma processing is improved, and charge-up damage such as dielectric breakdown of the gate oxide film of the substrate to be processed can be reduced.

上記本発明において、前記プラズマに対して直流的に接地された面は、前記チャンバーの下端部に形成することができる。また、前記プラズマに対して直流的に接地された面は、前記チャンバーの内壁部分または前記第１の電極を支持する、接地された支持部の外周面の少なくとも一方に形成することができる。 In the present invention, DC-grounded surface to the plasma may be formed at the lower end of the chamber over. Also, DC-grounded surface to the plasma, to support the inner wall portion or said first electrode of said chamber over, can be formed on at least one of the outer peripheral surface of the support portion which is grounded.

また、上記本発明において、前記プラズマに対して直流的に接地された面の少なくとも一方に、プラズマに対して直流的に接地された接地部材を設けることが好ましい。前記接地部材は、リング状をなすものとすることができる。前記接地部材は、複数の分割片が組み合わされて構成されていることが好ましい。また、前記接地部材は、ＳｉおよびＳｉＣの少なくとも一方からなることが好ましい。さらに、前記接地部材が複数の分割片を組み合わせて構成する場合に、ＳｉおよびＳｉＣの少なくとも一方からなる分割片と、ＳｉＯ_２からなる分割片とを交互に組み合わせて構成することができる。さらに、本発明において、前記第１の電極に印加される高周波電力の周波数は４０ＭＨｚ以上であることが好ましい。 In the above present invention, in at least the DC-grounded surface to the plasma, it is preferable to provide a grounding member which is grounded galvanically to the plasma. The grounding member may have a ring shape. The grounding member is preferably configured by combining a plurality of divided pieces. The ground member is preferably made of at least one of Si and SiC. Further, when the grounding member is configured by combining a plurality of divided pieces, it can be configured by alternately combining divided pieces made of at least one of Si and SiC and divided pieces made of SiO ₂ . Further, in the present invention, it is preferable frequency of the RF power applied to the first electrodes is at least 40 MHz.

本発明によれば、プラズマからプラズマに対して直流的に接地された面に電流が流れることによりプラズマが外側に広がるようにしたので、効率的に均一なプラズマを形成することができ、プラズマ処理の面内均一性が高く、かつチャージアップダメージが生じ難い容量結合型のプラズマ処理装置を得ることができる。 According to the present invention, the current spreads from the plasma to the surface grounded in a direct current with respect to the plasma so that the plasma spreads outward, so that a uniform plasma can be formed efficiently, and the plasma treatment Thus, it is possible to obtain a capacitively coupled plasma processing apparatus in which the in-plane uniformity is high and charge-up damage hardly occurs.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。ここでは、主に酸化膜（ＳｉＯ_２膜）エッチングに用いられるプラズマエッチング装置を例にとって説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described. Here, a plasma etching apparatus mainly used for etching an oxide film (SiO ₂ film) will be described as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.

このプラズマエッチング装置１００は、気密に構成され、略円筒状をなすチャンバー１を有している。このチャンバー１は、本体が例えばアルミニウム等の金属からなり、その内壁表面に、酸化処理皮膜や、Ｙ_２Ｏ_３等の絶縁セラミックスからなる皮膜（例えば溶射皮膜）のような絶縁膜が形成されている。チャンバー１は直流的に接地されている。 The plasma etching apparatus 100 includes a chamber 1 that is airtight and has a substantially cylindrical shape. The chamber 1 has a main body made of a metal such as aluminum, and an insulating film such as an oxide film or a film made of insulating ceramics such as Y ₂ O ₃ (for example, a sprayed film) is formed on the inner wall surface thereof. Yes. The chamber 1 is grounded in a direct current manner.

このチャンバー１内には、被処理基板であるウエハＷを水平に支持するとともに下部電極として機能する支持テーブル２が設けられている。支持テーブル２は例えば表面が酸化処理されたアルミニウムで構成されている。チャンバー１の底壁からは支持テーブル２の外周に対応するようにリング状の支持部３が突出して形成されており、この支持部３の上にはリング状の絶縁部材４が設けられていて、支持テーブル２はその外縁部がこの絶縁部材４を介して支持されている。また、絶縁部材４の外側にはリング状のシールド材２５が支持部３の上に形成されており、その上端の高さ位置はウエハＷの上面近傍に存在している。このシールド部材２５は、チャンバー１を介してあるいは以下に示す排気リング１４およびチャンバー１を介して直流的に接地されている。支持テーブル２の上方の外周には導電性材料例えばＳｉ、ＳｉＣ等で形成されたフォーカスリング５が設けられている。シールド部材２５の下端とチャンバー１周壁との間にはコニカル状の排気リング１４が設けられている。排気リング１４は処理ガスを通過させて排気ラインに導くとともに、後述するようにプラズマ生成領域を規定する役割を有している。この排気リング１４の表面にもＹ_２Ｏ_３等の絶縁セラミックスからなる絶縁膜が形成されている。また、支持テーブル２とチャンバー１の底壁との間には空洞部７が形成されている。 In the chamber 1, there is provided a support table 2 that horizontally supports a wafer W as a substrate to be processed and functions as a lower electrode. The support table 2 is made of aluminum whose surface is oxidized, for example. A ring-shaped support portion 3 is formed so as to protrude from the bottom wall of the chamber 1 so as to correspond to the outer periphery of the support table 2, and a ring-shaped insulating member 4 is provided on the support portion 3. The outer edge of the support table 2 is supported via the insulating member 4. In addition, a ring-shaped shield member 25 is formed on the support portion 3 outside the insulating member 4, and the height position of the upper end exists in the vicinity of the upper surface of the wafer W. The shield member 25 is grounded in a direct current manner through the chamber 1 or through the exhaust ring 14 and the chamber 1 described below. A focus ring 5 made of a conductive material such as Si or SiC is provided on the outer periphery above the support table 2. A conical exhaust ring 14 is provided between the lower end of the shield member 25 and the circumferential wall of the chamber 1. The exhaust ring 14 passes the processing gas and guides it to the exhaust line, and has a role of defining a plasma generation region as will be described later. An insulating film made of an insulating ceramic such as Y ₂ O ₃ is also formed on the surface of the exhaust ring 14. A cavity 7 is formed between the support table 2 and the bottom wall of the chamber 1.

支持テーブル２の表面部分にはウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが介在されて構成されており、電極６ａにはスイッチ１３ａを介して直流電源１３が接続されている。そして電極６ａに直流電源１３から電圧が印加されることにより、静電力、例えばクーロン力によって半導体ウエハＷが吸着される。   An electrostatic chuck 6 for electrostatically attracting the wafer W is provided on the surface portion of the support table 2. The electrostatic chuck 6 is configured by interposing an electrode 6a between insulators 6b, and a DC power source 13 is connected to the electrode 6a via a switch 13a. When a voltage is applied to the electrode 6a from the DC power supply 13, the semiconductor wafer W is adsorbed by electrostatic force, for example, Coulomb force.

支持テーブル２内には冷媒流路８ａが設けられ、この冷媒流路８ａには冷媒配管８ｂが接続されており、冷媒制御装置８により、適宜の冷媒がこの冷媒配管８ｂを介して冷媒流路８ａに供給され、循環されるようになっている。これにより、支持テーブル２が適宜の温度に制御可能となっている。また、静電チャック６の表面とウエハＷの裏面との間に熱伝達用の伝熱ガス、例えばＨｅガスを供給するための伝熱ガス配管９ａが設けられ、伝熱ガス供給装置９からこの伝熱ガス配管９ａを介してウエハＷ裏面に伝熱ガスが供給されるようになっている。これにより、チャンバー１内が排気されて真空に保持されていても、冷媒流路８ａに循環される冷媒の冷熱をウエハＷに効率良く伝達させることができ、ウエハＷの温度制御性を高めることができる。   A refrigerant flow path 8a is provided in the support table 2, and a refrigerant pipe 8b is connected to the refrigerant flow path 8a, and an appropriate refrigerant is passed through the refrigerant pipe 8b by the refrigerant control device 8. 8a is supplied and circulated. Thereby, the support table 2 can be controlled to an appropriate temperature. A heat transfer gas pipe 9 a for supplying a heat transfer gas for heat transfer, for example, He gas, is provided between the surface of the electrostatic chuck 6 and the back surface of the wafer W. The heat transfer gas is supplied to the back surface of the wafer W through the heat transfer gas pipe 9a. Thereby, even if the inside of the chamber 1 is evacuated and kept in a vacuum, the cold heat of the refrigerant circulated through the refrigerant flow path 8a can be efficiently transmitted to the wafer W, and the temperature controllability of the wafer W is improved. Can do.

支持テーブル２のほぼ中央には、高周波電力を供給するための給電線１２が接続されており、この給電線１２には整合器１１および高周波電源１０が接続されている。高周波電源１０からは所定の周波数の高周波電力が支持テーブル２に供給されるようになっている。   A power supply line 12 for supplying high-frequency power is connected to substantially the center of the support table 2, and a matching unit 11 and a high-frequency power source 10 are connected to the power supply line 12. A high frequency power having a predetermined frequency is supplied from the high frequency power supply 10 to the support table 2.

一方、支持テーブル２に対向してその上方には上部電極でもあるシャワーヘッド１８（以下、上部電極１８とも記す）が設けられている。シャワーヘッド１８は、チャンバー１の天壁部分に嵌め込まれている。このシャワーヘッド１８は、本体１８ａと、本体１８ａの上部に設けられたガス導入部１８ｂと、本体１８ａの内部に形成された空間１８ｃと、空間１８ｃから本体１８ａの下部を貫通するように設けられた多数のガス吐出孔１８ｄとを有している。ガス導入部１８ｂにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供給装置１５が接続されている。   On the other hand, a shower head 18 (hereinafter also referred to as an upper electrode 18) which is also an upper electrode is provided facing the support table 2 and above it. The shower head 18 is fitted into the top wall portion of the chamber 1. The shower head 18 is provided so as to pass through the main body 18a, the gas introduction part 18b provided at the upper part of the main body 18a, the space 18c formed inside the main body 18a, and the lower part of the main body 18a from the space 18c. And a large number of gas discharge holes 18d. A gas supply pipe 15a is connected to the gas introduction part 18b, and a processing gas supply device 15 for supplying a processing gas for etching is connected to the other end of the gas supply pipe 15a.

上部電極１８はチャンバー１を介して接地されており、高周波電力が供給され下部電極として機能する支持テーブル２とともに一対の平行平板電極を構成している。そして、高周波電力が供給される下部電極としての支持テーブル２がカソード電極として機能し、接地された上部電極１８がアノード電極として機能する。そして、これらカソード電極としての支持テーブル２とアノード電極としての上部電極１８の間およびシールド部材２５の外側部分の排気リング１４までの領域がプラズマ生成領域Ｒとなる。   The upper electrode 18 is grounded through the chamber 1 and constitutes a pair of parallel plate electrodes together with the support table 2 which is supplied with high frequency power and functions as a lower electrode. The support table 2 as a lower electrode to which high-frequency power is supplied functions as a cathode electrode, and the grounded upper electrode 18 functions as an anode electrode. The region between the support table 2 serving as the cathode electrode and the upper electrode 18 serving as the anode electrode and the region outside the shield member 25 up to the exhaust ring 14 is a plasma generation region R.

上記アノード電極として機能する上部電極１８は、メタル汚染やプラズマによる消耗、さらには傷の発生を防止するために、金属または半導体、例えばカーボンやＳｉ等からなる本体１８ａの表面に、酸化処理皮膜や、Ｙ_２Ｏ_３等の絶縁セラミックスからなる皮膜（例えば溶射皮膜）のような絶縁膜を有している。 The upper electrode 18 functioning as the anode electrode is formed on the surface of the main body 18a made of metal or semiconductor, for example, carbon or Si, in order to prevent metal contamination, plasma consumption, and scratches. And an insulating film such as a film made of insulating ceramics such as Y ₂ O ₃ (for example, sprayed film).

エッチングのための処理ガスとしては、従来用いられている種々のものを採用することができ、例えばフロロカーボンガス（Ｃ_ｘＦ_ｙ）やハイドロフロロカーボンガス（Ｃ_ｐＨ_ｑＦ_ｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ_２ガス、Ｏ_２ガス等を添加してもよい。また、アッシングに適用する場合には、処理ガスとして例えばＯ_２ガス等を用いることができる。 As a processing gas for etching, various conventionally used gases can be employed. For example, a halogen element such as a fluorocarbon gas (C _x F _y ) or a hydrofluorocarbon gas (C _p H _q F _r ). A gas containing can be suitably used. In addition, a rare gas such as Ar or He, N ₂ gas, O ₂ gas, or the like may be added. When applied to ashing, for example, O ₂ gas or the like can be used as the processing gas.

このような処理ガスが、処理ガス供給装置１５からガス供給配管１５ａ、ガス導入部１８ｂを介して本体１８ａ内の空間１８ｃに至り、ガス吐出孔１８ｄから吐出され、ウエハＷに形成された膜のエッチングに供される。   Such a processing gas reaches the space 18c in the main body 18a from the processing gas supply device 15 through the gas supply pipe 15a and the gas introduction part 18b, and is discharged from the gas discharge hole 18d to form a film formed on the wafer W. It is used for etching.

チャンバー１の底壁には、排気管１９が接続されており、この排気管１９には真空ポンプ等を含む排気装置２０が接続されている。そして排気装置２０の真空ポンプを作動させることによりチャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。一方、チャンバー１の側壁上側には、ウエハＷの搬入出口２３を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。   An exhaust pipe 19 is connected to the bottom wall of the chamber 1, and an exhaust apparatus 20 including a vacuum pump is connected to the exhaust pipe 19. Then, by operating the vacuum pump of the exhaust device 20, the inside of the chamber 1 can be depressurized to a predetermined degree of vacuum. On the other hand, a gate valve 24 for opening and closing the loading / unloading port 23 for the wafer W is provided on the upper side wall of the chamber 1.

一方、チャンバー１の搬入出口２３の上下にチャンバー１を周回するように、同心状に、２つのリング磁石２１ａ，２１ｂが配置されており、支持テーブル２と上部電極１８との間の処理空間の周囲に磁界を形成するようになっている。このリング磁石２１ａ，２１ｂは、図示しない回転機構により回転可能に設けられている。   On the other hand, two ring magnets 21 a and 21 b are arranged concentrically so as to circulate around the chamber 1 above and below the loading / unloading port 23 of the chamber 1, and a processing space between the support table 2 and the upper electrode 18 is arranged. A magnetic field is formed around. The ring magnets 21a and 21b are rotatably provided by a rotation mechanism (not shown).

リング磁石２１ａ，２１ｂは、永久磁石からなる複数のセグメント磁石がリング状にマルチポール状態で配置されている。すなわち、リング磁石２１においては、隣接する複数のセグメント磁石同士の磁極の向きが互いに逆向きになるように配置されており、したがって、磁力線が隣接するセグメント磁石間に形成され、処理空間の周辺部のみに例えば０．０２〜０．２Ｔ（２００〜２０００Ｇａｕｓｓ）、好ましくは０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）の磁場が形成され、ウエハ配置部分は実質的に無磁場状態となる。これにより、適度のプラズマ閉じこめ効果を得ることができる。   In the ring magnets 21a and 21b, a plurality of segment magnets made of permanent magnets are arranged in a ring shape in a multipole state. That is, in the ring magnet 21, the magnetic poles of the plurality of adjacent segment magnets are arranged so that the magnetic poles are opposite to each other. Therefore, the magnetic field lines are formed between the adjacent segment magnets, and the peripheral portion of the processing space Only, for example, a magnetic field of 0.02 to 0.2 T (200 to 2000 Gauss), preferably 0.03 to 0.045 T (300 to 450 Gauss) is formed, and the wafer arrangement portion is substantially in a no magnetic field state. Thereby, a moderate plasma confinement effect can be obtained.

ウエハ配置部分における実質的に無磁場状態とは、完全に磁場が存在しない場合のみならず、ウエハ配置部分にエッチング処理に影響を与える磁場が形成されず、実質的にウエハ処理に影響を与えない磁場が存在する場合も含む。   The substantially no magnetic field state in the wafer placement portion is not only in the case where there is no magnetic field completely, but a magnetic field that affects the etching process is not formed in the wafer placement portion, and the wafer processing is not substantially affected. This includes cases where a magnetic field is present.

上記シールド部材２５は、例えば、無垢のアルミニウム、表面が陽極酸化されたアルミニウム、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｗ、Ｃなどの導電性を有する材料で構成されており、上述のようにチャンバー１を介してあるいは排気リング１４およびチャンバー１を介して直流的に接地されている。この中で、表面が陽極酸化されたアルミニウムは絶縁体であるＡｌ_２Ｏ_３で表面が覆われているが、その厚さが十分に薄いため、直流的な導電性を有する。一方、チャンバー１、上部電極１８、および排気リング１４は接地されているが、チャンバー１の内壁、上部電極１８の対向表面、排気リング１４の表面はＹ_２Ｏ_３の絶縁膜で覆われており、高周波的な接地であり、直流的には接地されていない。また、フォーカスリング５は、支持テーブル２を介して高周波電源１０に接続されている。したがって、プラズマ生成領域Ｒを形成している接地された部材のうち、直流的に接地されているのはシールド部材２５のみである。 The shield member 25 is made of a conductive material such as solid aluminum, aluminum whose surface is anodized, Si, SiC, W, C, etc. It is galvanically grounded through the exhaust ring 14 and the chamber 1. Among these, the anodized aluminum is covered with Al ₂ O ₃ which is an insulator, but its thickness is sufficiently thin, so that it has direct current conductivity. On the other hand, the chamber 1, the upper electrode 18, and the exhaust ring 14 are grounded, but the inner wall of the chamber 1, the opposing surface of the upper electrode 18, and the surface of the exhaust ring 14 are covered with an insulating film of Y ₂ O _3. This is high-frequency grounding, and is not grounded in terms of direct current. The focus ring 5 is connected to the high frequency power source 10 via the support table 2. Therefore, among the grounded members forming the plasma generation region R, only the shield member 25 is grounded in a direct current manner.

プラズマ密度およびイオン引き込み作用を調整するために、プラズマ生成用の高周波電力とプラズマ中のイオンを引き込むための高周波電力とを重畳させてもよい。具体的には、図２に示すように、整合器１１に接続するプラズマ生成用の高周波電源１０の他に、イオン引き込み用の高周波電源２６を整合器１１ｂに接続し、これらを重畳させる。この場合に、イオン引き込み用の高周波電源２６としては、周波数が５００ＫＨｚ〜２７ＭＨｚが好ましい。これにより、イオンエネルギーを制御してエッチングレート等のプラズマ処理レートをより上昇させることができる。   In order to adjust the plasma density and the ion drawing action, the high frequency power for plasma generation and the high frequency power for drawing ions in the plasma may be superimposed. Specifically, as shown in FIG. 2, in addition to the plasma generating high frequency power source 10 connected to the matching unit 11, a high frequency power source 26 for ion attraction is connected to the matching unit 11b, and these are superposed. In this case, the frequency of the high frequency power supply 26 for ion attraction is preferably 500 KHz to 27 MHz. Thereby, the plasma processing rate such as the etching rate can be further increased by controlling the ion energy.

プラズマエッチング装置１００の各構成部は、制御部（プロセスコントローラ）５０に接続されて制御される構成となっている。具体的には、冷媒制御装置８、伝熱ガス供給装置９、排気装置２０、静電チャック６のための直流電源１３のスイッチ１３ａ、高周波電源１０、整合器１１等が制御される。   Each component of the plasma etching apparatus 100 is connected to and controlled by a control unit (process controller) 50. Specifically, the refrigerant control device 8, the heat transfer gas supply device 9, the exhaust device 20, the switch 13a of the DC power supply 13 for the electrostatic chuck 6, the high frequency power supply 10, the matching unit 11, and the like are controlled.

また、制御部５０には、工程管理者がプラズマエッチング装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５１が接続されている。   In addition, the control unit 50 includes a user interface including a keyboard on which a process manager manages command input to manage the plasma etching apparatus 100, a display that visualizes and displays the operating status of the plasma processing apparatus 100, and the like. 51 is connected.

さらに、制御部５０には、プラズマエッチング装置１００で実行される各種処理を制御部５０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマエッチング装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部５２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部５２の所定位置にセットするようになっていてもよい。   Further, the control unit 50 executes processing on each component of the plasma etching apparatus in accordance with a control program for realizing various processes executed by the plasma etching apparatus 100 under the control of the control unit 50 and processing conditions. A storage unit 52 in which a program, i.e., a recipe, is stored is connected. The recipe may be stored in a hard disk or a semiconductor memory, or may be set at a predetermined position in the storage unit 52 while being stored in a portable storage medium such as a CDROM or DVD.

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出して制御部５０に実行させることで、制御部５０の制御下で、プラズマエッチング装置１００での所望の処理が行われる。   Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the storage unit 52 by an instruction from the user interface 51 and is executed by the control unit 50, so that the desired in the plasma etching apparatus 100 is controlled under the control of the control unit 50. Is performed.

次に、このように構成されるプラズマエッチング装置の処理動作について説明する。
まず、図１のプラズマエッチング装置１００のゲートバルブ２４を開にして搬送アームにてエッチング対象層を有するウエハＷをチャンバー１内に搬入し、支持テーブル２上に載置した後、搬送アームを退避させてゲートバルブ２４を閉にし、排気装置２０の真空ポンプにより排気管１９を介してチャンバー１内を所定の真空度にする。 Next, the processing operation of the plasma etching apparatus configured as described above will be described.
First, the gate valve 24 of the plasma etching apparatus 100 of FIG. 1 is opened, and a wafer W having an etching target layer is loaded into the chamber 1 by the transfer arm, placed on the support table 2, and then the transfer arm is retracted. Then, the gate valve 24 is closed, and the inside of the chamber 1 is brought to a predetermined vacuum level via the exhaust pipe 19 by the vacuum pump of the exhaust device 20.

その後、チャンバー１内に処理ガス供給装置１５からエッチングのための処理ガスを所定の流量で導入し、チャンバー１内を所定の圧力、例えば０．１３〜１３３．３Ｐａ（１〜１０００ｍＴｏｒｒ）程度に維持する。このように所定の圧力に保持した状態で高周波電源１０から支持テーブル２に、周波数が４０ＭＨｚ以上、例えば１００ＭＨｚの高周波電力を供給する。このとき、直流電源１３から静電チャック６の電極６ａに所定の電圧が印加され、ウエハＷは例えばクーロン力により吸着される。   Thereafter, a processing gas for etching is introduced into the chamber 1 from the processing gas supply device 15 at a predetermined flow rate, and the inside of the chamber 1 is maintained at a predetermined pressure, for example, about 0.13 to 133.3 Pa (1 to 1000 mTorr). To do. In this manner, high frequency power having a frequency of 40 MHz or more, for example, 100 MHz, is supplied from the high frequency power supply 10 to the support table 2 while being maintained at a predetermined pressure. At this time, a predetermined voltage is applied from the DC power source 13 to the electrode 6a of the electrostatic chuck 6, and the wafer W is attracted by, for example, Coulomb force.

このようにして下部電極である支持テーブル２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１８と下部電極である支持テーブル２との間の処理空間には高周波電界が形成され、これにより処理空間に供給された処理ガスがプラズマ化されて、そのプラズマによりウエハＷに形成されたエッチング対象層がエッチングされる。   By applying high frequency power to the support table 2 as the lower electrode in this way, a high frequency electric field is formed in the processing space between the shower head 18 as the upper electrode and the support table 2 as the lower electrode. As a result, the processing gas supplied to the processing space is turned into plasma, and the etching target layer formed on the wafer W is etched by the plasma.

このエッチングの際に、マルチポール状態のリング磁石２１ａ，２１ｂにより、処理空間の周囲に磁場を形成することにより、適度なプラズマ閉じこめ効果が発揮され、プラズマの均一化を補助することができる。また、膜によってはこのような磁場の効果がない場合もあるが、その場合には、セグメント磁石を回転させて処理空間の周囲に実質的に磁場を形成しないようにして処理を行えばよい。   At the time of this etching, a magnetic field is formed around the processing space by the multi-pole ring magnets 21a and 21b, so that an appropriate plasma confinement effect is exhibited and plasma homogenization can be assisted. Further, depending on the film, there is a case where there is no effect of such a magnetic field. In this case, the processing may be performed by rotating the segment magnet so as not to substantially form a magnetic field around the processing space.

上記磁場を形成した場合には、支持テーブル２上のウエハＷの周囲に設けられた導電性のフォーカスリング５によりフォーカスリング領域までが下部電極として機能するため、プラズマ形成領域がフォーカスリング５上まで広がり、ウエハＷの周辺部におけるプラズマ処理が促進されエッチングレートの均一性が向上する。   When the magnetic field is formed, the conductive focus ring 5 provided around the wafer W on the support table 2 functions as a lower electrode up to the focus ring region, so that the plasma formation region extends to the focus ring 5. The plasma processing in the peripheral portion of the wafer W is promoted and the uniformity of the etching rate is improved.

また、本実施形態では、直流的に接地されているシールド部材２５をウエハＷの外側位置に設けたので、以下に説明するような効果を奏することができる。   In this embodiment, since the shield member 25 that is grounded in a direct current manner is provided at the outer position of the wafer W, the following effects can be obtained.

すなわち、従来のプラズマエッチング装置は、図３に示すように、直流的に接地されたシールド部材２５ではなく、表面にＹ_２Ｏ_３等の絶縁膜２７が形成されたシールド部材２５′が配置され、しかもシールド部材２５′の内側にはシールド部材２５′の上部にオーバーハングする絶縁部材４′が設けられていたため、チャンバー１内のプラズマ生成領域Ｒを構成する部材のうち接地されている部材である、チャンバー１、上部電極１８、シールド部材２５′および排気リング１４は、全てＹ_２Ｏ_３溶射皮膜等の絶縁膜２７および絶縁部材４′で覆われており、そのため直流的な接地ではなく、高周波的な接地であり、したがってこれらは高周波電流のリターン回路を構成するのみであって、プラズマの不均一を是正する作用は及ぼさない。 That is, in the conventional plasma etching apparatus, as shown in FIG. 3, a shield member 25 ′ having an insulating film 27 such as Y ₂ O ₃ formed on its surface is arranged instead of the shield member 25 grounded in a direct current manner. Moreover, since the insulating member 4 ′ overhanging the upper portion of the shield member 25 ′ is provided inside the shield member 25 ′, it is a member that is grounded among the members constituting the plasma generation region R in the chamber 1. The chamber 1, the upper electrode 18, the shield member 25 ', and the exhaust ring 14 are all covered with an insulating film 27 such as a Y ₂ O ₃ sprayed coating and an insulating member 4'. These are high-frequency grounds, so they only constitute a return circuit for high-frequency currents and do not have the effect of correcting the plasma non-uniformity. .

これに対して、本実施形態では、プラズマ生成領域ＲにおけるウエハＷの外側部分に位置しているシールド部材２５は、導電性を有する材料で構成されており、直流的に接地されているため、図４に示すように、生成されているプラズマからウエハＷの外側位置に設けられたシールド部材２５へ向かって電流が流れ、その結果プラズマが外側へ広がる。このため、プラズマ密度が均一化される。これによりエッチング処理の面内均一性の向上を達成することができ、また、ゲート酸化膜の絶縁破壊等のチャージアップダメージを減少させることができる。   On the other hand, in this embodiment, the shield member 25 located on the outer portion of the wafer W in the plasma generation region R is made of a conductive material and is grounded in a direct current manner. As shown in FIG. 4, a current flows from the generated plasma toward the shield member 25 provided at the outer position of the wafer W, and as a result, the plasma spreads outward. For this reason, the plasma density is made uniform. As a result, the in-plane uniformity of the etching process can be improved, and charge-up damage such as dielectric breakdown of the gate oxide film can be reduced.

なお、マルチポールリング磁石２１ａ，２１ｂは、プラズマの閉じこめ効果を発揮させてプラズマ生成領域の周縁部のプラズマの拡散を防止するものであり、中央部のプラズマを広げる効果を有するシールド部材２５とは逆の機能を有する。したがって、マルチポールリング磁石２１ａ，２１ｂにより磁界を形成する際には、シールド部材２５によるプラズマを広げる効果を妨げないように条件設定する必要がある。   The multi-pole ring magnets 21a and 21b are for preventing plasma diffusion at the periphery of the plasma generation region by demonstrating the plasma confinement effect. What is the shield member 25 having the effect of spreading the plasma at the center? Has the opposite function. Therefore, when the magnetic field is formed by the multipole ring magnets 21a and 21b, it is necessary to set conditions so as not to hinder the effect of spreading the plasma by the shield member 25.

上述のようなプラズマを広げてプラズマ密度を均一化する効果を発揮させるためには、直流的に接地されたシールド部材２５の上端の高さ位置をウエハＷの高さ位置よりも高くするほうが好ましい。これは、プラズマからの電流がより流れやすくなるからである。   In order to exhibit the effect of spreading the plasma and making the plasma density uniform as described above, it is preferable to make the height position of the upper end of the shield member 25 grounded in a direct current manner higher than the height position of the wafer W. . This is because the current from the plasma becomes easier to flow.

次に、本実施形態のプラズマエッチング装置の変形例について説明する。
図１の例では、シールド部材２５の全てを導電性を有する直流的に接地された部材としたが、図５の例では、その上部のみが導電性を有して直流的に接地された導電性部２５ａであり、下部が絶縁膜２７に覆われた状態である。このような構成であっても、上記のようなプラズマを外側へ広げて均一化する機能を発揮することができる。 Next, a modified example of the plasma etching apparatus of this embodiment will be described.
In the example of FIG. 1, all of the shield members 25 are conductively grounded members having conductivity, but in the example of FIG. 5, only the upper portion of the shield member 25 has conductivity and is grounded in direct current. This is a state where the lower portion is covered with the insulating film 27. Even with such a configuration, it is possible to exhibit the function of spreading and uniforming the plasma as described above.

また、図６の例では、絶縁膜を形成せずに導電性を持たせた排気リング１４ａを設け、シールド部材２５の他にこの排気リング１４ａも直流的に接地された部材としている。これにより、プラズマからシールド部材２５および排気リング１４ａに向かってウエハＷの外方に電流が流れるから同様にプラズマを外側へ広げて均一化する機能を発揮することができる。この場合に、排気リング１４のみを直流的に接地された部材として機能させても効果を発揮させることができる。   Further, in the example of FIG. 6, an exhaust ring 14 a having conductivity without forming an insulating film is provided, and in addition to the shield member 25, the exhaust ring 14 a is a member that is grounded in a DC manner. Thus, since a current flows from the plasma toward the shield member 25 and the exhaust ring 14a, the function of spreading the plasma outward and making it uniform can be exhibited. In this case, the effect can be exhibited even if only the exhaust ring 14 is functioned as a DC-grounded member.

図７の例では、上記排気リング１４が設けられている位置よりも下方のチャンバー１の底部近傍に排気リング１４′を設けて、プラズマ生成領域のウエハ外側部分を下方へ広げ、この排気リング１４′およびシールド部材２５を、導電性を有し、直流的に接地した部材としている。これにより、プラズマが外側へ広がる効果がより高められ、プラズマを均一化する機能をより高めることができる。この場合に、排気リング１４′のみを直流的に接地された部材として機能させても効果を発揮させることができる。   In the example of FIG. 7, an exhaust ring 14 ′ is provided near the bottom of the chamber 1 below the position where the exhaust ring 14 is provided, and the wafer outer portion of the plasma generation region is expanded downward. The shield member 25 and the shield member 25 are conductive and DC-grounded members. Thereby, the effect that plasma spreads outside is further enhanced, and the function of homogenizing plasma can be further enhanced. In this case, even if only the exhaust ring 14 'is made to function as a DC-grounded member, the effect can be exhibited.

次に、実際に本実施形態の効果を確認した実験について説明する。
まず、基本的構造が図１の構造を有する装置を用い、シールド部材２５の高さを変化させてプラズマ処理を行い、プラズマの自己バイアス電圧Ｖｄｃの面内バラツキを把握した。シールド部材としてはアルミニウムの表面に陽極酸化被膜を形成したものを用い、Ａ：シールド部材の上端の高さが支持テーブルの上端の高さと同じ（Ｚ＝０）、Ｂ：シールド部材の上端の高さが支持テーブルの高さより４．５ｍｍ上でウエハの表面高さとほぼ同じ（Ｚ＝＋４．５）、Ｃ：シールド部材の上端の高さが支持テーブルの高さより９．５ｍｍ上（Ｚ＝＋９．５）になるように設定した装置を用いて試験を行った。また、比較のため、絶縁膜を形成したシールド部材を図３のように配置した従来の装置（Ｚ＝−３０）でも試験を行った（試験Ｄ）。プラズマ処理は、ウエハとしては３００ｍｍウエハを用い、チャンバー内圧力：０．６７Ｐａ、処理ガス：Ｏ_２、流量：２００ｍＬ／ｍｉｎ、高周波の周波数：１００ＭＨｚ、高周波パワー：２００Ｗ、５００Ｗ、１２００Ｗ、１８００Ｗ、２４００Ｗの条件で行った。この際のウエハ直上の各位置の自己バイアス電圧Ｖｄｃを整合器に内蔵されたＶｄｃモニターを用いて測定し、Ｖｄｃの面内分布を求めた。この際の２４００Ｗの際のウエハの面内位置によるＶｄｃの値を図８に示し、Ｖｄｃの面内ばらつきΔＶｄｃのパワー依存性を図９に示す。 Next, an experiment that actually confirms the effect of the present embodiment will be described.
First, the apparatus having the basic structure shown in FIG. 1 was used to perform plasma processing while changing the height of the shield member 25, and the in-plane variation of the plasma self-bias voltage Vdc was grasped. As the shield member, an aluminum surface having an anodized film formed thereon is used. A: The height of the upper end of the shield member is the same as the height of the upper end of the support table (Z = 0), B: The height of the upper end of the shield member Is 4.5 mm above the height of the support table and is substantially the same as the surface height of the wafer (Z = + 4.5). C: The height of the upper end of the shield member is 9.5 mm above the height of the support table (Z = + 9) .5) The test was performed using an apparatus set to be For comparison, a test was also performed using a conventional apparatus (Z = -30) in which a shield member on which an insulating film was formed was arranged as shown in FIG. 3 (Test D). In the plasma processing, a 300 mm wafer is used as the wafer, the pressure in the chamber is 0.67 Pa, the processing gas is O ₂ , the flow rate is 200 mL / min, the high frequency is 100 MHz, the high frequency power is 200 W, 500 W, 1200 W, 1800 W, 2400 W. It went on condition of. At this time, the self-bias voltage Vdc at each position immediately above the wafer was measured using a Vdc monitor built in the matching unit, and the in-plane distribution of Vdc was obtained. FIG. 8 shows the value of Vdc depending on the in-plane position of the wafer at 2400 W, and FIG. 9 shows the power dependence of in-plane variation ΔVdc of Vdc.

これらの図に示すように、従来装置の場合（試験Ｄ）には、Ｖｄｃが全体的に深く、ΔＶｄｃの値およびΔＶｄｃのパワー依存性が大きかったが、試験Ａ〜Ｃのようにシールド部材を直流的に接地された部材とすることで、Ｖｄｃの値が浅くなるとともに、ΔＶｄｃの値およびΔＶｄｃのパワー依存性が小さくなることが確認された。また、実験の範囲ではシールド部材の高さが高くなるほどＶｄｃの値が大きくなり、かつΔＶｄｃの値およびΔＶｄｃのパワー依存性が小さくなることが確認された。特に、シールド部材の上端の高さ位置がウエハ表面よりも高い試験Ｃが最も良好な結果となった。   As shown in these drawings, in the case of the conventional apparatus (test D), Vdc was deep overall, and the value of ΔVdc and the power dependency of ΔVdc were large. However, as in tests A to C, the shield member was used. It was confirmed that by using a DC-grounded member, the value of Vdc becomes shallow and the power dependency of the value of ΔVdc and ΔVdc becomes small. Further, in the range of the experiment, it was confirmed that the value of Vdc increases as the height of the shield member increases, and the power dependency of ΔVdc and ΔVdc decreases. In particular, Test C in which the height position of the upper end of the shield member is higher than the wafer surface gave the best result.

次いで、排気リングの影響を確認した。ここでは、シールド部材の高さをＺ＝０とし、Ｅ：図１のコニカル状の排気リング（高さが−３０〜−１１０ｍｍ、絶縁膜あり）を用いた場合（試験Ａと同じ）と、Ｆ：図７のように排気リングを下方に移動させてチャンバー底部近傍に配置し、かつ排気リングを直流的に接地された部材とした場合（排気リングの高さが−１７０ｍｍ）について、３００ｍｍウエハに対して上と同様のプラズマ処理を行い、Ｖｄｃの面内分布を求めた。この際の２４００Ｗの際の位置によるＶｄｃの値を図１０に示し、Ｖｄｃの面内ばらつきΔＶｄｃのパワー依存性を図１１に示す。   Next, the influence of the exhaust ring was confirmed. Here, when the height of the shield member is Z = 0, E: when using the conical exhaust ring (height is −30 to −110 mm, with an insulating film) in FIG. 1 (same as test A), F: 300 mm wafer when the exhaust ring is moved downward as shown in FIG. 7 and arranged near the bottom of the chamber, and the exhaust ring is a DC-grounded member (the height of the exhaust ring is -170 mm). The same plasma treatment as above was performed for Vd, and the in-plane distribution of Vdc was obtained. FIG. 10 shows the value of Vdc depending on the position at 2400 W at this time, and FIG. 11 shows the power dependence of the in-plane variation ΔVdc of Vdc.

これらの図に示すように、排気リングを下方に広げ直流的に接地されたものとした試験Ｆは、Ｖｄｃの値が大きく、かつΔＶｄｃの値およびΔＶｄｃのパワー依存性が極めて小さいことが確認された。   As shown in these figures, Test F, in which the exhaust ring is expanded downward and is grounded in a direct current manner, has been confirmed to have a large value of Vdc and a very small dependence on the values of ΔVdc and ΔVdc. It was.

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。ここでは、主にＳｉエッチングに用いられるプラズマエッチング装置を例にとって説明する。図１２は、本発明に係るプラズマ処理装置の第２の実施形態であるプラズマエッチング装置を示す断面図である。この装置の基本構成は図１の装置とほぼ同様であり、図１２において図１と同じものには同じ符号を付して説明を簡略化する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, a plasma etching apparatus mainly used for Si etching will be described as an example. FIG. 12 is a sectional view showing a plasma etching apparatus which is a second embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention. The basic configuration of this apparatus is substantially the same as that of the apparatus shown in FIG. 1. In FIG. 12, the same components as those in FIG.

このプラズマエッチング装置２００は、図１の装置と同様、チャンバー１の底壁から突出するようにリング状の支持部３が形成され、この支持部３の上にリング状の絶縁部材４が設けられていて、支持テーブル２はその外縁部がこの絶縁部材４を介して支持されている。また、支持テーブル２の上方の外周には絶縁体例えばＳｉＯ_２で形成されたフォーカスリング３５が設けられている。絶縁部材４および支持部３の外周部分、ならびにチャンバー１の内壁および上部電極１８の支持テーブル２に対向する表面は、それぞれ例えば石英からなる絶縁体カバー３６、３７で覆われている。また、支持部３の外周下端部およびチャンバー１の内壁下端部は石英カバーが設けられておらず、それぞれ陽極酸化アルミニウムが露出した露出部３３および３１となっている。また、絶縁体カバー３６とチャンバー１の内壁との間の空間には排気リングは設けられておらず、その下端近傍部分までプラズマ生成領域Ｒとなる。その他の構成は図１の装置と同じである。 As in the apparatus of FIG. 1, the plasma etching apparatus 200 is formed with a ring-shaped support portion 3 so as to protrude from the bottom wall of the chamber 1, and a ring-shaped insulating member 4 is provided on the support portion 3. The outer edge of the support table 2 is supported via the insulating member 4. Further, a focus ring 35 formed of an insulator, for example, SiO ₂ is provided on the outer periphery above the support table 2. The outer peripheral portions of the insulating member 4 and the support portion 3, and the inner wall of the chamber 1 and the surface of the upper electrode 18 facing the support table 2 are covered with insulator covers 36 and 37 made of quartz, for example. Further, the lower end of the outer periphery of the support 3 and the lower end of the inner wall of the chamber 1 are not provided with a quartz cover, and are exposed portions 33 and 31 where the anodized aluminum is exposed, respectively. Further, no exhaust ring is provided in the space between the insulator cover 36 and the inner wall of the chamber 1, and the plasma generation region R is formed up to the vicinity of the lower end thereof. Other configurations are the same as those of the apparatus shown in FIG.

次に、このように構成されるプラズマエッチング装置の処理動作について説明する。
まず、第１の実施形態と同様にしてエッチング対象層を有するウエハＷをチャンバー１内に搬入し、支持テーブル２上に載置し、チャンバー１内を所定の真空度にする。 Next, the processing operation of the plasma etching apparatus configured as described above will be described.
First, in the same manner as in the first embodiment, a wafer W having an etching target layer is loaded into the chamber 1 and placed on the support table 2 so that the chamber 1 has a predetermined degree of vacuum.

その後、チャンバー１内に処理ガス供給装置１５からエッチングのための処理ガスを所定の流量で導入し、チャンバー１内を所定の圧力、例えば０．１３〜１３３．３Ｐａ（１〜１０００ｍＴｏｒｒ）程度に維持し、高周波電源１０から支持テーブル２に、周波数が４０ＭＨｚ以上、例えば１００ＭＨｚの高周波電力を供給する。このとき、直流電源１３から静電チャック６の電極６ａに所定の電圧が印加され、ウエハＷは例えばクーロン力により吸着される。   Thereafter, a processing gas for etching is introduced into the chamber 1 from the processing gas supply device 15 at a predetermined flow rate, and the inside of the chamber 1 is maintained at a predetermined pressure, for example, about 0.13 to 133.3 Pa (1 to 1000 mTorr). Then, a high frequency power having a frequency of 40 MHz or more, for example, 100 MHz, is supplied from the high frequency power supply 10 to the support table 2. At this time, a predetermined voltage is applied from the DC power source 13 to the electrode 6a of the electrostatic chuck 6, and the wafer W is attracted by, for example, Coulomb force.

このようにして下部電極である支持テーブル２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１８と下部電極である支持テーブル２との間の処理空間には高周波電界が形成され、これにより処理空間に供給された処理ガスがプラズマ化されて、そのプラズマによりウエハＷに形成されたエッチング対象層がエッチングされる。   By applying high frequency power to the support table 2 as the lower electrode in this way, a high frequency electric field is formed in the processing space between the shower head 18 as the upper electrode and the support table 2 as the lower electrode. As a result, the processing gas supplied to the processing space is turned into plasma, and the etching target layer formed on the wafer W is etched by the plasma.

このエッチングの際に、マルチポール状態のリング磁石２１ａ，２１ｂにより、処理空間の周囲に磁場を形成することにより、適度なプラズマ閉じこめ効果が発揮され、プラズマの均一化を補助することができる。また、膜によってはこのような磁場の効果がない場合もあるが、その場合には、セグメント磁石を回転させて処理空間の周囲に実質的に磁場を形成しないようにして処理を行えばよい。   At the time of this etching, a magnetic field is formed around the processing space by the multi-pole ring magnets 21a and 21b, so that an appropriate plasma confinement effect is exhibited and plasma homogenization can be assisted. Further, depending on the film, there is a case where there is no effect of such a magnetic field. In this case, the processing may be performed by rotating the segment magnet so as not to substantially form a magnetic field around the processing space.

上記磁場を形成した場合には、支持テーブル２上のウエハＷの周囲に設けられた絶縁性のフォーカスリング３５はプラズマ中の電子やイオンとの間で電荷の授受を行えないので、プラズマを閉じこめる作用を増大させることができエッチングレートの均一性向上に寄与する。   When the magnetic field is formed, the insulating focus ring 35 provided around the wafer W on the support table 2 cannot transfer charges to and from electrons and ions in the plasma, so that the plasma is confined. The effect can be increased, which contributes to improving the uniformity of the etching rate.

また、本実施形態では、プラズマ生成領域Ｒを構成する部材表面が例えば石英からなる絶縁体カバー３６、３７で覆われているが、プラズマ生成領域Ｒの下端近傍には、露出部３１，３３を形成しているため、以下に説明するような効果を奏することができる。   In the present embodiment, the surface of the member constituting the plasma generation region R is covered with insulator covers 36 and 37 made of, for example, quartz, but the exposed portions 31 and 33 are provided near the lower end of the plasma generation region R. Since it forms, the effect demonstrated below can be show | played.

すなわち、従来のＳｉエッチング用のプラズマエッチング装置は、プラズマ生成領域のほぼ全てが絶縁体カバーで覆われていたが、本実施形態では、プラズマ生成領域Ｒの下端近傍部分に絶縁体カバーが存在せずに陽極酸化アルミニウムが露出した露出部３１および３３を有する。これら露出部３１および３３は、導電性を有するので、直流的に接地された部材として機能し、かつウエハＷの外側位置に設けられているので、図１３に示すようにプラズマ生成領域ＲのプラズマからウエハＷの外側位置の露出部３１，３３に電流が流れ、その結果プラズマが外側へ広がる。このため、プラズマ密度が均一化される。これによりエッチング処理の面内均一性の向上を達成することができる。なお、露出部３１および３３のどちらか一方でもこのような効果が得られるが、両方設けたほうが、より高い効果が得られる。   That is, in the conventional plasma etching apparatus for Si etching, almost all of the plasma generation region is covered with the insulator cover. However, in this embodiment, there is no insulator cover near the lower end of the plasma generation region R. And exposed portions 31 and 33 where the anodized aluminum is exposed. Since these exposed portions 31 and 33 have conductivity, they function as members that are grounded in a DC manner and are provided at positions outside the wafer W. Therefore, as shown in FIG. Current flows to the exposed portions 31 and 33 on the outer side of the wafer W, and as a result, the plasma spreads outward. For this reason, the plasma density is made uniform. Thereby, the improvement of in-plane uniformity of the etching process can be achieved. Such an effect can be obtained in either one of the exposed portions 31 and 33, but a higher effect can be obtained by providing both.

また、単に露出部を形成するのではなく、例えば、図１４に示すように、露出部３１に対応する部分に接地部材３８を設けることにより、あるいは露出部３３に対応する部分に接地部材３９を設けることにより、さらには図１５に示すように接地部材３８と接地部材３９の両方を設けることにより、プラズマ密度を均一化する効果を高めることができる。   In addition, instead of simply forming the exposed portion, for example, as shown in FIG. 14, by providing a grounding member 38 in a portion corresponding to the exposed portion 31, or in a portion corresponding to the exposed portion 33. The provision of both the ground member 38 and the ground member 39 as shown in FIG. 15 can enhance the effect of making the plasma density uniform.

このような接地部材３８、３９としては、例えば導電性の高い無垢のアルミニウムで構成することができるが、特性の安定性の点およびゴミ対策の観点からＳｉが好ましい。また、特性の安定性の点およびゴミ対策を考慮するとＳｉに代えてＳｉＣでもよい。ＳｉとＳｉＣの併用であってもよい。この場合に、中実の部材をくりぬいて形成することも可能ではあるが、近年、ウエハの大径化の傾向からパーツの寸法が大きくなっており、このように中実のＳｉをくりぬいて製造する際には、接地部材３８，３９のコストが高くなってしまい、また加工も困難である。   Such ground members 38 and 39 can be made of, for example, pure aluminum with high conductivity, but Si is preferable from the viewpoint of stability of characteristics and measures against dust. In view of stability of characteristics and countermeasures against dust, SiC may be used instead of Si. A combination of Si and SiC may be used. In this case, it is possible to hollow out solid members, but in recent years, the size of parts has increased due to the trend toward larger wafer diameters. In doing so, the cost of the grounding members 38 and 39 is increased, and the processing is also difficult.

このようなコストの問題および加工の問題を回避するためには、図１６に示すように、リング状の接地部材３８を複数のＳｉからなる分割片４１を組み合わせて構成することが有効である。また、Ｓｉで構成された部分自体を少なくしてさらにコスト低下を図る観点から、図１７に示すように、Ｓｉからなる分割片４１と石英（ＳｉＯ_２）からなる分割片４２とを交互に組み合わせる構成がより好ましい。例えば、図１８の断面図に示すように、リング状の接地部材３８を径方向に沿って１６分割してＳｉからなる分割片４１と石英（ＳｉＯ_２）からなる分割片４２とを交互に組み合わせる。石英はＳｉに比べて安価であり、しかも耐久性が高いので、交換はＳｉからなる分割片４１のみで十分である。また、このように部分的にＳｉＯ_２を設けた構成であってもＳｉのみの場合と同程度の特性を発揮することができる。なお、このようにＳｉからなる分割片と石英（ＳｉＯ_２）からなる分割片とを交互に組み合わせる際の分割の仕方は、接地部材として機能する限り、限定されない。また、接地部材３９を同様に構成することも可能である。さらに、前述した第１の実施形態におけるシールド部材２５、２５ａを同様に構成することも可能である。 In order to avoid such cost problems and processing problems, it is effective to combine the ring-shaped grounding member 38 with a plurality of divided pieces 41 made of Si, as shown in FIG. Further, from the viewpoint of further reducing the cost by reducing the portion made of Si itself, as shown in FIG. 17, the divided pieces 41 made of Si and the divided pieces made of quartz (SiO ₂ ) are alternately combined. A configuration is more preferable. For example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 18, the ring-shaped grounding member 38 is divided into 16 pieces along the radial direction, and divided pieces 41 made of Si and divided pieces 42 made of quartz (SiO ₂ ) are alternately combined. . Quartz is cheaper than Si and has a high durability, so that only the split piece 41 made of Si is sufficient for replacement. Moreover, even in the configuration in which SiO ₂ is partially provided as described above, the same characteristics as in the case of using only Si can be exhibited. In addition, the way of division when alternately combining the divided pieces made of Si and the divided pieces made of quartz (SiO ₂ ) is not limited as long as it functions as a grounding member. Further, the grounding member 39 can be similarly configured. Furthermore, the shield members 25 and 25a in the first embodiment described above can be similarly configured.

次に、実際に本実施形態の効果を確認した実験について説明する。
まず、基本的構造が図１２であり、図２のように２つの周波数の高周波電源を接続した装置を用い、絶縁体カバーの状態を変化させてＳｉのプラズマエッチングを行い、エッチング形状を把握した。プラズマエッチング装置としては、Ｇ：支持部３の外周下端部の露出部３３のみを形成したもの、Ｈ：支持部３の外周下端部の露出部３３およびチャンバー１の内壁下端部の露出部３１の両方を形成したもの、Ｉ：露出部を形成しない従来のものの３種類を用いた。プラズマエッチングは、チャンバー内圧力：２７Ｐａ、処理ガス：ＨＢｒ、ＮＦ_３、ＳＦ_６、ＳｉＦ_４、Ｏ_２、高周波の周波数：４０ＭＨｚ、３．２ＭＨｚ、高周波パワー：６００／７００Ｗの条件で、２００ｍｍＳｉウエハに深さ約１０μｍの深穴を形成した。エッチングはウエハのセンターからエッジ近傍に至る間の複数箇所で行い、各エッチングホールのボトムＣＤを計測し、そのバラツキを求めた。 Next, an experiment that actually confirms the effect of the present embodiment will be described.
First, the basic structure is shown in FIG. 12, and using a device in which a high frequency power source of two frequencies is connected as shown in FIG. 2, the state of the insulator cover was changed, and plasma etching of Si was performed to grasp the etching shape. . As the plasma etching apparatus, G: only the exposed portion 33 at the outer peripheral lower end portion of the support portion 3 is formed, H: the exposed portion 33 at the outer peripheral lower end portion of the support portion 3 and the exposed portion 31 at the lower end portion of the inner wall of the chamber 1. Three types were used, one having both formed, and I: a conventional one having no exposed portion. Plasma etching is performed on a 200 mm Si wafer under conditions of chamber pressure: 27 Pa, processing gas: HBr, NF ₃ , SF ₆ , SiF ₄ , O ₂ , high frequency frequency: 40 MHz, 3.2 MHz, high frequency power: 600/700 W. A deep hole having a depth of about 10 μm was formed. Etching was performed at a plurality of locations from the center of the wafer to the vicinity of the edge, and the bottom CD of each etching hole was measured to determine the variation.

その結果、従来のＩの場合にはボトムＣＤのバラツキ（ΔＢＣＤ）が３０ｎｍあったのに対し、支持部の外周下端部に露出部を設けたＧはΔＢＣＤが２１ｎｍとエッチングの均一性が改善され、支持部の外周下端部およびチャンバー内壁下端部の両方に露出部を設けたＨはΔＢＣＤが１７ｎｍとなり、エッチングの均一性が一層改善されたことが確認された。   As a result, the variation in bottom CD (ΔBCD) was 30 nm in the case of the conventional I, whereas G having an exposed portion at the lower end of the outer periphery of the support portion has a ΔBCD of 21 nm, which improves etching uniformity. It was confirmed that the etching uniformity was further improved in H having an exposed portion at both the outer peripheral lower end portion of the support portion and the chamber inner wall lower end portion, with a ΔBCD of 17 nm.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、永久磁石からなる複数のセグメント磁石をチャンバーの周囲にリング状に配置してなるマルチポール状態のリング磁石を用いて処理空間の周囲に磁場を形成するようにしたが、このような磁場形成手段は必ずしも必要ではない。また、上記実施形態では、下部電極に高周波電力を印加するタイプの装置を例にとって示したが、上部電極に高周波電力を印加するタイプでも、上部電極にプラズマ生成用の高周波電力を印加し下部電極にイオン引き込み用高周波電力を印加するタイプでも適用することが可能である。さらに、上記実施形態では本発明をプラズマエッチング装置に適用した場合について示したが、プラズマＣＶＤ、スパッタリング等、他のプラズマ処理にも適用可能である。さらにまた、他の装置構成、導電層の材料等についても上記実施形態に限るものではなく、種々のものを用いることができる。さらにまた、上記実施形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、これに限らず他の基板のプラズマ処理にも適用することができる。   The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, a magnetic field is formed around the processing space using a multi-pole ring magnet in which a plurality of segment magnets made of permanent magnets are arranged in a ring shape around the chamber. Such magnetic field forming means is not always necessary. Further, in the above embodiment, an apparatus of a type that applies high-frequency power to the lower electrode has been described as an example. However, even in a type that applies high-frequency power to the upper electrode, the lower electrode is applied with high-frequency power for plasma generation applied to the upper electrode. It is also possible to apply to a type in which high frequency power for ion attraction is applied. Furthermore, although the case where the present invention is applied to a plasma etching apparatus has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to other plasma processes such as plasma CVD and sputtering. Furthermore, other device configurations, materials for the conductive layer, and the like are not limited to the above-described embodiment, and various types can be used. Furthermore, although the case where a semiconductor wafer is used as the substrate to be processed has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this and can be applied to plasma processing of other substrates.

本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus according to a first embodiment of the present invention. プラズマ生成用の高周波電源とイオン引き込み用の高周波電源を下部電極である支持テーブルに接続した状態を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the state which connected the high frequency power source for plasma generation, and the high frequency power source for ion attraction to the support table which is a lower electrode. 従来のプラズマエッチング装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the conventional plasma etching apparatus. 本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置によりプラズマ密度が均一化される原理を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the principle by which the plasma density is equalized by the plasma etching apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the modification of the plasma etching apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置の他の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the other modification of the plasma etching apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置のさらに他の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the further another modification of the plasma etching apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. シールド部材の高さを変化させた場合のウエハの面内位置によるＶｄｃの値を従来と比較して示す図。The figure which shows the value of Vdc by the in-plane position of a wafer at the time of changing the height of a shield member compared with the past. シールド部材の高さを変化させた場合のΔＶｄｃのパワー依存性を従来と比較して示す図。The figure which shows the power dependence of (DELTA) Vdc at the time of changing the height of a shield member compared with the past. 排気リングの位置を変化させた場合のウエハの面内位置によるＶｄｃの値を示す図。The figure which shows the value of Vdc by the in-plane position of a wafer at the time of changing the position of an exhaust ring. 排気リングの位置を変化させた場合のΔＶｄｃのパワー依存性を示す図。The figure which shows the power dependence of (DELTA) Vdc when the position of an exhaust ring is changed. 本発明の第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the plasma etching apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置によりプラズマ密度が均一化される原理を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the principle by which the plasma density is equalized with the plasma etching apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the modification of the plasma etching apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置の他の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the other modification of the plasma etching apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図１４、図１５のプラズマエッチング装置に用いた接地部材を分割片を組み合わせた構成とした例を示す斜視図。The perspective view which shows the example which made the structure which combined the division | segmentation piece the grounding member used for the plasma etching apparatus of FIG. 14, FIG. 図１４、図１５のプラズマエッチング装置に用いた接地部材をＳｉからなる分割片とＳｉＯ_２からなる分割片を交互に組み合わせた構成とした例を示す斜視図。FIG. 16 is a perspective view showing an example in which the grounding member used in the plasma etching apparatus of FIGS. 14 and 15 is configured by alternately combining divided pieces made of Si and divided pieces made of SiO ₂ . 図１７の接地部材を用いたプラズマエッチング装置の断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus using the grounding member of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１；チャンバー
２；支持テーブル（第１の電極）
５，３５；フォーカスリング
１０，２６；高周波電源
１４；排気リング
１５；処理ガス供給装置
１８；上部電極、シャワーヘッド（第２の電極）
２０；排気装置
２１ａ，２１ｂ；リング磁石
２５，２５ａ；シールド部材
２７；絶縁膜
３１，３３；露出部
３６，３７；絶縁体カバー
３８，３９；接地部材
４１，４２；分割片
１００，２００；プラズマエッチング装置
Ｗ；半導体ウエハ（被処理基板） 1; chamber 2; support table (first electrode)
5, 35; Focus ring 10, 26; High frequency power supply 14; Exhaust ring 15; Process gas supply device 18; Upper electrode, shower head (second electrode)
20; exhaust device 21a, 21b; ring magnet 25, 25a; shield member 27; insulating film 31, 33; exposed portion 36, 37; insulator cover 38, 39; ground member 41, 42; Etching device W: Semiconductor wafer (substrate to be processed)

Claims (9)

真空雰囲気に保持可能な接地されたチャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被処理基板を支持するとともに高周波電力が印加される第１の電極と、
前記第１の電極と対向するように前記チャンバー内に配置され、接地された第２の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記第１および第２の電極の間の空間ならびに前記第１の電極および前記チャンバーの内壁の間の空間に形成されるプラズマ生成領域に高周波電界を形成して処理ガスのプラズマを生成するために、前記第１の電極に高周波電力を印加する高周波電源と
を具備し、
前記プラズマ生成領域を区画する表面のうち、前記第１の電極および前記チャンバーの内壁の間の空間に対応する部分に、陽極酸化された表面が露出した部分を有し、該陽極酸化された表面が露出した部分はプラズマに対して直流的に接地された面とされ、
前記プラズマ生成領域を区画する表面のうち、前記陽極酸化された表面が露出した部分および被処理基板の載置部分以外の部分は、前記プラズマに対して直流的に接地されない絶縁体で被覆され、
前記プラズマから前記プラズマに対して直流的に接地された面に電流が流れることにより前記プラズマが外側に広がることを特徴とするプラズマ処理装置。 A grounded chamber that can be maintained in a vacuum atmosphere;
A first electrode disposed in the chamber and supporting a substrate to be processed and to which high-frequency power is applied;
A second electrode disposed in the chamber so as to face the first electrode and grounded ;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas into the chamber;
To generate a plasma of a processing gas by forming a high-frequency electric field in a plasma generation region formed in the space between the first and second electrodes and the space between the first electrode and the inner wall of the chamber A high frequency power source for applying high frequency power to the first electrode,
Of the surface defining the plasma generation region, a portion corresponding to the space between the first electrode and the inner wall of the chamber has a portion where the anodized surface is exposed, and the anodized surface The exposed part is the surface grounded in direct current with respect to the plasma ,
Of the surface defining the plasma generation region, the portion other than the portion where the anodized surface is exposed and the placement portion of the substrate to be processed are covered with an insulator that is not DC-grounded to the plasma,
A plasma processing apparatus, wherein the plasma spreads outward when a current flows from the plasma to a surface grounded in direct current with respect to the plasma. 前記プラズマに対して直流的に接地された面は、前記チャンバーの下端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a surface grounded in a direct current manner with respect to the plasma is formed at a lower end portion of the chamber. 前記プラズマに対して直流的に接地された面は、前記チャンバーの内壁部分または前記第１の電極を支持する、接地された支持部の外周面の少なくとも一方に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。 The surface that is grounded in a direct current manner with respect to the plasma is formed on at least one of an outer peripheral surface of a grounded support portion that supports the inner wall portion of the chamber or the first electrode. Item 2. The plasma processing apparatus according to Item 1. 前記プラズマに対して直流的に接地された面の少なくとも一方に、プラズマに対して直流的に接地された接地部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。 Wherein on at least the DC-grounded surface with respect to the plasma, the plasma processing apparatus according to claim 3, wherein a DC-grounded grounding member is provided to the plasma. 前記接地部材は、リング状をなしていることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the grounding member has a ring shape. 前記接地部材は、複数の分割片が組み合わされて構成されていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the grounding member is configured by combining a plurality of divided pieces. 前記接地部材は、ＳｉおよびＳｉＣの少なくとも一方からなることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the ground member is made of at least one of Si and SiC. 前記接地部材は、ＳｉおよびＳｉＣの少なくとも一方からなる分割片と、ＳｉＯ_２からなる分割片とが交互に組み合わされていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the grounding member is formed by alternately combining divided pieces made of at least one of Si and SiC and divided pieces made of SiO ₂ . 前記第１の電極に印加される高周波電力の周波数は４０ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the frequency of the high-frequency power applied to the first electrode is 40 MHz or more.

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