JPH08339895A - Plasma processing device - Google Patents
Plasma processing deviceInfo
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- JPH08339895A JPH08339895A JP7169209A JP16920995A JPH08339895A JP H08339895 A JPH08339895 A JP H08339895A JP 7169209 A JP7169209 A JP 7169209A JP 16920995 A JP16920995 A JP 16920995A JP H08339895 A JPH08339895 A JP H08339895A
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- quartz
- alumina
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- wafer
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Abstract
Description
【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。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma processing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に処理容器内にプラズマを発生さ
せ、このプラズマを用いて被処理体に所定の処理を施す
処理装置がある。このような処理装置の一例として特開
昭６３ー１３３３３号公報に開示されている。この技術
は、処理容器内に上部電極と下部電極とを対向配設し、
その電極間に処理ガスを導入し、上部及び下部電極に高
周波電力を印加してプラズマを生起し、被処理体を処理
するように構成されており、そして、被処理体へのエッ
チング処理のエッチングレート等を高めることによりそ
の処理のスループットを向上するために、上部電極と下
部電極の周辺に絶縁部材を配置し、被処理体の上方にプ
ラズマを閉じ込めていた。2. Description of the Related Art Generally, there is a processing apparatus in which plasma is generated in a processing container and a predetermined processing is performed on an object to be processed by using the plasma. An example of such a processing apparatus is disclosed in JP-A-63-13333. In this technique, an upper electrode and a lower electrode are arranged to face each other in a processing container,
The processing gas is introduced between the electrodes, high-frequency power is applied to the upper and lower electrodes to generate plasma, and the object to be processed is processed, and the etching process is performed on the object to be processed. In order to improve the throughput of the processing by increasing the rate and the like, an insulating member is arranged around the upper electrode and the lower electrode, and the plasma is confined above the object to be processed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
絶縁部材は通常石英で形成されており、その石英部材が
プラズマにさらされると、プラズマにより石英部材が侵
食されることになる。従って、侵食され発生した石英
は、処理容器内においてミストとなり、このミストが被
処理体の表面等に付着し、被処理体の歩留りを低下させ
てしまうという問題がある。更に、石英部材の侵食が進
むと石英部材の表面が凸凹となり水平度の精度が悪くな
るためにプラズマ状態、つまり被処理体に対するプラズ
マの平行度が変化する。このため、安定したプラズマ処
理を行うことができないという問題が生ずることとな
る。また、石英部材がプラズマにより侵食されると、石
英部材の寿命が短くなり、交換時間及び回数が増大する
ので装置の稼働時間が低下してしまうという問題があっ
た。However, the above-mentioned insulating member is usually made of quartz, and when the quartz member is exposed to plasma, the quartz member will be eroded by the plasma. Therefore, the quartz that has been eroded and generated becomes a mist in the processing container, and this mist adheres to the surface or the like of the object to be processed, which reduces the yield of the object to be processed. Further, as the erosion of the quartz member progresses, the surface of the quartz member becomes uneven, and the accuracy of the horizontality deteriorates, so that the plasma state, that is, the parallelism of the plasma to the object to be processed changes. Therefore, there arises a problem that stable plasma processing cannot be performed. Further, when the quartz member is corroded by the plasma, the life of the quartz member is shortened, and the replacement time and the number of times are increased, so that there is a problem that the operating time of the apparatus is reduced.
【０００４】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めになされたもので、プラズマに侵食される絶縁部材の
侵食性を改善することより、安定した処理を行うことが
できるプラズマ処理装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems, and to improve the erodibility of an insulating member that is eroded by plasma, thereby providing a plasma processing apparatus capable of performing stable processing. To provide.
【０００５】[0005]
【発明を解決するための手段】請求項１の発明は、被処
理体を処理容器内に配置し、この処理容器内にプラズマ
を生起して前記被処理体を処理するプラズマ処理装置に
おいて、前記処理容器内に石英で形成された部材が設け
られ、この部材の表面に石英よりもプラズマに対して高
い耐食性を有する絶縁膜が施されたことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記絶縁膜がアルミナ系セラミック
スからなることを特徴とする。請求項３の発明は、前記
絶縁膜が爆発溶射によって前記石英の表面に施されたこ
とを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus in which an object to be processed is placed in a processing container and plasma is generated in the processing container to process the object. A member made of quartz is provided in the processing container, and an insulating film having higher corrosion resistance to plasma than quartz is applied to the surface of the member.
The invention of claim 2 is characterized in that the insulating film is made of alumina-based ceramics. The invention of claim 3 is characterized in that the insulating film is applied to the surface of the quartz by explosive spraying.
【０００６】[0006]
【作用】請求項１、２の発明によれば、処理容器内の所
定の空間にプラズマを閉じ込め、高密度なプラズマを生
起させるよう処理容器内に配された石英部材がプラズマ
による侵食から保護される。請求項３の発明によれば、
石英部材に絶縁膜は爆発溶射により石英の表面に施され
るため、石英部材とアルミナ系セラミックス層とが強固
に接合され、プラズマに対する耐食性が向上する。According to the first and second aspects of the present invention, the quartz member arranged in the processing container so as to confine the plasma in a predetermined space in the processing container and to generate the high density plasma is protected from erosion by the plasma. It According to the invention of claim 3,
Since the insulating film is applied to the surface of the quartz member by explosive spraying on the quartz member, the quartz member and the alumina-based ceramic layer are firmly bonded to each other, and the corrosion resistance to plasma is improved.
【０００７】[0007]
【実施例】以下に本発明の一実施例であるプラズマエッ
チング装置について図面を用いて説明する。図１は第１
実施例のプラズマエッチング装置の断面図である。この
プラズマエッチング装置は、アルミニウム等で円筒状に
成形されたチャンバー（処理容器）１と、このチャンバ
ー１内に対向配設された上部電極（第一の電極）２と下
部電極（第二の電極）３とから構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plasma etching apparatus which is an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1 shows the first
It is sectional drawing of the plasma etching apparatus of an Example. This plasma etching apparatus includes a chamber (processing container) 1 formed of aluminum or the like in a cylindrical shape, an upper electrode (first electrode) 2 and a lower electrode (second electrode) that are arranged to face each other in the chamber 1. ) 3 and.
【０００８】前記チャンバー１の側壁部には、図１に示
すように被処理体、例えば半導体ウエハ（以下「ウエ
ハ」という）Ｗを搬入・搬出するための開口部４、５が
形成されており、これら各開口部４、５の各外側には、
これら各開口部４、５を開閉し、前記チャンバー１の気
密を可能とするゲートバルブ６、７が設けられている。As shown in FIG. 1, the side wall of the chamber 1 is provided with openings 4 and 5 for loading and unloading an object to be processed, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer") W. , On the outside of each of these openings 4, 5,
Gate valves 6 and 7 are provided for opening and closing each of these openings 4 and 5 to enable airtightness of the chamber 1.
【０００９】前記チャンバー１内の下部には、下部電極
３が配設されており、この下部電極３は、この下部電極
３を昇降させる昇降装置８上に取り付けられている。こ
の昇降装置８は、例えば油圧シリンダーまたはボールネ
ジとナットの螺合結合機構とこの機構を回転駆動するサ
ーボモータとの組み合わせ機構などから構成されてい
る。この昇降装置８の周囲と前記チャンバー１の内壁と
の間には、この昇降装置８の外周を覆うべローズ９が設
けられ、前記チャンバー１内に発生したプラズマが前記
下部電極３の下に入り込まないようにしている。A lower electrode 3 is arranged in the lower part of the chamber 1, and the lower electrode 3 is mounted on an elevating device 8 for elevating the lower electrode 3. The elevating device 8 is composed of, for example, a hydraulic cylinder or a combination mechanism of a screw screw coupling mechanism of a ball screw and a nut and a servo motor for rotationally driving this mechanism. A bellows 9 covering the outer periphery of the lifting device 8 is provided between the periphery of the lifting device 8 and the inner wall of the chamber 1 so that plasma generated in the chamber 1 enters under the lower electrode 3. I try not to.
【００１０】前記下部電極３は、上部電極２に印加され
る高周波成分の侵入を阻止するハイパスフィルター１０
に接続されている。このハイパスフィルター１０は、例
えば８００ＫＨｚの周波数を有する電圧を供給する高周
波電源１１に接続されている。また、この下部電極３の
上面には、ウエハＷを仮固定する静電チャックが設けら
れている。この静電チャック１２は、導電性のシート状
の電極板１２ａとこの電極板１２ａの表面を挟持するポ
リイミド層１２ｂとを有する。この電極板１２ａは、ウ
エハＷを仮保持するためのクーロン力を発生させる直流
電源１３に電気的に接続されている。The lower electrode 3 is a high-pass filter 10 for preventing the intrusion of high frequency components applied to the upper electrode 2.
It is connected to the. The high pass filter 10 is connected to a high frequency power supply 11 that supplies a voltage having a frequency of 800 KHz, for example. Further, an electrostatic chuck for temporarily fixing the wafer W is provided on the upper surface of the lower electrode 3. The electrostatic chuck 12 includes a conductive sheet-shaped electrode plate 12a and a polyimide layer 12b that holds the surface of the electrode plate 12a. The electrode plate 12a is electrically connected to a DC power supply 13 that generates a Coulomb force for temporarily holding the wafer W.
【００１１】前記下部電極３の周囲とチャンバー１の内
壁面との間には、環状のバッフル板１４が配設されてい
る。このバッフル板１４には、前記下部電極３の周囲か
ら均一に排気を行う排気口１５が多数穿設されている。
この排気口の下方には、前記チャンバー１内の処理ガス
を排気する排気管１６が設けられ、この排気管１６は真
空ポンプ１７に接続されている。An annular baffle plate 14 is arranged between the periphery of the lower electrode 3 and the inner wall surface of the chamber 1. The baffle plate 14 is provided with a large number of exhaust ports 15 for uniformly exhausting air from around the lower electrode 3.
An exhaust pipe 16 for exhausting the processing gas in the chamber 1 is provided below the exhaust port, and the exhaust pipe 16 is connected to a vacuum pump 17.
【００１２】前記下部電極３上のウエハＷの周囲には、
ウエハＷ上のプラズマをウエハＷの外方向に広げること
により、ウエハＷの周縁部まで均一なプラズマを形成す
る環状の炭化ケイ素（ＳｉＣ）製フォーカスリング１８
が配されている。この炭化ケイ素製フォーカスリング１
８の外周には、プラズマをウエハＷの上方に閉じ込める
ことにより、プラズマ密度を高める環状の石英製のフォ
ーカスリング１９が段違いに組み込まれている。このフ
ォーカスリング１９の上面には、プラズマによる侵食か
ら保護するために、石英より耐プラズマ性の高い部材で
あるアルミナ系セラミックス層２０が設けられている。Around the wafer W on the lower electrode 3,
An annular focus ring 18 made of silicon carbide (SiC) that forms a uniform plasma up to the peripheral edge of the wafer W by spreading the plasma on the wafer W outwardly of the wafer W.
Is arranged. This silicon carbide focus ring 1
On the outer periphery of 8, an annular focus ring 19 made of quartz, which enhances the plasma density by confining the plasma above the wafer W, is incorporated in different steps. On the upper surface of the focus ring 19, an alumina-based ceramic layer 20 which is a member having a higher plasma resistance than quartz is provided in order to protect it from corrosion by plasma.
【００１３】一方、前記チャンバー１内の上部には、前
記下部電極３に対向する中空構造の上部電極２が配設さ
れている。この上部電極２には、前記チャンバー１内に
所定の処理ガスを供給するガス供給管２１が接続されて
いる。また、この上部電極２の下側部分にはガス拡散孔
２２が多数穿設されている。また、前記上部電極２は、
下部電極３に印加される高周波成分の侵入を阻止するロ
ーパスフィルター２３に接続されている。このローパス
フィルター２３は、高周波電源２４に接続されている。
この高周波電源２４は、前記下部電極３に接続された高
周波電源１１よりも高い周波数、例えば２７．１２ＭＨ
ｚの周波数を有する。On the other hand, in the upper part of the chamber 1, a hollow upper electrode 2 facing the lower electrode 3 is provided. A gas supply pipe 21 for supplying a predetermined processing gas into the chamber 1 is connected to the upper electrode 2. A large number of gas diffusion holes 22 are formed in the lower part of the upper electrode 2. Also, the upper electrode 2 is
It is connected to a low-pass filter 23 that blocks intrusion of high-frequency components applied to the lower electrode 3. The low pass filter 23 is connected to a high frequency power supply 24.
The high frequency power supply 24 has a higher frequency than the high frequency power supply 11 connected to the lower electrode 3, for example, 27.12 MH.
has a frequency of z.
【００１４】前記上部電極２の周囲には、プラズマをウ
エハＷの上方に閉じ込める環状の石英製シールドリング
２５が設けられている。このシールドリング２５は、前
記上部電極２の外周部にはめ込まれている。このシール
ドリング２５のプラズマと接する側には、プラズマに対
して石英より耐食性を有するアルミナ系セラミックス層
２６が設けられている。上述の石英性シールドリング２
５とフォーカスリング１９に設けられたアルミナ系セラ
ミックス層２０、２６は、石英部材に対して強固に結合
させるために爆発溶射により形成されている。Around the upper electrode 2, there is provided an annular quartz shield ring 25 for confining the plasma above the wafer W. The shield ring 25 is fitted on the outer peripheral portion of the upper electrode 2. On the side of the shield ring 25 that comes into contact with plasma, an alumina-based ceramic layer 26 that is more resistant to plasma than quartz is provided. The above-mentioned quartz shield ring 2
5 and the alumina ceramic layers 20 and 26 provided on the focus ring 19 are formed by explosive spraying in order to firmly bond to the quartz member.
【００１５】ここで爆発溶射について説明する。この爆
発溶射は、図２Ａに示すように中空構造の銃身２７を用
いる。この銃身２７に燃焼性の高いガス、例えばアセチ
レンガスと酸素ガスを供給するとともに、絶縁膜の材
料、例えばアルミナ系セラミックスの粉末材料を供給す
る。この銃身２７内で、アセチレンガスと酸素ガスから
なる混合ガスをスパークプラグ２８により火ばなをおこ
し爆発させ、この爆発によって生ずる高速燃焼エネルギ
ーを利用し、前記アルミナ系セラミックス粉末材料を前
記の石英製シールドリング２５とフォーカスリング１９
に対して衝突させる。この衝突により、前記のアルミナ
系セラミックス粉末材料が前記の石英製シールドリング
２５とフォーカスリング１９の各々の表面に食い込み、
図２Ｂに示すように石英とアルミナ系セラミックスとの
混合層２９が形成され、この混合層２９の表面上にアル
ミナ系セラミックス層２０、２６が形成される。このよ
うに、前記の石英とアルミナ系セラミックスとの混合層
２９上にアルミナ系セラミックス層２０、２６が形成さ
れているので、このアルミナ系セラミックス層２０、２
６と前記の石英製シールドリング２５ならびにフォーカ
スリング１９との接合力が強固となり、前記アルミナ系
セラミックス層２０、２６のプラズマに対する耐食性が
向上する。Here, the explosive spraying will be described. This explosion spraying uses a barrel 27 having a hollow structure as shown in FIG. 2A. A highly combustible gas such as acetylene gas and oxygen gas is supplied to the barrel 27, and a material for the insulating film, for example, a powder material of alumina ceramics is supplied. In this barrel 27, a mixed gas of acetylene gas and oxygen gas is ignited by a spark plug 28 to explode it, and the high-speed combustion energy generated by this explosion is utilized to make the alumina-based ceramic powder material from the quartz material. Shield ring 25 and focus ring 19
Collide against. Due to this collision, the alumina-based ceramic powder material bites into the respective surfaces of the quartz shield ring 25 and the focus ring 19,
As shown in FIG. 2B, a mixed layer 29 of quartz and alumina ceramics is formed, and alumina ceramic layers 20, 26 are formed on the surface of the mixed layer 29. As described above, since the alumina-based ceramic layers 20 and 26 are formed on the mixed layer 29 of the quartz and the alumina-based ceramics, the alumina-based ceramic layers 20 and 2 are formed.
6, the bonding force between the quartz shield ring 25 and the focus ring 19 is strengthened, and the corrosion resistance of the alumina ceramic layers 20, 26 to plasma is improved.
【００１６】前記のアセチレンガスと酸素ガスからなる
混合ガスの爆発の際、この混合ガスの温度は、２５００
℃以上、例えば約３３００℃に上昇し、この混合ガスが
燃焼し、この燃焼ガスは音速の約１０倍の速度で銃口に
向う。この燃焼ガスによって、前記アルミナ系セラミッ
クスの粉末材料は半融状態となり、音速の約２倍の速さ
で前記の石英製シールドリング２５とフォーカスリング
１９の表面に激突し、これら石英製シールドリング２５
とフォーカスリング１９の各々の表面に厚さ、例えば数
１０ミクロンから数１００ミクロンの頑強なアルミナ系
セラミックス層２０、２６が形成される。During the explosion of the mixed gas composed of the acetylene gas and the oxygen gas, the temperature of the mixed gas is 2,500.
The temperature rises above 0.degree. C., for example, to about 3300.degree. C., the mixed gas burns, and the burning gas goes to the muzzle at a speed of about 10 times the sound speed. Due to this combustion gas, the alumina-based ceramic powder material is in a semi-molten state and collides with the surfaces of the quartz shield ring 25 and the focus ring 19 at a speed approximately twice the speed of sound, and these quartz shield rings 25
The robust alumina ceramic layers 20 and 26 having a thickness of, for example, several tens to several hundreds of microns are formed on each surface of the focus ring 19.
【００１７】このアルミナ系セラミックス層２０、２６
は、層形成後、層の表面を研磨による平滑処理を施すの
が好ましい。前記アルミナ系セラミックス層２０、２６
の厚みは、最終的にプラズマに対する耐食性を考慮して
１０〜４００μｍにし、気孔率はパーティクルを極力抑
制するために２％以下に形成するのが好ましい。また、
前記アルミナ系セラミックス層２０、２６中のアルミナ
の純度は、９９．５％以上が好ましく、そのときのビッ
カース硬さは、プラズマに対する耐食性を考慮して９０
０以上とするのが好ましい。前記アルミナ系セラミック
ス層２０、２６を研磨処理する場合には、副生成物の付
着の困難性や付着物の除去の容易性を考慮すると、研磨
面の表面粗さが２μｍ以下に形成するのが好ましい。ま
た、上記アルミナ系セラミックス層を石英部材の一部に
形成する場合は、この石英部材表面にマスクを配し、こ
のマスクの外側から溶射する。The alumina-based ceramic layers 20, 26
After forming the layer, the surface of the layer is preferably subjected to a smoothing treatment by polishing. The alumina-based ceramic layers 20, 26
It is preferable that the thickness is set to 10 to 400 μm in consideration of the corrosion resistance against plasma, and the porosity is set to 2% or less in order to suppress particles as much as possible. Also,
The purity of alumina in the alumina-based ceramic layers 20, 26 is preferably 99.5% or more, and the Vickers hardness at that time is 90% in consideration of the corrosion resistance to plasma.
It is preferably 0 or more. When the alumina-based ceramic layers 20 and 26 are polished, the surface roughness of the polished surface is preferably 2 μm or less in consideration of the difficulty of adhering byproducts and the ease of removing adhering substances. preferable. When the alumina ceramics layer is formed on a part of the quartz member, a mask is placed on the surface of the quartz member, and thermal spraying is performed from the outside of the mask.
【００１８】次に上記実施例のプラズマエッチング装置
の動作を図１に基づいて説明する。あらかじめ、ゲート
バルブ６または７を開放し、このゲートバルブ６または
７にロードロックチャンバー（図示せず）からウエハＷ
を通し、このウエハＷを下部電極上３上に載置する。そ
の後、ゲートバルブ６または７を閉じる。次いで、ガス
供給管２１を介して処理ガスを供給し、この処理ガスは
中空構造の上部電極２内に流れ、この上部電極２の下側
部に設けられたガス拡散孔２２から均一に拡散される。Next, the operation of the plasma etching apparatus of the above embodiment will be described with reference to FIG. The gate valve 6 or 7 is opened in advance, and the wafer W is loaded into the gate valve 6 or 7 from a load lock chamber (not shown).
This wafer W is placed on the lower electrode 3 through the through. Then, the gate valve 6 or 7 is closed. Next, a processing gas is supplied through the gas supply pipe 21, the processing gas flows into the upper electrode 2 having a hollow structure, and is uniformly diffused from the gas diffusion hole 22 provided on the lower side of the upper electrode 2. It
【００１９】このとき、上部電極２に高周波電源２４か
ら周波数２７．１２ＭＨｚの高周波電圧を印加し、つい
でこれより所定の時間後に、例えば１秒以下のタイミン
グをもって下部電極３に高周波電源１１より８００ｋＨ
ｚの周波数の電圧を印加し、上部電極２と下部電極３の
間にプラズマを発生させる。このプラズマの発生により
静電チャック１２上にウエハＷは強固に吸着保持され
る。At this time, a high-frequency voltage having a frequency of 27.12 MHz is applied from the high-frequency power source 24 to the upper electrode 2, and then a predetermined time, for example, 1 second or less, to the lower electrode 3 from the high-frequency power source 11 at 800 kH.
A voltage having a frequency of z is applied to generate plasma between the upper electrode 2 and the lower electrode 3. Due to the generation of the plasma, the wafer W is firmly attracted and held on the electrostatic chuck 12.
【００２０】上記プラズマは、上部電極２の周囲の環状
の石英製のシールドリング２５と下部電極３の周囲の環
状の石英製のフォーカスリング１９との間に閉じ込めら
れ高密度となる。この高密度プラズマでウエハＷのエッ
チング処理を行う。このとき、上述の石英製のシールド
リング２５とフォーカスリング１９は、上述の高密度プ
ラズマによる侵食からアルミナ系セラミックス層２０、
２６によって保護される。また、処理ガスは、ウエハＷ
の周囲からバッフル板１４の排気口１５を通って排気管
１６へ流れる。The above plasma has a high density because it is confined between the annular shield ring 25 made of quartz around the upper electrode 2 and the annular focus ring 19 made of quartz around the lower electrode 3. The wafer W is etched with this high-density plasma. At this time, the shield ring 25 and the focus ring 19 made of quartz described above are prevented from being eroded by the high-density plasma, and thus the alumina ceramic layer 20,
Protected by 26. The processing gas is the wafer W.
Through the exhaust port 15 of the baffle plate 14 to the exhaust pipe 16.
【００２１】このようなプラズマエッチング装置によれ
ば、環状の石英製のシールドリング２５とフォーカスリ
ング１９によりプラズマが上部電極２と下部電極３との
間に閉じ込められ高密度なプラズマを発生させることが
でき、高エッチレートでウエハをエッチングすることが
できる。そして、上述のシールドリング２５とフォーカ
スリング１９にアルミナ系セラミックス層２０、２６を
それぞれ設けることにより、これらシールドリング２５
とフォーカスリング１９はプラズマによる侵食から保護
される。これにより、上述のシールドリング２５とフォ
ーカスリング１９の耐用期間を長くすることができる。
更に、プラズマによる侵食から保護されることより、チ
ャンバー１内に発生するパーティクルが減少し、並びに
チャンバー１内に発生するプラズマが安定化するので、
エッチング処理されるウエハの歩留りが向上する。According to such a plasma etching apparatus, plasma is confined between the upper electrode 2 and the lower electrode 3 by the ring-shaped quartz shield ring 25 and the focus ring 19 to generate high-density plasma. Therefore, the wafer can be etched at a high etching rate. The shield ring 25 and the focus ring 19 are provided with the alumina-based ceramic layers 20 and 26, respectively.
And the focus ring 19 is protected from plasma erosion. This makes it possible to extend the service life of the shield ring 25 and the focus ring 19 described above.
Furthermore, since the particles generated in the chamber 1 are reduced and the plasma generated in the chamber 1 is stabilized by being protected from erosion by the plasma,
The yield of wafers to be etched is improved.
【００２２】次に本発明の第２実施例を図３を用いて説
明する。尚、図１と同一の部分には同一符合を付した。
本実施例は、図３に示すように第１実施例のチャンバー
１に石英製の着脱可能な円筒３０を設けた点が異なる。
この円筒３０の内周面には、アルミナ系セラミックス層
３１が設けられている。このように、上部電極２と下部
電極３との周囲に石英筒３０を設けることにより、前記
第１の実施例と比べ、よりいっそうこれら上部電極２と
下部電極３との間にプラズマが閉じ込められ、このため
前記第１の実施例と比べ、よりいっそう高密度なプラズ
マが得られる。この際、石英製の円筒３０はアルミナ系
セラミックス層３１によってプラズマによる侵食から保
護される。また、石英製の円筒３０は、チャンバー１内
の壁面に、プラズマ生成時に発生しパーティクルの原因
となる反応生成物が付着するのを抑制し、さらに、この
石英製の円筒３０に反応生成物が付着しても、この石英
製の円筒３０は着脱可能に構成されているので、この石
英製の円筒３０を取りかえることによってメンテナンス
を容易としている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
This embodiment is different in that a removable cylinder 30 made of quartz is provided in the chamber 1 of the first embodiment as shown in FIG.
An alumina-based ceramic layer 31 is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 30. As described above, by providing the quartz tube 30 around the upper electrode 2 and the lower electrode 3, plasma is further confined between the upper electrode 2 and the lower electrode 3 as compared with the first embodiment. Therefore, compared with the first embodiment, a higher density plasma can be obtained. At this time, the quartz cylinder 30 is protected from corrosion by plasma by the alumina-based ceramic layer 31. Further, the quartz cylinder 30 suppresses adhesion of reaction products, which are generated at the time of plasma generation and causes particles, to the wall surface in the chamber 1, and further, the reaction products are deposited on the quartz cylinder 30. Even if the quartz cylinder 30 is attached, the quartz cylinder 30 is configured to be removable, so that the maintenance is facilitated by replacing the quartz cylinder 30.
【００２３】尚、上述の二つの実施例では、プラズマ処
理装置としてプラズマエッチング装置を用いたが、これ
に限らず本発明は、プラズマによって被処理体を処理す
る装置、例えばスパッタ装置、ＣＶＤ装置等に用いるこ
ともできる。また、上述の二つの実施例では、アルミナ
系セラミックス層をフォーカスリング１９とシールドリ
ング２５の双方に設けているが、どちらか一方に設けて
もよい。また、上述の二つの実施例では、フォーカスリ
ング１９とシールドリング２５においてプラズマにさら
される部分のみにアルミナ系セラミックス層が設けられ
ているが、プラズマのまわり込み等に対応するためこれ
以外の部分にもアルミナ系セラミックス層を設けてもよ
い。更に、上述の二つの実施例ではプラズマエッチング
装置で上部電極２と下部電極３の双方に高周波電源が接
続されているが、これに限らず本発明はいずれか一方の
電極のみに高周波電源が接続された装置にも適用して同
様な効果を得ることができる。また、本発明はプラズマ
の発生に電界を利用しないマイクロ波によるものや、Ｔ
ＣＰなどの誘導方式によるものなど、プラズマ雰囲気に
石英部材が存在する場合であればいずれの装置にも適用
して同様な効果を得ることができる。Although the plasma etching apparatus is used as the plasma processing apparatus in the above-mentioned two embodiments, the present invention is not limited to this, and the present invention is an apparatus for processing an object to be processed by plasma, such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus. Can also be used for. Further, in the above-mentioned two embodiments, the alumina-based ceramics layer is provided on both the focus ring 19 and the shield ring 25, but it may be provided on either one. Further, in the above-mentioned two embodiments, the alumina-based ceramics layer is provided only on the portions of the focus ring 19 and the shield ring 25 which are exposed to the plasma, but in order to cope with the wraparound of the plasma and the like, the other portions are not provided. Also, an alumina-based ceramic layer may be provided. Further, in the above two embodiments, the high frequency power source is connected to both the upper electrode 2 and the lower electrode 3 in the plasma etching apparatus, but the present invention is not limited to this, and the high frequency power source is connected to only one of the electrodes. The same effect can be obtained by applying the same to the device described above. In addition, the present invention uses microwaves that do not use an electric field to generate plasma,
If a quartz member is present in the plasma atmosphere, such as by the induction method such as CP, the same effect can be obtained by applying it to any device.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、処理容器内の所定の場
所にプラズマを閉じ込めるように配された石英部材がプ
ラズマにより直接侵食されるのをアルミナ系セラミック
ス層により減少することができる。このため、石英部材
の寿命が延び、交換時間及び回数の減少するので、装置
の稼働時間の向上を図ることができる。さらに、石英部
材のプラズマによる侵食を減少させることができるの
で、処理容器内にパーティクルの原因となる石英のミス
トの発生を抑制し、並びにプラズマ状態を安定化させる
ことができ、プラズマ処理される被処理体の歩留りを向
上させることができる。According to the present invention, the alumina-based ceramic layer can reduce the direct corrosion of the quartz member arranged so as to confine the plasma at a predetermined place in the processing container by the plasma. For this reason, the life of the quartz member is extended, and the replacement time and the number of times are reduced, so that the operating time of the apparatus can be improved. Further, since the erosion of the quartz member due to the plasma can be reduced, it is possible to suppress the generation of quartz mist that causes particles in the processing container, and to stabilize the plasma state. The yield of the processing body can be improved.
第１図は、本発明の第一実施例であるプラズマエッチン
グ装置の概略断面図である。第２Ａ図は、爆発溶射によ
りアルミナ系セラミックス層を石英部材に形成する様子
を示す図であり、第２Ｂ図は爆発溶射によって石英部材
上に形成されたアルミナ系セラミックス層の断面図であ
る。第３図は、図１の他の実施例を示す概略断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic sectional view of a plasma etching apparatus that is a first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a diagram showing how an alumina-based ceramics layer is formed on a quartz member by explosive spraying, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the alumina-based ceramics layer formed on the quartz member by explosive spraying. FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of FIG.
１：チャンバー（処理容器） ２：上部電極（第一の電極） ３：下部電極（第二の電極） Ｗ：ウエハ（被処理体） １９：フォーカスリング（石英部材） ２５：シールドリング（石英部材） ２９：石英筒（石英部財） ２０、２６、３０：アルミナ系セラミックス層（耐食性
層）1: chamber (processing container) 2: upper electrode (first electrode) 3: lower electrode (second electrode) W: wafer (object to be processed) 19: focus ring (quartz member) 25: shield ring (quartz member) ) 29: Quartz cylinder (quartz part) 20, 26, 30: Alumina-based ceramic layer (corrosion resistant layer)
Claims (3)
理容器内にプラズマを生起して前記被処理体を処理する
プラズマ処理装置において、前記処理容器内に石英で形
成された部材が設けられ、この部材の表面に石英よりも
プラズマに対して高い耐食性を有する絶縁膜が施された
ことを特徴とするプラズマ処理装置。1. A plasma processing apparatus in which an object to be processed is placed in a processing container, and plasma is generated in the processing container to process the object to be processed, wherein a member made of quartz is provided in the processing container. A plasma processing apparatus provided, wherein an insulating film having a higher corrosion resistance to plasma than quartz is provided on a surface of the member.
らなることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装
置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the insulating film is made of alumina ceramics.
の表面に施されたことを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマ処理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the insulating film is applied to the surface of the quartz by explosive spraying.
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