JPH04316325A - plasma processing equipment - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To protect an upper electrode plate from being sputtered with plasma by covering the surface of the upper electrode plate, especially those having gas holes, completely with an alumina film. CONSTITUTION:Tapered 7b, 7c gas blow out holes 7 are made through an upper electrode plate 3 and an insulating film 13 of alumina, for example, is applied upto the rear of the gas blow out hole 7.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】この発明は、プラズマ処理装置に
係り、特に半導体素子基板をプラズマによりエッチング
処理するのに好適なプラズマ処理装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing apparatus suitable for etching a semiconductor element substrate using plasma.

【０００２】0002

【従来の技術】図２は従来のプラズマ処理装置の概略断
面図であり、まずこの図を用いて概略的なプラズマ処理
について説明する。１は処理室で、高真空状態に保たれ
ている。２は上電極で、その下面には上部電極板３が締
付ネジ（材質はアルミナ等）４により締付固定され、導
通面５により電気的に通電できる構造になっている。６
は上電極２に設けられた処理ガス供給孔、７は上部電極
板３にあけられた多数の処理ガス吹出孔である。８は上
記上電極２と並行かつ一定間隔を保って配置された下電
極で、その上に半導体ウエハ９を載置し、アルミナ等の
絶縁物からなるウエハ押え１０で圧力変動等により動か
ないようにしている。この下電極８には同軸ケーブル１
１を介して高周波電源１２が接続されている。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a schematic sectional view of a conventional plasma processing apparatus, and first, a schematic plasma processing will be explained using this diagram. 1 is a processing chamber which is kept in a high vacuum state. Reference numeral 2 denotes an upper electrode, on the lower surface of which an upper electrode plate 3 is fastened and fixed with a tightening screw 4 (made of alumina or the like), and has a structure in which electrical current can be passed through a conductive surface 5. 6
7 is a processing gas supply hole provided in the upper electrode 2, and 7 is a large number of processing gas blowing holes provided in the upper electrode plate 3. Reference numeral 8 denotes a lower electrode arranged in parallel with the upper electrode 2 and at a constant interval. A semiconductor wafer 9 is placed on top of the lower electrode 8, and the wafer holder 10 made of an insulating material such as alumina is used to prevent the wafer from moving due to pressure fluctuations, etc. I have to. This lower electrode 8 has a coaxial cable 1
A high frequency power source 12 is connected via 1.

【０００３】次に動作について説明する。上電極２を接
地した状態で高周波電源１２を印加すると、上電極２と
下電極８との間にプラズマが生成され、これにより処理
ガスのイオンが活性化され、半導体ウエハ９表面に到達
し、反応生成物を発生させながら半導体ウエハ表面のパ
ターンを垂直にエッチングしていく。Next, the operation will be explained. When the high frequency power supply 12 is applied with the upper electrode 2 grounded, plasma is generated between the upper electrode 2 and the lower electrode 8, which activates the ions of the processing gas and reaches the surface of the semiconductor wafer 9. Patterns on the surface of a semiconductor wafer are vertically etched while generating reaction products.

【０００４】ところでこの際、エッチングにより発生す
る反応生成物が処理室１内に堆積物として付着し、この
堆積物が発塵源となるので、エッチング終了時に半導体
ウエハ９のダミーを下電極８に載置し、クリーニング用
の処理ガスをエッチング時と類似のシーケンスでプラズ
マを生成させ、処理室１内の堆積物を除去し（これをプ
ラズマクリーニングという）、処理室１内をクリーンな
状態にして、再び半導体ウエハ９のエッチングを行なう
のが通常である。By the way, at this time, reaction products generated by etching adhere as deposits in the processing chamber 1, and these deposits become a source of dust. The processing gas for cleaning is used to generate plasma in a sequence similar to that during etching, to remove deposits inside the processing chamber 1 (this is called plasma cleaning), and to keep the inside of the processing chamber 1 in a clean state. , the semiconductor wafer 9 is usually etched again.

【０００５】図３は上電極２と上部電極板３との取付状
態を示す部分拡大断面図であり、Ａｌ，ＳＵＳ等の導電
体からなる上部電極板３の表面はプラズマに直接露呈し
ているので、高周波通電面を除いてアルミナ等の絶縁膜
１３を被覆し、プラズマによるスパッタを防いでいる。この絶縁膜１３はアルミナ粒をプラズマ溶射法（詳細は
省略）で形成されるが、処理ガス吹出孔７は垂直な形状
のため、吹出孔内面７ａにプラズマ溶射が回りきらず、
このため充分に被覆されていない。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing how the upper electrode 2 and the upper electrode plate 3 are attached, and the surface of the upper electrode plate 3 made of a conductive material such as Al or SUS is directly exposed to plasma. Therefore, an insulating film 13 made of alumina or the like is coated except for the high-frequency current-carrying surface to prevent sputtering caused by plasma. This insulating film 13 is formed using alumina grains by a plasma spraying method (details are omitted), but because the processing gas outlet 7 has a vertical shape, the plasma spray does not reach the inner surface 7a of the outlet.
Therefore, it is not sufficiently covered.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のも
のでは、プラズマに直接露呈されている部分、この場合
特に上部電極板３の処理ガス吹出孔７の内面については
充分にアルミナ絶縁膜が被覆されず、従ってプラズマに
露呈されると、プラズマ発生時にスパッタされ、このス
パッタ物はプラズマ処理時に処理室内に付着した反応生
成物の堆積物中に取りこまれてしまう。処理室内に付着
した堆積物は、プラズマクリーニングにより除去される
が、しかし堆積物中に取りこまれたスパッタ物（例えば
アルミニューム）は除去されずに残存し、これが発塵源
となるという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional device, the alumina insulating film is not sufficiently formed on the portion directly exposed to plasma, in this case especially on the inner surface of the processing gas blowing hole 7 of the upper electrode plate 3. If it is not coated and therefore exposed to plasma, it will be sputtered when plasma is generated, and this sputtered material will be incorporated into the deposit of reaction products deposited in the processing chamber during plasma processing. Deposits that have adhered to the inside of the processing chamber are removed by plasma cleaning, but sputtered materials (for example, aluminum) that have been incorporated into the deposits remain without being removed, and this poses the problem of becoming a source of dust. there were.

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、上部電極板表面をアルミナ膜で
完全に被覆し、装置の低発塵化を図ることを目的とする
。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and its object is to completely cover the surface of the upper electrode plate with an alumina film, thereby reducing dust generation in the device.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係るプラズマ
処理装置は、上部電極板の処理ガス吹出孔の形状を、両
面からテーパ形状に形成して、吹出孔内面に真直面が小
さい構造にする事により、垂直方向にとんでくるアルミ
ナ粒を上部電極板の両面からプラズマ溶謝したとき吹出
孔内面にも充分に付着するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] In the plasma processing apparatus according to the present invention, the shape of the processing gas blow-off hole of the upper electrode plate is formed into a tapered shape from both sides, so that the inner surface of the blow-off hole has a small direct surface. Therefore, when the alumina grains flying in the vertical direction are plasma-melted from both sides of the upper electrode plate, they are sufficiently attached to the inner surface of the blow-off hole.

【０００９】[0009]

【作用】この発明においては、ガス吹出孔の形状を両面
からテーパ状に形成し、吹出孔内面に真直面が小さい構
造にする事によりプラズマに直接露呈されているＡｌ，
ＳＵＳ等の材質からなる上記電極板の表面はアルミナ膜
で完全に被覆されるので、プラズマ発生中に上記電極板
のＡｌ，ＳＵＳ等がスパッタされることがなく、プラズ
マクリーニングによって除去できないスパッタ物が処理
室内に付着した堆積物に取りこまれることがなくなる。このためプラズマクリーニング後の発塵源となる残存物
が少なくなり、発塵を防止できる。[Operation] In this invention, the shape of the gas outlet is tapered from both sides, and the inner surface of the outlet has a structure with a small face directly, so that the Al directly exposed to the plasma,
Since the surface of the electrode plate made of a material such as SUS is completely covered with an alumina film, the Al, SUS, etc. of the electrode plate are not sputtered during plasma generation, and sputtered substances that cannot be removed by plasma cleaning are prevented. It will no longer be taken in by the deposits that have adhered to the inside of the processing chamber. Therefore, the amount of residue that becomes a source of dust generation after plasma cleaning is reduced, and dust generation can be prevented.

【００１０】0010

【実施例】以下この発明の一実施例を図１により説明す
る。なおガス吹出孔７部分を除き全体のプラズマ処理装
置は図２と同じ構造であるので説明は省略する。図１は
図３に対応する図で、上部電極板３にあけられたガス吹
出孔７は７ａ，７ｂのように中へいくに従って狭い形で
両面からテーパ状に形成され、アルミナの絶縁膜１３が
充分にガス吹出孔の内部まで被覆されるようにしている
。５は導通面で上電極２とＡｌ，ＳＵＳ等からなる上部
電極３材と電気的に導通している。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that the entire plasma processing apparatus has the same structure as that in FIG. 2 except for the gas blow-off hole 7 portion, so a description thereof will be omitted. FIG. 1 is a diagram corresponding to FIG. 3, in which the gas blowing holes 7 formed in the upper electrode plate 3 are formed in a tapered shape from both sides, narrowing toward the inside like 7a and 7b. The inside of the gas outlet is sufficiently covered. 5 is a conductive surface that is electrically connected to the upper electrode 2 and the upper electrode 3 made of Al, SUS, or the like.

【００１１】この装置を用いてプラズマ処理を行なうと
、上部電極３母材のＡｌ，ＳＵＳ等がプラズマに直接露
呈されないので、スパッタされることが少なくなり、前
述で説明したようにＡｌ，ＳＵＳ等のスパッタ物が処理
室内に付着した堆積物が取り込まれることがなくなり、
プラズマクリーニング後の発塵源となる残存物が少なく
なり、発塵が防止できる。When plasma processing is performed using this apparatus, the base material of the upper electrode 3 such as Al, SUS, etc. is not directly exposed to the plasma, so sputtering is reduced, and as explained above, the Al, SUS, etc. This prevents the deposits of sputtered matter from being taken into the processing chamber.
The amount of residue that becomes a source of dust generation after plasma cleaning is reduced, and dust generation can be prevented.

【００１２】なお上記実施例では、並行平板のプラズマ
エッチング装置について説明したが、スパッタ装置、プ
ラズマＣＶＤ装置にも適用できるのは当然である。[0012] In the above embodiment, a parallel plate plasma etching apparatus has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a sputtering apparatus and a plasma CVD apparatus.

【００１３】[0013]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、簡単な
構成にてプラズマクリーニング後の残存物を低減させる
ことができ、従って低発塵化が達成され、半導体デバイ
スの歩留りの向上に寄与し得る効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of residue after plasma cleaning with a simple configuration, thereby achieving low dust generation, which contributes to improving the yield of semiconductor devices. There is a potential effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】この発明の一実施例を示すもので、上部電極を
上電極に取付けた状態を示す部分拡大断面図である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a partially enlarged sectional view showing a state in which an upper electrode is attached to the upper electrode.

【図２】従来のプラズマ処理装置全体の概略的な断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the entire conventional plasma processing apparatus.

【図３】従来例における上部電極板を上電極に取付けた
状態を示す部分拡大断面図である。FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing a conventional example in which an upper electrode plate is attached to an upper electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１　　　　　　　　　　処理室２　　　　　　　　　　上電極３　　　　　　　　　　上部電極板７　　　　　　　　　　処理ガス吹出孔７ｂ，７ｃ　　
テーパ面８　　　　　　　　　　下電極９　　　　　　　　　　半導体ウエハ１３　　　　　　　　絶縁膜1 Processing chamber 2 Upper electrode 3 Upper electrode plate 7 Processing gas blow-off holes 7b, 7c
Tapered surface 8 Lower electrode 9 Semiconductor wafer 13 Insulating film

Claims (1)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]【請求項１】　　高真空が維持できる処理室内に、処理
ガス吹出孔を有する上部電極板と、基板を載置する下部
電極を備え、上記上部電極板には通電面を除いてアルミ
ナなどの絶縁膜を被覆するものにおいて、上記処理ガス
吹出孔の形状を上部電極板の両面からテーパー状に形成
し、吹出孔内面に真直面が小さい構造にしたことを特徴
とするプラズマ処理装置。Claim 1: A processing chamber capable of maintaining a high vacuum is provided with an upper electrode plate having a processing gas blow-off hole and a lower electrode on which a substrate is placed, and the upper electrode plate has an insulating material such as alumina, except for the current-carrying surface. A plasma processing apparatus for coating a film, characterized in that the processing gas blow-off hole is formed in a tapered shape from both sides of the upper electrode plate, so that the inner surface of the blow-off hole has a small surface.