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JP2007251223A - Plasma processing device - Google Patents

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JP2007251223A
JP2007251223A JP2007179897A JP2007179897A JP2007251223A JP 2007251223 A JP2007251223 A JP 2007251223A JP 2007179897 A JP2007179897 A JP 2007179897A JP 2007179897 A JP2007179897 A JP 2007179897A JP 2007251223 A JP2007251223 A JP 2007251223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing apparatus
plasma processing
plasma
gas
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007179897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taro Ikeda
太郎 池田
Yashiro Iizuka
八城 飯塚
Kaoru Yamamoto
薫 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2007179897A priority Critical patent/JP2007251223A/en
Publication of JP2007251223A publication Critical patent/JP2007251223A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing device having a high degree airtightness which can perform its initialization efficiently, and also to provide an initializing method thereof. <P>SOLUTION: The plasma processing device comprises a processing chamber for processing an object to be processed; a susceptor 153 (a mounting table) for mounting the object to be processed which is disposed in the processing chamber; a gas inlet for receiving a processing gas into the processing chamber; an antenna (a coil 157) for producing plasma in the chamber by exciting the processing gas; a dielectric wall; and a sealing member for airtightly sealing the dielectric wall and the processing chamber; wherein the sealing member is set in between the sealing surface of the dielectric wall and the sealing surface of the processing chamber, and a protruded portion 179 is formed on the upper and bottom surfaces of the sealing member. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はプラズマ処理装置およびその初期化方法にかかり,特に,プラズマ処理装置のクリーニング後や,他のプロセスを行う場合,あるいはパーティクル発生防止等のための,プラズマ処理装置の初期化が効率よく行えるプラズマ処理装置およびその初期化方法に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus and an initialization method thereof. In particular, the plasma processing apparatus can be efficiently initialized after cleaning the plasma processing apparatus, when performing another process, or for preventing particle generation. The present invention relates to a plasma processing apparatus and an initialization method thereof.

半導体装置の製造においては,昨今,高密度化および高集積化が進んでいる。このため,デザインルールが厳しくなり,例えば,ゲート配線パターンなどの線幅は一層小さくなり,下層の半導体デバイスと上層の配線層との接続部であるコンタクトホールでは高アスペクト比化が進んでいる。   In the manufacture of semiconductor devices, high density and high integration have recently been advanced. For this reason, the design rule becomes stricter, for example, the line width of a gate wiring pattern or the like is further reduced, and the contact hole that is a connection portion between the lower semiconductor device and the upper wiring layer is increasing in aspect ratio.

このように,厳しいデザインルールで設計された半導体装置の製造のためには,その製造工程の管理は重要である。例えばエッチングの工程においては,微細なパターンや高アスペクト比を有するコンタクトホールのエッチングを確実に行わなくてはならない。このため,エッチングレートを管理し,所望のパターンを確実に形成することが不可欠である。   Thus, management of the manufacturing process is important for manufacturing a semiconductor device designed with strict design rules. For example, in the etching process, contact holes having a fine pattern and a high aspect ratio must be reliably etched. For this reason, it is indispensable to control the etching rate and reliably form a desired pattern.

ところが,エッチングを行うプラズマ処理装置,特に誘導結合プラズマ(以下ICPという)により行われるプラズマ処理装置においては,例えば石英等からなるチャンバーに電位がかかっていないため,エッチングされた材料がチャンバー内壁等に異物として付着しやすい。このチャンバー内壁等に付着した異物は,エッチング時のプラズマ状態に影響を及ぼし,エッチングレートを変動させる要因になる。   However, in a plasma processing apparatus that performs etching, particularly a plasma processing apparatus that uses inductively coupled plasma (hereinafter referred to as ICP), no potential is applied to a chamber made of, for example, quartz. Easy to adhere as foreign matter. The foreign matter adhering to the inner wall of the chamber affects the plasma state during etching and causes the etching rate to fluctuate.

特に,半導体装置の進歩に伴う多様な要求に応えるため,種々のプロセスを行う場合がある。一例を挙げると,コンタクトホールにタングステン等の材料を埋め込む前に,コンタクトホール底部表面が酸化したり変質したりして生じた酸化膜(例えばSiO)をエッチングする必要がある。しかし,通常エッチングされる酸化膜以外の導電材料,例えばPoly−Si,W,WSi,CoSi等の材料をエッチングする場合には,その後再び酸化膜をエッチングするとメモリー効果と呼ばれる現象を引き起こす。 In particular, various processes may be performed in order to meet various requirements accompanying the progress of semiconductor devices. For example, before the contact hole is filled with a material such as tungsten, it is necessary to etch an oxide film (for example, SiO 2 ) generated by oxidizing or altering the bottom surface of the contact hole. However, when a conductive material other than the oxide film that is normally etched, such as Poly-Si, W, WSi, or CoSi, is etched, the oxide film is etched again to cause a phenomenon called a memory effect.

メモリー効果とは,次のような現象である。例えばCoSiなどの金属材料からなる膜をエッチングすると,エッチングされた物質が石英材からなるチャンバー内やその内壁などに付着し,プラズマ内に生成した電子やイオン等が付着物を介して接地されることによりプラズマが不安定となり,プラズマ状態に影響を受ける。よってその直後,酸化膜をターゲットとして同一条件でエッチングを行っても,プラズマが不安定になっているので,定常状態のエッチングレートにならないという現象である。つまり通常エッチングする膜以外のものをエッチングすると,通常チャンバー内やその内壁に付着するものとは異なる材料が付着し,これによりプラズマに対するインピーダンスが変化し,ひいてはプラズマ状態が影響を受け,メモリー効果が引き起こされることになる。   The memory effect is the following phenomenon. For example, when a film made of a metal material such as CoSi is etched, the etched substance adheres to a chamber made of quartz material or its inner wall, and electrons and ions generated in the plasma are grounded via the deposit. This makes the plasma unstable and is affected by the plasma state. Therefore, immediately after that, even if etching is performed under the same conditions using an oxide film as a target, the plasma is unstable, and the steady-state etching rate is not achieved. In other words, if something other than the film that is normally etched is etched, a material different from that normally deposited on the chamber and its inner wall will be deposited, which will change the impedance to the plasma, which in turn will affect the plasma state, resulting in a memory effect. Will be caused.

図18は,従来のプラズマ処理装置における,半導体ウェハ載置部10の一例を示す概略断面図である。図18に示すように,半導体ウェハ載置部10は,ガイドリング80およびサセプタ153aを有している。   FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an example of the semiconductor wafer mounting unit 10 in the conventional plasma processing apparatus. As shown in FIG. 18, the semiconductor wafer mounting part 10 has a guide ring 80 and a susceptor 153a.

サセプタ153aは,例えばAlNなどからなる。ガイドリング80は,例えばSiOなどの石英材からなり,サセプタ153aの外周を囲うような形状で,上面はサセプタ153aよりも上方に位置し,半導体ウェハ1の外周をガイドして的確な位置に載置できように構成される。 The susceptor 153a is made of, for example, AlN. The guide ring 80 is made of, for example, a quartz material such as SiO 2 and has a shape that surrounds the outer periphery of the susceptor 153a. It is configured so that it can be placed.

このような半導体ウェハ載置部10を有するプラズマ処理装置で,例えば,通常SiO膜の半導体ウェハのエッチングを行っている場合,途中で,Poly−Siで表面が覆われた半導体ウェハの表面のエッチングを行った後,続いて表面がSiOのウェハをエッチングした際,エッチングレートが低下する。この場合,例えばSiO膜の半導体ウェハを5枚(エッチング時間として例えば150秒相当)の処理を行わないと通常のエッチングレートに回復しないという事態が起こる。 In the plasma processing apparatus having the semiconductor wafer mounting portion 10 as described above, for example, when etching a semiconductor wafer of a normal SiO 2 film, the surface of the semiconductor wafer whose surface is covered with Poly-Si is halfway. After the etching, when the wafer having the SiO 2 surface is subsequently etched, the etching rate is lowered. In this case, for example, a situation occurs in which the normal etching rate is not restored unless the processing of five semiconductor wafers of SiO 2 film (equivalent to 150 seconds as an etching time) is performed.

これは,Poly−SiのSiが飛散しチャンバー内壁表面に付着したために減衰していたプラズマ状態が,SiO膜の半導体ウェハを数枚エッチングしたことによりチャンバー内部に再び酸化物がある程度堆積され,プラズマ状態が元の定常状態に戻るためと考えられる。 This is because the plasma state, which was attenuated because Poly-Si Si scattered and adhered to the inner wall surface of the chamber, was etched again to some extent inside the chamber by etching several semiconductor wafers of SiO 2 film, This is probably because the plasma state returns to the original steady state.

そこで,エッチングレートを定常状態に戻すためには,ダミーウェハを用いてのエッチングが行われる。しかしながら,ダミーウェハを用意するには,時間,労働力,および費用が不可欠であり,生産および作業効率を悪化させる点で好ましくない。   Therefore, in order to return the etching rate to a steady state, etching using a dummy wafer is performed. However, in order to prepare a dummy wafer, time, labor, and cost are indispensable, which is not preferable in terms of deteriorating production and work efficiency.

また,チャンバー内壁に付着した付着物は,例えばClFガスを用いたクリーニングではエッチング除去しづらく,また行ったとしても,装置が定常状態に復帰するためにはやはり,一定枚数のダミーウェハを用いたエッチングを行わなくてはならない。 In addition, the deposit attached to the inner wall of the chamber is difficult to remove by cleaning using, for example, ClF 3 gas. Even if it is performed, a certain number of dummy wafers are used to return the apparatus to a steady state. Etching must be done.

さらに,複数の半導体ウェハのエッチング処理を行った場合は,装置の稼動時間が長くなるので,チャンバーの内壁に付着した付着物が厚くなって膜応力により剥がれたり,処理ガス中のイオンおよびラジカルにより付着物が還元,侵食などストレスが付加されて剥がれたりすることにより,パーティクルとして発生することがある。   In addition, when multiple semiconductor wafers are etched, the operating time of the equipment becomes longer, so that the deposits attached to the inner wall of the chamber become thicker and peel off due to film stress, or due to ions and radicals in the processing gas. The deposits may be generated as particles when they are peeled off due to stress such as reduction or erosion.

このような場合にはやはり,表面が酸化膜で覆われたウェハをダミーウェハとしてプラズマ処理を行って,チャンバー内壁に酸化物を付着させるとパーティクルの発生が押さえられることもわかっている。しかしながら,この作業も,生産および作業効率の点から好ましくない。   In such a case, it is also known that the generation of particles can be suppressed by performing plasma treatment using a wafer whose surface is covered with an oxide film as a dummy wafer and depositing oxide on the inner wall of the chamber. However, this work is also not preferable from the viewpoint of production and work efficiency.

また,サセプタ153aの周囲に配されるガイドリング80は,上面はサセプタ153aよりも上方に位置するように構成されているため,ウェハの周囲においてプラズマが乱れる要因となり,成膜やエッチングなどのプラズマ処理の面内均一性を損なうという問題点もあった。   Further, since the guide ring 80 disposed around the susceptor 153a is configured such that the upper surface is positioned above the susceptor 153a, the plasma is disturbed around the wafer, and plasma such as film formation and etching is generated. There was also a problem that the in-plane uniformity of processing was impaired.

また,従来,誘電体壁,特にベルジャー型誘電体壁と処理室の間をシールするために,Oリングや,両面が平面に形成された平型またはL型のガスケットが使用されていた。   Conventionally, an O-ring or a flat or L-shaped gasket having both surfaces formed flat has been used to seal between a dielectric wall, in particular, a bell jar type dielectric wall and a processing chamber.

しかしながら,Oリングを使用した場合には,破損対策のためにOリングの接触面以外を保護する必要があった。また,平型またはL型のガスケットを使用した場合には,シール面に十分な面圧が確保できず,真空漏洩が生じやすいという問題点があった。   However, when an O-ring is used, it is necessary to protect other than the contact surface of the O-ring to prevent damage. In addition, when a flat or L-type gasket is used, there is a problem in that a sufficient surface pressure cannot be secured on the seal surface and vacuum leakage is likely to occur.

さらにまた,従来,処理室内に処理ガスを導入する際には,天井部に複数のガス導入孔が形成された構造,いわゆるシャワーヘッドを用いて天井部から導入を行っていた。   Furthermore, conventionally, when processing gas is introduced into the processing chamber, the gas is introduced from the ceiling using a so-called shower head having a structure in which a plurality of gas introduction holes are formed in the ceiling.

しかしながら,シャワーヘッド構造では,ウェハとガス導入孔との間隔が処理装置の構造に応じて制限され,またウェハ外周部のガス分布が変化するため,成膜やエッチングなどのプラズマ処理の面内均一性を損なうという問題があった。   However, in the showerhead structure, the distance between the wafer and the gas introduction hole is limited according to the structure of the processing apparatus, and the gas distribution on the outer periphery of the wafer changes, so that the plasma processing such as film formation and etching is uniform in the surface. There was a problem of impairing sex.

本発明は,従来のプラズマ処理装置およびその初期化方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的は,装置の立ち上げが効率よく行え,酸化膜以外の材料のエッチングを適宜行うことができ,パーティクル発生を防止することの可能な,新規かつ改良されたプラズマ処理装置およびその初期化方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems of the conventional plasma processing apparatus and its initialization method, and an object of the present invention is to efficiently start up the apparatus and to etch materials other than oxide films. It is an object of the present invention to provide a new and improved plasma processing apparatus and an initialization method thereof that can appropriately perform the above-described process and prevent generation of particles.

さらに,本発明の別の目的は,処理装置内における載置台など当該装置を構成する部材の材質組成に基づく金属汚染を防止することが可能な,新規かつ改良されたプラズマ処理装置を提供することである。   Furthermore, another object of the present invention is to provide a new and improved plasma processing apparatus capable of preventing metal contamination based on the material composition of members constituting the apparatus such as a mounting table in the processing apparatus. It is.

さらに,本発明の別の目的は,ウェハ上でガスの流れが均一となり,プラズマを処理面全面において均一に分布させることにより,成膜やエッチングなどのプラズマ処理の面内均一性を向上させることが可能な,新規かつ改良されたガス導入構造を有するプラズマ処理装置を提供することである。   Furthermore, another object of the present invention is to improve the in-plane uniformity of plasma processing such as film formation and etching by making the gas flow uniform on the wafer and uniformly distributing the plasma over the entire processing surface. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus having a new and improved gas introduction structure capable of achieving the above.

上記課題を解決するため,本発明によれば,誘電体壁を介して処理室内に誘導プラズマを励起するように構成されたプラズマ処理装置において,処理室内において被処理体を載置する載置台の少なくとも載置面を着脱自在に覆うことが可能な誘電体部材,例えば石英を備えるプラズマ処理装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to the present invention, in a plasma processing apparatus configured to excite induction plasma in a processing chamber through a dielectric wall, a mounting table for mounting a processing target in the processing chamber is provided. There is provided a plasma processing apparatus including a dielectric member, for example, quartz, capable of detachably covering at least a mounting surface.

かかる構成によれば,プラズマ処理装置において処理中にパーティクル発生等のトラブルが発生した際にチャンバー内をwet
cleaningなどの清掃を行った場合や定期的なメンテナンスをした場合等に,またエッチング対象物,例えばメタルエッチングから酸化膜エッチングへ移行する場合など別のプロセスへ移行する場合に,さらにはチャンバー内を初期状態に戻す場合など載置台上に配置する誘電体部材をプラズマ中にてエッチングすることで,ダミーウェハを用いずに効率よくプラズマ処理装置のチャンバー内を初期化することができると共に,載置台の載置面は誘電体部材でおおわれているので,たとえ載置台を構成する材料が金属等の不純物が含まれていても,チャンバー内や被処理体がこの金属に汚染されることを防止することができる。
According to such a configuration, when trouble such as generation of particles occurs during processing in the plasma processing apparatus, the inside of the chamber is wet.
When cleaning is performed or when periodic maintenance is performed, or when moving to another process, such as when shifting from an object to be etched, such as metal etching to oxide film etching, and further inside the chamber Etching the dielectric member placed on the mounting table in the plasma when returning to the initial state can efficiently initialize the chamber of the plasma processing apparatus without using a dummy wafer. Since the mounting surface is covered with a dielectric material, the chamber and the object to be processed are prevented from being contaminated by the metal even if the material constituting the mounting table contains impurities such as metal. Can do.

また,誘電体部材の載置面の周囲には,被処理体をガイドするガイドリングが形成されていてもよく,ガイドリングの表面は,前記被処理体の処理面よりも低い位置に形成されていてもよい。誘電体部材は,載置台の上部に被せることが可能な凹部状をなすことができる。さらに誘電体部材は,相互に分離可能な載置面部とガイドリング部とから成るアセンブリとして構成してもよい。   Further, a guide ring for guiding the object to be processed may be formed around the mounting surface of the dielectric member, and the surface of the guide ring is formed at a position lower than the processing surface of the object to be processed. It may be. The dielectric member can have a concave shape that can be placed on the top of the mounting table. Furthermore, the dielectric member may be configured as an assembly including a mounting surface portion and a guide ring portion that are separable from each other.

かかる構成によれば,被処理体および誘電体部材を的確に載置可能であり,また,プラズマを被処理体の処理面において均一化することが可能であるとともに,誘電体部材の製造および消耗時の交換が容易になる。   According to such a configuration, the object to be processed and the dielectric member can be accurately placed, the plasma can be made uniform on the processing surface of the object to be processed, and the manufacturing and consumption of the dielectric member can be performed. Time exchange becomes easy.

さらに本発明の別の観点によれば,誘電体壁,例えばベルジャー形状の誘電体壁を介して処理室内に誘導プラズマを励起するように構成されたプラズマ処理装置において,誘電体壁と処理室との間には,フッ素系エラストマー材料から成り,その両面に少なくとも一列の環状突起が形成された平型のガスケットが配されることを特徴とする,プラズマ処理装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, in a plasma processing apparatus configured to excite induction plasma in a processing chamber via a dielectric wall, for example, a bell jar-shaped dielectric wall, the dielectric wall, the processing chamber, A plasma processing apparatus is provided in which a flat gasket made of a fluorine-based elastomer material and having at least one row of annular protrusions formed on both sides thereof is disposed between the two.

かかる構成によれば,シール面全体を保護することが可能であると共に,適切な面圧を確保することが可能なので,より気密性の高いプラズマ処理装置を提供することが可能となる。   According to such a configuration, it is possible to protect the entire sealing surface and to secure an appropriate surface pressure, and thus it is possible to provide a plasma processing apparatus with higher airtightness.

さらに,本発明の別の観点によれば,処理室内に配された被処理体に対してプラズマ処理を施すように構成されたプラズマ処理装置において,処理室の側壁と天井部との間には,処理室の上方に向かって開孔する複数のガス噴出孔を備えたガス導入リングが配されることを特徴とする,プラズマ処理装置が提供される。   Further, according to another aspect of the present invention, in a plasma processing apparatus configured to perform plasma processing on an object to be processed disposed in a processing chamber, a gap between a sidewall of the processing chamber and a ceiling portion is provided. A plasma processing apparatus is provided, characterized in that a gas introduction ring having a plurality of gas ejection holes opened toward the upper side of the processing chamber is disposed.

ガス噴出孔は,上向きのテーパ面に開孔していてもよく,ガス噴出孔は,処理室の一点に向けて開孔していてもよい。また,プラズマ処理装置は,ベルジャー型誘電体壁を介して処理室内に誘導プラズマを励起するものであり,天井部は,ベルジャー型誘電体壁であってもよい。   The gas ejection hole may be opened in an upward tapered surface, and the gas ejection hole may be opened toward one point of the processing chamber. The plasma processing apparatus excites inductive plasma in the processing chamber via a bell jar type dielectric wall, and the ceiling portion may be a bell jar type dielectric wall.

かかる構成によれば,処理室の側面から,処理室の所定位置,例えば中央部に向けて均一にガスを噴出することが可能となる。その結果,ガスの流れがウェハ上で均一となり,プラズマも均一に生成され,成膜やエッチングなどのプラズマ処理の面内均一性を向上させることができる。   According to such a configuration, gas can be uniformly ejected from a side surface of the processing chamber toward a predetermined position of the processing chamber, for example, a central portion. As a result, the gas flow becomes uniform on the wafer, the plasma is also generated uniformly, and the in-plane uniformity of plasma processing such as film formation and etching can be improved.

さらに,誘電体壁を介して処理室内に誘導プラズマを励起するように構成され,処理室内において被処理体を載置する載置台の少なくとも載置面を着脱自在に覆うことが可能な誘電体部材を備えたプラズマ処理装置の初期化方法であって,プラズマ処理装置の初期化時には,誘電体部材を露出させた状態で,所定時間にわたり,処理室内にプラズマを励起して,プラズマを安定して生成させることができるプラズマ処理装置の初期化方法が提供される。このプラズマ処理装置の初期化は,他のプロセスへの移行時,プラズマ処理装置の立ち上げ時またはパーティクル発生時に行われる。初期化の際,処理室内にはArガスのプラズマを励起して,プラズマが安定して生成されるようにしてもよい。   Furthermore, the dielectric member is configured to excite induction plasma in the processing chamber through the dielectric wall, and can detachably cover at least the mounting surface of the mounting table on which the target object is mounted in the processing chamber. An initialization method for a plasma processing apparatus comprising a plasma processing apparatus, wherein the plasma processing apparatus is stabilized by exciting the plasma in the processing chamber for a predetermined time with the dielectric member exposed. An initialization method of a plasma processing apparatus that can be generated is provided. The initialization of the plasma processing apparatus is performed when shifting to another process, when starting up the plasma processing apparatus, or when particles are generated. At the time of initialization, Ar gas plasma may be excited in the processing chamber so that the plasma is stably generated.

上記方法によれば,プラズマ処理装置の初期化を,稼働率の点で効率良く行うことができ,パーティクル発生防止にも効果があることから,信頼性の高いプロセスが可能になる。   According to the above method, the initialization of the plasma processing apparatus can be performed efficiently in terms of the operating rate, and since it is effective in preventing the generation of particles, a highly reliable process is possible.

以上説明したように,本発明によれば,装置の立ち上げ,および他のプロセスへの移行が効率的に行え,パーティクル発生を防止することの可能な,新規かつ改良されたプラズマ処理装置およびその初期化方法が提供できる。   As described above, according to the present invention, a new and improved plasma processing apparatus capable of efficiently starting up the apparatus and shifting to another process and preventing the generation of particles, and its An initialization method can be provided.

以下に添付図面を参照しながら,本発明にかかるプラズマ処理装置およびその初期化方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of a plasma processing apparatus and an initialization method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1の実施の形態)
図1は,本発明の第1の実施形態にかかるプラズマ処理装置を示す概観図である。図1に示すように,プラズマ処理装置150は,半導体ウェハ上の酸化膜やその他材料の膜を除去するエッチング装置であり,誘導結合プラズマ(ICP)方式を採用することができる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 150 is an etching apparatus that removes an oxide film or other material film on a semiconductor wafer, and can employ an inductively coupled plasma (ICP) system.

この装置150は,略円筒状のチャンバー151,および略円筒状のベルジャー152を有している。ベルジャー152は,チャンバー151の上方に,後述するガスケット179を介して,気密に設けられている。ベルジャー152は,例えば石英やセラミックス材料等の誘電体材料で形成されている。   The apparatus 150 includes a substantially cylindrical chamber 151 and a substantially cylindrical bell jar 152. The bell jar 152 is airtightly provided above the chamber 151 via a gasket 179 described later. The bell jar 152 is made of a dielectric material such as quartz or a ceramic material.

チャンバー151内には,サセプタ153が備えられている。サセプタ153は,被処理体である半導体ウェハ(以下単にウェハという)1を水平に支持するためのものである。サセプタ153の上面には,本実施の形態にかかる誘電体部材180が配されているが,その詳細な構造については,後述する。なお,誘電体部材180はサセプタ153により支持されているが,より確実に支持するため図1に示すようにチャンバー151の底面から起立したシャフト184を設けて誘電体部材180を支持させるようにしてもよい。このシャフト184は1つでもよいし,また複数設けてもよい。例えば誘電体部材180のサセプタ153より外側に張出した部分を支持するシャフト184を3本又は4本設け,各シャフト184をそれぞれ誘電体部材180の周方向に等間隔に配置してもよい。   A susceptor 153 is provided in the chamber 151. The susceptor 153 is for horizontally supporting a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) 1 as an object to be processed. A dielectric member 180 according to the present embodiment is disposed on the upper surface of the susceptor 153, and the detailed structure thereof will be described later. The dielectric member 180 is supported by the susceptor 153. However, in order to support the dielectric member 180 more reliably, a shaft 184 standing from the bottom surface of the chamber 151 is provided to support the dielectric member 180 as shown in FIG. Also good. There may be one shaft 184 or a plurality of shafts. For example, three or four shafts 184 that support a portion of the dielectric member 180 that protrudes outward from the susceptor 153 may be provided, and the shafts 184 may be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the dielectric member 180.

支持部材154は,略円筒形状をなし,サセプタ153を支持している。ヒータ156はウェハ1を加熱するために,サセプタ153内に埋設されている。電源175は,電源接続線177を介してヒータ156に電力を供給する。   The support member 154 has a substantially cylindrical shape and supports the susceptor 153. The heater 156 is embedded in the susceptor 153 to heat the wafer 1. The power source 175 supplies power to the heater 156 via the power connection line 177.

コイル157は,アンテナ部材としてベルジャー152の周囲に巻回されている。高周波電源158は,整合器159を介して,コイル157に接続されている。高周波電源158は,例えば450kHz〜60MHz(好ましくは450kHz〜13.56MHz)の周波数を有する高周波電力を発生可能である。   The coil 157 is wound around the bell jar 152 as an antenna member. The high frequency power source 158 is connected to the coil 157 via the matching unit 159. The high frequency power source 158 can generate high frequency power having a frequency of, for example, 450 kHz to 60 MHz (preferably 450 kHz to 13.56 MHz).

ここで,ベルジャー152上部の構成について説明する。図3は,ベルジャー152上部の構成を示す概略断面図,図4は,図3に示すP部分の拡大図である。この図3に示すように,ベルジャー152外部の上部には,サセプタ153に対する対向電極201が設けられている。対向電極201は,Al等により形成され,ベルジャー152との間に,中心部に配置されるベルジャー152との緩衝防止用のキャップ203,スペーサリング205を介して設けられている。キャップ203,スペーサリング205はテフロン(登録商標)などの樹脂で形成され,ベルジャー152を密閉するように押えている。   Here, the configuration of the upper part of the bell jar 152 will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the upper portion of the bell jar 152, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion P shown in FIG. As shown in FIG. 3, a counter electrode 201 with respect to the susceptor 153 is provided at an upper portion outside the bell jar 152. The counter electrode 201 is made of Al or the like, and is provided between the bell jar 152 via a cap 203 and a spacer ring 205 for preventing buffering with the bell jar 152 disposed in the center. The cap 203 and the spacer ring 205 are made of a resin such as Teflon (registered trademark) and press the bell jar 152 so as to be sealed.

対向電極201は,その上部に設けられたAl製のカバー207に接続され,更にカバー207は,ベルジャー152側面を覆うAl製のシースカバー209に接続されている。対向電極201は,カバー207,シースカバー209を介して接地されている。   The counter electrode 201 is connected to an Al cover 207 provided thereon, and the cover 207 is further connected to an Al sheath cover 209 that covers the side surface of the bell jar 152. The counter electrode 201 is grounded through a cover 207 and a sheath cover 209.

カバー207の更に上方には,整合器159が設けられており,図3のP部分を介してコイル157と電気的に接続されている。図4に示すように,P部分は,整合器159と接続された電極211,電極211に接続された電極213,電極213に接続された電極215,及び電極215にネジ219により接続された電極217を有し,各電極は取外しが可能となっている。さらに電極217は,クリップ221に接続され,クリップ221がコイル157を狭持することで,整合器159とコイル157が電気的に接続される。   A matching unit 159 is provided further above the cover 207, and is electrically connected to the coil 157 via a portion P in FIG. As shown in FIG. 4, the P portion includes an electrode 211 connected to the matching unit 159, an electrode 213 connected to the electrode 211, an electrode 215 connected to the electrode 213, and an electrode connected to the electrode 215 by a screw 219. 217, each electrode can be removed. Further, the electrode 217 is connected to the clip 221, and the clip 221 pinches the coil 157, whereby the matching unit 159 and the coil 157 are electrically connected.

クリップ221は,電極217とコイル157とを電気的に接続させる機能を有すればよく,図5に示したように,接続部223をネジ225によりコイル157に接続するようにしてもよい。電極213,215は,銅に銀をコートしたものなどが用いられる。電極213,215の外側は,アミド系樹脂などの耐熱樹脂で形成されたカバー227で被覆され,さらにAl製のカバー229で覆われている。上記のように,高周波電源158から整合器159を介してコイル157に高周波電力を供給することにより,ベルジャー152内に誘導電磁界が形成される。   The clip 221 only needs to have a function of electrically connecting the electrode 217 and the coil 157, and the connecting portion 223 may be connected to the coil 157 with a screw 225 as shown in FIG. 5. As the electrodes 213 and 215, copper coated with silver or the like is used. The outside of the electrodes 213 and 215 is covered with a cover 227 made of a heat-resistant resin such as an amide resin, and further covered with an Al cover 229. As described above, an induction electromagnetic field is formed in the bell jar 152 by supplying high-frequency power from the high-frequency power source 158 to the coil 157 via the matching unit 159.

ガス供給機構160は,半導体ウェハ表面をエッチングするためのArを供給するAr供給源161,および金属材料の酸化物を還元するためのHを供給するH供給源162を有している。ガスライン163および164は,各々ガス供給源161および162に接続されている。バルブ165,178,およびマスフローコントローラ166が各ラインに設けられている。 Gas supply mechanism 160 includes of H 2 supply source 162 for supplying of H 2 for reducing an oxide of Ar supply source 161, and the metal material supplying Ar for etching a semiconductor wafer surface. The gas lines 163 and 164 are connected to gas supply sources 161 and 162, respectively. Valves 165 and 178 and a mass flow controller 166 are provided in each line.

ガス導入リング167は,ベルジャー152とチャンバー151側壁の天井部との間に環状に設けられ,矢印に示す方向,すなわちベルジャー152内の空間部155の中央部(α点)に向けて処理ガスを噴出可能であり,チャンバー151側壁の上部にボルト等によりガスケット179を介して気密に固定されている。そして,ガス導入リング167の内周側壁面には,空間部155の略中央部に向けて処理ガスを噴出する複数のガス導入孔167aが形成されている。このガス導入孔167aは,ベルジャー152の外側に配置する誘導コイルの巻数(コイルの高さ)の1/2の位置で空間部155の中央部に向かって処理ガスを噴出させる角度に配置されている。またガス導入孔167aは等間隔に配置しているので,ベルジャー152の空間部155内に均一に処理ガスを噴出することができる。
なお,このガス導入孔167aは,これに限られず,装置の大きさに応じて均一な流れを形成するように個数や噴出均等角度が調整される。本実施の形態では,20個形成されている。またガス導入孔167aの噴出均等角度は,成形角度により任意にすることができ,空間部155の中央部,すなわち半導体ウェハ上部に向けた角度(固定)としてもよい。
The gas introduction ring 167 is provided in an annular shape between the bell jar 152 and the ceiling portion of the side wall of the chamber 151, and the process gas is directed in the direction indicated by the arrow, that is, toward the center (α point) of the space 155 in the bell jar 152. It can be ejected and is airtightly fixed to the upper part of the side wall of the chamber 151 by a bolt or the like via a gasket 179. A plurality of gas introduction holes 167 a are formed in the inner peripheral side wall surface of the gas introduction ring 167 to eject process gas toward the substantially central portion of the space portion 155. The gas introduction hole 167a is disposed at an angle at which the processing gas is ejected toward the central portion of the space portion 155 at a position half the number of turns of the induction coil (coil height) disposed outside the bell jar 152. Yes. Further, since the gas introduction holes 167a are arranged at equal intervals, the processing gas can be ejected uniformly into the space portion 155 of the bell jar 152.
The number of the gas introduction holes 167a is not limited to this, and the number and the ejection uniform angle are adjusted so as to form a uniform flow according to the size of the apparatus. In this embodiment, 20 are formed. Further, the uniform ejection angle of the gas introduction hole 167a can be set arbitrarily according to the molding angle, and may be an angle (fixed) toward the central portion of the space portion 155, that is, the upper portion of the semiconductor wafer.

図6にも示すように,ガス導入リング167には環状に形成された溝167bと連通するガス通路167dが設けられ,このガス通路167dにはガスライン163および164が接続されている。ガスライン163および164からのガスはガス通路167dを介してガス導入リング167内に注入され,ガス導入孔167aを介してエッチングガスが空間部155中央に向け導入される。   As shown in FIG. 6, the gas introduction ring 167 is provided with a gas passage 167d communicating with an annular groove 167b, and gas lines 163 and 164 are connected to the gas passage 167d. Gases from the gas lines 163 and 164 are injected into the gas introduction ring 167 via the gas passage 167d, and an etching gas is introduced toward the center of the space 155 via the gas introduction hole 167a.

ガス導入リング167は,図6に示すように,空間部155側の側面167cを垂直に形成し,その垂直面である側面167cにガス導入孔167aを開孔させるように構成することができる。ただし,かかる構成の場合には,孔上部から噴出するガス流Aと,孔下部から噴出するガス流Bとの間に速度差が生じるため,ガス導入孔167aから処理ガスが噴出した際に,ガス導入孔167aの出口付近で乱流(渦巻流)が形成されることなどから,空間部155内に均一にガスを導入することができない。   As shown in FIG. 6, the gas introduction ring 167 can be configured such that the side surface 167c on the space 155 side is formed vertically and the gas introduction hole 167a is opened in the side surface 167c which is the vertical surface. However, in such a configuration, a speed difference is generated between the gas flow A ejected from the upper portion of the hole and the gas flow B ejected from the lower portion of the hole. Therefore, when the processing gas is ejected from the gas introduction hole 167a, Since a turbulent flow (spiral flow) is formed near the outlet of the gas introduction hole 167a, the gas cannot be uniformly introduced into the space portion 155.

そこで,図7に示すように,ガス導入リング167の空間部155側の側面167cにテーパ面167fを形成し,このテーパ面167fに対して,上向きに形成されたガス導入孔167aが略垂直に開孔し,さらにガス導入孔167aの方向は誘導コイルの巻数(コイルの高さ)の1/2の高さ位置になるように角度調整可能に構成することにより,孔上部から噴出するガス流Aと,孔下部から噴出するガス流Bとの間の速度差を軽減し,チャンバー内にガスを均一に導入することが可能となる。また,ガス導入孔167aの,空間部155側の出口付近は,出口167gのように面取りされ,ガス噴出時の抵抗を軽減するように構成することが好ましい。   Accordingly, as shown in FIG. 7, a tapered surface 167f is formed on the side surface 167c of the gas introduction ring 167 on the space 155 side, and the gas introduction hole 167a formed upward with respect to the tapered surface 167f is substantially perpendicular. The gas flow is ejected from the upper part of the hole by opening the hole and further adjusting the angle so that the direction of the gas introduction hole 167a is half the number of turns of the induction coil (coil height). The difference in velocity between A and the gas flow B ejected from the lower part of the hole can be reduced, and the gas can be uniformly introduced into the chamber. Further, the vicinity of the outlet of the gas introduction hole 167a on the space 155 side is preferably chamfered like the outlet 167g so as to reduce the resistance at the time of gas ejection.

次に,図8を参照しながら,ガス導入リング167内の溝167bにガスを導入するためのガス通路167dの構成について説明する。図8は,ガス通路167dの構成を示す図であり,同図(a)は,上方からの概観図,同図(b)は同図(a)のQ方向からの概観図,同図(c)は,同図(a)のR−R断面の概観図である。   Next, the configuration of the gas passage 167d for introducing gas into the groove 167b in the gas introduction ring 167 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the gas passage 167d, in which FIG. 8A is an overview from above, FIG. 8B is an overview from the Q direction of FIG. c) is a schematic view of the RR cross section of FIG.

図8に示すように,ガス導入リング167には,内部の溝167bにガスを導入するガス通路167dが設けられている。ガス導入リング167の外側には,図8(b)に示すように,ガス通路167dの入口が設けられている。ガス通路167dと溝167bとの接続部の上部には,同図(a),(c)に示すように横穴167hが設けられ,ガス通路167dと溝167bとの接続部の溝167b側壁は塞がれ,ガス通路167dから導入されるガスは横穴167hを通過して溝167bに導入されるように構成されている。この構成により,ガスは溝167bの周方向に流れやすくなり,ガス導入リング167に複数のガス導入孔167aが形成されている場合に,空間部155に向けて噴出されるガスをより均一にする効果がある。   As shown in FIG. 8, the gas introduction ring 167 is provided with a gas passage 167d for introducing gas into the internal groove 167b. As shown in FIG. 8B, an inlet of a gas passage 167d is provided outside the gas introduction ring 167. A horizontal hole 167h is provided in the upper part of the connection portion between the gas passage 167d and the groove 167b, and the side wall of the groove 167b at the connection portion between the gas passage 167d and the groove 167b is closed. The gas introduced from the gas passage 167d passes through the lateral hole 167h and is introduced into the groove 167b. With this configuration, gas easily flows in the circumferential direction of the groove 167b, and when a plurality of gas introduction holes 167a are formed in the gas introduction ring 167, the gas ejected toward the space portion 155 is made more uniform. effective.

また,チャンバー151側壁とベルジャー152側壁との接続部には,真空度を保つため,ガスケット179を介して気密に接続されている。図9は,本発明の一実施形態にかかるガスケットの断面図である。図9に示すようにガスケット179は,ベルジャー152のシール面とガス導入リング167の上部のシール面との間に介して設けられている。これにより気密性が維持され,さらにはベルジャー152のシール面を保護し破損を防止できる。また,このガスケット179は,さらに気密性維持の向上を目的として例えばフッ素系エラストマー材料から構成してもよく,リング形状をなすガスケットの上下面に,半円の山または甲山状の突起179a,179bを成形した形状としてもよい。なお,ガスケット179の下面には上記突起179aがなくてもよく,またガスケット179の上面は突起179aを2個など複数設けてもよい。   Further, the connecting portion between the side wall of the chamber 151 and the side wall of the bell jar 152 is airtightly connected through a gasket 179 in order to maintain the degree of vacuum. FIG. 9 is a cross-sectional view of a gasket according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the gasket 179 is provided between the sealing surface of the bell jar 152 and the sealing surface of the upper portion of the gas introduction ring 167. Thereby, airtightness is maintained, and further, the sealing surface of the bell jar 152 can be protected and damage can be prevented. Further, the gasket 179 may be made of, for example, a fluorine-based elastomer material for the purpose of maintaining airtightness. A semicircular mountain or a mountain-shaped projection 179a, 179b is formed on the upper and lower surfaces of the ring-shaped gasket. It is good also as the shape which shape | molded. The lower surface of the gasket 179 may not have the protrusion 179a, and the upper surface of the gasket 179 may have a plurality of protrusions 179a.

真空ポンプを含む排気装置169は,排気管168に接続されている。チャンバー151の底壁の一部は開口しており,この開口部には凹状の排気部182が気密に接続されている。上記排気管168は,排気部182の側面開口部に接続されている。上記排気部182の底部には,サセプタ153を支持する支持部材154が設けられている。そして排気装置169を作動させてチャンバー151およびベルジャー152の内部を排気部182,排気管168を介して所定の真空度に減圧することができる。   An exhaust device 169 including a vacuum pump is connected to the exhaust pipe 168. A part of the bottom wall of the chamber 151 is open, and a concave exhaust part 182 is airtightly connected to the opening. The exhaust pipe 168 is connected to the side opening of the exhaust part 182. A support member 154 for supporting the susceptor 153 is provided at the bottom of the exhaust part 182. Then, the exhaust device 169 can be operated to depressurize the interior of the chamber 151 and the bell jar 152 to a predetermined degree of vacuum via the exhaust unit 182 and the exhaust pipe 168.

また,ゲートバルブ170が,チャンバー151の側壁に設けられている。ウェハ1は,このゲートバルブ170を開にした状態で,隣接するロードロック室(図示せず)との間で搬送されるようになっている。また,サセプタ153に埋設されている電極173は,整合器172を介して,高周波電源171に接続されており,バイアス印加が可能となっている。   A gate valve 170 is provided on the side wall of the chamber 151. The wafer 1 is transferred between adjacent load lock chambers (not shown) with the gate valve 170 open. Further, the electrode 173 embedded in the susceptor 153 is connected to the high frequency power source 171 via the matching unit 172 so that a bias can be applied.

このように構成されるプラズマ処理装置における処理動作を説明する。まず,ゲートバルブ170を開にして,チャンバー151内にウェハ1を挿入し,リフターピン駆動機構181が有するリフターピン昇降駆動部181bによってリフターピン181aが上昇し,このリフターピン181aでウェハ1を受け取った後,リフターピン181aが下降して,サセプタ153上にウェハ1を載置する。その後,ゲートバルブ170を閉じ,排気装置169により,チャンバー151およびベルジャー152を排気して所定の減圧状態にする。引き続き,Ar供給源161およびH供給源162からチャンバー151内にArガスおよびHガスを供給しつつ,高周波電源158からコイル157に高周波電力を供給してベルジャー152内の空間部155に誘導電磁界を形成する。 A processing operation in the plasma processing apparatus configured as described above will be described. First, the gate valve 170 is opened, the wafer 1 is inserted into the chamber 151, and the lifter pin lifting / lowering drive unit 181b of the lifter pin drive mechanism 181 raises the lifter pin 181a, and the lifter pin 181a receives the wafer 1. After that, the lifter pins 181 a are lowered to place the wafer 1 on the susceptor 153. Thereafter, the gate valve 170 is closed, and the exhaust device 169 exhausts the chamber 151 and the bell jar 152 to a predetermined reduced pressure state. Subsequently, while supplying Ar gas and H 2 gas from the Ar supply source 161 and H 2 supply source 162 into the chamber 151, high-frequency power is supplied from the high-frequency power source 158 to the coil 157 and guided to the space 155 in the bell jar 152. Create an electromagnetic field.

この誘導電磁界によりベルジャー152内の空間部155にプラズマが生成され,このプラズマによりウェハ1の表面の例えば酸化膜がエッチング除去される。例えばHガス使用した場合など,必要に応じてヒータ156に電源175から電力を供給し,加熱してもよい。また高周波電源171からサセプタ153にバイアス電圧を印加してもよい。 Plasma is generated in the space 155 in the bell jar 152 by this induction electromagnetic field, and for example, an oxide film on the surface of the wafer 1 is removed by etching. For example, when H 2 gas is used, the heater 156 may be heated by supplying power from the power source 175 as necessary. A bias voltage may be applied from the high frequency power source 171 to the susceptor 153.

この際の処理条件の一例を挙げると,たとえば圧力が0.1〜13.3Pa,好ましくは0.1〜2.7Pa,ウェハ温度が100〜500℃,ガス流量が,Arは0.001〜0.03L/min好ましくは0.005〜0.015L/min,Hは0〜0.06L/min好ましくは0〜0.03L/min,プラズマ処理装置150の高周波電源158の周波数が450kHz〜60MHz好ましくは450kHz〜13.56MHz,バイアス電圧が−20〜−200V(0〜500W)である。このような条件のプラズマにより30秒程度処理することにより,例えば酸化膜としてSiOが1〜10nm程度除去される。 An example of processing conditions at this time is, for example, a pressure of 0.1 to 13.3 Pa, preferably 0.1 to 2.7 Pa, a wafer temperature of 100 to 500 ° C., a gas flow rate of Ar of 0.001 to 0.03 L / min, preferably 0.005 to 0.015 L / min, H 2 is 0 to 0.06 L / min, preferably 0 to 0.03 L / min, and the frequency of the high frequency power source 158 of the plasma processing apparatus 150 is 450 kHz to 60 MHz, preferably 450 kHz to 13.56 MHz, and a bias voltage of −20 to −200 V (0 to 500 W). By processing for about 30 seconds with the plasma under such conditions, for example, about 2 to 10 nm of SiO 2 is removed as an oxide film.

図2は,第1の実施の形態にかかる半導体ウェハ載置部100を示す概略断面図である。図2に示すように,半導体ウェハ載置部100は,サセプタ153および誘電体部材180を有している。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor wafer mounting part 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the semiconductor wafer mounting unit 100 includes a susceptor 153 and a dielectric member 180.

サセプタ153は,例えばAlN,Al,SiC材などからなる。誘電体部材180は,例えばSiO,Al,AlN,またはSiなどプラズマ処理時に誘電を維持される材料からなる。このサセプタ153には誘電体部材180が載置できるようになっている。本実施の形態における誘電体部材180は1例として石英を用いている。 The susceptor 153 is made of, for example, AlN, Al 2 O 3 , SiC material, or the like. The dielectric member 180 is made of a material that maintains the dielectric during plasma processing, such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN, or Si 3 N 4 . A dielectric member 180 can be placed on the susceptor 153. As an example, the dielectric member 180 in the present embodiment uses quartz.

サセプタ153の上面部分の誘電体部材180は,厚さt1となっており,薄すぎると加工が難しく,耐久性に劣り,厚いものはコストがかかる点を考慮して例えば0.5〜5mm程度,好ましくは0.5〜1mmとすることができる。   The dielectric member 180 on the upper surface portion of the susceptor 153 has a thickness t1, which is difficult to process if it is too thin, inferior in durability, and expensive if it is thick, for example, about 0.5 to 5 mm. , Preferably 0.5 to 1 mm.

サセプタ153の外周部分を覆う誘電体部材180の上面中央部には下側に凹となる段差t2が設けられており,ウェハ1の外周をガイドして的確な位置に載置できるように構成されている。段差t2はウェハ1の厚さが約0.7mm程度であるので,例えば,0.5〜3mm程度,好ましくは1〜3mmで,より好ましくはウェハのレベルと同レベルがよい。   At the center of the upper surface of the dielectric member 180 that covers the outer peripheral portion of the susceptor 153, a step t2 that is concave on the lower side is provided, so that the outer periphery of the wafer 1 can be guided and placed at a precise position. ing. Since the thickness of the wafer 1 is about 0.7 mm, the level difference t2 is, for example, about 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 3 mm, and more preferably the same level as the wafer level.

また,上記誘電体部材180は,サセプタ153よりも外径が大きく形成され,サセプタ153に載置したときに,サセプタ153よりも外側にはみ出す外縁部180aが設けられている。また,誘電体部材180は,その中央部に下側に凸となる凸部180nが形成されており,サセプタ153に設けられた上側に凹となる凹部153nに収るようになっている。   The dielectric member 180 has an outer diameter larger than that of the susceptor 153, and is provided with an outer edge portion 180 a that protrudes outward from the susceptor 153 when placed on the susceptor 153. In addition, the dielectric member 180 has a convex portion 180 n that protrudes downward at the center thereof, and is accommodated in a concave portion 153 n that is concave on the upper side provided in the susceptor 153.

具体的には例えばサセプタ153の凹部153nは図2に示すような座ぐりとし,このサセプタ153の凹部153nに誘電体部材180の凸部180nが当接し,サセプタ153の縁部の上面に誘電体部材180の外縁部180aの下面が当接するようにしてもよい。これにより,誘電体部材180は,サセプタ153からずれ落ちることなく,サセプタ153上に安定的に載置することができる。   Specifically, for example, the concave portion 153n of the susceptor 153 is a spot facing as shown in FIG. 2, the convex portion 180n of the dielectric member 180 abuts on the concave portion 153n of the susceptor 153, and the dielectric material is formed on the upper surface of the edge portion of the susceptor 153. You may make it the lower surface of the outer edge part 180a of the member 180 contact | abut. As a result, the dielectric member 180 can be stably placed on the susceptor 153 without falling off the susceptor 153.

このような半導体ウェハ載置部100を有するプラズマ処理装置150においては,メモリー効果に対する初期化,あるいはパーティクル発生防止のために,従来はダミーウェハを用いてプラズマ処理を行っていた。その替わりに,例えばウェハ1の搬出入の間に,ウェハ1を載置しない状態で誘電体部材180のエッチングを行う。これをアフタープロセス処理と名づける。   In the plasma processing apparatus 150 having such a semiconductor wafer mounting unit 100, plasma processing is conventionally performed using a dummy wafer in order to initialize the memory effect or prevent the generation of particles. Instead, for example, while the wafer 1 is being carried in and out, the dielectric member 180 is etched without placing the wafer 1 thereon. This is called after-process processing.

実際には,ICP用の高周波電源158の出力が200〜1000W(好ましくは200〜700W),バイアス電圧用の電源171の出力が100〜500W(好ましくは400W)でその周波数が13.56MHz,圧力約0.1〜1.33Pa(好ましくは0.67Pa)で,Arガスのみを用いることが好ましく,そのArガスの流量は0.001〜0.06L/min(好ましくは0.001〜0.03L/min,あるいは0.038L/min)サセプタ温度は−20〜500℃,好ましくは200℃である(ArガスとHガスの混合ガスを用いる場合にはサセプタ温度は500℃である)。また処理時間は5〜30secで,例えば10sec程度が好ましい。このような処理条件で誘電体部材をエッチングしてベルジャー内壁面に誘電体部材を付着させることでメモり効果及びパーティクルの発生を防止することができる。 Actually, the output of the high frequency power source 158 for ICP is 200 to 1000 W (preferably 200 to 700 W), the output of the power source 171 for bias voltage is 100 to 500 W (preferably 400 W), its frequency is 13.56 MHz, pressure It is preferable to use only Ar gas at about 0.1 to 1.33 Pa (preferably 0.67 Pa), and the flow rate of Ar gas is 0.001 to 0.06 L / min (preferably 0.001 to 0.003). (03 L / min, or 0.038 L / min) The susceptor temperature is -20 to 500 ° C., preferably 200 ° C. (when using a mixed gas of Ar gas and H 2 gas, the susceptor temperature is 500 ° C.). The processing time is 5 to 30 seconds, for example, about 10 seconds is preferable. By etching the dielectric member under such processing conditions and attaching the dielectric member to the inner wall surface of the bell jar, the memory effect and the generation of particles can be prevented.

ここで,パーティクル発生のメカニズム及びメモリー効果について,図10,11,12,13を参照しながら説明する。図10は,SEM−EDX(エネルギー分散型X線分光器付走査型電子顕微鏡)による元素組成分析図,図11は,パーティクル発生の概念図,図12,13は,メモリー効果によるエッチング量の変動を示す図である。   Here, the particle generation mechanism and the memory effect will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an element composition analysis diagram by SEM-EDX (scanning electron microscope with energy dispersive X-ray spectrometer), FIG. 11 is a conceptual diagram of particle generation, and FIGS. 12 and 13 are fluctuations in etching amount due to the memory effect. FIG.

図10(a)(b)(c)は,それぞれSi,ベルジャー152側壁堆積物,SiOの元素組成分析図である。図10に示すように,Si,ベルジャー152側壁堆積物,SiOから検出されたSi元素:O元素の比はそれぞれ,100:0,49:46,34:66である。よって,ベルジャー152側壁堆積物は,Si元素とO元素とが約1:1に含まれることから,SiOであると推測される。 FIGS. 10A, 10B, and 10C are elemental composition analysis diagrams of Si, bell jar 152 sidewall deposits, and SiO 2 , respectively. As shown in FIG. 10, the ratios of Si element: O element detected from Si, the bell jar 152 side wall deposit, and SiO 2 are 100: 0, 49:46, and 34:66, respectively. Therefore, the deposit on the side wall of the bell jar 152 is presumed to be SiO because the Si element and the O element are contained in about 1: 1.

SiOがベルジャー152側壁に堆積するのは,図11(a)に示すように,ベルジャー152内の空間155に,エッチングされたSiOが存在する場合,処理ガス中の水素ガスがプラズマより解離して生ずるHにより還元され,SiOとなるためと考えられる。 SiO is deposited on the side wall of the bell jar 152, as shown in FIG. 11A, when etched SiO 2 exists in the space 155 in the bell jar 152, the hydrogen gas in the processing gas is dissociated from the plasma. This is thought to be due to reduction by H + generated to form SiO.

図11(b)に示すように,多数枚のウエハの処理などに伴い,SiOの堆積量が多くなると,堆積物315のように膜状になる。図11(c)に示すように,このような,SiリッチなSiO膜は,ある程度の膜厚になるとストレスにより堆積物317のように剥がれ落ちることになり,これがパーティクルとなるのである。よって上記のように,パーティクル発生を抑制するためのアフタープロセス処理は,SiOを還元しないArガスのみで行うことが好ましい。 As shown in FIG. 11B, when a large amount of SiO is deposited due to the processing of a large number of wafers, a film like a deposit 315 is formed. As shown in FIG. 11C, such a Si-rich SiO film is peeled off like a deposit 317 due to stress when it reaches a certain film thickness, which becomes particles. Therefore, as described above, it is preferable that the after-process treatment for suppressing the generation of particles is performed only with Ar gas that does not reduce SiO 2 .

また,図12,13には,それぞれ同一のエッチング条件で処理を行った際のエッチング量が示されているが,図示したように,1枚目の半導体ウエハではSiOをエッチングし,2枚目の半導体ウエハでそれぞれCOSi,Poly−Siをエッチングした場合,3枚目にSiOをエッチングしても,当初のエッチング量とは変化してしまう,メモリー効果が生ずる。 FIGS. 12 and 13 show the etching amounts when processing is performed under the same etching conditions. As shown in FIG. 12, the first semiconductor wafer is etched with SiO 2 to obtain two wafers. When COSi 2 and Poly-Si are respectively etched on the semiconductor wafer of the eye, even if SiO 2 is etched on the third wafer, a memory effect is generated that changes from the initial etching amount.

このメモリー効果は,異なる物質をエッチングすると,チャンバー内壁に付着する物質が異なるので,生成されるプラズマが不安定となるために生ずると考えられる。このようにメモリー効果が起こった場合,次の処理(ここでは4枚目の半導体ウエハのエッチング)の前に,上述のアフタープロセス処理を行うと,図示のように,COSi,またはPoly−Siをエッチングする前のエッチング量に戻ることが分かる。これは,チャンバー内壁が再びもとの物質で覆われ,プラズマ状態が安定するためであると考えられる。このようにアフタープロセス処理は,メモリー効果を解消させる効果がある。 It is considered that this memory effect is caused when the plasma generated is unstable when different materials are etched because the materials attached to the inner wall of the chamber are different. When the memory effect occurs in this way, if the above-mentioned after-process processing is performed before the next processing (here, etching of the fourth semiconductor wafer), COSi 2 or Poly-Si as shown in the figure. It turns out that it returns to the etching amount before etching. This is considered to be because the inner wall of the chamber is again covered with the original material and the plasma state is stabilized. Thus, after-process processing has the effect of eliminating the memory effect.

また,アフタープロセス処理のため上記のような条件で誘電体部材180を処理する場合,定常状態のエッチングレートに復帰させるために必要なプラズマ処理時間については以下のような結果が得られている。   Further, when the dielectric member 180 is processed under the above-described conditions for the after process, the following results are obtained with respect to the plasma processing time required for returning to the steady state etching rate.

酸化膜以外の,例えばPoly−Si(ポリシリコン)やCoSi(コバルトシリコン,コバルトシリサイド)等の導電性の材料をエッチングした後のメモリー効果に対する対策のためには約150秒,チャンバー内をメンテナンスする際に,薬剤などを用いたウエットクリーニング後の初期化には約300秒,パーティクル防止には約1500秒の処理時間が必要だったのが,数十秒の誘電体部材をエッチングすることにより,チャンバー内を定常状態に戻すことができ,最適なエッチングが可能となる。 The chamber is maintained for about 150 seconds for measures against the memory effect after etching conductive materials other than oxide films, such as Poly-Si (polysilicon) and CoSi 2 (cobalt silicon, cobalt silicide). In this case, it took about 300 seconds for initialization after wet cleaning using chemicals, and about 1500 seconds for particle prevention. By etching the dielectric member for tens of seconds, , The inside of the chamber can be returned to a steady state, and optimum etching becomes possible.

特に処理ガスとして用いられるArガスとHガスの混合ガスのプラズマでシリコン酸化膜のエッチングを繰り返し行うと,スパッタされたSiOxが処理容器内壁や処理容器内の部材表面に付着し,処理ガスHガスがプラズマより解離してHおよびHが生成され,侵食されて起こると考えられる。よって,例えばSiOなどよりなる誘電体部材180をプラズマ処理して,処理容器内壁や処理容器内の部材表面を新たにSiO等の誘電体で覆うことにより,パーティクルの生じにくい表面状態とし,パーティクル発生を抑制することができる。パーティクル防止のためのプラズマ処理には,処理ガスとしてArガスを用いることが好ましい。 In particular, when the etching of the silicon oxide film is repeatedly performed with a plasma of a mixed gas of Ar gas and H 2 gas used as the processing gas, the sputtered SiOx adheres to the inner wall of the processing chamber and the member surface in the processing chamber, and the processing gas H It is considered that the two gases are dissociated from the plasma and H + and H * are generated and eroded. Therefore, for example, the dielectric member 180 made of SiO 2 or the like is subjected to plasma treatment, and the inner wall of the processing vessel or the surface of the member in the processing vessel is newly covered with a dielectric material such as SiO 2 to obtain a surface state in which particles are hardly generated. Particle generation can be suppressed. In the plasma treatment for preventing particles, it is preferable to use Ar gas as a treatment gas.

また,上記処理時間は,ダミーウェハを用いて処理するとすれば,1枚30秒程度の処理時間としてメモリー効果に対する対策,薬剤などを用いたウエットクリーニング後の初期化,およびパーティクル防止のために行う場合,それぞれ約5枚,10枚,50枚に相当することになる。このように誘電体部材180を処理する本実施の形態にかかるプラズマ処理装置およびその初期化方法によれば,メモリー効果に対する対策,薬剤などを用いたウエットクリーニング後の初期化,およびパーティクル防止のためにダミーウェハを用意する必要がなくなり,作業および生産効率を向上させる効果がある。また,誘電体部材180は,エッチング後の消耗時に交換が可能である。   In addition, if processing is performed using a dummy wafer, the above processing time is about 30 seconds per sheet for measures against the memory effect, initialization after wet cleaning using chemicals, and particle prevention. , Which corresponds to about 5, 10 and 50 sheets, respectively. As described above, according to the plasma processing apparatus and the initialization method for processing the dielectric member 180 according to the present embodiment, measures against the memory effect, initialization after wet cleaning using a chemical agent, and particle prevention are provided. This eliminates the need to prepare dummy wafers and improves work and production efficiency. The dielectric member 180 can be replaced when it is consumed after etching.

(第2の実施の形態)
図14は,第2の実施の形態にかかる半導体ウェハ載置部500を示す概略断面図である。図14に示すように,半導体ウェハ載置部500は,プラズマ処理装置150において半導体ウェハ載置部100に替えて用いることができる。第1の実施形態と重複する構成および機能については同じ符号を付し説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor wafer mounting unit 500 according to the second embodiment. As shown in FIG. 14, the semiconductor wafer mounting unit 500 can be used in place of the semiconductor wafer mounting unit 100 in the plasma processing apparatus 150. The same components and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

サセプタ153aは,中央が凸に構成され,例えばAlNなどからなる。誘電体部材580は,例えばSiO,Al,AlN,またはSiなどプラズマ処理時に誘電を維持される材料からなり,サセプタ153a全体を覆うような形状である。サセプタ153aの上面の誘電体部材580は,厚さt1となっており,薄すぎると加工が難しく,耐久性に劣り,厚いものはコストがかかる点を考慮して例えば0.5〜5mm程度,好ましくは1〜3mmとすることができる。 The susceptor 153a has a convex center and is made of, for example, AlN. The dielectric member 580 is made of a material that maintains a dielectric during plasma processing, such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN, or Si 3 N 4, and has a shape that covers the entire susceptor 153 a. The dielectric member 580 on the upper surface of the susceptor 153a has a thickness t1, and if it is too thin, it is difficult to process, is inferior in durability, and a thick one is costly, for example, about 0.5 to 5 mm. Preferably, it can be 1 to 3 mm.

サセプタ153aの外周部分を覆う誘電体部材580の上面には段差t2が設けられており,ウェハ1の外周をガイドして的確な位置に載置できるように構成されている。段差t2はウェハ1の厚さが約0.7mm程度であるので,例えば,0.5〜3mm程度,好ましくは1〜3mmで,より好ましくはウェハの厚さと同じレベルとすることができる。   A step t2 is provided on the upper surface of the dielectric member 580 covering the outer peripheral portion of the susceptor 153a, so that the outer periphery of the wafer 1 can be guided and placed at an appropriate position. Since the thickness of the wafer t1 is about 0.7 mm, the level difference t2 is, for example, about 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 3 mm, and more preferably the same level as the thickness of the wafer.

このような半導体ウェハ載置部500を有するプラズマ処理装置150で,メモリー効果およびウエット処理に対する初期化,あるいはパーティクル発生防止のために従来ダミーウェハを用いて行っていた処理の替わりに,ウェハ1を載置せずに誘電体部材580のエッチングを行う。   In the plasma processing apparatus 150 having such a semiconductor wafer mounting section 500, the wafer 1 is mounted instead of the processing conventionally performed using a dummy wafer for the initialization of the memory effect and the wet processing or the prevention of particle generation. The dielectric member 580 is etched without being placed.

エッチングの条件,および所要時間等は,第1の実施の形態と同様であるが,誘電体部材580は,サセプタ153aを覆うように構成されているので,シャフトにより支持する必要が無い。また,パーティクル発生防止のためのプラズマ処理時には,処理ガスとしてArガスを用いることが好ましい。   Etching conditions, required time, and the like are the same as those in the first embodiment, but the dielectric member 580 is configured to cover the susceptor 153a, and therefore does not need to be supported by the shaft. Moreover, it is preferable to use Ar gas as a processing gas at the time of plasma processing for preventing particle generation.

(第3の実施の形態)
図15は,第3の実施の形態にかかる半導体ウェハ載置部600を示す概略断面図である。図15に示すように,半導体ウェハ載置部600は,プラズマ処理装置150において半導体ウェハ載置部100に替えて用いることができる。第1および第2の実施形態と重複する構成および機能については同じ符号を付し説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor wafer mounting portion 600 according to the third embodiment. As shown in FIG. 15, the semiconductor wafer mounting unit 600 can be used in place of the semiconductor wafer mounting unit 100 in the plasma processing apparatus 150. The same reference numerals are given to the same configurations and functions as those in the first and second embodiments, and the description thereof will be omitted.

半導体ウェハ載置部600は,サセプタ153aおよび誘電体部材680,682を有している。誘電体部材680,682は,例えばSiO,Al,AlN,またはSiなどプラズマ処理時に誘電を維持される材料からなり,サセプタ153a全体を覆うような形状である。 The semiconductor wafer mounting unit 600 includes a susceptor 153 a and dielectric members 680 and 682. The dielectric members 680 and 682 are made of a material that maintains dielectricity during plasma processing, such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN, or Si 3 N 4, and have a shape that covers the entire susceptor 153 a.

誘電体部材680は厚さt1となっており,薄すぎると加工が難しく,耐久性に劣り,厚いものはコストがかかる点を考慮して例えば0.5〜5mm程度,好ましくは1〜3mmとすることができる。   The dielectric member 680 has a thickness t1, which is difficult to process if it is too thin, is inferior in durability, and is thick, for example, about 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm, considering the cost. can do.

サセプタ153aの外周部分を覆う誘電体部材682の上面には段差t3が設けられており,誘電体部材680およびウェハ1の外周をガイドして的確な位置に載置できるように構成されている。段差t3は,誘電体部材680の厚さが0.5〜3mm程度,ウェハ1の厚さが約0.7mm程度であるので,例えば,1〜4mm程度で,好ましくはウェハの表面と同じレベルになる面とするのがよい。   A step t3 is provided on the upper surface of the dielectric member 682 covering the outer periphery of the susceptor 153a, and the outer periphery of the dielectric member 680 and the wafer 1 can be guided and placed at an appropriate position. Since the thickness of the dielectric member 680 is about 0.5 to 3 mm and the thickness of the wafer 1 is about 0.7 mm, the step t3 is, for example, about 1 to 4 mm, preferably the same level as the surface of the wafer. It is good to be a surface.

このような半導体ウェハ載置部600を装備したプラズマ処理装置150で,メモリー効果およびウエット処理に対する初期化,あるいはパーティクル発生防止のために従来ダミーウェハを用いて行っていた処理の替わりに,ウェハ1を載置せずに誘電体部材680のエッチングを行う。   In the plasma processing apparatus 150 equipped with such a semiconductor wafer mounting unit 600, the wafer 1 is replaced with a process that is conventionally performed using a dummy wafer for initialization of the memory effect and wet processing, or for prevention of particle generation. The dielectric member 680 is etched without mounting.

エッチングの条件,および所要時間等は,第1および第2の実施の形態と同様であるが,誘電体部材を2つのパーツのアセンブリとしたことで,誘電体部材580に比べ製造時の加工がし易く,エッチングによって消耗した場合の交換が容易となる効果がある。また,パーティクル発生防止のためのプラズマ処理時には,処理ガスとしてArガスを用いることが好ましい。   Etching conditions and required time are the same as those in the first and second embodiments. However, since the dielectric member is an assembly of two parts, the processing at the time of manufacturing can be performed compared to the dielectric member 580. It is easy to replace, and has an effect of facilitating replacement when consumed by etching. Moreover, it is preferable to use Ar gas as a processing gas at the time of plasma processing for preventing particle generation.

(第4実施の形態)
図16は,第4の実施の形態にかかる半導体ウェハ載置部700を示す概略断面図である。図16に示すように,半導体ウェハ載置部700は,プラズマ処理装置150において半導体ウェハ載置部100に替えて用いることができる。第1,第2および第3の実施形態と重複する構成および機能については同じ符号を付し説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor wafer mounting portion 700 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 16, the semiconductor wafer mounting unit 700 can be used in place of the semiconductor wafer mounting unit 100 in the plasma processing apparatus 150. The same components and functions as those in the first, second, and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

半導体ウェハ載置部700は,サセプタ153aおよび誘電体部材780,782を有している。誘電体部材780,782は,例えばSiO,Al,AlN,またはSiなどプラズマ処理時に誘電を維持される材料からなり,サセプタ153a全体を覆うような形状である。 The semiconductor wafer mounting unit 700 includes a susceptor 153a and dielectric members 780 and 782. The dielectric members 780 and 782 are made of a material that maintains dielectricity during plasma processing, such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN, or Si 3 N 4, and have a shape that covers the entire susceptor 153 a.

誘電体部材780のサセプタ153aの上面部分は厚さt1となっており,薄すぎると加工が難しく,耐久性に劣り,厚いものはコストがかかる点を考慮して例えば0.5〜5mm程度とすることができる。   The upper surface portion of the susceptor 153a of the dielectric member 780 has a thickness t1, and if it is too thin, it is difficult to process, is inferior in durability, and a thick one is, for example, about 0.5 to 5 mm in consideration of cost. can do.

サセプタ153aの外周部分を覆う誘電体部材780の上面には段差t2が設けられており,ウェハ1の外周をガイドして的確な位置に載置できるように構成されている。段差t2は,ウェハ1の厚さが約0.7mm程度であることから,例えば,0.5〜3mm程度,好ましくはウェハ面と同じレベルの面がよい。   A step t2 is provided on the upper surface of the dielectric member 780 that covers the outer peripheral portion of the susceptor 153a, and is configured so that the outer periphery of the wafer 1 can be guided and placed at an appropriate position. Since the thickness of the wafer 1 is about 0.7 mm, the step t <b> 2 is, for example, about 0.5 to 3 mm, preferably the same level as the wafer surface.

このような半導体ウェハ載置部700を装備したプラズマ処理装置150で,メモリー効果およびウエット処理に対する初期化,あるいはパーティクル発生防止のために従来ダミーウェハを用いて行っていた処理の替わりに,ウェハ1を載置せずに誘電体部材780のエッチングを行う。   In the plasma processing apparatus 150 equipped with such a semiconductor wafer mounting portion 700, the wafer 1 is replaced with the processing that has been conventionally performed using a dummy wafer for the initialization of the memory effect and the wet processing, or the prevention of particle generation. The dielectric member 780 is etched without mounting.

エッチングの条件,および所要時間等は,先の実施の形態と同様であるが,誘電体部材を2つのパーツのアセンブリとしたことで,誘電体部材580に比べエッチングによって消耗した場合の交換が容易となり,また,第2および第3の実施の形態にかかる誘電体部材に比べ,少ない材料で同様の効果が得られる効果がある。パーティクル発生防止のためのプラズマ処理時には,処理ガスとしてArガスを用いることが好ましい。   Etching conditions and required time are the same as in the previous embodiment, but the dielectric member is an assembly of two parts, so that it is easier to replace when the dielectric member is consumed by etching than the dielectric member 580. In addition, compared with the dielectric members according to the second and third embodiments, the same effect can be obtained with a small amount of material. At the time of plasma processing for preventing particle generation, it is preferable to use Ar gas as a processing gas.

(第5の実施の形態)
図17は,第5の実施の形態にかかる半導体ウェハ載置部800を示す概略断面図である。図17に示すように,半導体ウェハ載置部800は,プラズマ処理装置150において半導体ウェハ載置部100に替えて用いることができる。第1,第2,第3および第4の実施形態と重複する構成および機能については同じ符号を付し説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor wafer mounting portion 800 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 17, the semiconductor wafer mounting unit 800 can be used in place of the semiconductor wafer mounting unit 100 in the plasma processing apparatus 150. The same components and functions as those in the first, second, third, and fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

半導体ウェハ載置部800は,円柱形状のサセプタ153bおよび誘電体部材880を有している。誘電体部材880は,例えばSiO,Al,AlN,またはSiなどプラズマ処理時に誘電を維持される材料からなり,サセプ153b全体を覆うような形状である。サセプタ153bは,誘電体部材880の形状に合わせ,一部の形状がサセプタ153,153aと異なっている。 The semiconductor wafer mounting unit 800 includes a cylindrical susceptor 153 b and a dielectric member 880. The dielectric member 880 is made of a material that maintains dielectricity during plasma processing, such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN, or Si 3 N 4, and has a shape that covers the entire susceptor 153 b. The susceptor 153b is partially different from the susceptors 153 and 153a in accordance with the shape of the dielectric member 880.

誘電体部材880のサセプタ153bの上面部分は厚さt1となっており,薄すぎると加工が難しく,耐久性に劣り,厚いものはコストがかかる点を考慮して例えば0.5〜5mm程度とすることができる。   The upper surface portion of the susceptor 153b of the dielectric member 880 has a thickness t1, and if it is too thin, it is difficult to process, is inferior in durability, and a thick one is, for example, about 0.5 to 5 mm in consideration of cost. can do.

サセプタ153bの外周部分を覆う誘電体部材880の上面には段差t2が設けられており,ウェハ1の外周をガイドして的確な位置に載置できるように構成されている。段差t2は,ウェハ1の厚さが約0.7mm程度であることから,例えば,0.5〜3mm程度,好ましくはウェハと同じレベルの面とするのがよい。   A step t2 is provided on the upper surface of the dielectric member 880 that covers the outer peripheral portion of the susceptor 153b, and is configured so that the outer periphery of the wafer 1 can be guided and placed at an appropriate position. Since the thickness of the wafer 1 is about 0.7 mm, the step t <b> 2 is, for example, about 0.5 to 3 mm, preferably the same level as the wafer.

このような半導体ウェハ載置部800を装備したプラズマ処理装置150で,メモリー効果およびウエット処理に対する初期化,あるいはパーティクル発生防止のために従来ダミーウェハを用いて行っていた処理の替わりに,ウェハ1を載置せずに誘電体部材880のエッチングを行う。   In the plasma processing apparatus 150 equipped with such a semiconductor wafer mounting section 800, the wafer 1 is replaced with the processing that is conventionally performed using a dummy wafer for the initialization of the memory effect and the wet processing, or for the prevention of particle generation. The dielectric member 880 is etched without mounting.

エッチングの条件,および所要時間等は,第1の実施の形態と同様であるが,誘電体部材を第1,第2,第3および第4の実施の形態にかかる誘電体部材に比べ簡略化された形状にしたことで,エッチングによって消耗した場合の交換が容易となり,少ない材料で同様の効果が得られ,半導体装置の量産を行うプラズマ処理装置に用いる場合により好ましい。また,パーティクル発生防止のためのプラズマ処理時には,処理ガスとしてArガスを用いることが好ましい。   Etching conditions and required time are the same as in the first embodiment, but the dielectric member is simplified compared to the dielectric members according to the first, second, third and fourth embodiments. By adopting such a shape, replacement when consumed by etching is facilitated, the same effect can be obtained with a small amount of material, and it is more preferable when used in a plasma processing apparatus for mass production of semiconductor devices. Moreover, it is preferable to use Ar gas as a processing gas at the time of plasma processing for preventing particle generation.

以上,添付図面を参照しながら本発明にかかるプラズマ処理装置およびその初期化方法の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the plasma processing apparatus and the initialization method thereof according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば,誘電体部材の形状および材質はかかる例に限定されない。同様の効果が得られるものであれば異なる形状および材質であっても良い。また,処理条件および処理時間などは各プラズマ処理装置に特有なものであり,本発明を限定するものではない。   For example, the shape and material of the dielectric member are not limited to this example. Different shapes and materials may be used as long as the same effect can be obtained. Further, the processing conditions and processing time are specific to each plasma processing apparatus, and do not limit the present invention.

本発明の第1の実施形態にかかるプラズマ処理装置を示す概観図である。It is a general-view figure which shows the plasma processing apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる半導体ウェハ載置部100を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor wafer mounting part 100 concerning the 1st Embodiment of this invention. ベルジャー152上部の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the bell jar 152 upper part. 図3におけるP部分の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion P in FIG. 3. 接続部223の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a connection part 223. 本発明の第1の実施形態にかかるガス導入リングの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the gas introduction ring concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態にかかるガス導入リングの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the gas introduction ring concerning another embodiment of this invention. ガス通路167dの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of 167d of gas passages. 本発明の一実施の形態にかかるガスケットの断面図である。It is sectional drawing of the gasket concerning one embodiment of this invention. SEM−EDX(エネルギー分散型X線分光器付走査型電子顕微鏡)による元素組成分析図である。It is an elemental composition analysis figure by SEM-EDX (scanning electron microscope with an energy dispersive X-ray spectrometer). パーティクル発生の概念図である。It is a conceptual diagram of particle generation. メモリー効果によるエッチング量の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of the etching amount by a memory effect. メモリー効果によるエッチング量の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of the etching amount by a memory effect. 本発明の第2の実施形態にかかる半導体ウェハ載置部500を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor wafer mounting part 500 concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にかかる半導体ウェハ載置部600を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor wafer mounting part 600 concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態にかかる半導体ウェハ載置部700を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor wafer mounting part 700 concerning the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態にかかる半導体ウェハ載置部800を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor wafer mounting part 800 concerning the 5th Embodiment of this invention. 従来のプラズマ処理装置における,半導体ウェハ載置部10の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the semiconductor wafer mounting part 10 in the conventional plasma processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100 半導体ウェハ載置部
150 プラズマ処理装置
153 サセプタ
180 誘電体部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Semiconductor wafer mounting part 150 Plasma processing apparatus 153 Susceptor 180 Dielectric member

Claims (17)

被処理体を処理する処理容器と、A processing container for processing an object to be processed;
前記処理容器内に設けられ、前記被処理体を載置する載置台と、  A mounting table provided in the processing container and mounting the object to be processed;
前記処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、  A gas introduction part for introducing a processing gas into the processing container;
前記処理容器内にて前記処理ガスを励起させてプラズマを生成するためのアンテナと、  An antenna for generating plasma by exciting the processing gas in the processing container;
誘電体壁を有し、前記誘電体壁と前記処理容器とを気密に封止するシール部材とを備え、  A dielectric wall, and a seal member that hermetically seals the dielectric wall and the processing container,
前記シール部材は、前記誘電体のシール面と前記処理容器のシール面の間に設けられ、前記シール部材の上下面には突起が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。  The plasma processing apparatus, wherein the sealing member is provided between a sealing surface of the dielectric and a sealing surface of the processing container, and protrusions are formed on the upper and lower surfaces of the sealing member.
前記処理容器は、ベルジャー型に形成されている請求項1に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the processing container is formed in a bell jar shape. 前記アンテナには、高周波電源が接続されている請求項1または2のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a high frequency power source is connected to the antenna. 前記アンテナは、コイル状である請求項1〜3のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the antenna has a coil shape. 前記突起は、半円形状の山又は甲山状に形成されている請求項1〜4のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the protrusion is formed in a semicircular mountain shape or a mountain shape. 前記突起は、複数形成されている請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the protrusions are formed. 前記誘電体壁を覆うように金属製のカバーが設けられている請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a metal cover is provided so as to cover the dielectric wall. 前記載置台には、第1の電極が配置される請求項1〜7のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a first electrode is disposed on the mounting table. 前記第1の電極には、高周波電源が接続されている請求項8に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein a high frequency power source is connected to the first electrode. 前記第1の電極に対向して第2の電極が配置される請求項8または9のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein a second electrode is disposed so as to face the first electrode. 前記載置台は、ヒータを有する請求項1〜10のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the mounting table includes a heater. 前記シール部材は、ガスケットである請求項1〜11のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the seal member is a gasket. 前記ガスケットは、フッ素系エラストマー材料からなる請求項12に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 12, wherein the gasket is made of a fluorine-based elastomer material. 処理室内に配された被処理体に対してプラズマ処理を施すように構成されたプラズマ処理装置において,前記処理室の側壁と天井部との間には,処理室の上方に向かって開孔する複数のガス噴出孔を備えたガス導入リングが配されることを特徴とする,プラズマ処理装置。In a plasma processing apparatus configured to perform plasma processing on an object to be processed disposed in a processing chamber, a hole is formed between the side wall and the ceiling of the processing chamber toward the upper side of the processing chamber. A plasma processing apparatus comprising a gas introduction ring having a plurality of gas ejection holes. 前記ガス噴出孔は,上向きのテーパ面に開孔していることを特徴とする,請求項14に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 14, wherein the gas ejection hole is formed in an upward tapered surface. 前記ガス噴出孔は,処理室の一点に向けて開孔していることを特徴とする,請求項14または15のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus according to claim 14, wherein the gas ejection hole is opened toward one point of the processing chamber. 前記プラズマ処理装置は,ベルジャー型誘電体壁を介して前記処理室内に誘導プラズマを励起するものであり,前記天井部は,前記ベルジャー型誘電体壁であることを特徴とする,請求項14,15または16のいずれかに記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus excites inductive plasma in the processing chamber through a bell jar type dielectric wall, and the ceiling portion is the bell jar type dielectric wall. The plasma processing apparatus according to any one of 15 and 16.
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