WO1998046808A1

WO1998046808A1 - Processeur

Info

Publication number: WO1998046808A1
Application number: PCT/JP1998/001610
Authority: WO
Inventors: Nobuyuki Okayama; Hidehito Saegusa; Jun Ozawa; Daisuke Hayashi; Naoki Takayama; Koichi Kazama
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1998-10-22
Also published as: KR20010006005A; US6334983B1; KR100469047B1; USRE39939E1; EP1008674B1; TW376533B; EP1008674A1; EP1008674A4; JP4146905B2; USRE39969E1; USRE40046E1

Description

明細書処理装置技術分野

本発明は、エッチング装置等の処理装置に関する。

背景技術

従来より、気密な処理容器内に形成された処理室内に、上部電極と下部電極であるサセプ夕とを対向配置したエツチング装置が提案されている。かかる装置は、サセプタ上に被処理体を載置し、処理室内に所定の処理ガスを導入した後、例えば上部電極とサセプタとにそれぞれ所定の高周波電力を印加することにより、励起されたプラズマによつて被処理体に所定のェッチング処理を施す構成となつている。また、処理ガスは、ガス供給源に接続されたガス供袷管を介して、例えば上部電極を支持する上部電極支持部材と上部 ¾@との間に形成された空間部内に一旦供給された後、上部 ¾@に備えられた空間部と処理室内とを連通する多数のガス吐出孔から処理室内に吐出される構成となっている。

ところで、上部電極のサセプタ側面は、プラズマ雰囲気に曝されるため、その上部電極に形成されたガス吐出孔、特にガス吐出孔の処理室側開口部に形成された角部に電界が集中することがある。この結果、その角部がプラズマによりエツチングされていわゆるパーティクルが生じ、そのパーティクルが例えば被処理体に付着して、歩留りを低下させるなどの問題力 <生じることがある。そこで、例えば特開昭 6 1 - 6 7 9 2 2号公報には、各ガス吐出孔に、例えばアルミナセラミックゃフッ素系である樹脂テフロンから成り、貫通孔を備えた絶縁部材を嵌挿し、ガス吐出孔の電界の集中を防止する技術が開示されている。ここでは、ガス吐出孔を処理室方向に向かうにつれて径が小さくなる略テーパ状の形状にし、その形状に対応する略テーパ状の絶縁部材を上部電極の上方から下方方向に挿入している。そして、各絶縁部材の処理室側面が、上部電極のサセプタ側面と同一平面上に均一に配置されるように絶縁部材を嵌合させる構成となっている。従って、絶縁部材は、処理ガスの供給圧力により下部電極側に抜け落ちることなく、ガス吐出孔の電界集中を防止することができるように構成されている。

しかしながら、上言縁部材は、上部電極の上部から挿入する構成であるため、例えば■部材の交換ごとに上部電極の脱着作業が必要となつて交換作業時間が長くなり、それに伴って該装置の稼働時間が短くなり、スループッ卜の低下を招く場合がある。また、処理時には処理室内が高温状態になるため上部電極に熱応力が生じ、その熱応力によってガス吐出孔ゃ部材に歪みが生じて、各絶縁部材の処理室側面と上部電極の下部電極側面とが不均一となる場合がある。

また、絶縁部材の貫通孔の処理室側開口部には、角部が形成されているため、処理時に励起されるプラズマによってその角部がエッチングされ、パーティクルが生じる場合がある。さらに、絶縁部材は、アルミナセラミックゃフッ素系樹脂から形成されているため、例えばそれら材料の構成するアルミニウムやフッ素がパーティクルとなって被処理体に付着することにより、被処理体に不良などの悪響を与える原因となる場合がある。

また、上部電極が上部 @本体と上部本体上に配設されたクーリングプレ一卜とを有するように構成された処理装置にあっては、上部電極本体とクーリングプレートとにのガス吐出孔が形成されている。この場合、処 MMで^^されたブラズマが上部電極本体のガス吐出孔を通り、このプラズマによってクーリングプレー卜のガス吐出孔がェツチングされ損傷を受けるという問題があつた。発明の開示

本発明は、従来の処理装置が有する上記のような問題点に鑑みて成されたものであり、絶縁部材の装着、交換を容易にすることができると共に、 «部材の位置決めを均一かつ容易に行うことが可能な、新規かつ改良された処職置を提供することを目的としている。

本発明は、気密な処理室内に上部電極と下部電極とを対向配置し、上部電極に形成されたのガス吐出孔から処理室内に所定の処理ガスを導入するように構成された処置に適用されるものである。そして、第 1の発明によれば、ガス吐出孔には、処理ガスが通過可能な貫通孔が形成された絶縁部材が処理室側から嵌装されることを特徵としている。かかる構成によれば、部材カ让部電極の吹出口側（処理室側）からガス吐出孔に挿入され、嵌装されるため、絶縁部材の装着、交換を容易に行うことができる。

また、第 2の発明によれば、絶縁部材は、処理室側に突出部を有するように嵌装されることを特徴としている。かかる構成によれば、絶縁部材の部が上部の下部 ¾@側の面よりも突出して配置されるため、ガス吐出孔の処理室側開口部に形成された角部が処理室内に露出することがない。その結果、処理時に、その角部が処理室内雰囲気に曝されないため、角部がプラズマによってエツチングされることを防止することができる。

さらに、第 3の発明によれば、繊部材は、ガス吐出孔の処理室側開口部周囲を覆う張り出し部を有することを特徴としている。かかる構成によれば、繊部材をガス吐出孔に嵌装した際に、その張り出し部がガス吐出孔の処側開口部周囲を覆うため、ガス吐出孔の処理室側開口部に形成された角部がプラズマ雰囲気に曝されず、エッチングされることがない。その結果、ガス吐出孔が形成された上部 ¾@の寿命を、大幅に延長することができる。

さらに、第 4の発明によれば、ガス吐出孔内には肩部が形成されており、絶縁部材には段部が形成されており、前記段部が前記肩部に係合することにより、絶縁部材はガス吐出孔内に位置決めされることを特徴としている。かかる構成によれば、絶縁部材をガス吐出孔に挿入し、纖部材の段部がガス吐出孔の肩部に当接するように絶縁部材を抑圧することのみで、絶縁部材の位置決めを行うことができる。その結果、絶縁部材をガス吐出孔の所望の位置に、均一に配置することができる。また、絶縁部材の段部とガス吐出孔の肩部が気密に接するため、ガス吐出孔に接続されたガス供給経路内にプラズマが回り込むことがな

さらにまた、第 5の発明によれば、ガス吐出孔の内壁面は、少なくとも処理室側開口部から肩部に至る部分が、耐プラズマ処理、例えば上部電極がアルミニゥムから成る場合には、陽極酸化処理がされていることを特徴としている。従って、部材とガス吐出孔との間にプラズマが回り込んだ場合でも、ガス吐出孔の内壁面がエッチングされることがない。また、ガス吐出孔の内壁面の肩部からガス供給経路側に至る部分には、耐プラズマ処理が施されていないため、絶縁部材の外部側面とガス吐出孔の内壁面とが気密に密着する。その結果、ガスの供袷圧力が絶縁部材に負荷された場合でも、絶縁部材がガス吐出孔から抜け落ちること力 < ない。

また、第 6の発明によれば、絶縁部材の長手方向長さは、ガス吐出孔の長手方向長さよりも短いことを特徴としている。かかる構成によれば、ガス吐出孔に絶縁部材を嵌装した際に、ガス吐出孔の部材とガス供給経路との間に空間部が形成される。その結果、最適なコンダクタンスを得ることができ、絶縁部材の貫通孔を介して、所望の状態で処理ガスを処理室内に吐出させることができる。さらに、第 7の発明によれば、繊部材の貫通孔は、少なくとも処理室側開口部付近において、処理室側に向かつて貫通孔の径が拡大する略テーパ形状を有していることを特徴としている。従って、貫通孔の処理室側開口部付近に角部が形成されないため、部材の耐プラズマ性を向上させ、交換時期を大幅に延長することができる。また、その略テーパ状の形状により、貫通孔を介して、処理ガスを処理室内の被処理体上に均一に吐出させることができる。

さらにまた、第 8の発明によれば、絶縁部材は、樹脂、例えば式（1 )

に示したポリエーテルエーテルケトン（例えば、日本ポリペンコ株式会社製の

ΓΡΕΕΚ PK— 450」や、ザ 'ポリマーコーポレ一ション製の「PEEK PK— 450 G) や、式（2)

に示したポリイミド（例えば、デュポン株式会社製の「VES PEL S P— 1」 ) や、式（3)

：示したポリエーテルイミド（例えば、日本ポリペンコ株式会社製やザ.ポリマ -コーポレーション製の「ULTEM UL— 1000 (ナチュラルグレード） I ) 等から形成されていることを特徵としている。従って、 M 部材の耐プラズマ性が向上し、交換時期を大幅に向上させることができると共に、絶縁部材がブラズマによりエツチングされた場合でも、被処理体に対する影響を最小限にとどめることができる。

さらにまた、第 9の発明によれば、気密な処理室と、前記処理室内の上方部に配設された上部電極と、前記処理室内に前言 H±部電極の下方に前記上部電極に対向して配設された下部電極と、を備え、前言 H±部電極は上部電極本体と前 ±部電極本体上に配設されたクーリングプレートとを有し、前記処理室内に所定の処理ガスを導入するために、前言 5±部電極本体と前記クーリングプレートとの各々には複数のガス吐出? b¾形成されており、前記処理ガスが通過可能な貫通孔が形成された絶縁部材であつて前記ク一リングプレートに形成された前記ガス吐出孔の内壁を覆うように前記ガス吐出孔に嵌装される絶縁部材を備えている。かかる構成によれば、クーリングプレートに形成されたガス吐出孔の内壁を覆うようにガス吐出孔に嵌装される■部材を備えているので、処理室で^^されたプラズマによりクーリングプレー卜のガス吐出孔の内壁面がエッチングされることを防止することができる。

さらにまた、第 1 0の発明によれば、前記部材の前記貫通孔は、少なくとも前記処理室側開口部付近において、前記処理室側に向かって前記貫通孔の径が拡大する略テ一パ形状に形成されている。かかる構成によれば、そのテーパ状の形状によりエッチングされ難くなり、絶縁部材の交換時期を延長することができる。

さらにまた、第 1 1の発明によれば、前記クーリングプレートに形成された前記ガス吐出孔には肩部が形成されており、前記絶縁部材には段部が形成されており、前縁部材は、前記段部が前記肩部に係合することにより、前記クーリングプレートに形成された前記ガス吐出孔内に位置決めされる。かかる構成によれば、絶縁部材をクーリングプレートのガス吐出孔に揷入し、絶縁部材の段部がガス吐出孔の肩部に当接するように,部材を抑圧することのみで、絶縁部材の位置決めを行うことができ、その結果、絶縁部材をクーリングプレートのガス吐出孔の所望の位置に均一に配置することができる。

上述したように、本発明によれば、絶縁部材を上部電極のガス吐出孔に、ガス吐出孔の吹出側（処理室側）から嵌装するため、絶縁部材の脱着を容易に行うことができる。また、■部材の段部とガス吐出孔の肩部とを係合させて、 m 材の位置決めを行うため、各ガス吐出孔に絶縁部材を均一に配置することができる。さらに、絶縁部材の処理室内雰囲気に曝される部分には角部が形成されず、かつ貫通孔の処理室側開口部付近か定の略テーパ状の形状であるため、エッチングされ難くなり、■部材の交換時期を延長することができる。さらにまた、 ■部材は、所定の樹脂から形成されているため、耐プラズマ性が向上し、さらに交換時期を延長することができる。また、ガス吐出孔内壁面の処理室側開口部から肩部に至る部分には耐プラズマ処理が施され、かつ；^部材によりガス吐出孔の処理室側開口部に形成された角部が露出しないため、上部電極の寿命の延長を図ることができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明を適用可能なェッチング装置を示した概略的な断面図である。図 2は、図 1に示したェッチング装置のガス吐出孔周辺を表した概略的な拡大断面図である。

図 3は、図 1に示したエッチング装置に適用される絶縁部材を表した概略的な ■図である。

図 4は、他のの形態にかかる絶縁部材を示した概略的な断面図である。図 5は、さらに他の実施の形態にかかる絶縁部材を示した概略的な断面図である 0 図 6は、他の型のェッチング装置のガス吐出孔周辺の部分を表した概略的な断面図である。

図 7は、図 6に示したガス吐出孔周辺の部分を表した拡大断面図である。

発明をするための最良の形態

以下に、添付図面を参照しながら、本発明にかかる処理装置をエッチング装置に適用した、実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機食 ¾び構成を有する構素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略することとする。

図 1は、本実施の形態にかかるエッチング装置 1 0 0の概略的な断面を示している。このエッチング装置 1 0 0の処理室 1 0 2は、気密に閉塞自在な、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから成る略円筒形状の処理容器 1 0 4内に形成され、この処理容器 1 0 4は、接 , 1 0 6を介して接地されている。また、処理室 1 0 2内の底部には、例えばセラミックなどの絶縁支持板 1 0 8が設けられている。さらに、この絶縁支持板 1 0 8の上部には、被処理体、例えば 1 2インチの半導体ゥヱハ（以下、「ゥヱハ」と称する。）と Wを載置するための下部電極を構成する略円筒形状のサセプタ 1 1 0が配置されている。

このサセプタ 1 1 0は、絶縁支持板 1 0 8及び処理容器 1 0 4の底部を ^!Sする昇降軸 1 1 2によって支持されており、この昇降軸 1 1 2は、処理容器 1 0 4 外部に設置されている不図示の駆動機構に接続されている。従って、この騒動機構の作動によりサセプ夕 1 1 0は、図 1中の往復矢印に示したように、上下移動自在となっている。なお、処理室 1 0 2の気密性を確保するため、サセプタ 1 1 0と絶縁支持板 1 0 8との間には、昇降軸 1 1 2の外方を囲むように伸縮自在な気密部材、例えばべローズ 1 1 4力設けられている。

また、サセプタ 1 1 0は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから成り、その内部には冷媒循環路 1 1 6が設けられている。この冷媒循環路 1 1 6 は、冷媒導入管 1 1 6 a及び冷媒排出管 1 1 6 bを介して、外部に設けられた不図示の冷媒源に接続されており、冷媒循環路 1 1 6と冷媒源との間で冷媒、例えばエチレングリコ一ルカ循環する構成となっている。さらに、サセプタ 1 1 0の内部には、不図示の加熱,、例えばセラミックヒータ及び不図示の温度センサ力設けられており、冷媒循環路 1 1 6と併せて、ゥヱハ Wの温度を自動的に所望の温度に維持可能な構成となっている。

また、サセプタ 1 1 0の載置面には、ゥヱハ Wを吸着保持するための静電チヤック 1 1 8力く設けられている。この静電チャック 1 1 8は、ゥヱハ Wと略同径であり、例えばタングステンから成る導電性の薄膜 1 1 8 aを、例えばセラミックスから成る «部材 1 1 8 bによって上下から挟持した構成となっている。また、薄膜 1 1 8 aには、可変直流電源 1 2 0が接続されている。そして、薄膜 1 1 8 aに対して、可変直流電源 1 2 0から所定の直流高電圧、例えば 1. 0〜2. 5 k Vの高電圧が印加されると、クーロン力及びジョンソン ·ラーベック力が絶縁部材 1 1 8 bに生じ、静電チャック 1 1 8上に載置されたゥヱハ Wがそのチヤック面に吸着し、保持される構成となっている。

また、静電チャック 1 1 8のチャック面には、多数の伝熱ガス吹出孔 1 2 2が配置されており、この伝熱ガス吹出孔 1 2 2は伝熱ガス供給管 1 2 4を介して、不図示の伝熱ガス供給源に接続されている。そして、処理時には、静電チャック 1 1 8上に載置されたゥヱハ Wの ¾Sとチャック面との間に形成される微小空間に、伝熱ガス吹出孔 1 2 2から伝熱ガス、例えば H eガスを供給する構成となつている。その結果、ウェハ Wの伝, «I率を高めて、ゥヱハ Wに生じた熱を効率よくサセプタ 1 1 0に放熱することができる。

また、静電チヤック 1 1 8には、不図示の貫通口が設けられていると共に、この貫通口内には、上 ¾自在に構成された不図示のリフターピンが i ¾されている。また、このリフターピンは、静電チャック 1 1 8のチャック面に対して出没可能なように構成されている。従って、このリフターピンの作動により、不図示の搬送アームとチャック面との間で、ゥヱハ Wを所望の状態で受け渡すことができる。

また、サセプタ 1 1 0の載置面の外縁部には、絶縁性材料、例えば石英から成る略環状のフォーカスリング 1 2 6が設けられていると共に、このフォーカスリング 1 2 6は、静電チャック 1 1 8を囲うようにして配置されている。従って、このフォーカスリング 1 2 6により、プラズマがゥヱハ Wに効果的に入射し、ゥェハ Wに対して均一な処理を施すことができる。

また，サセプタ 1 1 0の載置面と対向する位置には、導電性材料、例えばアルミニゥムから成りその表面が陽極酸化処理された略円盤状の上部電極 1 2 8が配置されている。この上部 ¾@ 1 2 8は、導電性材料から成る上部電極支持部材 1 3 0に気密に密着するように取り付けられている。そして、これら上部電極 1 2 8と上部電極支持部材 1 3 0とは、絶縁性材料、例えばセラミックスから成る略環状のリング 1 3 2を介して、処理容器 1 0 4の天井部 1 0 4 aに取り付けられる構成となっている。

また、上部電極支持部材 1 3 0の上部電極 1 2 8側には、開口部が設けられており、上部 ¾ ^支持部材 1 3 0に上部電極 1 2 8が取り付けられた際に、上部電極支持部材 1 3 0と上部電極 1 2 8との間に空間部 1 3 4力形成されるように構成されている。そして、空間部 1 3 4の上部略中央には、ガス導入管 1 3 6が接続されていると共に、このガス導入管 1 3 6は、バルブ 1 3 8及び' 調節器 M F C 1 4 0を介して、ガス供給源 1 4 2に接続されている。

また、上部電極 1 2 8には、空間部 1 3 4と処理室 1 0 2内とを ¾3する多数のガス吐出孔 1 2 8 aが形成されており、このガス吐出孔 1 2 8 aには、本 Hffi の形態に係る絶縁部材 1 4 4が嵌装されている。

ここで、本実施の形態に係る絶縁部材 1 4 4の構成について、詳細に説明する。かかる絶緣部材 1 4 4は、上述したように耐プラズマ性の樹脂、例えば式（1 )

に示したポリエーテルエーテルケトンや、式（2)

に示したポリイミドゃ、式（3 )

に示したポリエーテルイミド等から形成されている。

次に、絶縁部材 1 4 4の耐プラズマ性について説明する。絶縁部.材 1 4 4の耐プラズマ性は、絶縁部材 1 4 4を形成するポリエーテルエーテルケトン（式（1 ) ) 、ポリイミド（式（2) ) 及びポリエーテルィミド（式（3) ) と、式（4) CF2—— CF2 •(A)

n

：示したポリテトラフルォロエチレン及び式（5)

に示したポリクロ口トリフルォロエチレンのフッ素系樹脂とを、

(1)処理ガス… CHF₃： CF. : Ar = 20 : 40 : 600 (s c cm) 、

(2)処理室内棼囲気… 30 OmTo r r、

(3) プラズマ生成用高周波電力… 1. 5kW、

の条件でエッチングして各榭脂のエッチングレートを求め、それら各数値からェッチングレート比を算出して比較した。

その結果、エッチングレート比は、

(1) ポリテトラフルォロエチレン/ポリエーテルエーテルケトン

= 17. 5、

(2) ポリテトラフルォロエチレン/ポリイミド

= 16. 5、

(3) ポリテトラフルォロエチレンポリエーテルイミド

= 14. 1、

(4) ポリクロ口トリフルォロエチレン/ポリエーテルエーテルケ卜ン

= 52. 4、

(5) ポリクロ口トリフルォロエチレン/ポリイミド = 4 9. 4、

( 6 ) ポリクロ口トリフルォロエチレン/ポリエーテルィミド

= 4 2. 2、

となった。

従って、上記エッチングレートからもわかるように、絶縁部材 1 4 4の構成材料であるポリエーテルエーテルケトンや、ポリイミドゃ、ポリエーテルイミドは、フッ素系樹 S旨であるポリテトラフルォロエチレンや、ポリクロロトリフルォロェチレンと比較して、非常にエッチングされ難い材料である。また、ポリテトラフルォ口ェチレンや、ポリクロ口トリフルォロェチレン等のフッ素系樹脂がェッチングされやすいのは、エッチング処理に"^的に使用されている処理ガス、例えば C F ₄や、 C H F₃や、 C H₂F ₂等のフッ素含有ガスと、フッ素系樹脂との反応性が高く、解離しやすいためであると推察される。

次に、絶縁部材 1 4 4の形状及び絶縁部材 1 4 4が嵌装されるガス吐出孔 1 2 8 a形状等について、図 2及び 3を参照しながら説明する。

絶縁部材 1 4 4は、図 2に示したように、長手方向の断面形状が略 T字状の形状であると共に、図 2及び 3に示したように、絶縁部材 1 4 4の外部側面には段部 1 4 4 &カ<形成されている。さらに、絶縁部材 1 4 4は、その段部 1 4 4 aを境にして、相対的に径が大きい長径部 1 4 4 bと、相対的に径が小さい短径部 1 4 4 cとから成る構成となっている。また、 «部材 1 4 4の長手方向の長さは、ガス吐出孔 1 2 8 aの長手方向の長さよりも短く構成されている。

また、絶縁部材 1 4 4内には、その長手方向に沿って貫通孔 1 4 4 dが形成される構成となっている。さらに、貫通孔 1 4 4 dの長径部 1 4 4 b側開口部付近は、その開口面に向かって貫通孔 1 4 4 dの径カ <拡大する略テーパ状の形状に成形されている。従って、貫通孔 1 4 4 dを介して処理ガスを所望の； i 態で吐出することができると共に、上記略テーノ、°状の形状によりエッチングされ難くなり、絶縁部材 1 4 4の交換時期を延長することができる。さらに、後述する如く、絶縁部材 1 4 4をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装した際に、絶縁部材 1 4 4の処理室 1 0 2内雰囲気に曝される部分には、角部が形成されない構成となっている。従つて、絶縁部材 1 4 4の耐エッチング性がさらに向上し、絶縁部材 1 4 4の交換時期を大幅に延長することができる。

また、ガス吐出孔 1 2 8 aは、図 2に示したように、絶縁部材 1 4 4を嵌装可能な形状にされており、絶縁部材 1 4 4の段部 1 4 4 aに対応する位置には、肩部 1 2 8 bが形成されている。そして、ガス吐出孔 1 2 8 aの内径は、その肩部 1 2 8 bを境にして大小の値をとり、処理室 1 0 2側が!^部材 1 4 4の長径部 1 4 4 bに対応し、また空間部 1 3 4側が繊部材 1 4 4の短径部 1 4 4 cに対応するように構成されている。また、ガス吐出孔 1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部から肩部 1 2 8 bに至る部分には、耐プラズマ処理、例えば上述した上部電極 1 2 8の表面に施されている陽極酸化処理が、同様にして施されている。従つて、処理時に、絶縁部材 1 4 4とガス吐出孔 1 2 8 aとの間にプラズマが回り込んでしまった場合でも、ガス吐出孔 1 2 8 aの内壁面がエッチングされることを防止することができる。

次に、絶縁部材 1 4 4のガス吐出孔 1 2 8 aへの嵌装構成について説明する。まず、上記の如く構成された絶縁部材 1 4 4を、上部 «@ 1 2 8に形成された多数のガス吐出孔 1 2 8 aのそれぞれに、ガス吐出孔 1 2 8 aの吹出口側（処理室 1 0 2側）から挿入する。次いで、 ■部材 1 4 4の段部 1 4 4 aと、ガス吐出孔 1 2 8 aの肩部 1 2 8 bとが係合するように、絶縁部材 1 4 4を圧入し、嵌装させる構成となっている。従って、 ^^部材 1 4 4の位置決めを容易に行うことができ、絶縁部材 1 4 4を各ガス吐出孔 1 2 8 aに均一に配置することができる。また、ガス吐出孔 1 2 8 aの肩部 1 2 8 bから空間部 1 3 4側開口部に至る部分には、耐プラズマ処理力施されていない構成となっている。これは、そのガス吐出孔 1 2 8 aの内壁面に耐プラズマ処理、例えば陽極酸化処理が施されると、その表面にな凹凸が生じ、ガス吐出孔 1 2 8 aの内壁面と、絶縁部材 1 4 4 の短径部 1 4 4 cの外部側面との密着性が低下するためである。従って、上述の如く構成することにより、ガス吐出孔 1 2 8 aの内壁面と絶縁部材 1 4 4の短径部 1 4 4 cの外部側面と力く気密に密着する構成となっている。その結果、プラズマの回り込みを防止することができると共に、処理ガスの供給圧力力絶縁部材 1 4 4に加わった場合でも、絶縁部材 1 4 4がガス吐出孔 1 2 8 aから抜け落ちることがない。

また、絶縁部材 1 4 4をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装した際に、絶縁部材 1 4 4 は、図 2に示したように、上部電極 1 2 8のサセプタ 1 1 0側面よりも突出するように配置される構成となっている。従って、ガス吐出孔 1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部に形成される角部がプラズマ棼囲気に曝されないため、その角部がェツチングされることを防止し、上部電極 1 2 8の交換時期の延長を図ることができる。また、絶縁部材 1 4 4の嵌装時に、ガス吐出孔 1 2 8 a内には、絶縁部材 1 4 4と上部電極 1 2 8の空間部 1 3 4側面との間に所定の空間部が形成される構成となっている。

また、上述した絶縁部材 1 4 4に変えて、図 4に示した絶縁部材 2 0 0をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装してもよい。

この部材 2 0 0は、絶縁部材 1 4 4をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装した際に形成される処理室 1 0 2側の突出部外周に、張り出し部 2 0 0 aが形成される構成となっている。また、 ■部材 2 0 0は、張り出し部 2 0 0 aが形成されている以外は、 ■部材 1 4 4と略同形に構成されている。そして、この絶縁部材 2 0 0をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装した場合には、ガス吐出孔 1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部に形成された角部、およびその角部の処理室 1 0 2側周辺部が、絶縁部材 2 0 0の張り出し部 2 0 0 aによって気密に覆われる構成となっている。従って、ガス吐出孔 1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部に形成された角部は、ブラズマ雰囲気に曝されないためエッチングされることがなく、ガス吐出孔 1 2 8 a が形成された上部電極 1 2 8の寿命を大幅に延長させることができる。

また、上述した絶縁部材 1 4 4あるいは絶縁部材 2 0 0に変えて、図 5に示した絶縁部材 2 1 0をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装してもよい。

この部材 2 1 0には、絶縁部材 2 0 0における張り出し部 2 0 0 aに相当する張出し部 2 1 0 aが形成されている。絶縁部材 2 1 0には、絶縁部材 1 4 4 あるいは絶縁部材 2 0 0における段部 1 4 4 aが設けられていない。絶縁部材 2 0 0の場合には、段部 1 4 4 aと肩部 1 2 8 bとが係合するか、張り出し部 2 0 0 aと上部 S@ l 2 8の表面とが係合するかして、絶縁部材 2 0 0の位置決めが行われる。これに対し、 «部材 2 1 0の場合には、張り出し部 2 1 0 aと上部 i 2 8の表面と力く係合することによって一義的に位置決めを行うことができまた、絶縁部材 2 1 0をガス吐出孔 1 2 8 aに嵌装した場合には、ガス吐出孔

1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部に形成された角部、およびその角部の処理室 1 0 2側周辺部が、絶縁部材 2 0 0の張り出し部 2 1 0 aによって気密に覆われる。従って、ガス吐出孔 1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部に形成された角部は、ブラズマ雰囲気に曝されないためエッチングされることがなく、ガス吐出孔 1 2 8 a 力形成された上部電極 1 2 8の寿命を大幅に延長させることができる。

次に、処理室 1 0 2に対する処理ガスの供給構成について説明する。

まず図 1に示したガス供給源 1 4 2から所定の処理ガス、例えばシリコン酸ィ匕理の場合には C の混合ガスが、調整器 M F C 1 4 0及びバルブ

1 3 8が介挿されたガス導入管 1 3 6を介して、一旦空間部 1 3 4に導入される。次いで、空間部 1 3 4内に満たされた処理ガスは、上述したガス吐出孔 1 2 8 a 内に形成された空間部内に満たされる。従って、その空間部により、所望のコンダクタンスを得ることができる。次いで、処理ガスは、ガス吐出孔 1 2 8 aの空間部から貫通孔 1 4 4 dを介して、サセプタ 1 1 0に載置されたゥヱハ W上に所望の状態で均一に吐出される構成となっている。

再び図 1に戻り、処理容器 1 0 4の下部側壁には、排気管 1 4 6が接続されており、この排気管 1 4 6は、真空引き機構、例えばターボ^ ^ポンプから成る真空ポンプ P 1 4 8に接続されている。従って、この真空ポンプ P 1 4 8の ¾jにより、処理室 1 0 2内を所定の減圧雰囲気、例えば数 mT o r r〜数 1 0 O mT o r rまでの任意の真空度にまで真空引きし、これを維持することが可能なように構成されている。

次いで、エッチング装置 1 0 0の高周波電力の供給系について説明すると、上部電極 1 2 8には、整合回路から成る第 1整^ 1 5 0を介して第 1高周波電源 1 5 2が接続されている。一方、サセプ夕 1 1 0には、整合回路から成る第 2整 ^H l 5 4を介して第 2高周波電源 1 5 6が接続されている。そして、処理時には、上部電極 1 2 8に対して、第 1高周波電源 1 5 0から所定のプラズマ用高周波電力、例えば 1 3. 5 6 MH zの高周波電力が印加されることにより、処理室 1 0 2内に導入された処理ガスが解離し、プラズマが励起される、また同時に、サセプタ 1 1 0に対して、第 2高周波電源 1 5 6から所定のバイアス用高周波電力、例えば 3 8 0 k H zの高周波電力が印加されることにより、励起されたプラズマがウェハ Wの被処理面に効果的に引き込まれる構成となっている。なお、本発明では、エッチング装置の形態としては± ^のエッチング装置 1 0 0に限られる必要はない。例えば、上部電極に高周波電力を印加しサセプタ及び処理容器を接地したエッチング装置であってもよく、また、サセプ夕に高周波電力を印加し上部電@¾び処理容器を接地したェッチング装置であつてもよい。本実施の形態にかかるエッチング装置は、以上のように構成されており、絶縁部材 1 4 4を上部電極 1 2 8のガス吐出孔 1 2 8 aに、ガス吐出孔 1 2 8 aの吹出口側 C 理室 1 0 2側）から嵌装させるため、絶縁部材 1 4 4の装着、交換を容易に行うことができる。また、絶縁部材 1 4 4の段部 1 4 4 aとガス吐出孔 1 2 8 aの肩部 1 2 8 bとの係合により、 «部材 1 4 4が位置決めされるため、絶縁部材 1 4 4の位置決めが容易になり、かつ絶縁部材 1 4 4を均一に配置することができる。さらに、絶縁部材 1 4 4の処理室 1 0 2内雰囲気に曝される部分には角部力形成されず、かつ貫通孔 1 4 4 dの処理室 1 0 2側開口部付近が略テーパ状の形状であるため、耐エッチング性が向上して »部材 1 4 4の交換時期の延長を図ることができる。さらにまた、絶縁部材 1 4 4を上述した樹脂から形成したため、エッチングされ難くなり、さらに交換時期を延長することができる。また、ガス吐出孔 1 2 8 a内壁面の処理室 1 0 2側開口部から肩部 1 2 8 bに至る部分に耐プラズマ処理を施し、かつ絶縁部材 1 4 4によってガス吐出孔 1 2 8 aの処理室 1 0 2側開口部の角部が処理室 1 0 2に露出しないようにに構成したため、上部 1 2 8の交換時期の延長を図ることができる。

次に、図 6および図 7を参照して、図 1に示したエッチング装置 1 0 0の上部 m^ l 2 8とは異なる構成を有する上部 ¾@ 2 2 8について説明する。

上部電極 2 2 8は、図 1に示したエツチング装置 1 0 0に比べてより大きいプラズマ処理能力を有するエッチング装置に適用される。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略することとする。

上部電極 2 2 8は、サセプタ 1 1 0の載置面と対向する位置に配設されるシリコン基材からなるシリコン電極（上部電極本体） 3 0 1と、シリコン電極 3 0 1 の上面に積層されたアルミニウム合金からなるクーリングプレート 3 0 2とから構成されている。クーリングプレート 3 0 2は A 1合金等から構成されている。シリコン 0 1には多数のガス吐出孔 3 0 1 aが形成されている。また、クーリングプレート 3 0 2にはガス吐出孔 3 0 1 aに比べてより孔径の大きい多数のガス吐出孔 3 0 2 aカ形成されている。各々のガス吐出孔 3 O l aとガス吐出孔 3 0 2 aとは互いに同軸状に形成されている。空間部 1 3 4と処理室 1 0 2 内とはガス吐出孔 3 O l aとガス吐出孔 3 0 2 aとによって連通している。ガス吐出孔 3 0 2 aは、下方部に形成された小円筒形状の部分と上方部に形成された大円筒形状の部分とから構成されている。小円筒形状の部分と大円筒形状の部分との境界に肩部 3 0 2 bが形成されている。

ガス吐出孔 3 0 2 aには、絶縁部材 1 4 4と同様の材料からなる »部材 2 4 4が嵌装されている。絶縁部材 2 4 4は、損傷を受けた場合に交換可能にガス吐出孔 3 0 2 aに揷入される。

絶縁部材 2 4 4は、図 7に示したように、下方部に位置する小円筒部 2 4 4 a と上方部に位置する大円筒部 2 4 4 bとから構成されている。小円筒部 2 4 4 a と大円筒部 2 4 4 bの境界に段部 2 4 4 fが形成されている。小円筒部 2 4 4 a はガス吐出孔 3 0 2 aの小円筒形状の部分に挿入され、大円筒部 2 4 4 bはガス吐出孔 3 0 2 aの大円筒の部分に挿入される。

絶縁部材 2 4 4の長手方向の長さはクーリングプレート 3 0 2の厚みとほぼ一致している。絶縁部材 2 4 4の底部はシリコン電極 3 0 1の上表面にほぼ接触している。なお、絶縁部材 2 4 4の長手方向の長さは、絶縁部材 2 4 4の底部がシリコン 0 1の上表面にほぼ接触している限り、クーリングプレート 3 0 2 の厚みより小さくてもよい。小円筒部 2 4 4 aには、ガス吐出孔 3 0 1 aの孔径とほぼ同径の小孔 2 4 4 c力く形成されており、大円筒部 2 4 4 bには、小孔 2 4 4 cに比べより孔径の大きい大孔 2 4 4 d力く形成されている。

ガス吐出孔 3 0 1 a側の小孔 2 4 4 cの開口部付近には、その開口面に向かつて小孔 2 4 4 cの径が拡大するテーパ部 2 4 4 eが成形されている。テーパ部 2 4 4 eは、角ばつた部分がなく滑らかな表面を有する。

段部 2 4 4 f は肩部 3 0 2 bと係合可能であり、これによつて絶縁部材 2 4 4 は長手方向に位置決めされる。

ガス吐出孔 3 0 2 aの内壁面のうち、肩部 3 0 2 bから空間部 1 3 4側開口部に至る部分には、プラズマ処理力施されていない構成となっている。これは、そのガス吐出孔 3 0 2 aの内壁面に耐プラズマ処理、例えば陽極酸化処理が施されると、その表面に微細な凹凸が生じ、ガス吐出孔 3 0 2 aの内壁面と、絶縁部材 2 4 4の大円筒部 2 4 4 bの外部側面との密着性が低下するためである。従って、上述の如く構成することにより、ガス吐出孔 3 0 2 aの内壁面と絶縁部材 2 4 4 の大円筒部 2 4 4 bの外部側面と力気密に密着する構成となっている。その結果、プラズマの回り込みを防止することができる。

従来のこの種のェッチング装置では、シリコン電極とクーリングプレートとにガス吐出孔が形成されているだけであり、絶縁部材 2 4 4に相当するものは設けられていなかった。このため、処理室 1 0 2で^^されたプラズマによってクーリングプレートにおけるガス吐出孔が損傷を受け、クーリングプレートを定期的に交換する必要があるという問題があつたのである。これに対して、本実施例では上述したように、ガス吐出孔 3 0 2 aに絶縁部材 2 4 4力く嵌装されているので、処理室 1 0 2で生成されたプラズマによりガス吐出孔 3 0 2 aの内壁面がエッチングされることを防止することができる。この結果、必要に応じて■部材 2 4 4のみを交換するだけでよくなり、クーリングプレート 3 0 2を定期的に交換する必要をなくすることができる。また、小孔 2 4 4 cの開口部付近にはテーパ部 2 4 4 eが形成されているので、そのテーパ状の形状によりエッチングされ難くなり、部材 2 4 4の交換時期を延長することができる。

なお、ガス吐出孔 3 0 2 aに嵌装される絶縁部材 2 4 4の形状は、図 6または図 7に示した形状に限定されず、ガス吐出孔 3 0 2 aの内壁を覆うものであれば他の形状であってもよい。

以上、本発明の好適なの形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施の形態において、ガス吐出孔内に絶縁部材が配置される構成を例に挙げて説明したが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、さらにガス吐出孔の処理室側開口部周囲にも絶縁部材を張り出させ、その開口部に形成される角部が絶縁部材によつて覆われるように構成してもよい。

また、上記実施の形態において、絶縁部材をガス吐出孔内に圧入して嵌装させる構成を例に挙げて説明したが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、部材の外部側面とガス吐出孔の内壁面とに、それぞれ対応するネジ溝を形成し、ネジの如く絶縁部材を装着する構成としても実施可能である。

さらに、上記の形態において、エッチング装置を例に挙げて説明したが、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、処理室内にガス吐出孔からガスを導入する処理装置、例えば C V D装置やスパッタ装置等の各種装置にも適用することができる。また、被処理体は、上記の形態で説明したウェハに限定されず、例えば L C D用ガラス基板などの各種被処理体に処理を施す場合にも、本発明を適用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 気密な処理室と、

前記処理室内の上方部に配設された上部電極と、

前記処理室内に前言 Ξ±部電極の下方に前記上部電極に対向して配設された下部電極と、

前言 Η±部電極と前記下部電極とのうちの少なくとも一つの電極に接続された高周波電源と、を備え、

前記処理室内に所定の処理ガスを導入するために前 Ϊ2±部電極には複数のガス吐出孔が形成されており、

前記処理ガスが通過可能な貫通孔が形成された絶縁部材であつて前記ガス吐出孔に前記処理室側から嵌装される部材を備えることを特徴とする処理装置。

2. 前記絶縁部材は、前記処理室側に突出部を有するように前記ガス吐出孔に嵌装されることを特徵とする請求項 1に記載の処理装置。

3. 前記絶縁部材は、前記ガス吐出孔の前記処理室側開口部周囲を覆う張り出し部を有することを特徴とする請求項 1に記載の処理装置。

4. 前記ガス吐出孔には肩部が形成されており、

前言部材には段部が形成されており、

前記! ^部材は、前記段部力前部に係合することにより、前記ガス吐出孔内に位置決めされることを特徴とする請求項 1に記載の処¾¾置。

5. 前記ガス吐出孔の内壁面のうち、少なくとも前記処理室側開口部から前部に至る部分が、耐プラズマ処理されていることを特徴とする請求項 4に記載の処理装置。

6. 前言 3¾縁部材の長手方向長さは、前記ガス吐出孔の長手方向長さよりも短いことを特徴とする請求項 1に記載の処理装置。

7. 前縁部材の前記貫通孔は、少なくとも前記処理室側開口部付近において、前記処理室側に向かって前記貫通孔の径が拡大する略テーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の処理装置。

8. 前 ¾縁部材は、樹脂から形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の処理装置。

9. 気密な処理室と、

前記処理室内の上方部に配設された上部電極と、

前記処理室内に前言部電極の下方に前H±部電極に対向して配設された下部籠と、

前言 2±部電極と前記下部電極とのうちの少なくとも一つの電極に接続された高周波電源と、を備え、

前言 £±部電極は上部電極本体と前言 S±部電極本体上に配設されたクーリングプレートとを有し、

前記処理室内に所定の処理ガスを導入するために、前 ΐΗ±部電極本体と前記クーリングプレートとの各々には複数のガス吐出孔が形成されており、

前記処理ガスが通過可能な貫通孔が形成された絶縁部材であつて前記ク一リングプレートに形成された前記ガス吐出孔の内壁を覆うように前記ガス吐出孔に嵌装される■部材を備えることを特徵とする処理装置。

1 0. 縁部材の前記貫通孔は、少なくとも前記処理室側開口部付近において、前記処理室側に向かって前記貫通孔の径が拡大する略テ一パ形状に形成されていることを特徵とする請求項 9に記載の処理装置。

1 1. 前記クーリングプレー卜に形成された前記ガス吐出孔には肩部力形成されており、

前記部材には段部が形成されており、

前記部材は、前記段部が前言 Ξ 部に係合することにより、前記クーリングプレートに形成された前記ガス吐出孔内に位置決めされることを特徵とする請求項 9に記載の処理装置。