JPH1064883A - Plasma equipment - Google Patents
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- JPH1064883A JPH1064883A JP17523196A JP17523196A JPH1064883A JP H1064883 A JPH1064883 A JP H1064883A JP 17523196 A JP17523196 A JP 17523196A JP 17523196 A JP17523196 A JP 17523196A JP H1064883 A JPH1064883 A JP H1064883A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマが発生する真空チャンバの構成要素
をプラズマから保護することを目的とする。
【解決手段】 真空チャンバ12内にプラズマ40を生
成する反応性イオンエッチング装置等のプラズマ装置1
0において、プラズマ40から保護すべき真空チャンバ
内の部分36,38を、高誘電率を有し且つ誘電正接の
値が大きい材料、好ましくはSiCセラミックから構成
したことを特徴とする。これにより、SiCセラミック
製の部分36,38のプラズマにさらされる面の電位と
プラズマ電位とが近似する値となり、当該部分36,3
8に向かって流れるプラズマ40中のイオンの量が減
り、エロージョンが抑制される。
[PROBLEMS] To protect components of a vacuum chamber in which plasma is generated from the plasma. SOLUTION: A plasma apparatus 1 such as a reactive ion etching apparatus for generating a plasma 40 in a vacuum chamber 12 is provided.
At 0, the parts 36, 38 in the vacuum chamber to be protected from the plasma 40 are made of a material having a high dielectric constant and a high dielectric loss tangent, preferably a SiC ceramic. As a result, the potentials of the surfaces of the SiC ceramic portions 36 and 38 exposed to the plasma and the plasma potential are close to each other.
The amount of ions in the plasma 40 flowing toward 8 is reduced, and erosion is suppressed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマエッチン
グ装置やプラズマCVD装置等のプラズマを利用するプ
ラズマ装置に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a plasma apparatus utilizing plasma, such as a plasma etching apparatus and a plasma CVD apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイスの製造において
は、プラズマを用いたいわゆるドライプロセスが不可欠
なものになっている。例えば、エッチングプロセスで
は、真空チャンバ内で化学的に活性なガス(以下「エッ
チャントガス」という)をプラズマ状態にし、発生した
イオン等をシリコンウェハと反応させてエッチングを行
う反応性イオンエッチングプロセスが広く用いられてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, a so-called dry process using plasma has become indispensable in the manufacture of semiconductor devices. For example, in the etching process, a reactive ion etching process in which a chemically active gas (hereinafter, referred to as “etchant gas”) is turned into a plasma state in a vacuum chamber, and generated ions and the like react with a silicon wafer to perform etching is widely used. Used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマを
利用した従来のエッチング装置では、真空チャンバの内
壁面側が石英又はアルミナから構成されているのが一般
的である。このため、プラズマを生成すると、イオン等
の活性種の一部が真空チャンバの内壁面に衝突し、エロ
ージョンを起こして酸素ガスが発生するという問題があ
った。すなわち、プラズマに酸素ガスが混入すると、シ
リコンウェハ上のフォトレジストをもエッチングしてし
まうため、半導体デバイスの性能等に悪影響を及ぼす虞
れがあった。これは、近年の半導体デバイスの高集積
化、微細化にとっては重要な解決すべき課題となってい
る。By the way, in a conventional etching apparatus utilizing plasma, the inner wall surface side of the vacuum chamber is generally made of quartz or alumina. Therefore, when plasma is generated, there is a problem that a part of active species such as ions collide with the inner wall surface of the vacuum chamber, causing erosion and generating oxygen gas. That is, if oxygen gas is mixed into the plasma, the photoresist on the silicon wafer is also etched, which may adversely affect the performance of the semiconductor device. This is an important problem to be solved in recent years for high integration and miniaturization of semiconductor devices.
【0004】殊に、真空チャンバの壁面にアルミナを使
用した場合、アルミナが分解して酸素ガスを出すだけで
なく、アルミニウムが放出され、これが半導体デバイス
のメタル汚染の原因にもなる。In particular, when alumina is used for the wall surface of a vacuum chamber, not only is the alumina decomposed to emit oxygen gas, but also aluminum is released, which causes metal contamination of the semiconductor device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたものであり、真空チャンバ内にプラズマを
生成する反応性イオンエッチング装置等のプラズマ装置
において、プラズマから保護すべき真空チャンバ内の部
分を、高誘電率を有し且つ誘電正接の値が適度に大きい
材料から構成し、当該部分のプラズマにさらされる面の
電位とプラズマ電位とが近似する値となるようにし、ま
た、プラズマ電位による電流がほとんど流れないように
したことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a plasma apparatus such as a reactive ion etching apparatus that generates plasma in a vacuum chamber. Is made of a material having a high dielectric constant and a moderately large value of dielectric loss tangent, so that the potential of the surface of the portion exposed to the plasma and the plasma potential are close to each other, It is characterized in that almost no current due to the plasma potential flows.
【0006】このように構成することで、保護すべき部
分に向かって流れるプラズマ中のイオンの量が減り、エ
ロージョンが抑制される。かかる作用を呈する材料とし
ては、比誘電率が20以上、比抵抗が105Ω・cm以上で
あるSiCセラミックが好適である。With this configuration, the amount of ions in the plasma flowing toward the portion to be protected is reduced, and erosion is suppressed. As a material exhibiting such an action, a SiC ceramic having a relative dielectric constant of 20 or more and a specific resistance of 10 5 Ω · cm or more is preferable.
【0007】なお、プラズマから保護すべき部分として
は、真空チャンバを構成する壁体の内面に沿って配設さ
れるライナや、プラズマ装置がエッチング装置である場
合には、被処理体(ウェハ)を支持するペディスタルの
外周部分に設けられるフォーカスリング等がある。The part to be protected from the plasma includes a liner disposed along the inner surface of a wall constituting the vacuum chamber, and an object to be processed (wafer) when the plasma apparatus is an etching apparatus. There is a focus ring or the like provided on the outer peripheral portion of the pedestal supporting the pedestal.
【0008】また、本発明は、真空チャンバを構成する
側壁の周囲にコイルを巻回し、当該コイルに高周波電力
を印加することで真空チャンバ内にプラズマを発生させ
る、いわゆる誘導結合型のプラズマ装置において、前記
側壁を高誘電率を有し且つ誘電正接の値が大きい材料か
ら構成し、該側壁のプラズマにさらされる面の電位とプ
ラズマ電位とが近似する値となるようにしたことを特徴
とする。この場合も、プラズマ中のイオンによるエロー
ジョンが抑制される。Further, the present invention provides a so-called inductively coupled plasma apparatus in which a coil is wound around a side wall constituting a vacuum chamber and plasma is generated in the vacuum chamber by applying high frequency power to the coil. The side wall is made of a material having a high dielectric constant and a large value of dielectric loss tangent, so that the potential of the side of the side wall exposed to plasma and the plasma potential are close to each other. . Also in this case, erosion due to ions in the plasma is suppressed.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0010】図1は、本発明が適用された平行平板型反
応性イオンエッチング装置10の断面図を概略的に示し
たものである。図示のエッチング装置10は、エッチン
グ処理室となる真空チャンバ12を備えており、この真
空チャンバ12は、内面が円筒面となっている側壁1
4、この側壁14の下部開口に配置された底板16、及
び、側壁14の上部開口に配置された上板18から構成
されている。上板18には、アノード電極20が絶縁体
21を介して取り付けられており、また、底板16上に
は、カソード電極としてのペディスタル22がアノード
電極20に対して平行な状態で対向配置されている。ペ
ディスタル22は、その上面に被処理体であるシリコン
ウェハ24を載置できるようになっている。FIG. 1 is a schematic sectional view of a parallel plate type reactive ion etching apparatus 10 to which the present invention is applied. The illustrated etching apparatus 10 includes a vacuum chamber 12 serving as an etching processing chamber, and the vacuum chamber 12 includes a side wall 1 having a cylindrical inner surface.
4, a bottom plate 16 arranged in a lower opening of the side wall 14, and an upper plate 18 arranged in an upper opening of the side wall 14. An anode electrode 20 is attached to the top plate 18 via an insulator 21, and a pedestal 22 as a cathode electrode is disposed on the bottom plate 16 so as to face the anode electrode 20 in parallel. I have. The pedestal 22 has a top surface on which a silicon wafer 24 as an object to be processed can be placed.
【0011】ペディスタル22からは電気リード26が
延び、高周波バイアス電源28と、真空チャンバ12の
インピーダンスが所定の値になるように制御する整合回
路30とを介して接地されている。一方、アノード電極
20からは電気リード32が延び接地されている。ま
た、側壁14、底板16及び上板18はアルミニウム等
の導電材料から成り、これも電気リード34を介して接
地されている。An electric lead 26 extends from the pedestal 22 and is grounded via a high frequency bias power supply 28 and a matching circuit 30 for controlling the impedance of the vacuum chamber 12 to a predetermined value. On the other hand, an electric lead 32 extends from the anode electrode 20 and is grounded. The side wall 14, the bottom plate 16 and the top plate 18 are made of a conductive material such as aluminum, and are also grounded via the electric leads 34.
【0012】更に、側壁14の内周面、底板16の上面
及び上板18の下面には、その保護等を目的として、ラ
イナ36が全面にわたり設置されている。また、同様の
目的で、ペディスタル22の上面の外周部分(より詳細
には、シリコンウェハ24を所定位置に載置した状態に
おいて、シリコンウェハ24よりも外側の部分)にはフ
ォーカスリング38が取り付けられている。Further, on the inner peripheral surface of the side wall 14, the upper surface of the bottom plate 16, and the lower surface of the upper plate 18, a liner 36 is provided over the entire surface for the purpose of protection and the like. For the same purpose, a focus ring 38 is attached to an outer peripheral portion of the upper surface of the pedestal 22 (more specifically, a portion outside the silicon wafer 24 when the silicon wafer 24 is placed at a predetermined position). ing.
【0013】本発明は、これらのライナ36及びフォー
カスリング38をSiCセラミックから構成したことを
特徴としている。この場合、SiCセラミックは、高誘
電率のもの、好ましくは比誘電率が20以上のもので、
且つ、高周波領域における誘電正接(tanδ)の値が
大きいものが用いられている。ここで、誘電正接とは、
誘電体損失角の正接をいい、誘電体に交流電界を加えた
ときにエネルギが熱として失われる割合を表すものであ
る。また、誘電率が大きい場合、誘電正接が大きすぎる
と、電流が流れすぎるので、電気比抵抗の値は105Ω・
cm以上、好ましくは105〜108Ω・cmとするのがよ
い。The present invention is characterized in that the liner 36 and the focus ring 38 are made of SiC ceramic. In this case, the SiC ceramic has a high dielectric constant, preferably a dielectric constant of 20 or more,
In addition, a material having a large dielectric loss tangent (tan δ) in a high frequency region is used. Here, the dielectric loss tangent is
The tangent of the dielectric loss angle indicates the rate at which energy is lost as heat when an AC electric field is applied to the dielectric. Also, when the dielectric constant is large, when the dielectric loss tangent is too large, the current flows too much, so that the electric resistivity value is 10 5 Ω ·
cm or more, preferably 10 5 to 10 8 Ω · cm.
【0014】上述した構成において、真空チャンバ12
内にプラズマをたてる場合には、まず真空チャンバ12
内と連通する真空系を作動させ、真空チャンバ12内の
圧力を所定レベルまで減じる。この後、エッチャントガ
ス供給源(図示せず)からエッチャントガスを真空チャ
ンバ12内に導入する。そして、高周波バイアス電源2
8を投入して電極20,22間に高周波電力を印加する
と、エッチャントガスに放電が起こり、プラズマ40が
発生するのである。In the above configuration, the vacuum chamber 12
When plasma is to be formed inside the vacuum chamber,
A vacuum system communicating with the inside is operated to reduce the pressure in the vacuum chamber 12 to a predetermined level. Thereafter, an etchant gas is introduced into the vacuum chamber 12 from an etchant gas supply source (not shown). And a high frequency bias power supply 2
When the high-frequency power is applied between the electrodes 20 and 22 by inputting 8, the discharge occurs in the etchant gas, and the plasma 40 is generated.
【0015】このようにしてプラズマ40が発生した際
における図1のエッチング装置10の状態を電気的な等
価回路で示すと図2の如くなる。図2に示すように、真
空チャンバ12内のプラズマ40は、一のキャパシタC
1〜C8と対応のインピーダンスR1〜R8とから成る
並列回路を1ユニットとしたネットワークで表すことが
できる。このプラズマ40とペディスタル22上のシリ
コンウェハ24との間にはシースとよばれる空間が形成
されるが、このシースはキャパシタC9と等価であり、
よって、プラズマ40はキャパシタC9を介してカソー
ド電極であるペディスタル22に接続される。また、ア
ノード電極20とプラズマ40との間にもシースと同様
な空間が形成されるため、プラズマ40はキャパシタC
10を介してアノード電極20に接続されることとな
る。FIG. 2 shows the state of the etching apparatus 10 in FIG. 1 when the plasma 40 is generated in an electric equivalent circuit. As shown in FIG. 2, the plasma 40 in the vacuum chamber 12
It can be represented by a network in which a parallel circuit composed of 1 to C8 and the corresponding impedances R1 to R8 forms one unit. A space called a sheath is formed between the plasma 40 and the silicon wafer 24 on the pedestal 22, and this sheath is equivalent to the capacitor C9,
Therefore, the plasma 40 is connected to the pedestal 22 which is a cathode electrode via the capacitor C9. Further, since a space similar to the sheath is formed between the anode electrode 20 and the plasma 40, the plasma 40
10 is connected to the anode electrode 20.
【0016】ライナ36はSiCセラミックという高誘
電材料から成り、且つまた、このSiCセラミックは誘
電正接の値が適度に大きいものを用いているため、ライ
ナ36はキャパシタスC11〜C16とインピーダンス
R9〜R14とから成る直列回路で表すことができる。
従って、導電材料から成る側壁14、底板16及び上板
18は直列のインピーダンスR9〜R14及びキャパシ
タC11〜C16を介してプラズマ40に接続されたこ
とになる。フォーカスリング38の場合も同様に、ペデ
ィスタル22は直列のインピーダンスR15,R16及
びキャパシタC17,C18を介してプラズマ40に接
続されたよう表される。The liner 36 is made of a high dielectric material called SiC ceramic, and the SiC ceramic has a moderately large dielectric loss tangent. Therefore, the liner 36 has capacitors C11 to C16 and impedances R9 to R14. And can be represented by a series circuit consisting of
Therefore, the side wall 14, the bottom plate 16 and the top plate 18 made of a conductive material are connected to the plasma 40 via the series impedances R9 to R14 and the capacitors C11 to C16. Similarly, in the case of the focus ring 38, the pedestal 22 is represented as being connected to the plasma 40 via the series impedances R15 and R16 and the capacitors C17 and C18.
【0017】いま、ライナ36及びフォーカスリング3
8が従来と同様に石英やアルミナから作られているとし
た場合、石英やアルミナは誘電正接の値が小さいため、
高周波電力が印加された状態では、図2におけるインピ
ーダンスR9〜R16は殆ど無視できる程度に小さいも
のとなる。かかる場合、ライナ36及びフォーカスリン
グ38の内表面とプラズマ40との間にプラズマ中のイ
オンと電子の移動度の差により誘起され、電位差が生じ
てしまう。この電位差によりプラズマ40中のイオンの
一部がライナ36及びフォーカスリング38に向かって
飛行し、これらのエロージョンを引き起こす。Now, the liner 36 and the focus ring 3
8 is made of quartz or alumina as before, quartz or alumina has a small dielectric loss tangent,
When high-frequency power is applied, the impedances R9 to R16 in FIG. 2 are small enough to be almost ignored. In such a case, a potential difference is generated between the plasma 40 and the inner surfaces of the liner 36 and the focus ring 38 due to a difference in mobility between ions and electrons in the plasma. Due to this potential difference, some of the ions in the plasma 40 fly toward the liner 36 and the focus ring 38, causing erosion thereof.
【0018】一方、ライナ36及びフォーカスリング3
8が、誘電正接の値が絶縁体より大きく、絶縁体より抵
抗値が僅かに小さく且つ高誘電率であるSiCセラミッ
クから作られている場合には、プラズマ40に対するイ
ンピーダンスR9〜R16の値で、電極にかかる電界が
減衰するため、ライナ36及びフォーカスリング38の
表面の電位がプラズマ電位に極めて近い値となる。従っ
て、プラズマ40中のイオンは、エッチングすべきシリ
コンウェハ24に向い、ライナ36及びフォーカスリン
グ38との衝突は大幅に低減される。従って、ライナ3
6及びフォーカスリング38のエロージョンが抑制され
ることはもとより、仮にエロージョンが生じてもSiC
セラミックからは酸素ガスは発生せず、しかも、エロー
ジョンと同時に気化するため、シリコンウェハ24を汚
染する心配もない。On the other hand, the liner 36 and the focus ring 3
8 is a value of impedance R9 to R16 with respect to the plasma 40 when the dielectric loss tangent is larger than the insulator, and the resistance is slightly smaller than the insulator and made of a SiC ceramic having a high dielectric constant. Since the electric field applied to the electrodes is attenuated, the potentials on the surfaces of the liner 36 and the focus ring 38 become very close to the plasma potential. Therefore, the ions in the plasma 40 are directed to the silicon wafer 24 to be etched, and the collision with the liner 36 and the focus ring 38 is greatly reduced. Therefore, liner 3
6 and the focus ring 38 are suppressed, and even if the erosion occurs, the SiC
Oxygen gas is not generated from the ceramic and is vaporized at the same time as erosion, so that there is no fear of contaminating the silicon wafer 24.
【0019】ここで、常温において比抵抗が約105Ω・
cmのSiCセラミックに対し、印加する交流電力の周波
数と比誘電率及び誘電正接との関係を調べた結果を図3
に示す。図3では、SiCセラミックを80℃、20℃
及び−20℃にした場合のそれぞれ結果が記されてい
る。この図から、エッチング装置10で通常使用する1
3.56MHzの高周波電力においては比誘電率は20
以上であり、誘電正接は0.5以上となり、上記の作用
効果を呈するに十分なものとなっていることが分かる。Here, at room temperature, the specific resistance is about 10 5 Ω ·
The relationship between the frequency of the applied AC power, the relative dielectric constant and the dielectric loss tangent for a cm SiC ceramic is shown in FIG.
Shown in In FIG. 3, the SiC ceramic was heated at 80 ° C. and 20 ° C.
And -20 ° C. are shown. From this figure, it can be seen that 1 which is normally used in the etching apparatus 10 is used.
At a high frequency power of 3.56 MHz, the relative permittivity is 20.
As described above, it can be seen that the dielectric loss tangent is 0.5 or more, which is sufficient for exhibiting the above-described effects.
【0020】なお、ライナ36及びフォーカスリング3
8を構成するSiCセラミックの比抵抗は105〜108
Ω・cmであることが好ましいと上述したが、比抵抗はこ
の値に限られない。エッチングプロセス時、側壁14等
はプラズマ40に対して負の電位が与えられるが、比抵
抗が小さい場合には、プラズマ40から側壁14等に電
流が短絡的に流れてしまう。上記比抵抗の値はこのよう
な電気の流れを防止するための値であり、装置デザイ
ン、使用態様等に応じて適宜変更可能なものである。The liner 36 and the focus ring 3
8 has a specific resistance of 10 5 to 10 8.
Although it is described above that the resistance is preferably Ω · cm, the specific resistance is not limited to this value. During the etching process, a negative potential is applied to the side walls 14 and the like with respect to the plasma 40. However, if the specific resistance is low, current flows from the plasma 40 to the side walls 14 and the like in a short-circuit manner. The value of the specific resistance is a value for preventing such a flow of electricity, and can be appropriately changed according to a device design, a use mode, and the like.
【0021】次に、図4を参照して本発明の第2の実施
形態について説明する。図4に示す装置は、いわゆる誘
導結合プラズマ(ICP)型の反応性イオンエッチング
装置50である。このエッチング装置50は、整合回路
52及び高周波電源54が接続されたコイル56が真空
チャンバ12の側壁58の周囲に配置されている点を除
き、図1に示した平行平板型エッチング装置10と実質
的に同様な構成となっている。従って、エッチング装置
10と同一又は相当部分には同一符号を付し、その詳細
な説明は省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus shown in FIG. 4 is a so-called inductively coupled plasma (ICP) type reactive ion etching apparatus 50. This etching apparatus 50 is substantially the same as the parallel plate type etching apparatus 10 shown in FIG. 1 except that a coil 56 to which a matching circuit 52 and a high frequency power supply 54 are connected is arranged around a side wall 58 of the vacuum chamber 12. The configuration is substantially the same. Therefore, the same or corresponding parts as those of the etching apparatus 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0022】ICP型のエッチング装置50では、高周
波がコイル56に印加されると、真空チャンバ12内に
導入されたエッチャントガスによって、誘導結合による
プラズマ40が生成される。そして、高周波バイアス電
源28によりアノード電極20とカソード電極であるペ
ディスタル22との間に高周波バイアスを印加すると、
下方に進むイオンが加速され、ペディスタル22上のシ
リコンウェハ24がエッチングされる。In the ICP type etching apparatus 50, when a high frequency is applied to the coil 56, the plasma 40 by inductive coupling is generated by the etchant gas introduced into the vacuum chamber 12. When a high-frequency bias is applied between the anode electrode 20 and the pedestal 22 as a cathode electrode by the high-frequency bias power supply 28,
The ions traveling downward are accelerated, and the silicon wafer 24 on the pedestal 22 is etched.
【0023】このような構成おいて、従来一般には、真
空チャンバ12の側壁58が石英又はアルミナから構成
されていたが、本発明では、上記特性を有するSiCセ
ラミックで構成したことを特徴としている。In such a structure, the side wall 58 of the vacuum chamber 12 is generally made of quartz or alumina, but the present invention is characterized in that the side wall 58 is made of SiC ceramic having the above characteristics.
【0024】図5はプラズマ40が発生した状態での図
4のエッチング装置50を電気的な等価回路で示したも
のであるが、これは、キャパシタC19,C20及び高
周波電源54が、側壁58及びライナ36に相当するイ
ンピーダンスR9〜R14に接続されている点で図2の
等価回路と異なっている。従って、側壁58をSiCセ
ラミックで構成したことによる作用効果については、図
1のエッチング装置10の場合と実質的に同様となる。FIG. 5 shows the etching apparatus 50 of FIG. 4 in a state where the plasma 40 is generated, in the form of an electric equivalent circuit. The etching apparatus 50 shown in FIG. It differs from the equivalent circuit of FIG. 2 in that it is connected to impedances R9 to R14 corresponding to the liner 36. Therefore, the operation and effect of the side wall 58 made of the SiC ceramic are substantially the same as those of the etching apparatus 10 of FIG.
【0025】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限られないこ
とはいうまでもない。例えば、上記実施形態はエッチン
グ装置に関するものであるが、本発明は、プラズマを発
生し利用する他の型式のプラズマ装置にも適用可能であ
る。Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the above embodiment relates to an etching apparatus, but the present invention can be applied to other types of plasma apparatuses that generate and use plasma.
【0026】また、ライナ等を構成する材料もSiCセ
ラミックに限られず、少なくとも高誘電率で誘電正接が
大きな材料であれば、本発明に適用可能である。更に、
その材料が、エロージョンを起こした場合に、酸素ガス
を発生せず或いは気化する性質を有するものであれば、
より好適である。The material constituting the liner or the like is not limited to SiC ceramic, and any material having at least a high dielectric constant and a large dielectric loss tangent is applicable to the present invention. Furthermore,
If the material has the property of not generating oxygen gas or vaporizing when erosion occurs,
More preferred.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、プ
ラズマが生成される真空チャンバ内のライナ等を、高誘
電率、高抵抗、しかも誘電正接が大きな材料から構成し
たので、プラズマとの隣接面の電位が、絶縁体を用いて
生成したプラズマのプラズマ電位に近づき、プラズマ中
のイオンがライナ等に向かうのを抑制することができ
る。これにより、ライナ等のエロージョンを大幅に低減
することが可能となる。As described above, according to the present invention, the liner and the like in the vacuum chamber in which the plasma is generated are made of a material having a high dielectric constant, a high resistance and a large dielectric loss tangent. Can approach the plasma potential of the plasma generated using the insulator, so that ions in the plasma can be suppressed from going to the liner or the like. Thus, erosion of the liner or the like can be significantly reduced.
【0028】また、前記材料としてSiCセラミックを
用いた場合には、エロージョンが生じても、酸素ガスは
発生しない。エッチングプロセスでは、プラズマ中に酸
素ガスが混入すると、エッチングの選択比を下げ被処理
体に影響を与えるため、酸素ガスが発生しないことは極
めて重要な効果となる。更に、SiCセラミックの場
合、エロージョンと同時に気化するため、メタル汚染の
心配もない。このように、SiCセラミックを使用する
ことは、将来の半導体デバイスの高集積化、微細化に大
いに寄与することとなる。When SiC ceramic is used as the material, no oxygen gas is generated even if erosion occurs. In the etching process, when oxygen gas is mixed into the plasma, the selectivity of etching is reduced and the target to be processed is affected. Therefore, it is extremely important to prevent generation of oxygen gas. Furthermore, in the case of SiC ceramic, since it is vaporized at the same time as erosion, there is no fear of metal contamination. As described above, the use of the SiC ceramic will greatly contribute to high integration and miniaturization of semiconductor devices in the future.
【図1】本発明が適用された平行平板型反応性イオンエ
ッチング装置を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a parallel plate type reactive ion etching apparatus to which the present invention is applied.
【図2】プラズマが生じている状態における図1のエッ
チング装置の電気的な等価回路図である。FIG. 2 is an electrical equivalent circuit diagram of the etching apparatus of FIG. 1 in a state where plasma is generated.
【図3】本発明に適用されるSiCセラミックの比誘電
率及び誘電正接の周波数依存性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a frequency dependence of a relative dielectric constant and a dielectric loss tangent of a SiC ceramic applied to the present invention.
【図4】本発明が適用された誘導結合プラズマ型反応性
イオンエッチング装置を概略的に示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view schematically showing an inductively coupled plasma type reactive ion etching apparatus to which the present invention is applied.
【図5】プラズマが生じている状態における図4のエッ
チング装置の電気的な等価回路図である。5 is an electrical equivalent circuit diagram of the etching apparatus of FIG. 4 in a state where plasma is generated.
10,50…エッチング装置、12…真空チャンバ、1
4,58…側壁、16…底板、18…上板、20…アノ
ード電極、22…ペディスタル、24…シリコンウェ
ハ、28…高周波バイアス電源、30…整合回路、36
…ライナ、38…フォーカスリング、40…プラズマ、
52…整合回路、54…高周波電源、56…コイル。10, 50: etching apparatus, 12: vacuum chamber, 1
4, 58 side wall, 16 bottom plate, 18 top plate, 20 anode electrode, 22 pedestal, 24 silicon wafer, 28 high frequency bias power supply, 30 matching circuit, 36
... liner, 38 ... focus ring, 40 ... plasma,
52: matching circuit, 54: high frequency power supply, 56: coil.
Claims (6)
ラズマ装置において、プラズマから保護すべき前記真空
チャンバ内の部分を、高抵抗で高誘電率を有する、誘電
正接の値が適度に大きい材料から構成し、当該部分のプ
ラズマにさらされる面の電位とプラズマ電位とが近似す
る値となるようにしたことを特徴とするプラズマ装置。In a plasma apparatus for generating plasma in a vacuum chamber, a portion in the vacuum chamber to be protected from the plasma is made of a material having a high resistance and a high dielectric constant and a moderately large dielectric tangent value. And a potential of the surface of the portion exposed to the plasma and a potential of the plasma are set to approximate values.
抗が105Ω・cm以上であるSiCセラミックであること
を特徴とする請求項1記載のプラズマ装置。2. The plasma apparatus according to claim 1, wherein the material is a SiC ceramic having a relative dielectric constant of 20 or more and a specific resistance of 10 5 Ω · cm or more.
記真空チャンバを構成する壁体の内面に沿って配設され
るライナであることを特徴とする請求項1又は2記載の
プラズマ装置。3. The plasma apparatus according to claim 1, wherein the portion to be protected from the plasma is a liner disposed along an inner surface of a wall constituting the vacuum chamber.
り、前記プラズマから保護すべき部分は、被処理体を支
持するペディスタルの外周部分に設けられるフォーカス
リングであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項に記載の装置。4. The plasma apparatus is an etching apparatus, and the portion to be protected from the plasma is a focus ring provided on an outer peripheral portion of a pedestal for supporting an object to be processed. An apparatus according to any one of the preceding claims.
イルを巻回し、当該コイルに高周波電力を印加すること
で前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ
装置において、前記側壁を高誘電率を有し且つ誘電正接
の値が大きい材料から構成し、該側壁のプラズマにさら
される面の電位とプラズマ電位とが近似する値となるよ
うにしたことを特徴とするプラズマ装置。5. A plasma apparatus in which a coil is wound around a side wall constituting a vacuum chamber and high frequency power is applied to the coil to generate plasma in the vacuum chamber, wherein the side wall has a high dielectric constant. A plasma device comprising a material having a large dielectric loss tangent and a potential of a surface of the side wall exposed to the plasma being close to a plasma potential.
抗が105Ω・cm以上であるSiCセラミックであること
を特徴とする請求項5記載のプラズマ装置。6. The plasma device according to claim 5, wherein the material is a SiC ceramic having a relative dielectric constant of 20 or more and a specific resistance of 10 5 Ω · cm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17523196A JPH1064883A (en) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | Plasma equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17523196A JPH1064883A (en) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | Plasma equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064883A true JPH1064883A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=15992568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17523196A Withdrawn JPH1064883A (en) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | Plasma equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064883A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284265A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Lam Res Corp | Plasma processing equipment |
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-
1996
- 1996-07-04 JP JP17523196A patent/JPH1064883A/en not_active Withdrawn
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