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JP3155199B2 - Plasma processing equipment - Google Patents
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JP3155199B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JP3155199B2
JP3155199B2 JP11577896A JP11577896A JP3155199B2 JP 3155199 B2 JP3155199 B2 JP 3155199B2 JP 11577896 A JP11577896 A JP 11577896A JP 11577896 A JP11577896 A JP 11577896A JP 3155199 B2 JP3155199 B2 JP 3155199B2
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ring groove
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置
に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing a plasma process on an object to be processed such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体デバイスを製造するため
には、例えばウエハ上に所定の成膜を形成したり、或い
はこの成膜に所定の回路パターンを形成するためにエッ
チング処理を行なうようにしており、これらの成膜とエ
ッチングを多数回繰り返し行なうことにより所望の回路
素子を形成している。回路パターンの線幅は、半導体デ
バイスの高集積化、高密度化につれて非常に微細なもの
となり、例えばサブミクロンのオーダの細幅が要求され
ている。半導体デバイスの歩留まりを向上させるために
は、この微細なパターンを精度良く形成しなければなら
ないが、各種の処理を行なうときには歩留まり劣化の原
因となるパーティクルの発生を如何に避けるかが大きな
課題となる。
2. Description of the Related Art Generally, in order to manufacture a semiconductor device, a predetermined film is formed on a wafer, or an etching process is performed to form a predetermined circuit pattern on the film. A desired circuit element is formed by repeating these film formation and etching many times. The line width of a circuit pattern becomes extremely fine as the semiconductor device becomes more highly integrated and higher in density. For example, a line width of the order of submicron is required. In order to improve the yield of semiconductor devices, this fine pattern must be formed with high accuracy. However, when performing various processes, it is a major issue how to avoid the generation of particles that cause the yield to deteriorate. .

【0003】半導体ウエハに各種の処理を施すために
は、熱処理装置の他に枚葉式においては処理効率が高い
ことからプラズマを用いたプラズマ処理装置が多用され
ている。図11は、一般的なプラズマ処理装置の概略構
成図を示しており、例えばアルミアルマイトよりなる処
理容器2内には、絶縁体4上に設けたサセプタ6が設け
られており、この上に被処理体としての、例えば半導体
ウエハWが静電チャック等により吸着保持される。この
サセプタ6は下部電極を兼用するものであり、これには
マッチングボックス8を介して例えば13.56MHz
の高周波を発生する高周波電源10が接続されており、
処理容器2内にプラズマ発生用の高周波電力を投入でき
るようになっている。また、この処理容器2の底部に
は、真空ポンプ等を介設した図示しない真空排気系に接
続される排気口12が設けられており、容器内を真空引
き可能としている。
In order to perform various kinds of processing on a semiconductor wafer, a plasma processing apparatus using plasma is often used in addition to a heat treatment apparatus because of a high processing efficiency in a single wafer type. FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of a general plasma processing apparatus. In a processing vessel 2 made of, for example, aluminum alumite, a susceptor 6 provided on an insulator 4 is provided. For example, a semiconductor wafer W as a processing body is suction-held by an electrostatic chuck or the like. The susceptor 6 also serves as a lower electrode.
High-frequency power supply 10 for generating a high frequency of
High-frequency power for plasma generation can be supplied into the processing container 2. An exhaust port 12 connected to a vacuum exhaust system (not shown) provided with a vacuum pump or the like is provided at the bottom of the processing container 2 so that the inside of the container can be evacuated.

【0004】また、サセプタ6に対向させて天井部16
には、処理容器2内に処理ガスやプラズマガスを導入す
るために例えばアルミアルマイト製のシャワーヘッド部
14が設けられており、このシャワーヘッド部14は上
部電極を兼用している。図12はこのシャワーヘッド部
14の部分拡大断面図を示し、図13はその平面図を示
している。図示するようにこのシャワーヘッド部14に
は多数のガス流下路20を形成し、この下端を開口する
ことによって下面には、略全面に亘って多数のガス噴出
孔18が散在させて設けられており、導入ガス等をウエ
ハ面内に略均一に供給し得るようになっている。図14
はそのガス噴出孔18の拡大図を示しており、このガス
噴出孔18の直径L1はガス量を絞り込むために例えば
0.5〜0.8mm程度に設定されて非常に小さくなさ
れており、また、その先端には拡開するようにテーパ面
18Aを設けて鋭角部分を少なくし、プラズマ引き込み
の原因となる電界集中ができるだけ発生しないようにし
ている。尚、符号22は、プラズマを高密度化するため
の磁場を作る回転マグネットである。
[0004] A ceiling 16 is provided facing the susceptor 6.
Is provided with a shower head section 14 made of, for example, aluminum alumite for introducing a processing gas or a plasma gas into the processing chamber 2, and the shower head section 14 also serves as an upper electrode. FIG. 12 shows a partially enlarged sectional view of the shower head section 14, and FIG. 13 shows a plan view thereof. As shown in the figure, a large number of gas flow passages 20 are formed in the shower head portion 14, and by opening the lower end, a large number of gas ejection holes 18 are provided on the lower surface so as to be scattered over substantially the entire surface. Thus, the introduced gas and the like can be supplied substantially uniformly within the wafer surface. FIG.
Shows an enlarged view of the gas ejection hole 18. The diameter L1 of the gas ejection hole 18 is set to, for example, about 0.5 to 0.8 mm in order to narrow the gas amount, and is extremely small. The tip is provided with a tapered surface 18A so as to expand so as to reduce the acute angle portion so as to minimize the electric field concentration which causes plasma attraction. Reference numeral 22 denotes a rotating magnet that creates a magnetic field for increasing the density of plasma.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハ処理
時にはこのシャワーヘッド部14とサセプタ6との間の
処理空間にプラズマを発生させるのであるが、このプラ
ズマと直接接触することになるヘッド部下面のガス噴出
孔18に、電界集中を緩和するテーパ面18Aを形成し
ているが、この部分に加工の難しさから鈍角状の角部が
発生することは避けられない。このため、依然としてこ
の部分に電界集中が発生することは避けられず、ある程
度使用すると、ヘッド下面が厚さ50μm程度の高質ア
ルマイト処理されていると言えども電界集中を受けるガ
ス噴出孔18の部分がプラズマによるスパッタを受けて
剥がれ落ちる傾向にあり、地肌のアルミニウムが露出し
たりしてパーティクルの発生原因となっていた。
When a wafer is processed, plasma is generated in a processing space between the shower head section 14 and the susceptor 6, and the lower surface of the head section that comes into direct contact with the plasma is generated. Although a tapered surface 18A for reducing electric field concentration is formed in the gas ejection hole 18, it is inevitable that an obtuse corner is generated in this portion due to difficulty in processing. For this reason, it is still inevitable that electric field concentration occurs in this portion. If the head is used to some extent, even though the head lower surface is treated with high-quality alumite having a thickness of about 50 μm, the portion of the gas ejection hole 18 which receives the electric field concentration However, the particles tend to peel off due to the sputtering by the plasma, and aluminum on the background is exposed, which has caused particles.

【0006】また、スパッタによりアルミニウムの地肌
が露出した場合には、シャワーヘッド部14全体を交換
しなければならず、寿命が短くなるのみならず、コスト
高の原因にもなっている。そこで、上記した電界集中を
より緩和するために上記ガス噴出孔18のテーパ面18
Aの部分を曲線加工することも考えられるが、この場合
には、前述のようにガス噴出孔18の直径L1は0.5
〜0.8mm程度に設定されていることから直径が小さ
過ぎて曲面加工は非常に困難であり、また、ガス噴出孔
18も150〜180個程度と非常に多数個設けられて
いるので、加工コストも上昇してしまう。本発明は、以
上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創
案されたものである。本発明の目的は、ガス供給ヘッド
部をプラズマの電界集中が緩和できる構造として表面剥
離を抑制することができるプラズマ処理装置を提供する
ことにある。
If the aluminum background is exposed by sputtering, the entire showerhead 14 must be replaced, which not only shortens the service life but also increases the cost. Therefore, in order to further reduce the electric field concentration, the tapered surface 18 of the gas ejection hole 18 is used.
It is conceivable that the portion A is curved. In this case, the diameter L1 of the gas ejection hole 18 is 0.5
Since the diameter is set to about 0.8 mm, the diameter is too small and it is very difficult to perform a curved surface processing. Also, since a very large number of gas ejection holes 18 are provided at about 150 to 180, Costs will also rise. The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus in which a gas supply head portion has a structure capable of alleviating a concentration of an electric field of plasma to suppress surface separation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、真空引き可能になされた処理容器と、
この処理容器内に収容されて被処理体を載置する載置台
と、処理ガスを供給するために前記載置台に対向させて
配置したガス供給ヘッド部と、前記処理容器内にプラズ
マを発生させる高周波電力を供給する高周波電源とを有
するプラズマ処理装置において、前記ガス供給ヘッド部
は、下面が円形になされて内部にその中心から外周端に
向かうガス通路が形成されたヘッド本体と、このヘッド
本体の下部外周端にその周方向に沿って配置されて前記
ヘッド本体の外周端との間でリング状のガス噴出溝を形
成するリング溝形成部材と、前記ヘッド本体と前記リン
グ溝形成部材の外周に配置されてこれらを前記処理容器
の天井部に保持させる保持部材とよりなり、記リング
状のガス噴出溝を形成する開口部を区画する面を曲面と
なるように形成すると共に、前記リング状のリング溝形
成部材は、複数に分割されているように構成したもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a processing vessel capable of being evacuated,
A mounting table for mounting an object to be processed, which is accommodated in the processing container, a gas supply head arranged to face the mounting table for supplying a processing gas, and generating plasma in the processing container in the plasma processing apparatus and a high frequency power supply for supplying high frequency power, the gas supply head portion
Has a circular bottom surface, from the center to the outer edge
A head body having a gas passage toward the head, and the head
The body is arranged along the circumferential direction at the lower outer peripheral end of the main body.
A ring-shaped gas ejection groove is formed between the outer edge of the head body
A ring groove forming member to be formed;
Disposed on the outer periphery of the groove forming member and
More becomes a holding member for holding the ceiling portion, thereby forming a surface defining an opening for pre-forming a cut ring-shaped gas ejection groove so that the curved surface, the ring-shaped ring interposition
The component is configured to be divided into a plurality .

【0008】以上のように構成することにより処理容器
内のガス供給ヘッド部はその下面にリング状のガス噴出
溝を有しており、このガス噴出溝から処理ガスを供給す
るようになっている。この場合、ガス供給ヘッド部は、
ヘッド本体とリング溝形成部材と保持部材とにより構成
され、ガス噴出溝のリング状の開口部を区画する部分を
曲面形状に加工している。これにより、プラズマの電界
集中を緩和してスパッタによる表面の剥がれを抑制する
ことが可能となる。
[0008] With the above construction, the gas supply head in the processing vessel has a ring-shaped gas ejection groove on its lower surface, and the processing gas is supplied from the gas ejection groove. . In this case, the gas supply head is
It is constituted by a head main body, a ring groove forming member, and a holding member, and a portion defining a ring-shaped opening of the gas ejection groove is machined into a curved surface shape. Thereby, it is possible to reduce the concentration of the electric field of the plasma and to suppress the surface peeling due to the sputtering.

【0009】また、保持部材とリング溝形成部材との間
に熱膨張許容弾性部材を介在させることにより、ヘッド
本体の熱膨張を吸収できるのみならず、この取り付け精
度も向上させてガス噴出溝の幅を均一に維持することが
可能となる。更には、このリング状のリング溝形成部材
を複数に分割しておくことにより、この装着を容易に行
なうことができる。このようなガス噴出溝は、同心円状
に複数設けてもよく、また、1つの場合にはその直径を
被処理体の半径と略同じ位になるように設定することに
より、ガスの偏流も少なく、プラズマ処理の面内均一性
を確保することが可能となる。
By interposing a thermal expansion allowing elastic member between the holding member and the ring groove forming member, not only can the thermal expansion of the head body be absorbed, but also the mounting accuracy can be improved and the gas ejection groove can be formed. The width can be kept uniform. Furthermore, by dividing the ring-shaped ring groove forming member into a plurality, the mounting can be easily performed. A plurality of such gas ejection grooves may be provided concentrically, and in one case, the diameter of the gas ejection grooves is set to be substantially the same as the radius of the object to be processed, so that the gas drift is reduced. In addition, in-plane uniformity of plasma processing can be ensured.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るプラズマ処
理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1
は本発明のプラズマ処理装置を示す断面構成図、図2は
図1に示す装置のガス供給ヘッド部を示す拡大断面図、
図3は図2に示すヘッド部の底面図、図4はガス供給ヘ
ッド部のヘッド本体を示す部分断面側面図、図5はヘッ
ド本体の平面図、図6はガス供給ヘッド部のリング溝形
成部材を示す部分断面側面図、図7はリング溝形成部材
の平面図、図8はガス供給ヘッド部の保持部材を示す断
面図である。このプラズマ処理装置24としては、本実
施例においては被処理体としての半導体ウエハにエッチ
ング処理を施すプラズマエッチング装置に適用した場合
を例にとって説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG.
Is a cross-sectional configuration diagram showing a plasma processing apparatus of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a gas supply head portion of the apparatus shown in FIG.
3 is a bottom view of the head portion shown in FIG. 2, FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a head body of the gas supply head portion, FIG. 5 is a plan view of the head body, and FIG. FIG. 7 is a plan view of a ring groove forming member, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing a holding member of a gas supply head. In the present embodiment, a description will be given of a case where the plasma processing apparatus 24 is applied to a plasma etching apparatus that performs an etching process on a semiconductor wafer as an object to be processed.

【0011】このプラズマ処理装置24は、円筒状或い
は四角形の筒状になされた例えば表面がアルマイト処理
されたアルミニウム製の気密な処理容器26を有してお
り、この底部には、例えば絶縁体よりなるベース28に
支持された例えばアルミニウムアルマイト製の載置台3
0が設けられ、この上面に被処理体としての半導体ウエ
ハWを載置するようになっている。
The plasma processing apparatus 24 has an airtight processing container 26 made of, for example, aluminum whose surface is anodized and formed in a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape. Mounting table 3 made of, for example, aluminum alumite supported on a base 28
A semiconductor wafer W as an object to be processed is placed on this upper surface.

【0012】この載置台30の上面には、ウエハを静電
吸着して保持するための静電チャック(図示せず)が設
けられている。また、この載置台30には、複数個、図
示例には2個しか記載していないが、実際には3個のリ
フタピン34がこれを貫通して上下動可能に設けられて
おり、外部とのウエハの受け渡しの際にこれを押し上げ
て昇降し得るようになっている。このリフタピン34の
下部と載置台30との間は、伸縮可能になされた金属製
のベローズ36が設けられており、リフタピン34が気
密を保持しつつ上下移動することを許容している。更
に、この載置台30内には、ウエハWを所定の温度に冷
却するための冷却ジャケット38が設けられており、こ
れに冷媒が流される。この載置台30には、マッチング
回路40を介して例えば13.56MHzの高周波を発
生する高周波電源42に接続されており、処理容器26
内にプラズマ発生用の高周波電力を投入し得るようにな
っている。
On the upper surface of the mounting table 30, an electrostatic chuck (not shown) for holding the wafer by electrostatic attraction is provided. Although only a plurality of the mounting tables 30 and two in the illustrated example are shown on the mounting table 30, three lifter pins 34 are actually provided so as to be able to move up and down therethrough. When the wafer is transferred, it can be pushed up and down. A stretchable metal bellows 36 is provided between the lower portion of the lifter pin 34 and the mounting table 30 to allow the lifter pin 34 to move up and down while maintaining airtightness. Further, a cooling jacket 38 for cooling the wafer W to a predetermined temperature is provided in the mounting table 30, and a coolant flows through the cooling jacket 38. The mounting table 30 is connected via a matching circuit 40 to a high-frequency power source 42 that generates a high frequency of 13.56 MHz, for example.
A high frequency power for plasma generation can be supplied to the inside.

【0013】処理容器26は接地されており、この上部
には、Oリング等のシール部材44を介して天井部46
が設けられ、この天井部46には、上記載置台30に対
して対向させて、本発明の特徴とするガス供給ヘッド部
48が取り付けられている。このガス供給ヘッド部48
の下面側にはリング状のガス噴出溝50が形成されてお
り、後述するように処理室内に処理ガスを供給し得るよ
うになっている。そして、このガス供給ヘッド部48の
ガス導入部54には、エッチングガスを供給するために
3つに分岐された分岐管52A、52B、52Cが接続
されており、各分岐管は、それぞれマスフローコントロ
ーラ56及び開閉弁58を介してガス源としてCHF3
ガス源60、CF4 ガス源62及びArガス64にそれ
ぞれ接続されている。
The processing container 26 is grounded, and a ceiling portion 46 is provided above the processing container 26 via a sealing member 44 such as an O-ring.
A gas supply head 48, which is a feature of the present invention, is attached to the ceiling 46 so as to face the mounting table 30. This gas supply head section 48
A ring-shaped gas ejection groove 50 is formed on the lower surface side of the processing chamber so that a processing gas can be supplied into the processing chamber as described later. The gas introduction unit 54 of the gas supply head unit 48 is connected to branch pipes 52A, 52B, and 52C that are branched into three in order to supply an etching gas. CHF 3 as a gas source through a valve 56 and an on-off valve 58
They are connected to a gas source 60, a CF 4 gas source 62 and an Ar gas 64, respectively.

【0014】このガス供給ヘッド部48は、上部電極と
しても機能するものであり、これと下方の載置台30と
の間の処理空間にプラズマを発生するようになってい
る。また、天井部48の上方には、これに近接させて回
転磁石66が設けられており、処理空間にプラズマを高
密度化するための水平磁場を形成するようになってい
る。処理容器26の側壁には、ウエハを搬出入する搬出
入口68が設けられ、この搬出入口68には、これを気
密に開閉するゲート弁70を介してロードロック室72
が取り付けられる。処理容器26の底部周縁部には図示
しない真空排気系に接続される排気口73が設けられて
いる。
The gas supply head 48 also functions as an upper electrode, and generates plasma in a processing space between the gas supply head 48 and the mounting table 30 below. A rotating magnet 66 is provided above and in close proximity to the ceiling 48 to form a horizontal magnetic field for increasing the density of plasma in the processing space. A loading / unloading port 68 for loading / unloading a wafer is provided on a side wall of the processing container 26, and the loading / unloading port 68 is connected to a load lock chamber 72 via a gate valve 70 which opens and closes the opening / closed airtightly.
Is attached. An exhaust port 73 connected to a vacuum exhaust system (not shown) is provided at the bottom peripheral edge of the processing container 26.

【0015】次に、ガス供給ヘッド部48の構成につい
て説明する。図2乃至図8に示すようにこのガス供給ヘ
ッド部48は、中心に位置する円盤状のヘッド本体74
と、この下端外周部に設けられるリング状のリング溝形
成部材76と、このヘッド本体74とリング溝形成部材
76を天井部46に取り付けて保持する保持部材78と
により主に構成されており、ヘッド本体74の下端外周
面とリング溝形成部材76の下端内周面との間を僅かに
離間させてここにリング状のガス噴出溝50を区画形成
している。
Next, the configuration of the gas supply head section 48 will be described. As shown in FIGS. 2 to 8, the gas supply head section 48 includes a disc-shaped head body 74 located at the center.
And a ring-shaped ring groove forming member 76 provided on the outer periphery of the lower end, and a holding member 78 for attaching and holding the head body 74 and the ring groove forming member 76 to the ceiling 46, and The ring-shaped gas ejection groove 50 is defined and formed by slightly separating the lower end outer peripheral surface of the head main body 74 and the lower end inner peripheral surface of the ring groove forming member 76.

【0016】上記保持部材78は、その中央部に上記ヘ
ッド本体74及びリング溝形成部材76を嵌装させて支
持するために内側面が階段状になされた嵌装穴80が設
けられており(図8参照)、また、この上面には、天井
部46に設けたガス導入孔82に連通されるガス供給溝
84が形成されており、これを天井部46の下面に取り
付けることでガス路を構成するようになっている。この
保持部材78は例えば下面側及び側面がアルマイト処理
されたアルミニウムにより全体が構成されており、プラ
ズマに対する耐久性を高く維持している。アルマイト処
理の代わりにアルミナセラミックでコーティングしても
よい。また、この保持部材78の上面の周縁部には天井
部下面との間でシール性を保持する例えばOリング等の
シール部材86が設けられており、図示しないボルトに
より天井部下面に取り付け固定される。
The holding member 78 is provided with a fitting hole 80 having a stepped inner surface for fitting and supporting the head body 74 and the ring groove forming member 76 at the center thereof. Further, a gas supply groove 84 communicating with a gas introduction hole 82 provided in the ceiling portion 46 is formed on the upper surface, and a gas path is formed by attaching the gas supply groove 84 to the lower surface of the ceiling portion 46. Configuration. The entire holding member 78 is made of, for example, aluminum whose lower surface and side surfaces are anodized, and maintains high durability against plasma. Instead of alumite treatment, it may be coated with alumina ceramic. Further, a sealing member 86 such as an O-ring is provided at a peripheral edge of the upper surface of the holding member 78 to maintain a sealing property with respect to the lower surface of the ceiling portion. You.

【0017】上記円盤状のヘッド本体74の周縁部は、
上記保持部材78の嵌装穴80に嵌め込まれるように階
段状に形成されており(図4及び図5参照)、その下端
部は保持部材78の下端内周面との間でリング溝形成部
材76を収容し得るように直径が小さく設定されてい
る。このヘッド本体74の上面には上記保持部材78の
ガス供給溝84に連通されるガス供給溝88が中心に向
けて形成されており、これを天井部46の下面に取り付
けることでガス路を構成するようになっている。
The periphery of the disk-shaped head body 74 is
It is formed stepwise so as to be fitted into the fitting hole 80 of the holding member 78 (see FIGS. 4 and 5), and its lower end portion is formed between the lower end inner peripheral surface of the holding member 78 and the ring groove forming member. The diameter is set small so as to be able to accommodate 76. A gas supply groove 88 communicating with the gas supply groove 84 of the holding member 78 is formed on the upper surface of the head body 74 toward the center. The gas supply groove 88 is attached to the lower surface of the ceiling 46 to form a gas path. It is supposed to.

【0018】また、このヘッド本体74の下部には、そ
の中心から半径方向に延びて外周端に開口された複数の
ガス通路90が形成されており、このガス通路90と上
記ガス供給溝88はヘッド本体74の中心部にて連通さ
れている。これらのガス通路90は、例えばドリル等に
よって穿孔することによって形成でき、図示例では8本
のガス通路90が放射状に設けられている。従って、ガ
ス供給溝88を流れて来たガスは、この8本のガス通路
90に分散されてその先端より噴き出し得るようになっ
ている。このヘッド本体74の周縁部には等間隔で複数
のボルト孔92が設けられており、これをボルト94で
上記保持部材78に固定するようになっている(図2参
照)。このヘッド本体74と保持部材78との接合面に
は、両者間のシール性を確保するために、例えばOリン
グ等よりなるシール部材96が介在されている。このヘ
ッド本体74も、例えば下面側及び側面がアルマイト処
理されたアルミニウムにより構成されており、プラズマ
に対する耐久性を高めている。ここでアルマイト処理の
代わりにアルミナセラミックでコーティングしてもよ
い。
A plurality of gas passages 90 are formed in the lower portion of the head body 74 and extend radially from the center of the head body 74 and open to the outer peripheral end. The gas passages 90 and the gas supply grooves 88 are formed. It is communicated at the center of the head body 74. These gas passages 90 can be formed, for example, by drilling with a drill or the like. In the illustrated example, eight gas passages 90 are provided radially. Therefore, the gas flowing through the gas supply groove 88 is dispersed in the eight gas passages 90 and can be ejected from the tips. A plurality of bolt holes 92 are provided at equal intervals in the periphery of the head main body 74, and these are fixed to the holding member 78 with bolts 94 (see FIG. 2). A sealing member 96 made of, for example, an O-ring or the like is interposed on the joint surface between the head body 74 and the holding member 78 in order to ensure the sealing property between the two. The head main body 74 is also made of, for example, anodized aluminum on the lower surface and side surfaces, and has improved durability against plasma. Here, it may be coated with alumina ceramic instead of the alumite treatment.

【0019】上記リング溝形成部材76は、図6及び図
7にも示すようにその外周に外側係合凸部98が形成さ
れ、その内周に内側係合凸部100が、それぞれ保持部
材78の係合段部102(図8参照)及びヘッド本体7
4の係合凹部104(図4参照)に支持されるようにな
っている。また、このリング溝形成部材76は、複数、
例えば直径方向に2分割されており、組み付けを容易に
行ない得るようになっている。このリング溝形成部材7
6の取り付け構造は図9に拡大して示されており、リン
グ溝形成部材76の内側係合凸部100の長さL2は、
ヘッド本体74の係合凹部104の深さL3よりも、僅
かな長さ、例えば0.5mm程度だけ大きく設定されて
おり、従って、リング状のガス噴出溝50の幅L4は上
記長さL2と深さL3の差、すなわち0.5mmに設定
されることになる。これらの寸法は一例であり、これに
限定されない。
As shown in FIGS. 6 and 7, an outer engaging projection 98 is formed on the outer periphery of the ring groove forming member 76, and an inner engaging projection 100 is formed on the inner periphery thereof. Engaging step 102 (see FIG. 8) and head body 7
4 are supported by the four engaging recesses 104 (see FIG. 4). In addition, a plurality of the ring groove forming members 76 are provided.
For example, it is divided into two in the diameter direction, so that it can be easily assembled. This ring groove forming member 7
6 is enlarged in FIG. 9, and the length L2 of the inner engaging projection 100 of the ring groove forming member 76 is
The width L4 of the ring-shaped gas ejection groove 50 is set to be slightly longer than the depth L3 of the engagement concave portion 104 of the head main body 74, for example, about 0.5 mm. The difference between the depths L3, that is, 0.5 mm is set. These dimensions are examples and are not limiting.

【0020】また、リング溝形成部材76の外側係合凸
部98は、保持部材78の係合段部102に半径方向へ
移動できるように遊嵌状態で載置されており、外側係合
凸部98の先端が保持部材78に当接しないようになっ
ている。また、リング溝形成部材76の半径方向への移
動を許容するために、この外周面と係合段部102の内
周面との間を所定の距離L5だけ離間させるようになっ
ている。距離L5は、後述するように熱膨張量を考慮し
て例えば0.25mm程度に設定される。そして、上記
外側係合凸部98と保持部材78との間には、リング状
の熱膨張許容弾性部材106を介在させており、リング
溝形成部材76を常時、半径方向内方へ付勢すると共に
この熱膨張を弾性部材106が収縮することで吸収し得
るようになっている。また、リング溝形成部材76は、
この弾性部材106により中心方向へ付勢されているの
で、内側係合凸部100の先端とヘッド本体74の係合
凹部104の深部が常時、当接することになり、従っ
て、ガス噴出溝50の幅L4を温度に関係なく常時一定
に維持できるので、ここを流れるガス流量を安定化でき
る。
The outer engaging projection 98 of the ring groove forming member 76 is placed in a loosely fitted state on the engaging step 102 of the holding member 78 so as to be able to move in the radial direction. The distal end of the portion 98 does not contact the holding member 78. Further, in order to allow the ring groove forming member 76 to move in the radial direction, a predetermined distance L5 is provided between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the engagement step portion 102. The distance L5 is set to, for example, about 0.25 mm in consideration of the amount of thermal expansion as described later. A ring-shaped thermal expansion allowable elastic member 106 is interposed between the outer engaging projection 98 and the holding member 78, and constantly urges the ring groove forming member 76 radially inward. At the same time, the thermal expansion can be absorbed by the contraction of the elastic member 106. Further, the ring groove forming member 76 includes:
Since the elastic member 106 is urged in the center direction, the distal end of the inner engaging projection 100 and the deep portion of the engaging recess 104 of the head main body 74 are always in contact with each other. Since the width L4 can be constantly maintained irrespective of the temperature, the flow rate of the gas flowing therethrough can be stabilized.

【0021】この熱膨張許容弾性部材106としては、
弾性があって耐熱性がある程度存在する部材、例えばバ
イトン製のOリング、弾性のある金属リング等を用いる
ことができる。更に、ここではプラズマの電界集中を緩
和するために、ガス噴出溝50の開口部50Aを区画す
るヘッド本体74の下端外周端108及びリング溝形成
部材76の下端内周端110はアールを付けて曲面に加
工されている。同様にリング溝形成部材76の下端外周
端112とこれに対向する保持部材78の下端内周端1
14もアールを付けて曲面に加工されている。この曲面
の曲率は、1mmより大きな値、好ましくは2mm程度
に設定する。これらの曲面加工は、各部材が個別に分離
できる別部材なので、従来の噴出孔の場合と異なり、容
易に加工を行なうことが可能である。
As the thermal expansion allowable elastic member 106,
A member having elasticity and heat resistance to some extent, for example, an O-ring made of Viton, an elastic metal ring, or the like can be used. Further, here, in order to reduce the electric field concentration of the plasma, the lower end outer peripheral end 108 of the head main body 74 and the lower end inner peripheral end 110 of the ring groove forming member 76 which define the opening 50A of the gas ejection groove 50 are rounded. It is processed into a curved surface. Similarly, a lower end outer peripheral end 112 of the ring groove forming member 76 and a lower end inner peripheral end 1 of the holding member 78 opposed thereto.
14 is also processed into a curved surface with a radius. The curvature of this curved surface is set to a value larger than 1 mm, preferably about 2 mm. Since these curved surfaces are separate members that can be individually separated from each other, it is possible to easily perform the processing unlike the case of the conventional ejection hole.

【0022】このリング溝形成部材76の材質としては
例えばプラズマに対して特に大きな耐久性を有するAl
23 やZrO2 (ジルコニア)よりなるセラミックス
を用いることができるが、これに代えて表面がアルマイ
ト処理されたアルミニウムを用いることもできる。ま
た、ヘッド本体74、リング溝形成部材76及び保持部
材78の各部材は、その下面が突出しないように同一水
平レベルとなるように組み付けられる。ここで、ウエハ
サイズが8インチ(20cm)の場合には、ヘッド本体
74の下端面、すなわちリング状のガス噴出溝50の直
径はウエハサイズの略半分程度、例えば7cm〜13c
m程度の範囲内に設定されており、ガスが偏流すること
を防止してプラズマ処理の均一性を確保するようになっ
ている。つまり、リング状ガス噴出溝50の直径はウエ
ハの直径の35〜65%てあることが好ましい。尚、こ
の場合、リング溝形成部材76の厚さは、略5〜9mm
程度に設定されている。
The material of the ring groove forming member 76 is, for example, Al having particularly high durability against plasma.
Ceramics made of 2 O 3 or ZrO 2 (zirconia) can be used. Alternatively, aluminum whose surface is anodized can be used. The head body 74, the ring groove forming member 76, and the holding member 78 are assembled so as to be at the same horizontal level so that their lower surfaces do not project. Here, when the wafer size is 8 inches (20 cm), the diameter of the lower end surface of the head main body 74, that is, the ring-shaped gas ejection groove 50 is approximately half of the wafer size, for example, 7 cm to 13c.
It is set within a range of about m, so that the gas is prevented from drifting and the uniformity of the plasma processing is ensured. That is, the diameter of the ring-shaped gas ejection groove 50 is preferably 35 to 65% of the diameter of the wafer. In this case, the thickness of the ring groove forming member 76 is approximately 5 to 9 mm.
Set to about.

【0023】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、エッチング処理されるべ
き被処理体としての半導体ウエハWをロードロック室7
2からゲート弁70を介して処理容器26内へ搬入し、
これを図示しない静電チャックで吸着して固定する。そ
して、処理容器26内を真空引きして所定の圧力に維持
しつつエッチングガスをガス供給ヘッド部48より供給
し、これと同時に高周波電源42より13.56MHz
の高周波を下部電極としての載置台30に印加すること
により、これとグランド電位の上部電極としてのガス供
給ヘッド部48との間の処理空間にプラズマを立て、ウ
エハ表面の酸化膜等のエッチング処理を行なう。この時
のエッチング条件の一例は、例えばプロセス圧力が約3
00mTorr、高周波電力が1300W(ワット)程
度、ガス流量はCHF3 、CF4 及びArガスがそれぞ
れ30sccm、30sccm及び600sccm程度
である。また、載置台30の温度は冷却ジャケット38
により−10℃程度にそれぞれ維持する。尚、これらの
プロセス条件は、一例を示したに過ぎないのは勿論であ
る。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. First, a semiconductor wafer W to be etched is loaded into a load lock chamber 7.
2 is carried into the processing vessel 26 through the gate valve 70,
This is sucked and fixed by an electrostatic chuck (not shown). Then, the inside of the processing container 26 is evacuated and the etching gas is supplied from the gas supply head unit 48 while maintaining the pressure at a predetermined value.
Is applied to the mounting table 30 as a lower electrode to generate plasma in a processing space between the mounting table 30 and a gas supply head unit 48 as an upper electrode of a ground potential, thereby etching an oxide film or the like on a wafer surface. Perform An example of the etching conditions at this time is, for example, a process pressure of about 3
00 mTorr, high-frequency power is about 1300 W (watt), and gas flow rates are about 30 sccm, 30 sccm and 600 sccm for CHF 3 , CF 4 and Ar gas, respectively. The temperature of the mounting table 30 is controlled by the cooling jacket 38.
-10 ° C. respectively. It is needless to say that these process conditions are merely examples.

【0024】ガス供給ヘッド部48のガス導入部54か
ら導入された処理ガスはこの上部に設けたガス供給溝8
4、88内を中心方向に流れ、更にその中心よりヘッド
本体74に設けたガス通路90を通って放射状にヘッド
本体74の周縁部に向かって流れて行く。このガスは、
更に、ヘッド本体74の外周に沿ってリング状に設けた
ガス噴出溝50から下方の処理室間に向けて放出され、
プラズマ化されることになる。ここでガス供給ヘッド部
48の下面のガス噴出面は、処理中において常時プラズ
マに晒されることになるが、プラズマに晒される部分で
あるガス噴出溝50の開口部を区画する部材の角部や部
材同士が接合する角部は曲面形状になされているので、
この部分にプラズマの電界集中が発生することを抑制で
き、表面剥離を防止することができる。すなわち、図9
に示すようにヘッド本体74の下端外周端108とリン
グ溝形成部材76の下端内周端110及びこのリング溝
形成部材76の下端外周端112と保持部材78の下端
内周端114にそれぞれアールを付けて曲面加工してい
るのでここに電界集中が発生することを緩和することが
可能となる。
The processing gas introduced from the gas introduction part 54 of the gas supply head part 48 is supplied to the gas supply groove 8
4 and 88, and flows radially toward the periphery of the head main body 74 from the center through a gas passage 90 provided in the head main body 74. This gas is
Further, the gas is discharged from the gas ejection groove 50 provided in a ring shape along the outer periphery of the head main body 74 toward the lower processing chamber,
It will be turned into plasma. Here, the gas ejection surface on the lower surface of the gas supply head unit 48 is always exposed to plasma during processing, but the corners of the members that define the opening of the gas ejection groove 50, which is the portion exposed to plasma, Since the corners where the members are joined are made into a curved surface shape,
The occurrence of plasma electric field concentration at this portion can be suppressed, and surface separation can be prevented. That is, FIG.
As shown in the figure, the lower end outer peripheral end 108 of the head main body 74, the lower end inner peripheral end 110 of the ring groove forming member 76, the lower end outer peripheral end 112 of the ring groove forming member 76, and the lower end inner peripheral end 114 of the holding member 78 are respectively formed. In addition, since the curved surface is formed, the occurrence of electric field concentration can be reduced.

【0025】このように電界集中を緩和することができ
ることからその表面がスパッタにより剥がれることを抑
制することができ、その分、パーティクルの発生を抑制
して歩留まりを向上させることができるのみならず、部
材の寿命も延ばすことができる。特に、体積が小さくて
プラズマ発生にそれほど影響を与えないリング溝形成部
材76をプラズマ耐久性の大きなセラミック材により構
成することにより、一層パーティクルの発生を抑制する
ことができる。上述のような曲面の曲率半径は、電界集
中の緩和効果を発揮するためには1mmよりも大きく
し、また、ガス噴出溝50の幅L4が0.5mm程度で
あることを考慮すると過度に大きくすることもできず、
例えば2mm程度が最適である。この値は、他の部分の
曲面においても同様に適用される。このような曲面加工
は、従来のシャワーヘッド構造のようにガス噴出面が一
体構造ではなく、本発明においては大きく3つの部材、
すなわちヘッド本体74とリング溝形成部材76と保持
部材78とに分割されているので、分割状態で容易に曲
面加工を行なうことができる。
As described above, since the electric field concentration can be reduced, the surface can be prevented from being peeled off by sputtering, and not only the generation of particles can be suppressed and the yield can be improved, but also the yield can be improved. The life of the member can be extended. In particular, by forming the ring groove forming member 76 having a small volume and not significantly affecting the plasma generation from a ceramic material having high plasma durability, the generation of particles can be further suppressed. The radius of curvature of the curved surface as described above is larger than 1 mm in order to exhibit the effect of alleviating the electric field concentration, and is excessively large considering that the width L4 of the gas ejection groove 50 is about 0.5 mm. I can't do it,
For example, about 2 mm is optimal. This value is similarly applied to the curved surface of other parts. In such a curved surface processing, the gas ejection surface is not an integral structure as in the conventional shower head structure, but in the present invention, there are roughly three members,
That is, since the head body 74, the ring groove forming member 76, and the holding member 78 are divided, the curved surface processing can be easily performed in the divided state.

【0026】また、長期間の使用により表面部分のアル
マイトが剥がれたりした場合には、上記した3つの部材
の内、その損傷の激しい部材のみを交換すればよく、ガ
ス供給ヘッド部全体を交換する必要がないのでメンテナ
ンスコストも削減することが可能となる。更には、処理
中においてはガス供給ヘッド部48は、処理条件にもよ
るが例えば100℃程度まで加熱されるので部材自体が
熱膨張するが、リング溝形成部材76は複数に分割され
ており、しかも図9に示すように弾性を有する熱膨張許
容弾性部材106により常時半径方向内方に押圧付勢さ
れてヘッド本体74の係合凹部104(図9参照)に当
接されているので、この弾性部材106が伸縮すること
で部材の熱膨張を吸収することができ、従って、組み付
け時も含めてガス噴出溝50の幅L4を常時、設計値通
りの一定値に精度良く維持することが可能となる。
When the alumite on the surface is peeled off due to long-term use, only the severely damaged member of the above three members needs to be replaced, and the entire gas supply head is replaced. Since there is no need, maintenance costs can be reduced. Further, during the processing, the gas supply head 48 is heated to, for example, about 100 ° C., depending on the processing conditions, so that the member itself thermally expands. However, the ring groove forming member 76 is divided into a plurality, Moreover, as shown in FIG. 9, the thermal expansion permitting elastic member 106 having elasticity constantly presses and urges inward in the radial direction to abut on the engaging recess 104 of the head main body 74 (see FIG. 9). The expansion and contraction of the elastic member 106 can absorb the thermal expansion of the member, so that the width L4 of the gas ejection groove 50 can always be accurately maintained at a constant value as designed, including during assembly. Becomes

【0027】この場合、本実施例における程度の寸法の
時には、ヘッド本体74の熱膨張量は0.1mm程度で
あり、しかも保持部材78とリング溝形成部材76との
間の幅L5はそれよりも少し大き目な値、すなわち0.
25mmに設定されているので、熱膨張を拘束すること
もない。また、この幅L4は、上記した理由からそのリ
ング周方向に沿っても一定に維持され、部分的に幅L4
が異なることもなく、従って、これより噴出するガス流
量が偏在することがなく均一的に供給することができ
る。
In this case, when the dimensions are as large as those in the present embodiment, the thermal expansion of the head body 74 is about 0.1 mm, and the width L5 between the holding member 78 and the ring groove forming member 76 is smaller than that. Is also a slightly larger value, that is, 0.
Since it is set to 25 mm, there is no restriction on thermal expansion. Further, the width L4 is kept constant along the circumferential direction of the ring for the above-mentioned reason, and the width L4 is partially maintained.
Are not different from each other, so that the flow rate of the gas to be jetted therefrom can be uniformly supplied without uneven distribution.

【0028】上記本発明の装置と多数の噴射孔を有する
従来のシャワーヘッド構造の装置とにより実際にエッチ
ング処理を施した時の評価グラフを図10に示す。評価
時のウエハの直径は6インチ(150mm)、リング状
ガス噴出溝の直径は89mmである。図10(A)は本
発明装置のエッチレートを示し、図10(B)は従来の
シャワーヘッド構造の装置のエッチレートを示す。グラ
フ中、X軸、Y軸は、ウエハ表面上の評価方向を示し、
両軸は直交している。ここでヘッド部の構成が異なる以
外、他のプロセス条件は同じとした。プロセス条件は、
処理圧力は40mTorr、高周波電力は800W、C
HF3は74sccm、CF4は78sccm、上部電極
は60℃、載置台温度は20℃である。
FIG. 10 shows an evaluation graph when an etching process is actually performed by the above-described apparatus of the present invention and an apparatus having a conventional shower head structure having a large number of injection holes. The diameter of the wafer at the time of evaluation was 6 inches (150 mm), and the diameter of the ring-shaped gas ejection groove was 89 mm. FIG. 10A shows the etch rate of the device of the present invention, and FIG. 10B shows the etch rate of a device having a conventional shower head structure. In the graph, the X axis and the Y axis indicate the evaluation directions on the wafer surface,
Both axes are orthogonal. Here, other process conditions were the same except for the configuration of the head portion. The process conditions are
Processing pressure is 40 mTorr, high frequency power is 800 W, C
HF 3 is 74 sccm, CF 4 is 78 sccm, the upper electrode is 60 ° C., and the mounting table temperature is 20 ° C.

【0029】グラフから明らかなように、従来構造のよ
うにシャワーヘッド面全体に分散させた多数の噴出孔か
ら処理ガスを供給した場合も、本発明のように一本のリ
ング状のガス噴出溝からガスを供給した場合も共にプラ
ズマエッチの面内均一性は許容範囲内に維持されている
ことが判明する。すなわち、本発明のように一本のリン
グ状のガス噴出溝からガスを供給する場合にも、プラズ
マ処理の面内均一性を十分に確保することができる。
As is clear from the graph, even when the processing gas is supplied from a large number of ejection holes dispersed over the entire showerhead surface as in the conventional structure, one ring-shaped gas ejection groove is provided as in the present invention. It can be seen that the in-plane uniformity of the plasma etch is maintained within the allowable range both when the gas is supplied from. That is, even when the gas is supplied from one ring-shaped gas ejection groove as in the present invention, the in-plane uniformity of the plasma processing can be sufficiently ensured.

【0030】本実施例では、ガス噴出溝を一本のみ設け
る構造としたが、これに限定されず、同心円状に複数本
設けるようにしてもよい。また、ここでは載置台30に
プラズマ発生用の高周波電力を印加する構成としたが、
これに限定されず、上部電極或いは上下両電極に印加す
る構成としてもよい。更には、回転磁石66を設けてい
ない構造の装置でもよく、そのプラズマ発生メカニズム
のモードは限定されない。また更に、ガス供給ヘッド部
を3分割構成としたが、この分割数に限定されず、ま
た、ガス通路の形態も放射状に限定されず、どのような
形態を採用してもよい。尚、ここではプラズマエッチン
グ装置を例にとって説明したが、他のプラズマ処理装
置、例えばアッシング装置、CVD装置、スパッタ装置
等にも本発明を適用することができる。
In this embodiment, only one gas ejection groove is provided. However, the present invention is not limited to this. A plurality of gas ejection grooves may be provided concentrically. Further, here, the configuration is such that high-frequency power for plasma generation is applied to the mounting table 30, but
The configuration is not limited to this, and a configuration in which voltage is applied to the upper electrode or both the upper and lower electrodes may be adopted. Furthermore, an apparatus having a structure without the rotating magnet 66 may be used, and the mode of the plasma generation mechanism is not limited. Further, the gas supply head section has a three-part structure, but the number is not limited to this, and the form of the gas passage is not limited to a radial form, and any form may be adopted. In addition, although the description has been given by taking the plasma etching apparatus as an example, the present invention can be applied to other plasma processing apparatuses such as an ashing apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。ガス供給ヘッド部の下面にリング状の
ガス噴出溝を設けてその開口部を区画する面を曲面とな
るようにしたので、プラズマの電界集中を緩和すること
ができる。そのため、プラズマスパッタによる部材表面
の剥離を抑制することができるので、パーティクルの発
生を抑制して製品の歩留まりを向上させることができ
る。また、スパッタによる剥離を抑制できることから部
材の寿命を長くすることができ、特に、ガス供給ヘッド
部を複数の部材で構成することにより、損傷を受けた部
材のみを交換すればよく、メンテナンス費用も削減する
ことができる。更に、ガス供給ヘッド部を複数の部材で
構成することにより、各部材の角部の曲面加工も容易に
行なうことができる。また更に、リング溝形成部材を複
数に分割してこれを熱膨張許容弾性部材で付勢すること
により、取り付け精度を向上させつつ部材の熱膨張を許
容でき、ガス噴出溝の幅を常時、設計通りの所定値に維
持することができ、ガス流量の均一化を図ることができ
る。また、ガス噴出溝を同心円状に複数設けることによ
り、プラズマ処理の面内均一性を更に向上させることが
できる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. Since the ring-shaped gas ejection groove is provided on the lower surface of the gas supply head portion and the surface defining the opening is curved, the electric field concentration of plasma can be reduced. For this reason, the peeling of the member surface due to the plasma sputtering can be suppressed, so that the generation of particles can be suppressed and the product yield can be improved. In addition, the life of the member can be prolonged because the separation due to spatter can be suppressed. In particular, by configuring the gas supply head unit with a plurality of members, only the damaged member needs to be replaced, and the maintenance cost is also reduced. Can be reduced. Further, by configuring the gas supply head section with a plurality of members, it is possible to easily perform a curved surface processing of a corner portion of each member. Further, the ring groove forming member is divided into a plurality of parts and is urged by a thermal expansion allowable elastic member, so that the thermal expansion of the member can be permitted while improving the mounting accuracy, and the width of the gas ejection groove is always designed. Can be maintained at the same predetermined value, and the gas flow rate can be made uniform. Further, by providing a plurality of gas ejection grooves concentrically, the in-plane uniformity of the plasma processing can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のプラズマ処理装置を示す断面構成図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a plasma processing apparatus of the present invention.

【図2】図2は図1に示す装置のガス供給ヘッド部を示
す拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a gas supply head section of the apparatus shown in FIG.

【図3】図2に示すヘッド部の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the head unit shown in FIG. 2;

【図4】ガス供給ヘッド部のヘッド本体を示す部分断面
側面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a head main body of a gas supply head unit.

【図5】ヘッド本体の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a head main body.

【図6】ガス供給ヘッド部のリング溝形成部材を示す部
分断面側面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional side view showing a ring groove forming member of the gas supply head unit.

【図7】リング溝形成部材の平面図である。FIG. 7 is a plan view of a ring groove forming member.

【図8】ガス供給ヘッド部の保持部材を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a holding member of the gas supply head unit.

【図9】リング溝形成部材の取付部分を示す拡大断面図
である。
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a mounting portion of a ring groove forming member.

【図10】本発明装置と従来の装置のエッチングレート
の評価を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the evaluation of the etching rate of the apparatus of the present invention and the conventional apparatus.

【図11】従来のプラズマ処理装置を示す概略構成図で
ある。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a conventional plasma processing apparatus.

【図12】図11に示す装置のシャワーヘッド部を示す
拡大断面図である。
FIG. 12 is an enlarged sectional view showing a shower head section of the apparatus shown in FIG.

【図13】図12に示すヘッド部の底面図である。13 is a bottom view of the head unit shown in FIG.

【図14】図13に示すヘッド部のガス噴出孔を示す拡
大図である。
FIG. 14 is an enlarged view showing gas ejection holes of the head unit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24 プラズマ処理装置 26 処理容器 30 載置台 42 高周波電源 48 ガス供給ヘッド部 50 ガス噴出溝 74 ヘッド本体 76 リング溝形成部材 78 保持部材 84、88 ガス供給溝 90 ガス通路 106 熱膨張許容弾性部材 W 被処理体(半導体ウエハ) Reference Signs List 24 plasma processing apparatus 26 processing container 30 mounting table 42 high-frequency power supply 48 gas supply head unit 50 gas ejection groove 74 head body 76 ring groove forming member 78 holding member 84, 88 gas supply groove 90 gas passage 106 thermal expansion allowable elastic member W Processing object (semiconductor wafer)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−208222(JP,A) 特開 平5−299382(JP,A) 特開 平9−186140(JP,A) 米国特許4612077(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23C 14/34 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/205 Continuation of the front page (56) References JP-A-61-208222 (JP, A) JP-A-5-299382 (JP, A) JP-A-9-186140 (JP, A) US Patent 4612077 (US, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23C 14/34 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/205

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空引き可能になされた処理容器と、こ
の処理容器内に収容されて被処理体を載置する載置台
と、処理ガスを供給するために前記載置台に対向させて
配置したガス供給ヘッド部と、前記処理容器内にプラズ
マを発生させる高周波電力を供給する高周波電源とを有
するプラズマ処理装置において、前記ガス供給ヘッド部は、 下面が円形になされて内部にその中心から外周端に向か
うガス通路が形成されたヘッド本体と、 このヘッド本体の下部外周端にその周方向に沿って配置
されて前記ヘッド本体の外周端との間でリング状のガス
噴出溝を形成するリング溝形成部材と、 前記ヘッド本体と前記リング溝形成部材の外周に配置さ
れてこれらを前記処理容器の天井部に保持させる保持部
材とよりなり、記リング状のガス噴出溝を形成する開口部を区画する
面を曲面となるように形成すると共に、前記リング状の
リング溝形成部材は、複数に分割されていることを特徴
とするプラズマ処理装置。
1. A processing container capable of being evacuated, a mounting table mounted on the processing container for mounting an object to be processed, and a processing table for supplying a processing gas, the processing container being opposed to the mounting table. In a plasma processing apparatus having a gas supply head section and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power for generating plasma in the processing container, the gas supply head section has a circular lower surface and has an inner peripheral end from its center. Toward
Head body having a gas passage formed therein, and disposed along the circumferential direction at a lower outer peripheral end of the head body.
Ring-shaped gas between the outer peripheral end of the head body
A ring groove forming member for forming an ejection groove; and a head body and a ring groove forming member disposed on the outer periphery of the ring groove forming member.
Holding unit for holding them on the ceiling of the processing container
More becomes wood, pre-cut ring-shaped with a surface defining an opening for forming a gas injection groove formed to have a curved surface, the ring-shaped
A plasma processing apparatus , wherein the ring groove forming member is divided into a plurality .
【請求項2】 前記リング溝形成部材と前記保持部材と
の間には熱膨張許容弾性部材が介在されていることを特
徴とする請求項記載のプラズマ処理装置。
2. A plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the thermal expansion allowable elastic member is interposed between the holding member and the ring groove forming member.
【請求項3】 前記ガス噴出溝のリング状の開口部を区
画する前記ヘッド本体の下端外周端と前記リング溝形成
部材の下端内周端は曲面に加工されていることを特徴と
する請求項または記載のプラズマ処理装置。
3. The outer peripheral end of the lower end of the head body and the inner peripheral end of the lower end of the ring groove forming member that define a ring-shaped opening of the gas ejection groove are formed into a curved surface. 3. The plasma processing apparatus according to 1 or 2 .
【請求項4】 前記リング状のリング溝形成部材は、セ
ラミック材により構成されていることを特徴とする請求
乃至記載のプラズマ処理装置。
Wherein said ring-shaped ring groove forming member, the plasma processing apparatus according to claim 1 to 3 further characterized in that is constituted by a ceramic material.
【請求項5】 前記リング状のガス噴出溝が1つの時に
は、この直径は前記被処理体の半径と略同一に設定され
ており、その中心は前記載置台の中心上に位置されてい
ることを特徴とする請求項1乃至記載のプラズマ処理
装置。
5. When the number of the ring-shaped gas ejection grooves is one, the diameter is set substantially equal to the radius of the object to be processed, and the center thereof is located on the center of the mounting table. the plasma processing apparatus according to claim 1 to 4, wherein.
【請求項6】 前記ガス噴出溝は、同心円状に複数形成
されていることを特徴とする1乃至記載のプラズマ処
理装置。
Wherein said gas injection groove, the plasma processing apparatus 1 to 4, wherein a is more concentrically formed.
【請求項7】 真空引き可能になされた処理容器と、こ7. A processing container capable of being evacuated,
の処理容器内に収容されて被処理体を載置する載置台A mounting table for mounting an object to be processed, which is accommodated in the processing container
と、処理ガスを供給するために前記載置台に対向さAnd facing the mounting table to supply the processing gas. せてLet me
配置したガス供給ヘッド部と、前記処理容器内にプラズWith the gas supply head arranged,
マを発生させる高周波電力を供給する高周波電源とを有And a high-frequency power supply that supplies high-frequency power
するプラズマ処理装置において、In a plasma processing apparatus that 前記ガス供給ヘッド部は、下面が円形になされて内部にThe gas supply head has a circular bottom surface
その中心から外周端に向かうガス通路が形成されたヘッA gas passage is formed from the center to the outer end.
ド本体と、このヘッド本体の下部外周端にその周方向にHead body and the lower peripheral edge of the head body in the circumferential direction.
沿って配置されて前記ヘッド本体の外周端との間でリンAlong the outer peripheral end of the head body.
グ状のガス噴出溝を形成するリング溝形成部材と、前記A ring groove forming member forming a gas-shaped gas ejection groove;
ヘッド本体と前記リング溝形成部材の外周に配置されてLocated on the outer periphery of the head body and the ring groove forming member
これらを前記処理容器の天井部に保持させる保持部材A holding member for holding these on the ceiling of the processing container
と、前記リング溝形成部材と前記保持部材との間に介在Interposed between the ring groove forming member and the holding member
されて前記リング溝形成部材を前記ヘッド本体側に弾発And the ring groove forming member is repelled toward the head main body.
的に付勢する熱膨張許容弾性部材とからなり、Consisting of a thermally expandable elastic member that biases 前記熱膨張許容弾性部材で前記リング溝形成部材と前記The ring groove forming member and the thermal expansion allowable elastic member
ヘッド本体とを互いに係合させることによって前記リンThe link is formed by engaging the head body with each other.
グ状のガス噴出溝の幅を所定値に規制するようにしたこThe width of the gas-shaped gas ejection groove is regulated to a predetermined value.
とを特徴とするプラズマ処理装置。And a plasma processing apparatus.
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