(57)【要約】【課題】載置台の外周面よりも外側上方の空間におけるプラズマ密度を制御する。【解決手段】  一側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器、載置台、上部電極、高周波電源、ガス供給系、及び接地部を備える。載置台は、下部電極を有し、処理容器内に配置されている。処理容器の側壁と載置台との間には、第１の空間が画成される。上部電極は、下部電極と第１の方向において対面するよう設けられ、下部電極との間に第２の空間を画成する。高周波電源は、上部電極にプラズマ生成用の高周波電力を印加する。ガス供給系は、処理容器内に処理ガスを供給する。接地部は、接地電位に接続される接地部であり、第１の方向において第１の空間に連続し、且つ、第１の方向に直交する第２の方向において第２の空間に連続する第３の空間内において第１の方向に沿って上部電極から独立して移動可能に構成されている。【選択図】図１
2015162558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁を有する処理容器と、
下部電極を有し、前記処理容器内に配置された載置台であり、前記側壁と該載置台の間に第１の空間を画成する該載置台と、
前記下部電極と第１の方向において対面するよう設けられた上部電極であり、前記下部電極と該上部電極との間に第２の空間を画成する該上部電極と、
前記上部電極にプラズマ生成用の高周波電力を印加する高周波電源と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給系と、
接地電位に接続される接地部であり、前記第１の方向において前記第１の空間に連続し、且つ、前記第１の方向に直交する第２の方向において前記第２の空間に連続する第３の空間内において前記第１の方向に沿って前記上部電極から独立して移動可能な該接地部と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記接地部は、前記第１の方向における前記上部電極の前記第２の空間に面する表面の位置を基準として、０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲で前記第１の方向に沿って移動可能に構成される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記上部電極と前記下部電極との距離が２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置を用いて被処理体を処理する方法であって、
前記載置台上に被処理体を載置する工程と、
前記第３の空間内において前記接地部を前記第１の方向に沿って前記上部電極から独立して移動させる工程と、
処理ガスを前記処理容器内に供給し、該処理容器内において前記処理ガスのプラズマを生成する工程と、
を含む、該方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置及び被処理体を処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
処理ガスのプラズマで被処理体を処理するプラズマ処理装置が知られている。例えば特許文献１には、処理容器、載置台、及び上部電極を備える容量結合型のプラズマ装置が記載されている。載置台は、処理容器内の下部に設置されており、被処理体を載置すると共に下部電極として機能する。また、この載置台は、被処理体を吸着保持する静電チャックを外周から取り囲むエッジリングを含んでいる。上部電極は、中心部及び周辺部を有しており、処理容器内の上部に配置されている。
【０００３】
更に、特許文献１に記載の装置では、横断面が略台形形状をなし、上部電極の処理空間側の表面から下方に突出するステップが上部電極に設けられている。このステップは、下部電極のエッジリングに対面するように上部電極の周辺部に配置されている。特許文献１に記載の装置は、このようなステップを備えることによって、上部電極の周辺部近傍のプラズマ密度を局所的に高め、被処理体の周辺領域のエッチング速度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１１９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体デバイスの製造においては、被処理体の全領域において形成される形状の寸法バラツキを低減させることが必要である。特許文献１に記載の装置では、上部電極に設けられたステップにより上部電極の周辺部近傍のエッチング速度を調整することが可能であるが、処理ガスによっては被処理体の最外周領域のエッチング速度を十分に高めることができない場合がある。この場合には、被処理体の中心領域において形成される形状と最外周領域において形成される形状とに差異が生じてしまう恐れがある。本発明者は、このような問題について鋭意検討した結果、被処理体の最外周領域における形状の寸法を制御するためには、載置台の外周面よりも外側上方の空間におけるプラズマ密度を制御することが必要であることを見出した。
【０００６】
したがって、本技術分野においては、載置台の外周面よりも外側上方の空間におけるプラズマ密度を制御することが可能なプラズマ処理装置及び被処理体の処理方法が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器、載置台、上部電極、高周波電源、ガス供給系、及び接地部を備える。載置台は、下部電極を有し、処理容器内に配置されている。処理容器の側壁と載置台との間には、第１の空間が画成される。上部電極は、下部電極と第１の方向において対面するよう設けられ、下部電極との間に第２の空間を画成する。高周波電源は、上部電極にプラズマ生成用の高周波電力を印加する。ガス供給系は、処理容器内に処理ガスを供給する。接地部は、接地電位に接続される接地部であり、第１の方向において第１の空間に連続し、且つ、第１の方向に直交する第２の方向において第２の空間に連続する第３の空間内において第１の方向に沿って上部電極から独立して移動可能に構成されている。
【０００８】
一側面に係るプラズマ処理装置は、第３の空間内において第１の方向に沿って独立して移動可能な接地部を備えている。この第３の空間は、載置台の外周面よりも外側上方に位置している。この接地部を第３の空間内において第１の方向に移動させることによって、当該第３の空間内において発生するプラズマの密度を調整することができる。よって、本プラズマ処理装置では、最外周領域のエッチング速度に寄与する載置台の外周面よりも外側上方の空間におけるプラズマ密度を制御することができる。
【０００９】
一形態では、接地部は、第１の方向における上部電極の第２の空間に面する表面の位置を基準として、０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲で第１の方向に沿って移動可能に構成されてもよい。一形態では、上部電極と下部電極との距離が２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であってもよい。
【００１０】
一側面に係る被処理体を処理する方法は、上記のプラズマ処理装置を用いて被処理体を処理する方法であって、載置台上に被処理体を載置する工程と、第３の空間内において接地部を第１の方向に沿って上部電極から独立して移動させる工程と、処理ガスを処理容器内に供給し、該処理容器内において処理ガスのプラズマを生成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明の種々の側面及び種々の形態によれば、載置台の外周面よりも外側上方の空間におけるプラズマ密度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すパワー調整回路４０の一例を示す図である。
【図３】接地部の動きの一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る被処理体を処理する方法を示す図である。
【図５】実験例１及び実験例２の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
まず、一実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図であり、当該プラズマ処理装置の断面を示している。図１に示すプラズマ処理装置１０は、平行平板型のプラズマ処理装置である。
【００１５】
プラズマ処理装置１０は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、その内部空間として処理空間ＰＳを画成している。処理容器１２は、軸線Ｚに沿って上下方向に延在する略筒形状の側壁１２ａを有している。この側壁１２ａには、被処理体（基板）Ｗの搬入出口を開閉するゲートバルブが設けられている。説明の便宜上、以下では軸線Ｚの延在方向を第１の方向であるＸ方向と称し、Ｘ方向に直交する方向を第２の方向であるＹ方向と称して説明する。
【００１６】
処理容器１２内には載置台１４が設けられている。載置台１４は、基台１６、静電チャック１８、筒状包囲部４６、フォーカスリングＦＲを含んでいる。基台１６は、略円盤形状を有しており、導電性を有している。基台１６は、下部電極を構成しており、例えばアルミニウムから構成され得る。
【００１７】
基台１６には、給電棒２２及び整合器２４を介して高周波電源２０が接続されている。高周波電源２０は、イオン引き込み用の所定の高周波数（例えば、２ＭＨｚ〜２７ＭＨｚ）の高周波電力（即ち、高周波バイアス電力）を下部電極、即ち、基台１６に印加する。
【００１８】
静電チャック１８は、基台１６の上面に設けられている。静電チャック１８は、略円盤形状の部材であり、絶縁層１８ａ、及び給電層１８ｂを有している。絶縁層１８ａは、セラミック等の絶縁体から構成された膜である。給電層１８ｂは、絶縁層１８ａの内層として形成された導電性の膜である。給電層１８ｂには、スイッチＳＷ１を介して直流電源２８が接続されている。直流電源２８から給電層１８ｂに直流電圧が与えられると、クーロン力が発生し、当該クーロン力によって被処理体Ｗが静電チャック１８上に吸着保持される。
【００１９】
筒状包囲部４６は、基台１６の周囲を取り囲むように設けられている。筒状包囲部４６の外側面は、Ｙ方向において第１の空間Ｓ１を介して側壁１２ａに対面している。この第１の空間Ｓ１は、載置台１４の外側に位置しており、筒状包囲部４６の外側面と側壁１２ａとによって画成されている。また、筒状包囲部４６の上面には、静電チャック１８を取り囲むようにフォーカスリングＦＲが設けられている。
【００２０】
一実施形態においては、基台１６は、静電チャック１８の熱を吸熱して、静電チャック１８を冷却する機能を有し得る。具体的に、基台１６の内部には、冷媒流路１６ｐが形成されている。冷媒流路１６ｐには、冷媒入口配管、冷媒出口配管が接続されており、これ冷媒入口配管及び冷媒出口配管は、チラーユニット２６に接続されている。冷媒は、チラーユニット２６から冷媒入口配管を介して冷媒流路１６ｐに供給され、冷媒流路１６ｐから冷媒出口配管を介してチラーユニット２６に戻るよう、循環する。載置台１４は、冷媒流路１６ｐの中に適宜の冷媒、例えば冷却水等を循環させることによって、基台１６及び静電チャック１８を所定の温度に制御可能になっている。
【００２１】
一実施形態においては、静電チャック１８と基台１６との間に、加熱素子であるヒータＨＴが設けられていてもよい。図１に示す例では、ヒータＨＴは、ヒータＨＴ１及びヒータＨＴ２を含んでいる。これらヒータＨＴ１及びＨＴ２は、ヒータ電源ＨＰに接続されている。ヒータＨＴ１は、軸線Ｚを囲むよう環状に延在しており、静電チャック１８の中央を含む中央領域を加熱して、被処理体Ｗの中央を含む中央領域を加熱する。また、ヒータＨＴ２は、ヒータＨＴ１の外側において軸線Ｚを囲むよう環状に延在している。ヒータＨＴ２は、静電チャック１８の中央領域よりも外側の領域、即ち、静電チャック１８のエッジを含むエッジ領域を加熱して、被処理体Ｗのエッジを含むエッジ領域を加熱する。かかるヒータＨＴによれば、被処理体Ｗの温度を、当該被処理体Ｗの中心に対して放射方向に位置する複数の領域ごとに、制御することができる。
【００２２】
また、プラズマ処理装置１０は、ガス供給ライン３０、及び伝熱ガス供給部３２を更に備え得る。伝熱ガス供給部３２は、ガス供給ライン３０に接続されている。ガス供給ライン３０は、静電チャック１８の上面まで延びて、当該上面において環状に延在している。伝熱ガス供給部３２は、例えばＨｅガスといった伝熱ガスを、静電チャック１８の上面と被処理体Ｗとの間に供給する。
【００２３】
プラズマ処理装置１０は、更に、上部電極３４を備えている。上部電極３４は、下部電極、即ち、基台１６の上方に設けられており、Ｘ方向において、下部電極と対面配置されている。上部電極３４は、下部電極との間に第２の空間Ｓ２を画成している。即ち、第２の空間Ｓ２は、処理容器１２内において載置台１４の上方に位置する空間である。一実施形態においては、図１に示すように、上部電極３４は、処理容器１２の上部開口を閉じるように設けられ得る。
【００２４】
一実施形態においては、上部電極３４は、内側電極部３４ａ及び外側電極部３４ｂを含み得る。内側電極部３４ａは、電極板３４ａ１及び電極支持体３４ａ２を含んでいる。電極板３４ａ１は、導電性を有する部材であり、一実施形態においては、シリコンから構成されている。電極板３４ａ１は、略円盤形状を有しており、その中心軸線が軸線Ｚに一致するように設けられている。電極支持体３４ａ２は、導電性を有しており、例えば、アルミニウムから構成されている。電極支持体３４ａ２は、電極板３４ａ１を支持している。
【００２５】
外側電極部３４ｂは、電極板３４ｂ１及び電極支持体３４ｂ２を含んでいる。電極板３４ｂ１は、導電性を有する部材であり、一実施形態においては、シリコンから構成されている。電極板３４ｂ１は、電極板３４ａ１の外側において軸線Ｚ中心に環状に延在している。電極支持体３４ｂ２は、導電性を有しており、例えば、アルミニウムから構成されている。電極支持体３４ｂ２は、電極支持体３４ａ２の外側において軸線Ｚ中心に環状に延在しており、電極板３４ｂ１を支持している。この外側電極部３４ｂと内側電極部３４ａとの間には、絶縁部材３６ａが介在しており、また、外側電極部３４ｂと処理容器１２の上部との間には別の絶縁部材３６ｂが介在している。
【００２６】
一実施形態においては、内側電極部３４ａは配線ＣＬ１を介して、外側電極部３４ｂは配線ＣＬ２を介して、パワー調整回路４０に接続され得る。このパワー調整回路４０には、整合器４２を介して高周波電源４４が接続されている。高周波電源４４は、プラズマ生成用の所定の高周波数（例えば、２７ＭＨｚ以上）の高周波電力を上部電極３４に供給する。
【００２７】
図２は、図１に示すパワー調整回路４０の一例を示す図である。図２に示すように、パワー調整回路４０は、インダクタ４０ａ及び４０ｂ、並びに、キャパシタ４０ｃ及び４０ｄを有し得る。整合器４２からパワー調整回路４０に延びる配線は、ノードＮ１においてパワー調整回路４０に接続している。このノードＮ１には、インダクタ４０ａの一端が接続しており、インダクタ４０ａの他端は配線ＣＬ２に接続している。また、ノードＮ１には、インダクタ４０ａと並列にキャパシタ４０ｃの一端が接続している。このノードＮ１には、更に、インダクタ４０ｂと可変キャパシタ４０ｄの直列回路の一端が接続している。キャパシタ４０ｃの他端、及び、インダクタ４０ｂと可変キャパシタ４０ｄの直列回路の他端は、ノードＮ２に接続しており、当該ノードＮ２には配線ＣＬ１が接続している。
【００２８】
このパワー調整回路４０によれば、可変キャパシタ４０ｄのキャパシタンスを調整することにより、高周波電源４４から供給されて内側電極部３４ａに供給される高周波電力のパワーを調整することができ、また、高周波電源４４から供給されて外側電極部３４ｂに供給される高周波電力のパワーを調整することができる。これにより、内側電極部３４ａの下方におけるプラズマの密度と外側電極部３４ｂの下方におけるプラズマ密度とを相対的に調整することができる。その結果、被処理体Ｗの中央領域の処理速度とエッジ領域の処理速度とを相対的に調整することが可能となる。
【００２９】
再び図１を参照する。一実施形態においては、内側電極部３４ａにはスイッチＳＷ２を介して直流電源４５が接続されている。直流電源４５は、スイッチＳＷ２が閉状態にあるときに、内側電極部３４ａに負の直流電圧を印加する。
【００３０】
また、プラズマ処理装置１０では、上部電極３４は、シャワーヘッドとしても機能する。一実施形態においては、内側電極部３４ａの電極支持体３４ａ２に第１バッファ室３４ｃ及び第２バッファ室３４ｄが形成されている。第１バッファ室３４ｃは、電極支持体３４ａ２の中央部分に設けられている。第２バッファ室３４ｄは、第１バッファ室３４ｃを囲むよう環状に延在しており、第１バッファ室３４ｃから分離されている。第１バッファ室３４ｃ及び第２バッファ室３４ｄは、フロースプリッタＦＳを介してガス供給部ＧＳに接続されている。また、第１バッファ室３４ｃ及び第２バッファ室３４ｄからは、電極支持体３４ａ２及び電極板３４ａ１を通過して処理空間ＰＳに連通する複数のガス噴射孔３４ｈが下方に延びている。
【００３１】
ガス供給部ＧＳは、ガス源、バルブ、マスフローコントローラを有し得る。ガス供給部ＧＳは、ガス源に貯えられたエッチングガスといった処理ガスをフロースプリッタＦＳに供給する。プラズマ処理装置１０では、ガス供給部ＧＳ、フロースプリッタＦＳ、第１及び第２のバッファ室３４ｃ及び３４ｄ、並びに、複数のガス噴射孔３４ｈがガス供給系を構成している。このガス供給系によれば、ガス源のガスがマスフローコントローラによって流量制御されてフロースプリッタＦＳに供給される。フロースプリッタＦＳに供給されたガスは、調整された分配比で当該フロースプリッタＦＳによって第１及び第２のバッファ室３４ｃ及び３４ｄに供給され、複数のガス噴射孔３４ｈから処理空間ＰＳ内に噴射される。第１バッファ室３４ｃに接続されたガス噴射孔３４ｈは、被処理体Ｗの中央領域に対面するように設けられており、また、第２バッファ室３４ｄに接続されたガス噴射孔３４ｈは、被処理体Ｗのエッジ領域に対面するように設けられている。したがって、プラズマ処理装置１０では、被処理体Ｗの中央領域の上方に供給するガスの流量と被処理体Ｗのエッジ領域の上方に供給するガスの流量とを個別に調整することができる。したがって、被処理体Ｗの中央領域の処理速度と被処理体Ｗのエッジ領域の処理速度とを個別に調整することが可能である。
【００３２】
また、プラズマ処理装置１０は、接地導体９０を更に備え得る。一実施形態では、接地導体９０は、環状部９０ａ及び筒状部９０ｂを含み得る。環状部９０ａは、軸線Ｚを中心とした環状を有する接地導体であり、側壁１２ａの上端から処理容器１２の内側に向けてＹ方向に延びている。環状部９０ａは、Ｙ方向側の端面において絶縁部材３６ｂに接している。筒状部９０ｂは、略円筒状の接地導体であり、処理容器１２の側壁１２ａの上部から上部電極３４の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。
【００３３】
一実施形態では、上部電極３４の下方には突出部７４が設けられている。突出部７４は、載置台１４のフォーカスリングＦＲに対面するように設けられている。突出部７４は、縦断面が台形状を有しており、絶縁部材３６ｂの下方において軸線Ｚ中心に環状に延在している。突出部７４は、例えば石英によって構成されており、載置台１４の周縁部の上方に生成されるプラズマの密度を調整し得る。突出部７４は、Ｘ方向に沿って０ｍｍ〜２０ｍｍの厚みを有していてもよい。
【００３４】
また、プラズマ処理装置１０は、突出部７４と側壁１２ａとの間に接地部８０を更に備えている。接地部８０は、載置台１４の外周面よりも外側上方に位置する第３の空間Ｓ３内においてＸ方向に沿って独立して移動可能に構成されている。第３の空間Ｓ３は、Ｘ方向において第１の空間Ｓ１に連続し、且つ、Ｙ方向において第２の空間Ｓ２に連続する空間であり、接地部８０によって上方から画成されている。接地部８０は、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムといった導電性を有する材料から構成され、軸線Ｚ中心に環状に延在する板状部材であり得る。接地部８０は、例えば接地電位を有する接地導体９０に電気的に接続されている。
【００３５】
一実施形態では、接地部８０の主面には、支持軸８２の一端が接続されている。支持軸８２は、接地部８０の主面に対して垂直な方向、即ち、Ｘ方向に沿って延在している。支持軸８２の他端は、方向変換器８４に接続されている。また、方向変換器８４は、駆動軸８６を介して駆動装置８８に接続されている。駆動装置８８は、モータを含んでおり、モータの駆動力によって駆動軸８６をその軸線方向であるＹ方向に往復移動させ得る。方向変換器８４は、カム機構といった駆動方向変換機構を備えており、駆動軸８６の軸線方向に沿った運動を支持軸８２の軸線方向に沿った運動に変換する。支持軸８２は、駆動装置８８からの駆動力を接地部８０に伝達することにより、接地部８０を第３の空間Ｓ３において上下方向に移動可能に支持している。上記の接地部８０、支持軸８２、方向変換器８４、駆動軸８６、及び駆動装置８８は第１の駆動機構を構成する。
【００３６】
図３は、接地部８０の動きの一例を示す図である。図３に示すように、駆動装置８８からの駆動力によって支持軸８２がＸ方向に沿って往復移動することによって、接地部８０が、突出部７４と側壁１２ａとの間の空間において、接地導体９０の環状部９０ａに近づく方向、又は環状部９０ａから離れる方向に移動する。その結果、第１の駆動機構によれば接地部８０をＸ方向、即ち上下方向に沿って移動させることができる。
【００３７】
第３の空間Ｓ３は接地部８０によって上方から画成されているので、接地部８０を環状部９０ａに近づく方向、即ち上方に移動させた場合には、接地部８０の移動量に応じた分だけ第３の空間Ｓ３の体積を拡張することができる。反対に、接地部８０を環状部９０ａから離れる方向、即ち下方に移動させた場合には、接地部８０の移動量に応じた分だけ第３の空間Ｓ３の体積を縮小することができる。このように、第１の駆動機構によれば、第３の空間Ｓ３の体積を拡張又は縮小することができる。第３の空間Ｓ３内に発生するプラズマの密度は第３の空間Ｓ３の体積に依存するので、第１の駆動機構によれば、第３の空間Ｓ３、即ち載置台の外周面よりも外側上方の空間において発生するプラズマ密度を調整することができる。なお、一実施形態では、Ｘ方向において上部電極３４の第２の空間Ｓ２に面する表面の位置を基準位置とし、当該基準位置と接地部８０とのＸ方向に沿った距離、即ち、環状部９０ａの下面と接地部８０との距離をｄとしたときに、接地部８０は、距離ｄが０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内で変更可能なように支持軸８２に支持されていてもよい。
【００３８】
また、このプラズマ処理装置１０は、下部電極を含む載置台１４と上部電極３４との距離（ギャップ）Ｇを調整可能な第２の駆動機構を有している。図１に示す実施形態では、プラズマ処理装置１０は、載置台１４をＸ方向、即ち上下方向に移動させることが可能な第２の駆動機構を有している。
【００３９】
筒状包囲部４６及び基台１６は、支持台４８によって支持されている。支持台４８は、プレート部４８ａ及び筒状の脚部４８ｂを含んでいる。支持台４８のプレート部４８ａには筒状包囲部４６の下端及び基台１６の下面が接しており、これら筒状包囲部４６及び基台１６は、プレート部４８ａに固定されている。脚部４８ｂは、プレート部４８ａの下面から下方に延在している。この支持台４８は、脚部４８ｂの下端が支持プレート５０の上面に接するように支持プレート５０上に設置されており、当該支持プレート５０に固定されている。
【００４０】
支持プレート５０と筒状包囲部４６との間には、バッフル板５２が設けられている。バッフル板５２は、支持台４８と処理容器１２の側壁１２ａとの間において環状に延在している。バッフル板５２には、複数の貫通孔が設けられている。また、支持プレート５０の下面の周縁部と処理容器１２の下部との間には、筒状のベローズ５４が設けられている。ベローズ５４は、バッフル板５２を介して処理空間ＰＳに連通する排気路ＶＬを処理容器１２の側壁１２ａと共に画成しており、排気路ＶＬ、処理空間ＰＳといった処理容器１２内の空間を処理容器１２の外側から隔離している。処理容器１２の下部には、排気路ＶＬに連通する排気管５６が取り付けられており、当該排気管５６には排気装置５８が接続している。
【００４１】
ベローズ５４によって囲まれた空間内には、脚部６０、環状プレート６２、及び脚部６４が設けられている。脚部６０の上端は、支持プレート５０の下面に結合しており、脚部６０の下端は環状プレート６２の上面に結合している。環状プレート６２の下面には脚部６４の上端が結合している。この脚部６４の下端は、リンク６６のプレート部６６ａに結合している。
【００４２】
図１に示すように、リンク６６は、上記プレート部６６ａ及び二つの柱状部６６ｂを含んでいる。プレート部６６ａは、処理容器１２の下部の下方に設けられている。一実施形態においては、このプレート部６６ａには、上述した整合器２４が取り付けられている。また、プレート部６６ａ、支持プレート５０、及び支持台４８のプレート部４８ａの中央にはＸ方向に延びる貫通孔が設けられており、上述した給電棒２２は、プレート部６６ａの貫通孔、環状プレート６２の内孔、支持プレート５０の貫通孔、及び支持台４８のプレート部４８ａの貫通孔を通って、基台１６まで延びている。
【００４３】
柱状部６６ｂは、プレート部６６ａの周縁から上方に延在している。また、柱状部６６ｂは、側壁１２ａの外側において、当該側壁１２ａと略平行に延在している。これら柱状部６６ｂには、ボールネジによる送り機構が接続している。具体的には、二つのネジ軸６８が、側壁１２ａの外側において二つの柱状部６６ｂと略平行に延在している。これらネジ軸６８は、二つのモータ７０にそれぞれ接続している。また、これらネジ軸６８には、二つのナット７２がそれぞれ取り付けられている。これらナット７２には、二つの柱状部６６ｂがそれぞれ結合している。
【００４４】
かかる第２の駆動機構によれば、モータ７０を回転させることにより、ナット７２がＸ方向に移動、即ち上下動する。ナット７２の上下動に伴い、リンク６６に間接的に支持された載置台１４は、Ｘ方向に移動、即ち上下動することができる。また、載置台１４の上下動に伴い、ベローズ５４が伸縮する。その結果、基台１６、即ち下部電極と上部電極３４との間の距離を、処理空間ＰＳの気密を確保しつつ、調整することが可能である。一実施形態では、第２の駆動機構は、載置台１４と上部電極３４との距離Ｇが２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲内になるよう調整してもよい。
【００４５】
更に、一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備えている。制御部Ｃｎｔは、例えば、プログラム可能なコンピュータから構成され得る。制御部Ｃｎｔは、スイッチＳＷ１、高周波電源２０、整合器２４、高周波電源４４、整合器４２、可変キャパシタ４０ｄ、スイッチＳＷ２、ガス供給部ＧＳ、フロースプリッタＦＳ、伝熱ガス供給部３２、チラーユニット２６、ヒータ電源ＨＰ、排気装置５８、モータ７０、駆動装置８８に接続されている。
【００４６】
制御部Ｃｎｔは、入力されたレシピに基づくプログラムに従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔからの制御信号により、スイッチＳＷ１の開閉、高周波電源２０からの電力供給、整合器２４のインピーダンス、高周波電源４４からの電力供給、整合器４２のインピーダンス、可変キャパシタ４０ｄのキャパシタンス、スイッチＳＷ１の開閉、ガス供給部ＧＳから供給するガスの選択及び流量、フロースプリッタＦＳの分配比、伝熱ガス供給部３２のガス供給、チラーユニット２６の冷媒流量及び冷媒温度、ヒータ電源ＨＰの電力供給、排気装置５８の排気、モータ７０の駆動、駆動装置８８の駆動を、制御することが可能である。
【００４７】
次に、一実施形態に係る被処理体Ｗを処理する方法について説明する。図４は、一実施形態に係る被処理体Ｗを処理する方法ＭＴ１を示す流れ図である。方法ＭＴ１では、まず工程ＳＴ１において載置台１４の静電チャック１８上に被処理体Ｗが載置される。次いで工程ＳＴ２においては、制御部Ｃｎｔが、接地部８０をＸ方向、即ち上下方向に沿って移動させる。接地部８０の移動量は、処理ガスの配合や流量といった被処理体Ｗの処理条件に応じて決定され得る。かかる工程ＳＴ２により、後述する工程ＳＴ３で生成される第３の空間Ｓ３、即ち載置台１４の外周面よりも外側上方の空間において生成されるプラズマの密度が調整される。この工程ＳＴ２では、制御部Ｃｎｔからの制御信号によりモータ７０が駆動され、上部電極３４と載置台１４との間の距離Ｇが所望の距離、一例では２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下になるように、載置台１４の高さ位置が調整されてもよい。次いで、工程ＳＴ３においては、制御部Ｃｎｔがガス供給部ＧＳを制御することにより処理容器１２内に処理ガスが供給され、処理容器１２内において処理ガスのプラズマが生成される。
【００４８】
以上説明したように、図１に示すプラズマ処理装置１０によれば、接地部８０を第３の空間Ｓ３内においてＸ方向に移動させることによって、最外周領域のエッチング速度に寄与する載置台１４の外周面よりも外側上方の空間におけるプラズマ密度を制御することができる。また、プラズマ処理装置１０では、接地部８０を比較的小さな範囲で移動することでプラズマ密度を調整することができる。このため、接地が弱くなることに起因して処理空間ＰＳにおいて発生するプラズマリークを抑制することができる。更に、プラズマ処理装置１０では、被処理体Ｗの上方からずれた位置に接地部８０が配置されているので、接地部８０の駆動によって生じたゴミが被処理体Ｗに付着することを防止することができる。
【００４９】
以上、種々の実施形態について説明したが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した実施形態のプラズマ処理装置では、第２の駆動機構として、下部電極を構成する載置台１４がＸ方向に移動する構成が採用されているが、必ずしも第２の駆動機構を備えることを要しない。また、第２の駆動機構として、上部電極３４がＸ方向に移動する構成が採用されてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態のプラズマ処理装置は突出部７４を備えていたが、突出部７４は必須の構成ではない。例えば接地部８０のＹ方向に沿った幅が第３の空間Ｓ３を上方から画成する上で十分な大きさを有している場合には、プラズマ処理装置１０の第１の駆動機構は突出部７４を備えなくとも、第３の空間Ｓの体積を調整して第３の空間Ｓ３内のプラズマ密度を調整することができる。
【００５１】
以下、プラズマ処理装置１０を用いて行った実験例について説明する。
【００５２】
（実験例１及び実験例２）
実験例１では上部電極３４の下面の高さ位置と接地部８０の下面の高さ位置との距離ｄを０ｍｍに設定して、処理空間ＰＳにおけるプラズマ密度を測定した。実験例２では上部電極３４の下面の高さ位置と接地部８０の下面の高さ位置との距離ｄを２０ｍｍに設定して、処理空間ＰＳにおけるプラズマ密度を測定した。被処理体Ｗとしては、半径１５０ｍｍを有する基板を用いた。載置台１４としては、半径、即ち載置台１４の中心から筒状包囲部４６の外周面までの距離が２１０ｍｍのものを用いた。接地部８０は、Ｘ方向から見て、被処理体Ｗの中心から２００ｍｍ〜３００ｍｍ離れた位置に配置した。実験例１及び実験例２の他の条件は同一に設定した。
【００５３】
実験例１及び実験例２の結果を、図５に示す。図５の横軸は被処理体Ｗの中心を基準としたＹ方向に沿った距離を示しており、縦軸は被処理体Ｗの中心の上方におけるプラズマ密度を１としたときの相対的なプラズマ密度を示している。図５に示すように、実験例１では、実験例２と比較して載置台１４の外側（２００〜２５０ｍｍ）の位置においてプラズマ密度が向上することが確認された。この結果から、接地部８０を載置台１４の外周面よりも外側上方の空間内において移動させることにより、当該空間内のプラズマ密度の制御が可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００５４】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ａ…側壁、１４…載置台、１６…基台、１８…静電チャック、２０…高周波電源、２２…給電棒、２４…整合器、２６…チラーユニット、２８…直流電源、３０…ガス供給ライン、３２…伝熱ガス供給部、３４…上部電極、４０…パワー調整回路、４２…整合器、４４…高周波電源、４５…直流電源、４６…筒状包囲部、４８…支持台、５０…支持プレート、５２…バッフル板、５４…ベローズ、５６…排気管、５８…排気装置、６０…脚部、６２…環状プレート、６４…脚部、６６…リンク、６８…ネジ軸、７０…モータ、７２…ナット、７４…突出部、８０…接地部、８２…支持軸、８４…方向変換器、８６…駆動軸、８８…駆動装置、９０…接地導体、Ｃｎｔ…制御部、ＦＲ…フォーカスリング、ＦＳ…フロースプリッタ、ＧＳ…ガス供給部、ＨＰ…ヒータ電源、ＨＴ…ヒータ、ＭＴ１…方法、ＰＳ…処理空間、Ｓ１…第１の空間、Ｓ２…第２の空間、Ｓ３…第３の空間、Ｗ…被処理体、Ｚ…軸線。
【図１】
2015162558.tif 000003
【図２】
2015162558.tif 000004
【図３】
2015162558.tif 000005
【図４】
2015162558.tif 000006
【図５】
2015162558.tif 000007