(57)【要約】【課題】容量結合成分の発生を低減または防止する。【解決手段】多数のスリットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有し、円盤状の外縁から中心に向かうスリットＳ１は中心より深く形成され、外縁から中心に向かってスリットＳ２、Ｓ３、Ｓ４の密度が疎になるように構成された静電遮蔽板１０を、プラズマ処理装置のアンテナコイルとリアクタチャンバの間に設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナコイルで発生させた電磁波を、排気した処理室内に導入し高密度プラズマを発生させて、試料を処理するプラズマ処理装置において、
前記アンテナコイルと前記処理室の間に設けられ、多数のスリットを有し、円盤状の外縁から中心に向かう前記スリットの少なくとも１本は、前記中心より深く形成され、前記外縁から前記中心に向かって前記スリットの密度が疎になるように形成された静電遮蔽板を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記スリットは、放射状または同心円状の前記スリットからなることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記外縁より所定の長さだけ前記中心に向かう複数の前記スリットを有することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の製造工程の１つのドライエッチングなどで用いるプラズマ処理装置に関し、特に、アンテナコイルで発生させた電磁波を、排気した処理室内に導入し高密度プラズマを発生させて、試料を処理するプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の高集積化が進むにつれ、微細加工技術が要求されている。この技術的要求に対し、近年、誘電結合を用いて発生させた高密度なプラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）を用いてエッチングなどを行う、プラズマ処理装置が注目されている。
【０００３】
プラズマ処理装置は、アンテナコイルに高周波電流を流すことで発生する磁場を介して処理室（以下リアクタチャンバという）内に誘導電場が生成されることにより、高密度プラズマを発生する。ここで発生した高密度プラズマを用いて、エッチングなどを行う。
【０００４】
図５は、従来のプラズマ処理装置の概略構成を示す模式図である。
従来のＩＣＰを発生させるプラズマ処理装置１ａは、整合器２を介して高周波電源３と接続し電磁波を発生させるアンテナコイル４と、リアクタチャンバ５と、リアクタチャンバ５の一部を構成し、発生させた電磁波をリアクタチャンバ５内に導入するための、石英やセラミックなどの誘電体５ａと、整合器６を介して高周波電源７と接続し、リアクタチャンバ５内に設けられる試料８を設置するための試料台９、などから構成される。
【０００５】
また、図５では省略したが、リアクタチャンバ５内を真空排気する真空排気装置と、リアクタチャンバ５内にエッチングガスを供給するガス供給装置が、それぞれ、リアクタチャンバ５に接続される。
【０００６】
アンテナコイル４にて発生した電磁波は、誘電体５ａを介してリアクタチャンバ５内に伝達され、誘導電場を生成し、これにより供給されたエッチングガスが電離してプラズマ２０が発生する。このようにして生成されたプラズマ２０により、試料台９に設置された試料８をエッチング処理する。
【０００７】
一方、アンテナコイル４に高周波電流を流した場合、誘導電場により生成される誘導結合プラズマのほかに、容量結合プラズマが発生することが知られている。これは、アンテナコイル４に発生する定在波によって発生する電位（以下電位Ｖｐｐと呼ぶ）に起因して発生する容量結合成分であり、発生したプラズマ２０とアンテナコイル４が静電容量的に結合する。この容量結合成分により、スパッタリング現象が発生し、特に電位Ｖｐｐが高い領域では、強い容量結合成分が発生し、アンテナコイル４直下の誘電体５ａを削ってしまう。削られた誘電体５ａは、パーティクルとなって試料８表面に付着し、例えば、試料８に形成された配線間にパーティクルが付着した場合、ショートしてしまう恐れがあり、歩留まりを低下させてしまうという問題があった。この問題は、微細化が進むにつれて（例えば配線間隔が０．３５μｍ以下）顕著になる。
【０００８】
図６は渦巻き状のアンテナコイルの各位置での電位Ｖｐｐの分布である。
図６において、縦軸がアンテナコイル４の電位Ｖｐｐであり、横軸が中心からの巻数で示したアンテナコイル４の位置を示す。
【０００９】
このように、中心の電位Ｖｐｐが最も高くなり、周辺部にいくほど電位Ｖｐｐが低くなっている。
つまり、アンテナコイル４の中心部では、強いスパッタリング現象が生じ、直下に存在する誘電体５ａのダメージが大きくなってしまう。
【００１０】
従来、この問題に対応して、アンテナコイル４と、誘電体５ａとの間に電磁波の透過機能を備えた静電遮蔽板を設け、容量結合成分を低減させていた（例えば、特許文献１、２）。
【００１１】
図７は、従来の静電遮蔽板の平面図であり、（ａ）は渦巻状のアンテナコイルに対応した静電遮蔽板、（ｂ）は放射状のアンテナコイルに対応した静電遮蔽板の平面図である。
【００１２】
静電遮蔽板５０、５１は、例えば円盤状のステンレスなどの導電体の板に、破線で示したスリットを多数設けた構造となっている。図７（ａ）の静電遮蔽板５０は、渦巻状のアンテナコイルの電流方向と直角になるように、放射状にスリットが形成され、図７（ｂ）の静電遮蔽板５１は、放射状のアンテナコイルの電流方向と直角になるように同心円状にスリットが形成され、アンテナコイルの電流方向と平行方向の電流が静電遮蔽板５０、５１に流れないようにする。このようにスリットを形成することによって、アンテナコイルで発生する電磁波の伝播を妨げることなく、容量結合成分を低減させることができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平６−２３２０８１号公報（段落番号［０００７］〜［００１０］，第３図）
【特許文献２】
特開２００１−３４５３１１号公報（段落番号［００２５］，第２Ａ図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記で説明したような静電遮蔽板は、アンテナコイルの形状によって発生する電位Ｖｐｐに最適化されていないという問題があった。
【００１５】
例えば、図７（ａ）の場合、静電遮蔽板５０の中央にスリットが集中されており、開口面積が増加している。
ここで、図６で説明したように、容量結合成分は中央で最も高くなり、開口面積が大きいと十分な遮断効果が得られない。
【００１６】
また、図７（ｂ）の場合、渦電流が静電遮蔽板５１上で発生するという問題がある。渦電流は、アンテナコイルで発生する磁束を妨げ、電力損失の原因となり、試料をエッチングする際にも悪影響がある。
【００１７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、容量結合成分及び渦電流の発生を低減または防止可能な静電遮蔽板を有したプラズマエッチング装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、アンテナコイルで発生させた電磁波を、排気したリアクタチャンバ内に導入し高密度プラズマを発生させて、試料をエッチング処理するプラズマ処理装置において、図１に示すような静電遮蔽板１０を有するプラズマ処理装置が提供される。
【００１９】
この静電遮蔽板１０は、アンテナコイルとリアクタチャンバの間に設けられるものであり、多数のスリットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有し、円盤状の外縁から中心に向かうスリットＳ１は中心より深く形成され、外縁から中心に向かってスリットＳ２、Ｓ３、Ｓ４の密度が疎になるように構成されている。
【００２０】
上記の構成によれば、スリットＳ１により渦電流の発生を防止し、円盤状の外縁付近から中心付近に向かってスリットＳ２、Ｓ３、Ｓ４の密度が疎になるようしたので、外縁付近から中心付近へいくほど容量結合成分を低減し、リアクタチャンバの一部を構成し電磁波をリアクタチャンバに導入するため誘電体のダメージを防止し、試料へのパーティクルの付着を防止する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる静電遮蔽板の平面図である。
【００２２】
本発明の実施の形態の静電遮蔽板１０は、アンテナコイルとリアクタチャンバの間に設けられるものであり、多数のスリットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有し、円盤状の外縁から中心に向かう１本のスリットＳ１は中心より深く形成されている。さらに静電遮蔽板１０は、放射上のスリットＳ３とその隙間に形成される同心円状のスリットＳ２を有し、外縁付近から中心付近に向かってスリットの密度が疎になるように構成される。つまり、中心付近の開口面積が小さくなるようにしている。図１では、中心部における所定の半径の領域にスリットＳ１以外のスリットを設けていない。また、外縁より所定の長さだけ中心に向かうスリットＳ４を設けている。
【００２３】
ここで、例えば、上記のスリットの幅は３．０ｍｍ、中心部のスリットを設けていない（スリットＳ１を除く）領域の半径は１５ｍｍ、スリットＳ１は、中心より０．５ｍｍ深く形成される。また、静電遮蔽板１０の厚みは、厚くすると抵抗値が大きくなり発熱も大きくなり、薄くすると機械的強度が弱くなることから、例えば、１．５ｍｍ（±０．１）程度が望ましい。
【００２４】
また、静電遮蔽板１０の材質は、銅などを用いる。他にも非磁性体材料で導電率の高い材料で可能である。
また、静電遮蔽板１０は接地される。
【００２５】
このように、スリットＳ１により渦電流の発生を防止し、円盤状の外縁付近から中心付近に向かってスリットの密度が疎になるようしたので、外縁付近から中心付近へいくほど容量結合成分を低減する。また、同心円状のスリットＳ２と、放射状のスリットＳ３を設けたことで、アンテナコイルの形状が渦巻き状、放射状いずれにおいても、アンテナコイルに流れる電流と平行な電流が流れることがないので、リアクタチャンバ内に導入する電磁波を妨げることはない。また、外縁より所定の長さだけ中心に向かうスリットＳ４を設けたため、外縁部で強くなる渦電流の発生を抑止でき、さらに、同心円状のスリットＳ２を外縁部まで設ける場合よりも、機械的強度を高めることができる。
【００２６】
次に、図１で示した静電遮蔽板１０を用いたプラズマ処理装置を説明する。
図２は、本発明の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図である。
本発明の実施の形態のプラズマ処理装置１は、整合器２を介して高周波電源３と接続し電磁波を発生させるアンテナコイル４と、リアクタチャンバ５と、アンテナコイル４とリアクタチャンバ５との間に設置される、静電遮蔽板１０と、リアクタチャンバ５の一部を構成し、発生させた電磁波を静電遮蔽板１０を介してリアクタチャンバ５内に導入するための、石英やセラミックなどの誘電体５ａと、整合器６を介して高周波電源７と接続し、リアクタチャンバ５内に設けられる試料８を設置するための試料台９、などから構成される。
【００２７】
また、図２では省略したが、リアクタチャンバ５内を真空排気する真空排気装置と、リアクタチャンバ５内にエッチングガスを供給するガス供給装置が、それぞれ、リアクタチャンバ５に接続される。
【００２８】
図３は、アンテナコイルの平面図である。
ここでは、図３のように渦巻き状のアンテナコイル４を用いる。
アンテナコイル４によって発生した電磁波は、静電遮蔽板１０と、誘電体５ａを介してリアクタチャンバ５内に伝達され、誘導電場を生成し、これにより供給されたエッチングガスが電離し、プラズマ２０が発生する。このようにして生成されたプラズマ２０により、試料台９に設置された試料をエッチング処理する。
【００２９】
図４は、プラズマ処理後の試料上に付着したパーティクルの検出結果を示す図であり、（ａ）は静電遮蔽板がない場合、（ｂ）は静電遮蔽板がある場合の検出結果を示す図である。
【００３０】
ここでの条件は、高周波電源３、７は商用周波数の１３．５６ＭＨｚ、エッチングガスとして、アルミ配線のエッチングなどに用いる塩素Ｃｌ２＋三塩化硼素ＢＣｌ３を用い、試料８としてベアシリコン基板とし、静電遮蔽板１０の効果を確認するため加速テストを行った（具体的には高周波電源３のオン時間を６０秒間と長くしている）。
【００３１】
静電遮蔽板１０がない場合、アンテナコイル４の中央部の電位Ｖｐｐが高いことから容量結合成分は中央が最も強くなり、スパッタリング効果によって削れた誘電体５ａが試料の中央に多く付着していることが分かる。パーティクル測定器による検出結果では、パーティクルは３７５個であった。
【００３２】
一方、図１で示したような静電遮蔽板１０を設けた場合、電位Ｖｐｐによる影響が静電遮蔽板１０で平均化され、容量結合成分を低減し、誘電体５ａのスパッタリングを抑止し、図４（ｂ）のようにパーティクルの発生を防止できる。パーティクル測定器による検出結果では、パーティクルは２８個であり、パーティクルの発生を防止していることが分かる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、静電遮蔽板の外縁から中心に向かうスリットの少なくとも１本は中心より深く形成したことによって、渦電流の発生を防止することができる。また、外縁から中心に向かってスリットの密度が疎になるように構成したことにより、外縁付近から中心付近へいくほどアンテナコイルの電位を平均化され容量結合成分を低減できる。これにより、リアクタチャンバの一部を構成し電磁波をリアクタチャンバに導入するため誘電体のダメージを防止でき、試料へのパーティクルの付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる静電遮蔽板の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図である。
【図３】アンテナコイルの平面図である。
【図４】プラズマ処理後の試料上に付着したパーティクルの検出結果を示す図であり、（ａ）は静電遮蔽板がない場合、（ｂ）は静電遮蔽板がある場合の検出結果を示す図である。
【図５】従来のプラズマ処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】渦巻き状のアンテナコイルの各位置での電位Ｖｐｐの分布である。
【図７】従来の静電遮蔽板の平面図であり、（ａ）は渦巻状のアンテナコイルに対応した静電遮蔽板、（ｂ）は放射状のアンテナコイルに対応した静電遮蔽板の平面図である。
【符号の説明】
１０　静電遮蔽板
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４　スリット
【図１】
2004134495.tif 000003
【図２】
2004134495.tif 000004
【図３】
2004134495.tif 000005
【図４】
2004134495.tif 000006
【図５】
2004134495.tif 000007
【図６】
2004134495.tif 000008
【図７】
2004134495.tif 000009