(57)【要約】【課題】プラズマのイオン照射により消耗した周辺部材の交換頻度を減らし、プロセス特性の安定化を図る。【解決手段】減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板２を設置する基板設置部５と、基板設置部５の周囲に設けられた周辺部材３とを備え、周辺部材３は、プラズマにより周辺部材３の表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動である。これにより、周辺部材３の表面がプラズマにより消耗して基板２との相対的位置が変動したとしても、表面の位置を元に戻すことが容易である。したがってプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。それとともに反応室を大気開放して交換する際の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。【選択図】　　　　図１
2004071755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板設置部に基板を設置して前記基板をプラズマ処理する際、プラズマにより前記基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗した後、前記周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ前記周辺部材を移動させる工程と、前記周辺部材を移動後、前記基板のプラズマ処理を続ける工程とを含むプラズマ処理方法。
【請求項２】
基板設置部に基板を設置して前記基板をプラズマ処理する際、プラズマにより前記基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する工程と、所定量消耗したことを検出した後、前記周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ前記周辺部材を移動させる工程と、前記周辺部材を移動後、前記基板のプラズマ処理を続ける工程とを含むプラズマ処理方法。
【請求項３】
減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板を設置する基板設置部と、前記基板設置部の周囲に設けられた周辺部材とを備え、前記周辺部材は、前記プラズマにより前記周辺部材の表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板を設置する基板設置部と、前記基板設置部の周囲に設けられた周辺部材と、前記プラズマにより前記周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記周辺部材は、その表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板を設置する基板設置部と、前記基板設置部の周囲に設けられた周辺部材と、前記プラズマにより前記周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号を受けて前記周辺部材の上下移動可不可判断を行いこの判断結果に基づいて移動信号を発信する演算部と、前記移動信号に基づいて前記周辺部材をその表面が消耗する方向と反対方向に所定距離移動させる移動制御部とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項６】
検出手段は、周辺部材を挟んで配置された発光部および受光部からなる請求項４または５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】
この発明は、半導体集積回路などをプラズマを用いて素子パターン形成などを行うプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
真空または減圧することができる反応室にガスを導入し、そのガスをプラズマ化させて処理を行うプラズマ加工（ドライエッチング）技術は、現在の高集積化が進む半導体デバイスを微細加工する上で必須の技術である。図７に従来のドライエッチング装置の反応室内部の主要構造を示す。同図において、半導体基板２がガスプラズマを発生させるための高周波電圧を印加する下部電極５上に設置され、下部電極５の周囲には絶縁材料でできたリング状の周辺部材３が台座６上に設けられている。この周辺部材３はいわゆるフォーカスリングを含むものである。下部電極５は、セラミックやアルマイト表面被覆の金属からなることが多い。また、下部電極周辺部材３は、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＯ２、アルミナなどからなり、どの材料を用いるかは、半導体基板上に形成されたエッチング膜材料によって異なっている。
【０００３】
このような構造において、ドライエッチング時には半導体基板２に近い空間でプラズマ１が発生し、半導体基板２上の被エッチング膜がエッチングされるとともに、当然半導体基板２周囲の下部電極周辺部材３の表面もプラズマ１にさらされ部材の消耗が進むことになるのである。この現象はプラズマを用いる限り現状では回避することが困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ドライエッチング装置において周辺部材３の消耗が進むと、図８に示すように半導体基板２の高さに対して、周辺部材３表面の高さが徐々に下がり、消耗空間７が大きくなってゆくが、この現象は半導体基板エッチング時、プラズマ発生領域の広さが変化する、エッチングの均一性が変化する、エッチング速度が変動するなど、すなわち反応室内のプラズマ状態が変動する。そしてこれにより、ドライエッチング条件を初期に一定の条件に設定しても時間とともにわずかずつシフトし、プロセス特性の安定化が損なわれるという問題がある。
【０００５】
消耗した周辺部材３を新品に交換することにより、エッチング特性の安定性をある程度の範囲内で保つことが可能ではあるが、周辺部材３の消耗に対応して、厳密には刻々とプロセス特性は変動し、半導体装置の加工不良の要因になる。また周辺部材３を交換するという保守作業を高頻度で行うと、反応室を大気中に開放しなければならないので装置の稼働率低下へつながり、設備保守費用が増大するという欠点がある。
【０００６】
したがって、この発明の目的は、上記課題を解決することで、プラズマのイオン照射により消耗した周辺部材の交換頻度を減らし、プロセス特性の安定化を図ることができるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明の請求項１記載のプラズマ処理方法は、基板設置部に基板を設置して前記基板をプラズマ処理する際、プラズマにより前記基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗した後、前記周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ前記周辺部材を移動させる工程と、前記周辺部材を移動後、前記基板のプラズマ処理を続ける工程とを含む。
【０００８】
このように、プラズマにより基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗した後、周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ周辺部材を移動させる工程と、周辺部材を移動後、基板のプラズマ処理を続ける工程とを含むので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、表面の位置を元に戻すことができる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。また、周辺部材の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【０００９】
請求項２記載のプラズマ処理方法は、基板設置部に基板を設置して前記基板をプラズマ処理する際、プラズマにより前記基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する工程と、所定量消耗したことを検出した後、前記周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ前記周辺部材を移動させる工程と、前記周辺部材を移動後、前記基板のプラズマ処理を続ける工程とを含む。
【００１０】
このように、プラズマにより基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する工程と、所定量消耗したことを検出した後、周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ周辺部材を移動させる工程と、周辺部材を移動後、基板のプラズマ処理を続ける工程とを含むので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、所定量の消耗を検出して周辺部材を所定量上昇させることで、表面の位置を元に戻すことができる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。また、周辺部材の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【００１１】
請求項３記載のプラズマ処理装置は、減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板を設置する基板設置部と、前記基板設置部の周囲に設けられた周辺部材とを備え、前記周辺部材は、前記プラズマにより前記周辺部材の表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動である。
【００１２】
このように、周辺部材は、プラズマにより周辺部材の表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動であるので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、表面の位置を元に戻すことが容易である。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。それとともに反応室を大気開放して交換する際の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【００１３】
請求項４記載のプラズマ処理装置は、減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板を設置する基板設置部と、前記基板設置部の周囲に設けられた周辺部材と、前記プラズマにより前記周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記周辺部材は、その表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動である。
【００１４】
このように、プラズマにより周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段の検出結果に基づいて、周辺部材は、その表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動であるので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、検出手段で所定量の消耗を検出して周辺部材を所定量上昇させることで、表面の位置を元に戻すことができる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。それとともに反応室を大気開放して交換する際の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【００１５】
請求項５記載のプラズマ処理装置は、減圧可能な反応室内に発生させたプラズマにより処理する基板を設置する基板設置部と、前記基板設置部の周囲に設けられた周辺部材と、前記プラズマにより前記周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号を受けて前記周辺部材の上下移動可不可判断を行いこの判断結果に基づいて移動信号を発信する演算部と、前記移動信号に基づいて前記周辺部材をその表面が消耗する方向と反対方向に所定距離移動させる移動制御部とを備えた。
【００１６】
このように、プラズマにより周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段と、検出手段からの検出信号を受けて周辺部材の上下移動可不可判断を行いこの判断結果に基づいて移動信号を発信する演算部と、移動信号に基づいて周辺部材をその表面が消耗する方向と反対方向に所定距離移動させる移動制御部とを備えたので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、検出手段で所定量の消耗を検出して周辺部材を所定量上昇させることで、表面の位置を元に戻すことができる。この際、検出手段からの検出信号が演算部に入力され、上下移動可不可判断のための自動計算を実施し、上下移動可能であった場合に、移動制御部に対して移動信号を発信し、表面が消耗した所定距離だけ上昇させる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。それとともに反応室を大気開放して交換する際の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【００１７】
請求項６記載のプラズマ処理装置は、請求項４または５記載のプラズマ処理装置において、検出手段は、周辺部材を挟んで配置された発光部および受光部からなる。このように、検出手段は、周辺部材を挟んで配置された発光部および受光部からなるので、発光部からの光は最初は周辺部材で遮断された状態にあり受光部で検知されないが、周辺部材の表面が消耗し一定の高さになると光が受光部で検知されることで周辺部材の所定量の消耗を検出できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は、この発明の第１の実施の形態のプラズマ処理装置であるドライエッチング装置を用いたエッチング方法を示す概略断面図である。
【００１９】
図１に示すように、減圧可能な反応室内に発生させたプラズマ１により処理する半導体基板２を設置する基板設置部（下部電極５）と、基板設置部の周囲に設けられた周辺部材３とを備え、周辺部材３は、プラズマ１により周辺部材３の表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動である。
【００２０】
この場合、図１（ａ）は、本実施の形態のドライエッチング装置において、真空または減圧可能な反応室内部の、半導体基板２が設置された部分であり、装置の初期の状態を示している。半導体基板２が設置され高周波電圧を印加してプラズマ１を発生させる下部電極５の周囲に、絶縁材料からなる下部電極周辺部材３が設けられ、支持体４によって支持されている。そしてこの支持体４は周辺部材３とともに下部電極５に沿って上下に移動可変な構造を有するものである。すなわち、下部電極５の下端に突部５ａが形成され、この突部５ａに嵌合される穴４ａが支持体４に形成されている。図１（ａ）では、周辺部材３が新品の状態であり消耗はない。なお、周辺部材３および下部電極５は従来と同様の材質で形成される。
【００２１】
上記ドライエッチング処理装置において、下部電極５に半導体基板２を設置して半導体基板２をプラズマ処理する際、プラズマ１により下部電極５の周囲に設けた周辺部材３の表面が所定量消耗した後、周辺部材３の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ周辺部材３を移動させる工程と、周辺部材３を移動後、半導体基板２のプラズマ処理を続ける工程とを行う。
【００２２】
すなわち、半導体基板２のドライエッチング処理枚数を増加していくと、この装置においても従来のように周辺部材３の表面がエッチングガスのプラズマ１により、プラズマ中のイオン衝撃を受けて徐々に消耗してゆき、図１（ｂ）のように周辺部材３の表面位置が下がるが、ある一定の量だけ下がったとき、周辺部材３を上方に移動させ、すなわちプラズマ１によって表面が消耗した方向とは反対方向に消耗した距離分だけ移動させ、半導体基板２の高さと周辺部材３の表面高さを一致させる（図１（ｃ））。こうすることによって半導体基板２と周辺部材３との位置関係を初期状態（図１（ａ））に戻す事ができる。したがってドライエッチング中のプラズマ１も初期状態に戻り、安定したエッチングプロセスを長期間維持することができるようになる。
【００２３】
図２は、ドライエッチングプロセスでの半導体基板（ウエハ）処理枚数と下部電極周辺部材厚さとの関係の一例を示すグラフである。図２に示すように、一定の率で部材が消耗することがわかる。従来、例えば下部電極周辺部材の消耗が２ｍｍを越えた時に部材を交換したとすると、交換周期は約３０００枚処理した後となっていた。一方、本発明の場合、初期の周辺部材厚を３０ｍｍ、ドライエッチング装置において最低限必要な部材厚を２０ｍｍとした場合、許容消耗量は１０ｍｍで、部材の交換までに行う半導体基板処理枚数は約１５０００枚となり、交換保守作業周期を５倍にすることが可能となり、部材の交換周期を５倍延命することができる。結果として、エッチング装置稼動率が上昇し、設備保守費用低減が本発明により実現できる。
【００２４】
この発明の第２の実施の形態を図３〜図５に基づいて説明する。図３は、この発明の第２の実施の形態のプラズマ処理装置であるドライエッチング装置を用いたエッチング方法を示す概略断面図である。
【００２５】
図３に示すように、減圧可能な反応室内に発生させたプラズマ１により処理する半導体基板２を設置する基板設置部（下部電極５）と、基板設置部の周囲に設けられた周辺部材３と、プラズマ１により周辺部材３の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段８，９とを備え、検出手段８，９の検出結果に基づいて、周辺部材３は、その表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動である。
【００２６】
この場合、図３（ａ）は、本実施の形態のドライエッチング装置内部構造の初期状態を示すものである。この装置においては、図示していないが反応室内壁に検出手段としてレーザー発光部８とレーザー受光部９が周辺部材３を挟んで水平配置で設けられていることが特徴である。これ以外の構造は図１（ａ）の装置と同様であり、半導体基板２を設置する下部電極５の周囲に上下に移動できる支持体４と、この支持体４に取り付けられた下部電極周辺部材３とを備えているが、周辺部材３の水平表面の高さは半導体基板２の高さより高くなっている。そしてレーザー発光部８からのレーザー光は最初は周辺部材３で遮断された状態にある。
【００２７】
上記ドライエッチング処理装置において、下部電極５に半導体基板２を設置して半導体基板２をプラズマ処理する際、プラズマ１により下部電極５の周囲に設けた周辺部材３の表面が所定量消耗したことを検出する工程と、所定量消耗したことを検出した後、周辺部材３の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ周辺部材３を移動させる工程と、周辺部材３を移動後、半導体基板２のプラズマ処理を続ける工程とを行う。
【００２８】
すなわち、半導体基板２のドライエッチング処理枚数が多くなるにしたがって下部電極周辺部材３の表面は消耗し、図３（ｂ）のようにレーザー受光部９にレーザー光１０が達するようになる支持体４に連動している上下移動可変機構に受光信号が送られ、自動的に下部電極周辺部材３を所定量上昇させる。そのことにより図３（ｃ）のように下部電極周辺部材３の高さを初期状態（図３（ａ））に戻す事ができ、エッチングプラズマの変動が少ない安定したプロセスを行うことができ、部材交換の頻度を減少させ、保守費用低減を図れる。
【００２９】
第１の実施の形態では半導体基板のドライエッチング処理枚数をカウントし、一定の処理枚数に達したころに手動で周辺部材高さを調節する必要が生じていたが、本実施の形態では周辺部材３の消耗を自動的に感知して一定の高さに調節することができる。例えばレーザー光１０が周辺部材表面から０．５ｍｍ下の周辺部材側面に照射されるようにしておけば、図２のデータから約７５０枚基板を処理した後、レーザー光１０がレーザー受光部９で検知され、自動的に高さが調整される。このように高さ調節を自動化すると、周辺部材３の消耗が大きくならないうちにその表面位置を初期状態に戻す事も可能となるのでさらに一層ドライエッチングプロセス条件を安定にできる。
【００３０】
次に図３に示したドライエッチング装置の周辺部材高さ調節制御系とその制御フローについて説明する。図４は図３のドライエッチング装置の高さ制御系の構成を示す概略図であり、図５はその制御手順を示すフロー図である。
【００３１】
図４に示すように、検出手段８，９からの検出信号を受けて周辺部材３の上下移動可不可判断を行いこの判断結果に基づいて移動信号を発信する演算部１３と、移動信号に基づいて周辺部材３をその表面が消耗する方向と反対方向に所定距離移動させる移動制御部１２とを備えている。
【００３２】
この装置の初期状態においては、レーザー光１０が下部電極周辺部材３に遮光されているが、反応室（チャンバー）１１内のプラズマにより表面が消耗することにより図４のようにレーザー受光部９でレーザー光１０を受光する（Ｓ１〜Ｓ３）。
【００３３】
その受光を表す検出信号はレーザー受光部９より装置内ＣＰＵ（演算装置）１３に入力される（Ｓ４）。次にＣＰＵ１３が上下移動可不可判断のための自動計算を実施し（Ｓ５）、可不可（ＮＧまたはＯＫ）それぞれに対しての出力信号を発する（Ｓ６）。
【００３４】
上下移動可能であった場合、周辺部材３の支持体４に連動している上下移動可変機構１２に対して移動信号を発し（Ｓ７）、表面が消耗した所定距離だけ上昇を実施する（Ｓ８）。このことによりレーザー光１０は再び遮光され（Ｓ９）、半導体基板処理が可能となる（Ｓ１）。
【００３５】
また例えば下部電極周辺部材３がその許容厚さ程度まで相当量消耗しており、上下移動不可と判断された場合、ＣＰＵ１３はアラーム表示信号を発し（Ｓ１０）、周辺部材３の交換作業を促すアラームを装置モニター（ＣＲＴ）１４に表示する。こうしてアラーム発生時の半導体基板１枚の処理が終了した後は、次の処理が行われないようにする（Ｓ１１）。そして支持体４を上下移動させる可変機構１２は、図３（ａ）のように新品の周辺部材３が装着されたのと同じ位置に自動的に移動し（Ｓ１２）、交換作業が行える状態になる（Ｓ１３）。
【００３６】
以上説明した第２の実施の形態によるドライエッチング装置に設けられた周辺部材表面位置検出機構は、半導体基板２より下部電極周辺部材３の表面のほうが本来高い位置にあるような装置に対して適用され、図１に示したような、基板２と表面とを実質的に同一高さにしなければならない配置の装置には適用することは難しいものである。これに対しては以下に述べる第３の実施の形態のようにすることで解決できる。
【００３７】
この発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。図６は、この発明の第３の実施の形態のプラズマ処理装置であるドライエッチング装置を用いたエッチング方法を示す概略断面図である。
【００３８】
図６に示すように、第２の実施の形態と同様に減圧可能な反応室内に発生させたプラズマ１により処理する半導体基板２を設置する基板設置部（下部電極５）と、基板設置部の周囲に設けられた周辺部材３と、プラズマ１により周辺部材３の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段８，９とを備え、検出手段８，９の検出結果に基づいて、周辺部材３は、その表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動である。
【００３９】
この装置におけるエッチング処理の初期状態は、半導体基板２と周辺部材３の表面とが同じ位置にある。また、検出手段としてレーザー発光部８とレーザー受光部９は図示していないが反応室壁面の適当な場所に固定設置されている。この際、レーザー発光部８は下部電極周辺部材３の端部をレーザー光１０で斜め上から外側に向けて照射し、それを受けることができるようにレーザー受光部９は斜め下にある。
【００４０】
周辺部材３の交換直後は図６（ａ）のようにレーザー光１０が周辺部材端部で遮光されるが、半導体基板２のエッチング枚数が増加し、プラズマ１にさらされる時間がある程度長くなると表面の消耗によって位置が下がり、図６（ｂ）のようにレーザー光１０がレーザー受光部９で受光されるようになる。そうすると図６（ｃ）のように支持体４を上方向に移動し周辺部材３の表面を初期の位置に戻す。このようにして再びレーザー光１０は遮光され、エッチングプラズマも初期に戻って、周辺部材３を交換することなく安定なプロセスを維持することができる。
【００４１】
以上の例ではレーザー発光部８が上部に位置する場合を述べたがレーザー発光部８、受光部９の位置を入れ替え、斜め下から周辺部材３の端部をレーザー光照射するようにしてもよい。その他の構成効果は、第２の実施の形態と同様である。
【００４２】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載のプラズマ処理方法によれば、プラズマにより基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗した後、周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ周辺部材を移動させる工程と、周辺部材を移動後、基板のプラズマ処理を続ける工程とを含むので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、表面の位置を元に戻すことができる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられ、ドライエッチングなどプラズマ処理を安定に行うことができる。また、周辺部材の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【００４３】
この発明の請求項２記載のプラズマ処理方法によれば、プラズマにより基板設置部の周囲に設けた周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する工程と、所定量消耗したことを検出した後、周辺部材の表面が消耗した方向と反対方向に、消耗量に相当する距離だけ周辺部材を移動させる工程と、周辺部材を移動後、基板のプラズマ処理を続ける工程とを含むので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、所定量の消耗を検出して周辺部材を所定量上昇させることで、表面の位置を元に戻すことができる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられ、ドライエッチングなどプラズマ処理を安定に行うことができる。また、周辺部材の交換周期を延長させ、保守のコスト低減を可能にする。
【００４４】
この発明の請求項３記載のプラズマ処理装置によれば、周辺部材は、プラズマにより周辺部材の表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動であるので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、表面の位置を元に戻すことが容易である。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。また、真空あるいは減圧状態の反応室を大気解放して周辺部材を交換する保守作業周期の延長を行うことができ、したがって設備保守コスト、生産コスト低減を行うことができる。
【００４５】
この発明の請求項４記載のプラズマ処理装置によれば、プラズマにより周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段の検出結果に基づいて、周辺部材は、その表面が消耗する方向と反対方向に少なくとも可動であるので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、検出手段で所定量の消耗を検出して周辺部材を所定量上昇させることで、表面の位置を元に戻すことができる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。また、真空あるいは減圧状態の反応室を大気解放して周辺部材を交換する保守作業周期の延長を行うことができ、したがって設備保守コスト、生産コスト低減を行うことができる。
【００４６】
この発明の請求項５記載のプラズマ処理装置によれば、プラズマにより周辺部材の表面が所定量消耗したことを検出する検出手段と、検出手段からの検出信号を受けて周辺部材の上下移動可不可判断を行いこの判断結果に基づいて移動信号を発信する演算部と、移動信号に基づいて周辺部材をその表面が消耗する方向と反対方向に所定距離移動させる移動制御部とを備えたので、周辺部材の表面がプラズマにより消耗して基板との相対的位置が変動したとしても、検出手段で所定量の消耗を検出して周辺部材を所定量上昇させることで、表面の位置を元に戻すことができる。この際、検出手段からの検出信号が演算部に入力され、上下移動可不可判断のための自動計算を実施し、上下移動可能であった場合に、移動制御部に対して移動信号を発信し、表面が消耗した所定距離だけ上昇させる。したがって、プラズマ発生領域の広さが一定となることでプラズマ状態変動を抑制しプロセス特性を安定化させられる。また、真空あるいは減圧状態の反応室を大気解放して周辺部材を交換する保守作業周期の延長を行うことができ、したがって設備保守コスト、生産コスト低減を行うことができる。
【００４７】
請求項６では、検出手段は、周辺部材を挟んで配置された発光部および受光部からなるので、発光部からの光は最初は周辺部材で遮断された状態にあり受光部で検知されないが、周辺部材の表面が消耗し一定の高さになると光が受光部で検知されることで周辺部材の所定量の消耗を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態によるドライエッチング装置主要部の動作を示す概略断面図である。
【図２】半導体基板のプラズマ処理枚数と下部電極周辺部材のプラズマ消耗による厚さ変化の関係図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態によるドライエッチング装置主要部の動作を示す概略断面図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態によるドライエッチング装置における下部電極周辺部材上下移動制御系の概略を示すブロック図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態によるドライエッチング装置における下部電極周辺部材上下移動制御系のフロー図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態によるドライエッチング装置主要部の動作を示す概略断面図である。
【図７】従来のドライエッチング装置主要部構成を示す概略断面図である。
【図８】従来のドライエッチング装置において下部電極周辺部材の消耗を示した説明図である。
【符号の説明】
１　プラズマ
２　半導体基板
３　周辺部材
４　支持体
５　下部電極（基板設置部）
６　周辺部材台座
７　プラズマによる消耗部分
８　レーザー発光部
９　レーザー受光部
１０　レーザー光
１１　反応室
１２　上下移動制御部
１３　ＣＰＵ
１４　ＣＲＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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