(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、
前記載置台の上方に設けられた上部電極と、
前記上部電極及び前記載置台の少なくともいずれか一方に高周波電力を供給することによって、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記処理容器の側壁と、前記載置台の側面とによって形成された排気流路と、
前記排気流路に設けられ、前記排気流路によって前記処理容器の外部へ排出される処理ガスの流れを調整する導電性の整流板と、
前記排気流路における前記整流板よりも高い位置であって、前記載置台に載置された前記被処理基板よりも低い位置に前記上部電極の少なくとも一部と対向するように配置され、前記被処理基板の被処理面に対する高さ方向の距離が所定の範囲内に設定された導電体と
を備え、
前記導電体は、
前記処理容器の側壁側に設けられ、接地された第１の導電体と、
前記載置台の側面側に設けられ、接地された第２の導電体と、
を有し、
前記第１の導電体と前記第２の導電体とは、前記被処理基板の被処理面に対する高さ方向から見た場合に、一部が重複するように配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１の導電体は、前記第２の導電体よりも高い位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１の導電体は、前記上部電極に対する接地電極として機能し、
前記被処理基板の被処理面に対する高さ方向に沿った、前記第１の導電体と、前記被処理基板の被処理面との距離は、１〜７０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第２の導電体は、前記上部電極に対する接地電極として機能し、
前記被処理基板の被処理面に対する高さ方向に沿った、前記第２の導電体と、前記被処理基板の被処理面との距離は、１５〜８５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記被処理基板の被処理面に対する高さ方向に沿った、前記第１の導電体と、前記第２の導電体との距離は、２０〜４０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１の導電体又は前記第２の導電体の幅に対する、前記第１の導電体と前記第２の導電体との重複部分の幅の割合は、１．５〜２２．５％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の導電体又は前記第２の導電体の幅に対する、前記第１の導電体と前記第２の導電体との重複部分の幅の割合は、１．５〜１５％の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態はプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスでは、薄膜の堆積又はエッチング等を目的としたプラズマ処理を実行するプラズマ処理装置が広く用いられている。プラズマ処理装置は、例えば薄膜の堆積処理を行うプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）装置や、エッチング処理を行うプラズマエッチング装置等が挙げられる。
【０００３】
プラズマ処理装置は、プラズマ処理空間を画成する処理容器、処理容器内に被処理基板を設置する載置台、載置台の上方に設けられた上部電極、及びプラズマ反応に必要な処理ガスを処理容器内に導入するためのガス供給系などを備える。また、プラズマ処理装置は、処理室内の処理ガスをプラズマ化するため、マイクロ波、ＲＦ波などの電磁エネルギーを供給するプラズマ生成機構などを備える。また、プラズマ処理装置では、処理容器の側壁と、載置台の側面とによって、処理ガスを処理容器の外部へ排気するための排気流路が形成される。排気流路には、処理ガスの流れを調整するバッフル板が設けられる。バッフル板は、処理容器内のガスを均一に排気されるように整流する機能をする。また、バッフル板は、通常、導電性を有する。
【０００４】
ところで、プラズマ処理装置では、生成されたプラズマ中の電子が導電性のバッフル板に引き寄せられ、バッフル板の表面に反応生成物を発生させるので、電子を遮断するために排気流路に導電体を設置することが知られている。例えば、排気流路におけるバッフル板よりも高い位置であって、載置台に載置された被処理基板よりも低い位置に導電体製の接地電極を配置し、プラズマ中の電子を接地電極へ逃がす従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、排気流路において上部電極と対向する電極が存在しないので、生成されたプラズマが載置台に載置された被処理基板の中央部に集中し、基板中央部がエッチングレートが高く、周辺部のエッチングレートが低くなる。結果として、被処理基板のエッチングレートの均一性が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、前記載置台の上方に設けられた上部電極と、前記上部電極及び前記載置台の少なくともいずれか一方に高周波電力を供給することによって、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記処理容器の側壁と、前記載置台の側面とによって形成された排気流路と、前記排気流路に設けられ、前記排気流路によって前記処理容器の外部へ排出される処理ガスの流れを調整する導電性の整流板と、前記排気流路における前記整流板よりも高い位置であって、前記載置台に載置された前記被処理基板よりも低い位置に前記上部電極の少なくとも一部と対向するように配置され、前記被処理基板の被処理面に対する高さ方向の距離が所定の範囲内に設定された導電体とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、被処理基板のエッチングの面内均一性を向上することができるプラズマ処理装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の縦断面を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、導電体の設置態様の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、導電体が載置台の側面のみに設けられた状態を示す図である。
【図３】図３は、比較例のプラズマ処理装置においてプラズマが生成された状態を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態のプラズマ処理装置においてプラズマが生成された状態を示す図である。
【図５】図５は、ウェハの有機膜を所定の処理ガスでエッチングした場合のエッチングレートを示す図である。
【図６】図６は、ウェハの酸化膜を所定の処理ガスでエッチングした場合のエッチングレートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本願明細書に開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、処理容器と、処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、処理容器内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、載置台の上方に設けられた上部電極と、上部電極及び載置台の少なくともいずれか一方に高周波電力を供給することによって、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記処理容器の側壁と、前記載置台の側面とによって形成された排気流路と、前記排気流路に設けられ、前記排気流路によって前記処理容器の外部へ排出される処理ガスの流れを調整する導電性の整流板と、前記排気流路における前記整流板よりも高い位置であって、前記載置台に載置された前記被処理基板よりも低い位置に前記上部電極の少なくとも一部と対向するように配置され、被処理基板の被処理面に対する高さ方向の距離が所定の範囲内に設定された導電体とを備えた。
【００１１】
また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、導電体は、排気流路の処理容器の側壁側及び載置台の側面側の少なくともいずれか一方に設けられた。
【００１２】
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。
【００１３】
［プラズマ処理装置の全体構成］
まず、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の縦断面を示す図である。本実施形態では、処理容器１０の内部に下部電極（載置台２０）と上部電極２５（シャワーヘッド）とを対向配置し、上部電極２５からガスを処理容器１０の内部に供給する平行平板型のプラズマ処理装置１を例に挙げて説明する。
【００１４】
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウム等の導電性材料からなる処理容器１０及び処理容器１０内にガスを供給するガス供給源１５を有する。処理容器１０は、接地されている。処理容器１０は、内部にプラズマ処理空間Ａを画成する。処理容器１０の内壁のうちプラズマ処理空間Ａと対向する部分は、例えば、シリコンや石英等の気化材１０９により覆われている。処理容器１０は、処理容器の一例である。ガス供給源１５は、エッチング、クリーニング等のプラズマ処理工程毎に特定されたガスを供給する。ガス供給源１５は、ガス供給部の一例である。
【００１５】
処理容器１０は電気的に接地されており、処理容器１０の内部にはウェハＷを載置する載置台２０を有する。ウェハＷは、被処理基板の一例であり、フラットパネル基板等に適用可能である。載置台２０は下部電極として機能する。載置台２０に対向して天井部には、上部電極２５が設けられている。
【００１６】
載置台２０の上面には、ウェハＷを静電吸着するための静電チャック１０６が設けられている。静電チャック１０６は、絶縁体１０６ｂの間にチャック電極１０６ａを挟み込んだ構造となっている。チャック電極１０６ａには直流電圧源１１２が接続され、直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａに直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウェハＷが静電チャック１０６に吸着される。静電チャック１０６の周縁部には、エッチングの面内均一性を高めるために、例えばシリコンから構成されたフォーカスリング１０１が配置されている。
【００１７】
載置台２０は、例えばアルミニウムなどの導電体の電極(下部電極)１０４により支持されている。下部電極１０４の内部には、冷媒流路１０４ａが形成されている。冷媒流路１０４ａには、適宜冷媒として例えば冷却水等が循環され、ウェハＷを冷却する。
【００１８】
伝熱ガス供給源８５は、ヘリウムガス（Ｈｅ）やアルゴンガス（Ａｒ）等の伝熱ガスをガス供給ライン１３０に通して静電チャック１０６とウェハＷとの間に供給する。かかる構成により、静電チャック１０６は、冷媒流路１０４ａに循環させる冷却水と、ウェハＷの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。
【００１９】
載置台２０は、保持部材１０３を介して支持部材１０５に支持されている。支持部材１０５は、絶縁体からなり、処理容器１０と絶縁し、下部電極１０４をフローティング状態にしている。
【００２０】
第１高周波電源３２は、第１整合器３３を介して上部電極２５に電気的に接続される。第２高周波電源３５は、第２整合器３４を介して下部電極１０４に電気的に接続される。第１高周波電源３２は、例えば、６０ＭＨｚの第１高周波電力を上部電極２５へ供給する。第２高周波電源３５は、例えば、１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力を下部電極１０４へ供給する。また、高周波電源の接続タイプは、上下部以外に下部２周波タイプでも良く、他のタイプでも良い。
【００２１】
第１及び第２整合器３３、３４は、それぞれ第１及び第２高周波電源３２、３５の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのものであり、処理容器１０内にプラズマが生成されているときに第１、第２高周波電源３２、３５の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００２２】
第１及び第２高周波電源３２、３５は、処理容器１０に電磁波のエネルギーを印加する電源の一例である。処理容器１０に電磁波のエネルギーを印加する電源の他の例としては、マイクロ波プラズマ、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）が挙げられる。
【００２３】
上部電極２５は、その周縁部を被覆するシールドリング４０を介して処理容器１０の天井部に取り付けられている。上部電極２５は、電気的に接地されている。上部電極２５のプラズマ処理空間Ａと対向する部分は、シリコン・石英等の気化材１００により覆われている。
【００２４】
上部電極２５には、ガス供給源１５からガスを導入するためのガス導入口４５が形成されている。また、上部電極２５の内部にはガス導入口４５から分岐してガスを拡散するセンター側の拡散室５０ａ及びエッジ側の拡散室５０ｂが設けられている。
【００２５】
上部電極２５には、拡散室５０ａ、５０ｂからのガスを処理容器１０内に供給する多数のガス供給孔５５が形成されている。各ガス供給孔５５は、下部電極に載置されたウェハＷと上部電極２５との間にガスを供給できるように配置されている。
【００２６】
ガス供給源１５からのガスはガス導入口４５を介して拡散室５０ａ、５０ｂに供給され、ここで拡散して各ガス供給孔５５に分配され、ガス供給孔５５から下部電極に向けて処理容器１０内に導入される。かかる構成により、上部電極２５は、ガスを供給するガスシャワーヘッドとしても機能する。
【００２７】
処理容器１０の側壁１０２と、載置台２０の側面との間には、環状の排気流路６２が形成されている。排気流路６２の内周面は、イットリアを含む溶射膜１０７により覆われている。排気流路６２には、整流板（バッフル板）１０８が設けられている。整流板（バッフル板）１０８は、排気流路６２によって処理容器１０の外部へ排出される処理ガスの流れを調整する。整流板（バッフル板）１０８は、金属等の導電性を有する材料により形成されている。排気流路６２の底部には排気口６１を形成する排気管６０が配設されている。排気管６０には、排気装置６５が接続されている。排気装置６５は、図示しない真空ポンプを有し、処理容器１０内の処理空間を所定の真空度まで減圧する。
【００２８】
排気流路６２における、処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面には、導電体２０１及び導電体２０２がそれぞれ設けられている。導電体２０１及び導電体２０２は、排気流路６２に対して直交するように環状に配置されている。導電体２０１及び導電体２０２は、例えばシリコン等の導電体により形成されている。また、ポリシリコン、ＳｉＣ，ガラス状カーボン等で形成されても良い。導電体２０１及び導電体２０２の設置態様については、後述する。
【００２９】
処理容器１０の側壁にはゲートバルブＧが設けられている。ゲートバルブＧは、処理容器１０からウェハＷの搬入及び搬出を行う際に搬出入口を開閉する。
【００３０】
かかる構成のプラズマ処理装置１によって、ウェハＷにプラズマ処理が施される。例えば、エッチング処理が行われる場合、まず、ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷが処理容器１０に搬入され、載置台２０に静電吸着により載置される。次いで、エッチング用のガスが導入され、第１高周波電力が上部電極２５に、第２の高周波電力が下部電極１０４に供給されてプラズマが生成される。生成されたプラズマによりウェハＷにプラズマエッチング等の所望の処理が施される。処理後、ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷが処理容器１０から搬出される。
【００３１】
次に、図１に示した導電体２０１及び導電体２０２の設置態様について説明する。図２Ａは、導電体の設置態様の一例を示す図である。図２Ａに示すように、導電体２０１及び導電体２０２は、排気流路６２におけるバッフル板１０８よりも高い位置であって、載置台２０に載置されたウェハＷよりも低い位置に上部電極２５の少なくとも一部と対向するように配置されている。また、導電体２０１と導電体２０２は、排気流路６２中心領域で重なるように配置されるのが好ましい。具体的には、導電体２０１は、処理容器１０の側壁１０２に設けられ、バッフル板１０８よりも高い位置であって、載置台２０に載置されたウェハＷよりも低い位置に上部電極２５の少なくとも一部と対向するように配置される。ウェハＷの被処理面に対する高さ方向に沿った、導電体２０１と、ウェハＷの被処理面との距離Ｌ１は、例えば１〜７０ｍｍが好ましい。距離Ｌ１は、導電体２０１を上部電極２５に対する接地電極として機能させる範囲内に設定されている。また、導電体２０２は、載置台２０の側面に設けられ、バッフル板１０８よりも高い位置であって、載置台２０に載置されたウェハＷよりも低い位置に上部電極２５の少なくとも一部と対向するように配置されている。ウェハＷの被処理面に対する高さ方向に沿った、導電体２０２と、ウェハＷの被処理面との距離Ｌ２は、１５〜８５ｍｍが好ましい。距離Ｌ２は、導電体２０２を上部電極２５に対する接地電極として機能させる範囲内に設定されている。また、ウェハＷの被処理面に対する高さ方向に沿った、導電体２０１と導電体２０２との間の距離Ｌ３は、２０〜４０ｍｍが好ましい。
【００３２】
また、導電体２０１と、導電体２０２とは、ウェハＷの被処理面に対する高さ方向から見た場合に、一部が重複するように配置されることが好ましい。これにより、排気流路６２に存在するパーティクルが処理容器１０のプラズマ処理空間Ａへ侵入することを回避することができる。導電体２０１と、導電体２０２とが一部が重複するように配置される場合には、導電体２０１又は導電体２０２に対する、導電体２０１と導電体２０２との重複部分の幅Ｌ４の割合は、１．５〜２２．５％に設定するのが好ましく、１．５〜１５％に設定するのがより好ましい。導電体２０１及び導電体２０２を排気流路６２に上記の範囲内で配置する事により、処理容器１０内の排気を均一に効率良く行うことができ、且つ、Ａ／Ｃ比を大きくしつつ処理容器内１０に生成したプラズマ領域を均一に広げられるので、ウェハＷへの処理を均一に処理できる。
【００３３】
なお、上記の説明では、ウェハＷの被処理面に対する高さ方向から見た場合に、導電体２０１と、導電体２０２とが一部が重複するように配置される例を示したが、導電体２０１と、導電体２０２とは、一部が重複しないように配置されても良い。
【００３４】
ここで、導電体２０１及び導電体２０２の接地電極としての機能について説明する。
【００３５】
まず、比較例として、排気流路６２に導電体を有さないプラズマ処理装置について説明する。図３は、比較例のプラズマ処理装置においてプラズマが生成された状態を示す図である。比較例のプラズマ処理装置は、排気流路６２に導電体を有さない点が本実施形態のプラズマ処理装置１と異なり、その他の点は、本実施形態のプラズマ処理装置１と同様である。そこで、図３では、本実施形態と同様の部位については同様の符号を付して説明する。
【００３６】
比較例のプラズマ処理装置は、排気流路６２に導電体を有さない。言い換えると、排気流路６２において上部電極２５と対向する電極が遠くなっている（見かけ上バッフル板が対向電極になっているが、対向電極としての機能が働いていない）。このため、図３に示すように、処理容器１０の内部でプラズマＰが生成された場合、生成されたプラズマＰは、排気流路６２に設けられた導電性のバッフル板１０８の方向に回り込み、載置台２０に載置されたウェハＷの中央部の上方に集中する。その結果、ウェハＷの中央部に対応するエッチングレートと、ウェハＷの周縁部に対するエッチングレートとの差異が増大する場合があるので、ウェハＷのエッチングレートの均一性が低下する恐れがある。
【００３７】
これに対して、本実施形態のプラズマ処理装置１について説明する。図４は、本実施形態のプラズマ処理装置においてプラズマが生成された状態を示す図である。本実施形態のプラズマ処理装置１では、導電体２０１及び導電体２０２は、排気流路６２におけるバッフル板１０８よりも高い位置であって、載置台２０に載置されたウェハＷよりも低い位置に上部電極２５の少なくとも一部と対向するように配置されている。例えば、距離Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を、それぞれ、３０ｍｍ、６６ｍｍ、３０．５ｍｍ、６．５ｍｍに設定し、導電体２０１及び導電体２０２を上部電極２５に対する接地電極として機能させる範囲内に設定してエッチング処理をした。
【００３８】
図４に示すように、処理容器１０の内部でプラズマＰ´が生成された場合、生成されたプラズマＰ´は、排気流路６２に設けられた導電性のバッフル板１０８の方向に回り込むことなく、ウェハＷの中央部の上方及び導電体２０１及び導電体２０２の上方へ拡がる。その結果、ウェハＷの中央部に対応するエッチングレートと、ウェハＷの周縁部に対するエッチングレートとの差異が抑制されるので、ウェハＷの面内均一性が向上する。
【００３９】
なお、図２Ａでは、導電体２０１が処理容器１０の側壁１０２に設けられ、かつ、導電体２０２が載置台２０の側面に設けられる例を示したが開示技術はこれには限られない。例えば、導電体２０１のみが処理容器１０の側壁１０２に設けられても良く、或いは、導電体２０２のみが載置台２０の側面に設けられても良い。要するに、導電体が、排気流路６２における、処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の少なくともいずれか一方に排気流路６２の断面に直交するように、環状に設けることが好ましい。図２Ｂに、一例として、導電体２０１が省略され、かつ、導電体２０２が載置台２０の側面のみに設けられた状態を示す。
【００４０】
また、アノード／カソード比（Ａ／Ｃ比）を大きくする観点からは、導電体は、排気流路６２における、処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の両方に設けられることが好ましい。Ａ／Ｃ比は、カソード側の面積に対するアノード側の面積が増大するほど、増大する。導電体が、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の両方に設けられることによって、見掛け上のアノード側の面積が増大し、Ａ／Ｃ比が増大する。これにより、アノードである処理容器１０の側壁１０２へのスパッタ力が減少し、結果として、部材の消耗が抑えられる。
【００４１】
次に、本実施形態のプラズマ処理装置による効果（エッチングレート）について説明する。図５にウェハの有機膜を所定の処理ガスでエッチングした場合のエッチングレートを示す図である。
【００４２】
図５において、横軸は、ウェハＷの中心位置を基準としたウェハＷの径方向の位置［ｍｍ］を示しており、縦軸は、ウェハＷの有機膜を所定の処理ガスでエッチングした場合のエッチングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］を示している。
【００４３】
また、図５において、グラフ２５２は、排気流路６２に導電体を有さない比較例のプラズマ処理装置を用いて、ウェハＷの有機膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。グラフ２５４は、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面に導電体２０１及び導電体２０２がそれぞれ設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて、ウェハＷの有機膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。なお、グラフ２５４において、導電体２０１及び導電体２０２は、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、それぞれ３０ｍｍ、６６ｍｍ、３０．５ｍｍ、６．５ｍｍに設定されるように、配置されたものとする。グラフ２５６は、排気流路６２の載置台２０の側面に導電体２０２が設けられ、かつ、処理容器１０の側壁１０２に導電体２０１に代えて誘電体が設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて、ウェハＷの有機膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。なお、導電体２０１に代わる誘電体は、例えば、石英等の誘電体により形成されているものとする。また、グラフ２５６において、導電体２０１及び誘電体は、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、それぞれ３０ｍｍ、６６ｍｍ、３０．５ｍｍ、６．５ｍｍに設定されるように、配置されたものとする。
【００４４】
図５のグラフ２５２に示すように、排気流路６２に導電体を有さない比較例のプラズマ処理装置では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、２５．９ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±２３．８％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものではなかった。
【００４５】
これに対して、図５のグラフ２５４に示すように、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面に導電体２０１及び導電体２０２がそれぞれ設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、２３．９ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±１７．９％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものであった。また、図５のグラフ２５６に示すように、排気流路６２の載置台２０の側面に導電体２０２が設けられ、かつ、処理容器１０の側壁１０２に導電体２０１に代えて誘電体板が設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、２１．２ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±１９．４％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものであった。すなわち、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の少なくともいずれか一方に導電体が設けられた場合、排気流路６２に導電体が設けられない場合と比較して、ウェハＷのエッチングレートの均一性が向上した。これは、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の少なくともいずれか一方に導電体が設けられた場合、導電体の接地電極としての機能によってプラズマがウェハＷの中央部の上方及び導電体２０１及び導電体２０２の上方へ拡がるためと考えられる。
【００４６】
図６は、ウェハの酸化膜を所定の処理ガスでエッチングした場合のエッチングレートを示す図である。図６において、横軸は、ウェハＷの中心位置を基準としたウェハＷの径方向の位置［ｍｍ］を示しており、縦軸は、ウェハＷの酸化膜を所定の処理ガスでエッチングした場合のエッチングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］を示している。
【００４７】
また、図６において、グラフ２６２は、排気流路６２に導電体を有さない比較例のプラズマ処理装置を用いて、ウェハＷの酸化膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。グラフ２６４は、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面に導電体２０１及び導電体２０２がそれぞれ設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて、ウェハＷの酸化膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。なお、グラフ２６４において、導電体２０１及び導電体２０２は、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、それぞれ３０ｍｍ、６６ｍｍ、３０．５ｍｍ、６．５ｍｍに設定されるように、配置されたものとする。グラフ２６６は、処理容器１０の側壁１０２に導電体２０１が設けられ、かつ、載置台２０の側面に導電体２０２に代えて誘電体が設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて、ウェハＷの酸化膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。なお、導電体２０２に代わる誘電体は、例えば、石英等の誘電体により形成されているものとする。また、グラフ２６６において、導電体２０１及び誘電体は、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、それぞれ３０ｍｍ、６６ｍｍ、３０．５ｍｍ、６．５ｍｍに設定されるように、配置されたものとする。グラフ２６８は、排気流路６２の載置台２０の側面に導電体２０２が設けられ、かつ、処理容器１０の側壁１０２に導電体２０１に代えて誘電体が設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１を用いて、ウェハＷの酸化膜をエッチングした場合のエッチングレートを示すグラフである。なお、導電体２０１に代わる誘電体は、例えば、石英等の誘電体により形成されているものとする。また、グラフ２６８において、誘電体及び導電体２０２は、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、それぞれ３０ｍｍ、６６ｍｍ、３０．５ｍｍ、６．５ｍｍに設定されるように、配置されたものとする。
【００４８】
図６のグラフ２６２に示すように、排気流路６２に導電体を有さない比較例のプラズマ処理装置では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、６６．１ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±１０．９％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものではなかった。
【００４９】
これに対して、図６のグラフ２６４に示すように、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面に導電体２０１及び導電体２０２がそれぞれ設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、５９．３ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±４．４％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものであった。また、図６のグラフ２６６に示すように、処理容器１０の側壁１０２に導電体２０１が設けられ、かつ、載置台２０の側面に導電体２０２に代えて誘電体板が設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、５９．７ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±７．３％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものであった。また、図６のグラフ２６８に示すように、排気流路６２の載置台２０の側面に導電体２０２が設けられ、かつ、処理容器１０の側壁１０２に導電体２０１に代えて誘電体板が設けられた本実施形態のプラズマ処理装置１では、ウェハＷの径方向に沿ったエッチングレートの平均値は、５８．６ｎｍ／ｍｉｎであり、エッチングレートの平均値に対するばらつきは、±５．８％であった。このエッチングレートの平均値と、ばらつきとは、いずれも予め定められた許容スペックを満たすものであった。すなわち、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の少なくともいずれか一方に導電体が設けられた場合、排気流路６２に導電体が設けられない場合と比較して、ウェハＷのエッチングレートの均一性が向上した。これは、排気流路６２の処理容器１０の側壁１０２及び載置台２０の側面の少なくともいずれか一方に導電体が設けられた場合、導電体の接地電極としての機能によってプラズマがウェハＷの中央部の上方及び導電体２０１及び導電体２０２の上方へ拡がるためと考えられる。
【００５０】
以上、本実施形態のプラズマ処理装置１では、上部電極２５の少なくとも一部と対向するように導電体２０１及び導電体２０２が排気流路６２に配置され、導電体のウェハＷの被処理面に対する高さ方向の距離が所定の範囲内に設定された。これにより、処理容器１０の内部でプラズマＰ´が生成された場合、生成されたプラズマＰ´は、排気流路６２に設けられた導電性のバッフル板１０８の方向に回り込むことなく、ウェハＷの中央部の上方及び導電体２０１及び導電体２０２の上方へ拡がる。その結果、ウェハＷの中央部に対応するエッチングレートと、ウェハＷの周縁部に対するエッチングレートとの差異が抑制されるので、ウェハＷのエッチングレートの均一性を向上することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１：プラズマ処理装置
１０：処理容器
２０：載置台（下部電極）
２５：上部電極
６２：排気流路
６５：排気装置
１０１：フォーカスリング
１０６：静電チャック
１０７：溶射膜
１０８：整流板（バッフル板）
２０１、２０２：導電体
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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