(57)【要約】【課題】  ウエハ外周までエッチング形状が垂直に加工することができるエッチング装置を提供する。【解決手段】  静電チャックの肩部に、高さが静電チャック基材の高さとほぼ同一な電界補正電極の表面に溶射法などによりセラミックスの誘電体膜を取り付けた電界補正リングを配置した構造とすることにより達成される。【選択図】        図１
2005260011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを用いて半導体ウエハに処理を施すウエハ処理装置において、
前記ウエハを積載するウエハステージは、ウエハ積載部となる凸型を有する導電性材料からなり高周波が印加される円盤とこの円盤の表面にセラミックス製誘電体膜を取り付けた構成であり、前記凸部は前記ウエハの直径より小さな直径を有し、前記凸部の外周には、内径が前記凸部の直径より大きくかつ前記ウエハの直径よりも小さな、厚みが前記凸部の高さ以下の厚みを有する、少なくとも上面にセラミックス製誘電体膜を取り付けた導電性材料からなるリング状部材を配置したことを特徴とするウエハ処置装置。
【請求項２】
ウエハステージ上に載置された半導体ウエハをその上方で生成されたプラズマを用いて処理するウエハ処理装置であって、
前記ウエハステージは、その上に前記ウエハが載置される凸部を有し導電性材料から構成され、高周波電力が印加される円盤状の基材およびこの基材の前記凸部の表面に配置された誘電体膜を有し、
前記凸部の外周側に配置されその外径が前記凸部の外径よりも大きく前記ウエハの外径よりも小さい導電性を有するリング状部材と、このリング状部材の上面および内周側面とを覆う保護幕と、前記ウエハの外周側に配置され前記保護膜の上方および外周側を覆うカバー部材とを備えたウエハ処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記リング状部材は、前記ウエハステージの導電性部材に導電性ボルトにより固定されることを特徴とするウエハ処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記リング状部材の導電性部材に対し、外部に設けた高周波電源から高周波電圧を印加することを特徴とするウエハ処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のウエハ処理装置において、ウエハステージは前記リング状部材を保護するためのセラミックス製のカバーを有することを特徴とするウエハ処理装置。
【請求項６】
プラズマを用いて半導体ウエハに処理を施すウエハ処理装置において、
前記ウエハを積載するウエハステージは、ウエハ積載部となる凸型を有する導電性材料からなる円盤の表面にセラミックス製誘電体膜を取り付けた構成であり、前記凸部は前記ウエハの直径より小さな直径を有し、前記凸部の外周には、内径が前記凸部の直径より大きくかつ前記ウエハの直径よりも小さな、厚みが前記凸部の高さ以下の厚みを有する、セラミックス製カバーを配置し、該カバーはリング状の導電性部材を内蔵し、該導電性部材は前記ウエハステージの導電性材料と電気的に接続していることを特徴とするウエハ処置装置。
【請求項７】
プラズマを用いて半導体ウエハに処理を施すウエハ処理装置において、
前記ウエハを積載するウエハステージは、ウエハ積載部となる凸型を有する導電性材料からなる円盤の表面にセラミックス製誘電体膜を取り付けた構成であり、前記凸部は前記ウエハの直径より小さな直径を有し、前記凸部の外周には、内径が前記凸部の直径より大きくかつ前記ウエハの直径よりも小さな、厚みが前記凸部の高さ以下の厚みを有する、セラミックス製カバーを配置し、該カバーはリング状の導電性部材を内蔵し、該導電性部材は外部の高周波電源と接続され、前記導電性部材は高周波電圧を印加することを特徴とするウエハ処置装置。
【請求項８】
プラズマを用いて半導体ウエハに処理を施すウエハ処理装置において、
前記ウエハを積載するウエハステージは、ウエハ積載部となる凸型を有する導電性材料からなる円盤の表面にセラミックス製誘電体膜を取り付けた構成であり、前記凸部の上面は前記ウエハの直径より小さな直径を有し、かつ凸部の肩部には傾斜部を設け、前記凸部の外周には、内径が前記凸部の直径より大きくかつ前記ウエハの直径よりも小さな、厚みが前記凸部の高さ以下の厚みを有し、前記凸部に設けた傾斜部に迎合する逆傾斜を有し、少なくとも上面にセラミックス製誘電体膜を取り付けた導電性材料からなるリング状部材を配置したことを特徴とするウエハ処置装置。
【請求項９】
請求項４または請求項７に記載のウエハ処理装置を用いた半導体ウエハの処理方法であって、あらかじめ設定した前記ウエハの処理枚数毎に、前記ウエハ面内のエッチング形状を検査し、該検査の結果に基づいて、前記高周波電源の設定電圧を調節しながらエッチングを行うことを特徴とするウエハ処理方法。
【請求項１０】
請求項４または請求項７に記載のウエハ処理装置を用いた半導体ウエハの処理方法であって、前記プラズマの発光もしくはインピーダンスの測定情報に基づいて、前記高周波電源の設定電圧を調節しながらエッチングを行うことを特徴とするウエハ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体の製造技術に属する。特に、プラズマを用いて半導体ウエハをエッチング処理する際のエッチング形状に影響するウエハステージの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体素子の高集積化にともない回路パターンは微細化の一途をたどっており、要求される加工寸法精度はますます厳しくなってきている。また、半導体素子の製造コスト低減の目的でウエハの口径が３００ｍｍと大口径化してきており、ウエハの中心から外周付近まで広い範囲で均一な加工が要求されている。しかしながら、ウエハ外周付近では静電チャックを保護するためのセラッミックカバーが存在するなど、中心付近に比べて電界が不均一になりやすく、エッチング形状悪化の問題が発生しやすい傾向がある。もし、外周付近で電界分布の不均一が発生するとウエハに入射するイオンがウエハに対し垂直でなくなり、形状の垂直性が悪化し歩留まりが低下する問題をひきおこす。これは製造コスト増加につながるので、大きな問題である。
【０００３】
この問題を解決するための一例として、ウエハ外周に高周波エッジリングと呼ばれる部材を配置し、ウエハ上のシース分布を中心から外周まで均一とすることにより、均一なエッチング結果がえられる処理装置の構造が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００３−５０３８４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この方法では、高位置エッジリングを使用した場合にはエッジリングに付着した異物がウエハ上に落下し、製造している素子の歩留まりが低下するという問題がある。
【０００５】
また、高周波カプラを用いて高周波エッジリング上のシース厚みを調節する場合には、エッチグプロセスを変更する必要が生じた場合には、そのたびに高周波エッジリングの寸法を見直す必要があるという問題がある。
【０００６】
本発明の第一の目的は、ウエハ外周付近の電界分布の不均一を防止することができるウエハステージを備えたエッチング装置を提供することである。
【０００７】
また、本発明の第二の目的は、ウエハ外周付近の電界分布がプロセスが変化しても変動しないようにしたステージを備えたエッチング装置を提供することである。
【０００８】
また、本発明の第三の目的は、処理中のウエハ外周付近に入射するイオンの角度を広い範囲にわたり制御することができるウエハ処理装置を提供することである。
【０００９】
さらに、本発明の第四の目的はウエハ外周付近のイオンの入射角が周方向で異なることがないウエハ処理装置を提供することである。
【００１０】
さらに、本発明の第五の目的はウエハ外周付近のイオンの入射角を調節しながら処理することができるウエハ処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第一の目的は、静電チャックの肩部に、高さが静電チャック導電性基材の高さとほぼ同一な電界補正電極の表面に溶射法などによりセラミックスの誘電体膜を取り付けた電界補正リングを配置した構造とすることにより達成される。
【００１２】
上記第二の目的は、ウエハステージが、その上にウエハが載置される凸部を有し導電性材料から構成され、高周波電力が印加される円盤状の基材およびこの基材の前記凸部の表面に配置された誘電体膜を有し、凸部の外周側に配置されその外径が前記凸部の外径よりも大きく前記ウエハの外径よりも小さい導電性を有するリング状部材と、このリング状部材の上面および内周側面とを覆う保護幕と、前記ウエハの外周側に配置され前記保護膜の上方および外周側を覆うカバー部材とを備えた構造とすることにより達成される。
【００１３】
上記第三の目的は、静電チャックの肩部に積載した電界補正リングに内蔵された電界補正電極に高周波電圧を印加する構成とすることにより達成される。
【００１４】
上記第四の目的は、静電チャックの導電性基材上面から肩部へかけての部分に傾斜を持たせ、この導電性基材の表面には容射法によりセラミックスの誘電体膜を取り付け、電界補正電極を内蔵した焼結体セラミックス製の電界補正リングの内壁を静電チャックの傾斜部に迎合するように傾斜を設け、この傾斜部で電界補正リングを保持するように構成することで達成される。
【００１５】
上記第五の目的は、ウエハを連続的に処理する際にあらかじめ設定した処理枚数毎にウエハの断面をＳＥＭなどで観察して形状を調べ、エッチング形状が規定値を外れた場合に電界補正電極に印加する高周波電圧を調整しながら処理することにより達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を従来装置と比較しながら説明する。図１に本発明の第一の実施例を、図２に従来技術を示す。図１および図２ともウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する部分断面図である。まず、図２の従来技術の問題点を説明する。ウエハステージは、導電性の導電性基材５の表面に溶射法によりセラミックス製の誘電体膜４を取り付けた静電チャック１５と、絶縁部材７と、ベース６と、フランジ８と、リング状のアース１２と、セラミックス製のカバー１４と殻構成される。導電性基材５は、周囲に肩部２９が形成され中央部分が凸状に形成されている。
【００１７】
本例では図示しない機構によりプラズマ１を発生させ、ウエハ３にエッチングを施す。ウエハ３は、静電チャック１５の誘電体膜４上に保持されている。静電チャック１５はボルト１３によりベース６に固定されている。静電チャック１５とベース６は絶縁部材７により電気的に絶縁された状態で、フランジ８に固定されている。ベース６には絶縁管９により絶縁しつつ高周波電源１１が接続してある。これによりベース６には高周波電圧を印加でき、電気的に接続している導電性基材５にも高周波電圧を印加できる。１０はブロッキングコンデンサである。したがって、ベース６に高周波電圧を印加すれば、ウエハ３にバイアス電圧を発生させることができ、プラズマ１中のイオンを加速してウエハに引き込むことにより表面に異方性エッチングを行うことができる。静電チャック１５の表面がプラズマ１に曝されるとエッチングされてしまうため、寿命が短くなる。そこで、静電チャック１５の外周付近を保護するために、肩部２９上にセラミックス製のカバー１４が設けてある。このカバー１４の下方において、導電性基材５とその下方のベース６とはボルト１３により締結されている。図中その他の図番は、２は導電性基材の温度を一定に保つために内部を循環する冷媒用の溝である。
【００１８】
本従来例では、単にセラミックスのカバー１４を静電チャック１５の肩部２９に積載しただけの構成となっているために、単純な構造で静電チャック１５の外周付近をプラズマ１から保護することができる利点がある。しかし、本従来例では、ウエハ３を保持する導電性基材５の凸部の直径がウエハ３より小さく、肩部２９の領域が静電チャック１５のウエハ吸着している部分の導電性基材５の面の高さに比べ低い構成となっているためにウエハ３上の電界ベクトルがウエハ３に対して垂直とならない問題がある。
【００１９】
図３に、本例で１２インチウエハを処理中のウエハ上の電界ベクトルの角度の計算結果を示す。この図から、ウエハ半径が１４４ｍｍまでは電界ベクトルの角度は９０度から２度以内に保たれるが、１４４ｍｍを超えると急激に傾くことがわかる。このような電界ベクトルの存在の下でエッチング処理を施すと、イオンは電界ベクトルに沿ってウエハに入射すると考えられるので、エッチング結果は図４に示すように外周付近では外側に傾いた形状になる。その結果、素子の電気特性、機械的特性が悪化する問題を引き起こす。
【００２０】
つづいて、本発明の第一の実施例を、図１を用いて説明する。図１において、図２と同じ部材には同じ符号を付してある。本実施例では、図２に示した従来例のカバー１４を変更し、静電チャック１５の肩部２９の上に、リング状の電界補正電極１７の表面にセラミックスの溶射膜１８を取り付けた電界補正リング１９を積載している。この溶射膜１８は、電界補正電極１７を保護している。この電界補正リング１９上には、溶射膜１８をプラズマから保護するためにカバー１６が取り付けられている。導電性基材５の表面に設けた誘電体膜４は、導電性基材５の凸部の高さに比較してきわめて小さい値に設定されている。静電チャック１５の肩部２９上に載置された電界補正リング１９の上面が、ウエハ３の周縁下面を押し上げないように電界補正リング１９の高さが調整されている。
【００２１】
本実施例では、ベース６に接続された高周波電源１１及びブロッキングコンデンサ１０を介して導電性基材５に印加された高周波電圧は、静電チャック１５の肩部２９の誘電体膜４を通り導電性部材であるリング状の電界補正電極１７に印加される。ここで、導電性基材５の上面と電界補正電極１７の上面の高さはほぼ同一となるように設計されている。したがって、ウエハ３の外周付近での電界ベクトルの角度が垂直に改善される。
【００２２】
すなわち、電界補正リング１９は、方部２９に搭載された状態で、電界補正電極１７の上面の高さがウエハ３が載置されている導電性基材５の凸部の上面の高さと略同一となるように構成されている。また、電界補正電極１７の上面に配置される溶射膜１８は、導電性基材５上の誘電体膜４と同一の材料で略同一の暑さにされている。つまり、誘電体膜と同じ誘電率を有して同じ膜の厚さを備えて、この電界補正電極１７上面における溶射膜１８によるインピーダンスの大きさが誘電体膜４と同等となるように構成されている。これにより、でんかい補正リング１９上およびウエハ３の外周縁部上でのプラズマの電界分布をより均一にすることができ、ウエハ３の処理をウエハ中央側と外周側とでより均一にすることができる。また、このような構成により、ウエハ３に対するプロセスが変化しても電界の分布が変動することを抑えることができ、プロセスが変化するに伴なって電界補正リングを取り換えることが抑えられ、処理の効率が向上する。
【００２３】
また電界補正リング１９の内周端の径は、静電チャック１５の肩部２９の上方の凸部の外径よりも大きく、ウエハ３の外径よりも小さく構成されており、肩部２９上に載置された状態で、その内周側面に配置された溶射膜１８の表面を含む内周端がウエハ３の外周端の内側（ウエハ３の中央側）に位置するように構成されている。さらに、電界補正電極１７の内周側端は、その上方に位置するウエハ３の外周縁よりも内側に位置することが望ましい。これにより、電界補正電極１７の内周端と導電性基材５の凸部の外周端との隙間による電界分布の不均一さが押さえられる。さらにまた、電界補正電極１７の内周端の上部の角部に傾斜部を構成してこの角部での溶射膜１８の厚さを実質的に厚くなるように形成してもよい。
【００２４】
従来例と同様な計算を行った結果を図５に示す。この結果から、本実施例では半径１４７ｍｍまで９０度±１度となっており、改善していることがわかる。したがって、本実施例のウエハステージを備えたエッチング装置では、ウエハのより外周までエッチング形状の垂直性を保つことができる。
【００２５】
図６を用いて、本発明の第二の実施例を説明する。以下の実施例では、図１または図２に示す構成と同じ符号については説明を省略する。本実施例では第一の実施例と基本的に同等の構成を有する電界補正リング１９の周方向に４箇所貫通ネジ穴２１を設け、同様に静電チャック１５の肩部２９にも周方向に４箇所メスネジを用意し導電性のボルト２０で固定した構成としている。したがって、本実施例では電界補正リング１９の電界補正電極１７の電位を確実に導電性基材５と同じくすることができる。したがって、本実施例では第一の実施例と同じ効果の他に電界補正リングの置き方に依存しない再現性の良いエッチング装置を提供することができる効果がある。
【００２６】
図７に本発明の第三の実施例を示す。本実施例では、第二の実施例のボルトを廃止し、導電性基材５と電気的に接続した電気プラグ４０を静電チャックの肩部２９から突出させ、電界補正リング１９側に設けたソケット２２と接続できるようになっている。本実施例ではボルトを廃止したために、交換が簡単であり、しかも取り付け作業者によりボルトの締め付けトルクが異なることに起因する装置性能のばらつきを防止する効果が期待できる。したがって、本実施例では第一と第二の実施例の効果と同じ効果を、より簡単に実現できる。
【００２７】
図８に本発明の第四の実施例を示す。本実施例では電界補正リング２３は第１から第３の実施例とは異なり、リング状の電界補正電極２４を内蔵した燒結セラミックス２５としている。この電界補正電極２４は、フランジ８から静電チャック１５まで絶縁管２８により絶縁された導線２６によって高周波電源２７と接続されている。したがって、電界補正電極２４にバイアス電圧を印加することができる。つまり、電界補正電極２４に印加する高周波電圧を調整すればウエハ３上の電界ベクトルも外周まで垂直となるように調整することができる。
【００２８】
前述したのと同様な手法でウエハ３上の電界ベクトルの角度を計算した結果を図９に示す。この図から図５に示した第一の実施例よりも更にウエハ３の外周まで電界ベクトルが垂直に改善されていることがわかる。したがって、本実施例のウエハステージを備えたエッチング装置では、ウエハのより外周までエッチング形状の垂直性を保つことができる。
【００２９】
以上の実施例では、静電チャック１５の誘電体膜４は溶射法により取り付けられていた。しかしながら、必ずしもこれに限定されるわけではない。例えば、導電性の導電性基材５上に焼結体セラミックスを接着して誘電体膜４としたものであってもよい。この場合、導電性基材５そのものに高周波電圧を印加するかまたは焼結体セラミックスからなる誘電体膜４に内蔵した電極に高周波電圧を印加するか、いずれであってもかまわない。ようは、電界補正電極１７／２４の上面が高周波電圧を印加する位置とほぼ同じ位置にくるように設計してやれば、電界ベクトルがウエハに垂直に形成される。
【００３０】
さらに、本実施例では静電チャック１５は、直流電圧の極性が１個のいわゆる単極型と呼ばれる方式として説明したが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、いわゆる双極型の静電チャックであってもよい。
【００３１】
図１０を用いて本発明の第五の実施例を説明する。本実施例では第一から第四の実施例の電界補正リング１９／２３を廃止し、電界補正電極３１を内蔵したカバー３０を静電チャック１５の肩部２９に積載している。電界補正電極３１には電気的に接続しているソケット３２が設けてあり、このソケット３２に迎合するようにプラグ３３が導電性基材５に設けられている。このプラグ３３は、高周波電源２７に導線２６で接続されている。電界補正電極３１の上面の高さは、静電チャック１５の導電性基材５の上面とほぼ同一に位置するように配置されている。したがって、高周波電源２７により電界補正電極３１に高周波電圧を印加すれば、第四の実施例と同様に電界ベクトルの角度を調節することができ、しかも部品点数が少ない。
【００３２】
本実施例では、電界補正電極３１の高さ方向の位置は導電性基材５の上面と同じとしたが、高周波電源２７により電界ベクトルの角度を調節することができるので必ずしも同じである必要は無い。また、第三、第四の実施例と同様に、単に電界補正電極３１を導電性基材５と電気的に接続する構成とした場合にも、従来の電界ベクトルの角度を垂直に改善することができる。
【００３３】
図１１を用いて本発明の第六の実施例を説明する。本実施例では、第五の実施例とは異なり、カバー３０の下面にタングステン製の電界補正電極３４を塗布し、この電極に高周波電源から高周波電圧を印加した構成としている。カバー３０の下面の電界補正電極３４の下方に、電界補正電極３４の高さ方向の位置を調節するためのセラミックスリング３５が設けられる。この電界補正電極３４の高さは、静電チャック１５の導電性基材５の上面とほぼ同一に位置するように配置されている。
【００３４】
この場合、カバー３０を形成する焼結セラミックスの内部に電極３４を埋め込む必要が無いので、カバー３０の製造コストが安くすむメリットがある。したがって、本実施例では第五の実施例と同じ効果を、より低コストで実現できる効果が期待できる。また、セラミックスリング３５の厚みを換えたものを用意しておけば、電界補正電極の高さ位置を変更することができるので電界ベクトルの角度を微調整することができる。
【００３５】
以上の実施例では、電界補正リング１９／２３もしくはカバー３０の内径は静電チャック１５の凸部の外径よりも大きく、いずれも垂直に加工されていた。製品のばらつきや、作業者の組み付け安さを考慮すると、通常０．５ｍｍから１ｍｍ程度の差は必要となる。もし１ｍｍと仮定した場合、電界補正リングは最大で１ｍｍ偏心する。ウエハのエッジ２ｍｍまで素子を製造する場合、電界補正リングが離れた側のウエハ外周部では形状異常が発生しかねないという問題がある。この問題を回避する方法を以下に説明する。
【００３６】
図１２を用いて本発明の第七の実施例を説明する。本実施例は、周辺部に肩部２９を有する導電性基材３６上面に用や法によりセラミックスの誘電体膜３７を取り付けて静電チャック３８を構成している。導電性基材３６の凸部は、第１図などのように垂直形状に立ちあがらず傾斜３９を有して下方に行くに従って径が大きくなるように形成される。
【００３７】
電界補正リング４１は、電界補正電極４２を内蔵した焼結体のセラミックスであり、高周波電源２７によりブロッキングコンデンサ１０を介して高周波電圧を印加することができる。この電界補正リング４１の内周側の側壁は、静電チャック３８の誘電体膜３７の傾斜３９に迎合するように、傾斜４３が設けてある。電界補正リング４１の厚みを、静電チャック３８の凸部の高さよりも低くしておけば、電界補正リング４１の表面は静電チャックの誘電体膜４表面よりも低くできるので、ウエハ３を保持する場合に問題となることはない。
【００３８】
このような構成であれば、電界補正リング４１の位置が、がたにより偏心することがない。したがって、本実施例では電界補正リング４１の周方向の位置が一義的に決定されるために、ウエハ面内の周方向にエッチング結果がばらつくことがなく、再現性のよいエッチング装置となる。本実施例は第四の実施例をベースに改良した場合を説明したが、かならずしもこの場合に限定されるものではなく、その他の実施例の場合でも同様に適用可能である。
【００３９】
次に、実施例４から実施例６のように電界補正電極１７／２４に高周波電圧を印加する場合に有効な、実際の量産現場に適用した場合にも長期的に安定して性能を維持するための処理方法について説明する。例えば、処理枚数が増加していくと、例えばカバー１６の表面がプラズマによりエッチングされ、わづかづつではあるが高さが低くなっていく。その結果、電界補正電極１７／２４とプラズマ１に挟まれて形成されるコンデンサの静電容量が徐々に変化し、最初に設定した高周波電圧を電界補正電極１７／２４に印加していくと徐々に電界ベクトルが変化していく。
【００４０】
図１３を用いて本発明の第八の実施例にかかるエッチング処理方法を説明する。まず、はじめに電界補正電極１７／２４に印加するバイアス電圧を設定する（１００）。次に、この条件のもとで処理を開始する（１０１）。１枚処理が終了するごとに（１０２）、あらかじめ設定した連続処理枚数に到達したかをチェックする（１０３）。まだ達していなければ（Ｎ）、同じ条件で処理を行う。もし、設定した枚数に到達していた場合（Ｙ）、最後のウエハを取り出し、実際に断面をＳＥＭなどで観察して形状を調べる（１０４）。本実施例では５００枚ごとに検査することにした。もしエッチング形状が規定値以内であれば（Ｙ）、条件を変えることなく更に処理をつづける。一方、もしエッチング形状が規定値を外れていた場合には（Ｎ）、電界補正電極に印加する高周波電圧を再度設定し（１００）、この条件にもとづきエッチングを行う。
【００４１】
本実施例では、適当な枚数ごとにウエハ外周付近の電界ベクトルを調節しながら処理を行うことができるので、エッチング形状の経時変化の無いウエハ処理方法を提供することができる。
【００４２】
次に、第八の実施例と同様に、実施例４から実施例６のように電界補正電極２４／３１／３４に高周波電圧を印加する場合に有効な、リアルタイムにウエハ上の電界ベクトルの角度を調整していく処理方法について説明する。例えば、１枚のウエハを処理していく場合に処理時間が進むと、プラズマ中の反応性生物濃度が変化していくためにプラズマのインピーダンスが変化する。その結果、ウエハ上とカバー上のシース厚みが変化し、ウエハ上の電界ベクトルも変化する。この電界ベクトルの変化はエッチング形状を変化させる原因となるが、電界補正電極に印加する高周波電圧を調節することにより補正することが可能となる。
【００４３】
本実施例ではあらかじめ、プラズマの発光データと電界ベクトルの関係が明らかになっている場合に、発光データを用いて高周波電圧を制御する例を、図１４を用いて説明する。
【００４４】
初めに、電界補正電極に印加する高周波電圧を設定する（２００）。次にこの条件に沿ってエッチングを開始する（２０１）。処理中、一定時間間隔ごとにあらかじめ設定したエッチング時間に到達したか確認する（２０２）。もし、設定時間に達していない場合（Ｎ）、発光信号をあらかじめＰＣに蓄えられているデータと比較して異常がないかチェックする（２０３）。もし異常がなければ（Ｎ）そのまま処理を続行する。もし、異常があった場合（Ｙ）、電界補正電極に印加する高周波電圧を変更し（２０４）エッチングを続行する。本実施例によれば、エッチング中のウエハ上の電界ベクトル角度を常に垂直に保つことができるので、エッチング結果の再現性が優れる処理方法となる。
【００４５】
以上説明した実施例によれば、ウエハ上の電界ベクトルの角度をより外周まで垂直に保つことができるので、性能の良いエッチング装置を提供することができる。また、電界補正電極を設け、この電界補正電極に印加する高周波電圧を調節すれば更に外周まで垂直なエッチングを実現することができる。
【００４６】
また、実施例７のように静電チャック３８のウエハ吸着部となる凸型構造部から肩部２９にかけて傾斜３９を設け、この傾斜に合うように電界補正リング４１の内壁に傾斜４２を設けた場合には、電界補正リングの周方向の位置が一義的に決定されるために、ウエハ面内の周方向にエッチング結果がばらつくことがなく、再現性のよい処理装置を提供することができる。
【００４７】
また、電界補正リングの電界補正電極に高周波電圧を印加する場合に、一定の処理枚数ごとに電界補正電極に印加する高周波電圧を調節すれば、エッチング形状が経時変化することのない処理方法を提供することができる。
【００４８】
さらに、電界補正リングの電界補正電極に高周波電圧を印加する場合に、発光データに基づいて電界補正電極に印加する高周波電圧をリアルタイムに調節すれば、エッチング形状が常に垂直な非常に再現性の優れた処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図２】従来技術のウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図３】従来技術で処理中のウエハ上電界ベクトルの角度。
【図４】従来技術処理した場合のエッチング形状の模式図。
【図５】第一の実施例のウエハ上電界ベクトルの角度。
【図６】本発明の第二の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図７】本発明の第三の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図８】本発明の第四の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図９】第四の実施例のウエハ上電界ベクトルの角度。
【図１０】本発明の第五の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図１１】本発明の第六の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図１２】本発明の第七の実施例にかかるウエハ処理装置のウエハステージ部分の構造を説明する断面図。
【図１３】本発明の第八の実施例にかかるウエハ処理方法を説明するフローチャート。
【図１４】本発明の第九の実施例にかかるウエハ処理方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５０】
１…プラズマ
２…冷媒溝
３…ウエハ
４…誘電体膜
５…導電性基材
６…ベース
７…絶縁部材
８…フランジ
９…絶縁管
１０…ブロッキングコンデンサ
１１…高周波電源
１２…リング状アース
１３…ボルト
１４…カバー
１５…静電チャック
１６…カバー
１７…電界補正電極
１８…誘電体膜
１９…電界補正リング
２０…ボルト
２１…ネジ穴
２２…ソケット
２３…電界補正リング
２４…電界補正電極
２５…焼結体セラミックス
２６…導線
２７…高周波電源
２８…絶縁管
２９…肩部
３０…カバー
３１…電界補正電極
３２…ソケット
３３…プラグ
３４…電界補正電極
３５…セラミックリング
３６…導電性基材
３７…誘電体膜
３８…静電チャック
３９…傾斜
４０…電気プラグ
４１…電界補正リング
４２…電界補正電極
４３…傾斜
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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