(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と，
前記処理室内において被処理体を載置可能な第１電極と，
前記処理室内において前記第１電極に対向配置された第２電極と，
前記処理室内に処理ガスを導入可能な処理ガス供給系と，
前記処理室内を真空排気可能な排気系と，
前記第１および第２電極のすくなくともいずれか一方に高周波電力を印加して前記処理ガスをプラズマ化し前記被処理体に対して所定のプラズマ処理を施す高周波電力供給系と，を備えたプラズマ処理装置において，
前記第１電極の周囲には，処理室内のプラズマ処理空間と排気空間とを区画するように排気リングが配されており，前記排気リングには貫通孔と前記プラズマ処理空間側に開口する止り孔が形成されていることを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記貫通孔の数は前記止り孔の数よりも多いことを特徴とする，請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記排気リングの前記プラズマ処理空間側表面には絶縁被覆が施されていることを特徴とする，請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記絶縁被覆はＹ２Ｏ３であることを特徴とする，請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記貫通孔および前記止り孔の少なくともいずれかの前記処理室側開口部は広口にテーパが形成されていることを特徴とする，請求項１，２，３または４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記貫通孔の前記処理室側開口部は広口にテーパが形成されていることを特徴とする，請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
処理室内のプラズマ処理空間と排気空間との間に設けられた排気リングにおいて、
貫通孔と止り孔が形成され、
前記止り孔は、前記処理室側に開口していることを特徴とする、排気リング。
【請求項８】
前記貫通孔の数は、前記止り孔の数よりも多いことを特徴とする、請求項７に記載の排気リング。
【請求項９】
前記貫通孔および前記止り孔の少なくともいずれかの前記処理室側開口部は、広口にテーパが形成されていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の排気リング。
【請求項１０】
前記貫通孔および前記止り孔の少なくともいずれかは、階段状に縮径していることを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の排気リング。
【請求項１１】
前記排気リングの前記プラズマ処理空間側表面には絶縁被覆が施されていることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の排気リング。
【請求項１２】
前記絶縁被覆は、Ｙ２Ｏ３であることを特徴とする、請求項１１に記載の排気リング。
【請求項１３】
前記止り孔の封止部分は、前記排気リングの表面に形成されていることを特徴とする、請求項７〜１２のいずれかに記載の排気リング。
【請求項１４】
前記貫通孔および前記止り孔の少なくともいずれかは、円形の丸孔であることを特徴とする、請求項７〜１３のいずれかに記載の排気リング。
【請求項１５】
前記貫通孔および前記止り孔の少なくともいずれかは、長孔であることを特徴とする、請求項７〜１３のいずれかに記載の排気リング。
【請求項１６】
前記貫通孔および前記止り孔の少なくともいずれかは、スリットであることを特徴とする、請求項７〜１３のいずれかに記載の排気リング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，半導体装置の製造プロセスにおいて，気密な処理室内に上部電極と下部電極とを対向配置したプラズマ処理装置が広く使用されている。かかるプラズマ処理装置は，下部電極上に被処理体を載置した後，上部電極に高周波電力を印加して，処理室内に導入された処理ガスをプラズマ化し，被処理体に所定のプラズマ処理を施す如く構成されている。
【０００３】
また，下部電極の側面と処理容器の内壁面との間には，下部電極の周囲を囲むように排気リングが取り付けられており，この排気リングによって処理容器内は，被処理体が配置される処理空間と，排気機構と連通する排気経路とに分離されている。また，排気リングには，複数の貫通孔が形成されており，この貫通孔によって処理空間と排気経路が連通している。従って，処理時には，処理空間内のガスが貫通孔を介して排気経路に案内されるため，処理空間内と排気経路内のコンダクタンスが所定の状態に維持され，安定的に処理空間内を排気することができる。プラズマは前記処理空間に閉じ込められるとともに，接地電位に保持される処理容器内壁面および排気リングによりグランド領域が確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，排気リングは接地電位に保持するためアルミニウム合金等の金属からなり，処理容器内で発生したプラズマによるダメージを受ける。また，グランド領域あるいはグランド面積が不十分な場合，処理容器内のプラズマの偏り等により，異常放電を生じる傾向がある。このように，異常放電が生じると，安定した放電が得られないばかりか，被処理体にダメージが生じ，歩留まり低下の原因となる。その上，処理室の内壁や排気リングを損傷させるという問題もあった。
【０００５】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，耐プラズマ性が高く異常放電を抑制することが可能な排気リングを備えたプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明は，処理室と，前記処理室内において被処理体を載置可能な第１電極と，前記処理室内において前記第１電極に対向配置された第２電極と，前記処理室内に処理ガスを導入可能な処理ガス供給系と，前記処理室内を真空排気可能な排気系と，前記第１および第２電極のすくなくともいずれか一方に高周波電力を印加して前記処理ガスをプラズマ化し前記被処理体に対して所定のプラズマ処理を施す高周波電力供給系と，を備えたプラズマ処理装置において，前記第１電極の周囲には，処理室内のプラズマ処理空間と排気空間とを区画するように排気リングが配されており，前記排気リングには貫通孔と前記プラズマ処理空間側に開口する止り孔が形成されていることを特徴とする，プラズマ処理装置を提供する。かかる構成によれば，排気リングに貫通孔だけでなく，止り孔を形成したため，プラズマのリークを抑制し，かつグランド面積を確保することができる。その際に，前記貫通孔の数は前記止り孔の数よりも多いように構成することが望ましい。
【０００７】
また，前記排気リングの前記プラズマ処理空間側表面には絶縁被覆を施すよう構成すれば，さらに効果的にプラズマのリークを抑制することができる。絶縁被覆としては，Ｙ２Ｏ３を用いることができる。Ｙ２Ｏ３は耐プラズマエロージョン性が高いため，処理容器内の損傷が生じ難く，金属汚染や発塵が減少し，歩留まりを向上させることができると同時に，処理装置に対するメンテナンスの頻度を減少させることができる。
【０００８】
また，前記貫通孔および前記止り孔の少なくとのいずれかの前記処理室側開口部は広口にテーパが形成されるよう構成することが好ましい。かかる構成によれば，処理室側開口部に処理時に生じた付着物が付着しても，その付着物がテーパ面上から順次堆積していくため，孔の内径が狭小化するまでの時間を延長することができ，メンテナンスサイクルを延長でき，スループットを向上させることができる。
【０００９】
本発明の別の観点によれば，処理室と，前記処理室内において被処理体を載置可能な第１電極と，前記処理室内において前記第１電極に対向配置された第２電極と，前記処理室内に処理ガスを導入可能な処理ガス供給系と，前記処理室内を真空排気可能な排気系と，前記第１および第２電極のすくなくともいずれか一方に高周波電力を印加して前記処理ガスをプラズマ化し前記被処理体に対して所定のプラズマ処理を施す高周波電力供給系と，を備えたプラズマ処理装置において，前記第１電極の周囲には，処理室内のプラズマ処理空間と排気空間とを区画するように複数の貫通孔が形成された排気リングが配されており，前記排気リングの前記プラズマ処理空間側表面には絶縁被覆が施されていることを特徴とする，プラズマ処理装置が提供される。絶縁被覆を施すことにより，グランド面積を確保し，かつ耐プラズマ性を向上することができる。
【００１０】
その際に，前記絶縁被覆は，Ｙ２Ｏ３を用いることができる。また，前記貫通孔の前記処理室側開口部は広口にテーパが形成されるよう構成することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しながら，本発明に係るプラズマエッチング処理装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
（１）エッチング装置の全体構成
まず，エッチング装置の構成について概略説明する。図１に示すように，処理室１００は，天井部１１０と上部が開口した略円筒形の導電性の容器部１２０とを備えている。天井部１１０は，ロッキング機構１３０により容器部１２０と着脱自在に固定されており，開閉自在である。容器部１２０内には，被処理体，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）Ｗを載置する導電性の下部電極１２２が配置されている。天井部１１０には，下部電極１２２と対向するように上部電極１１２が配置されている。
【００１３】
上部電極１１２には，プラズマ処理空間１０２に処理ガスを吐出するための複数のガス吐出孔１１２ａが形成されている。吐出孔１１２ａはガス供給経路１１４を通じてガス供給源１４０に接続されている。したがって，処理ガスはガス供給源１４０から吐出孔１１２ａを介してプラズマ処理空間１０２に供給される。
【００１４】
また，下部電極１２２の下方周囲には，排気リング１２６が設けられている。排気リング１２６はプラズマ処理空間１０２と排気空間１０４を隔てている。排気リング１２６には，後で詳述するように，複数の貫通孔１２６ａと止り孔１２６ｂが形成されている。貫通孔１２６ａにより，排気リング１２６上方のプラズマ処理空間１０２と，排気リング１２６下方の排気空間１０４は連通している。よって，プラズマ処理空間１０２のガスは，排気リング１２６の貫通孔１２６ａを通り，開閉バルブ１５０，排気量調整バルブ１５２を介してターボ分子ポンプ１５４により適宜排気される。
【００１５】
下部電極１２２には，高周波電源１６０から出力された高周波電力が，整合器１６２を介して印加される。上部電極１１２には高周波電源１６４から出力された高周波電力が整合器１６６を介して印加される。かかる電力の印加により，処理室１００内に導入された処理ガスがプラズマ化し，そのプラズマによりウェハＷに所定のエッチング処理が施される。
【００１６】
プラズマ処理空間１０２の容器部１２０内壁には，表面にＹ２Ｏ３コートが施されたデポジションシールド１２４が設置されている。耐プラズマ性が高いＹ２Ｏ３コートを採用することにより，プラズマの活性種が処理室の内壁面をエッチングして，パーティクルが発生するのを防止する。
【００１７】
天井部１１０と容器部１２０との間には，導電性Ｏリング１３２が介挿されている。上部電極１１２から容器部１２０を介し接地経路が構成されており，導電性Ｏリング１３２はその接地経路の一部となっている。容器部１２０内を真空排気すると，導電性Ｏリング１３２は圧縮され，天井部１１０と容器部１２０との間が一層密着し，確実に接地することができる。
【００１８】
（２）排気リングの構成
次に，図２を参照しながら，本実施の形態に係る排気リング１２６について詳細に説明する。図２（ａ）は排気リング１２６を処理空間側から見た平面図である。図２（ｂ）は排気リング１２６のＡ−Ａ線における断面図である。
【００１９】
排気リング１２６には，放射状に複数の貫通孔１２６ａが形成されている。総数の１／３にあたる数の貫通孔１２６ａは，排気空間１０４側にシーリング部材を貼付することにより，封止されている。封止された孔は，プラズマ処理空間１０２側に開口する止り孔１２６ｂを形成している。シーリング部材の一例として，ここでは，カプトンテープ１２６ｃを用いている。従来の排気リングに対し，貫通孔１２６ａの数を減らし，貫通してない止り孔１２６ｂを形成したことにより，グランド面積を増大することができる。
【００２０】
また，排気リングの処理空間側の表面には絶縁被覆としてＹ２Ｏ３コート１２６ｄが施されている。Ｙ２Ｏ３コート１２６ｄの厚みは，ここでは５０〜１００μｍである。Ｙ２Ｏ３は耐プラズマエロージョン性が高いため，処理容器内の損傷が生じ難く，金属汚染や発塵が減少する。よって，歩留まりを向上させることができると同時に，装置に対するメンテナンスの頻度を減少させることができる。
【００２１】
止り孔１２６ｂの作製方法は，上記に限るものではなく，例えば，全ての孔が貫通孔１２６ａであるように作製された排気リング１２６に，貫通孔１２６ａ部分だけ貫通孔を開け，止り孔１２６ｂ部分には孔が開いていない別部材の板を張り合わせて作製してもよい。もしくは，図３に示すように，初めから貫通孔１２６ａと止り孔１２６ｂを設けた排気リングを一体成型あるいは切削加工で作製して使用してもよい。なお，グランドのための表面積を確保するために，止まり孔の内面積はなるべく大きくすることが好ましい。
【００２２】
図４は，別の実施の形態に係る排気リングの断面図である。本実施の形態では，貫通孔１２６ａと止り孔１２６ｂの処理室側開口部が広口になるようテーパ部１２６ｅが形成されていることを特徴とする。その他の構成は前述の実施の形態と同じである。このようにテーパ形状とすることにより，処理室側開口部に処理時に生じた付着物が開口部に付着しても，その付着物がテーパ面上から順次堆積していくため，孔の内径が狭小化するまでの時間を延長することができる。よって，排気リング１２６のメンテナンスサイクルの延長によって，スループットを向上させることができる。
【００２３】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２４】
貫通孔や止り孔の形状や配置，テーパ形状は，上記実施の形態に限定されるものではなく，様々なものが考えられる。それらのものについても，本発明は適用可能である。例えば，上記実施の形態では平面図での孔の形状を円形の丸孔としたが，これに限定するものではなく，長孔であってもよい。また，上記実施の形態では，止り孔の数を貫通孔総数の１／３にしたものを例にとり説明したが，これに限定するものではない。
【００２５】
本発明は，上記の平行平板型装置に限定されず，マグネトロン方式のプラズマエッチング装置，プラズマＣＶＤ装置，など各種処理装置に適用することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上，詳細に説明したように本発明によれば，排気リングに貫通孔と止り孔を設けることにより，プラズマのリークを抑え，かつグランド面積が増大できるので異常放電を抑制することができる。よって，被処理体へのダメージを低減し，従来に比べ歩留まりを向上させることができるとともに，処理室の内壁や排気リングの損傷も軽減できる。さらに，排気リングにＹ２Ｏ３等の絶縁被膜を施すことにより，処理容器内の損傷が生じ難く，金属汚染や発塵が減少し，歩留まりを向上させることができると同時に，メンテナンスの頻度を減少させることができる。また，貫通孔や止り孔を処理室側に広口のテーパ形状とすることにより，処理室側開口部に処理時に生じた付着物が付着しても，その付着物がテーパ面上から順次堆積していくため，孔の内径が狭小化するまでの時間を延長することができ，連続処理時間および排気リングのメンテナンスサイクルを延長でき，スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用可能なエッチング装置を示す概略的な断面図である。
【図２】  （ａ）は本発明の実施の形態に係る排気リングの処理空間側から見た平面図であり，（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る排気リングの変形例の断面図である。
【図４】  本発明の別の実施の形態に係る排気リングの断面図である。
【符号の説明】
１００      処理室
１０２      プラズマ処理空間
１０４      排気空間
１１０      天井部
１１２      上部電極
１１４      ガス供給経路
１２０      容器部
１２２      下部電極
１２６      排気リング
１２６ａ      貫通孔
１２６ｂ      止り孔
１２６ｄ      Ｙ２Ｏ３コート
１２６ｅ      テーパ部
１４０      ガス供給源
１５４      ターボ分子ポンプ
１６０，１６４      高周波電源
Ｗ      ウェハ
【図１】
0004602532.tif 000002
【図２】
0004602532.tif 000003
【図３】
0004602532.tif 000004
【図４】
0004602532.tif 000005