(57)【要約】【課題】下部電極上あるいは下部電極周辺のクリーニングを効率的に行うことができる半導体基板のプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、処理室内を排気した後にプラズマ化したプロセスガスで、処理室内の支持体上に設置された半導体基板に所望の処理を施す工程（４０１〜４０４）と、プラズマ化したクリーニングガスでクリーニングを行う工程（４０５）と、プラズマ化したガスで半導体基板の除電を行う工程（４０６）と、支持体から半導体基板を離間させて支持体と半導体基板との間に空間を形成し、プラズマ化したガスで下部電極表面及び周辺のクリーニングを行う工程（４０７）とを含む。【選択図】  図４
2007115839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能に構成された処理室内に設けられた支持体上に半導体基板を設置する工程と、
前記処理室内でプラズマ化したプロセスガスを用いて前記半導体基板に所望の処理を施す工程と、
前記所望の処理の終了後に、前記支持体から前記半導体基板を離間させて前記支持体と前記半導体基板との間に空間を形成し、前記処理室内にプラズマを発生させることにより、前記所望の処理で生成された反応生成物をクリーニングする工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記プラズマが酸素を含むガスのプラズマである
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
減圧可能に構成された処理室内に設けられた支持体上に半導体基板を静電吸着力によって設置する工程と、
前記処理室内でプラズマ化したプロセスガスを用いて前記半導体基板に所望の処理を施す工程と、
前記所望の処理の終了後に、前記処理室内にプラズマを発生させて前記静電吸着力を発生させていた電荷を除去し、前記支持体から前記半導体基板を離間させて前記支持体と前記半導体基板との間に空間を形成する工程と、
前記半導体基板を離間させた後に前記プラズマによって、前記所望の処理で生成された反応生成物をクリーニングする工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
減圧可能に構成された処理室内に設けられた支持体上に半導体基板を静電吸着力によって設置する工程と、
前記処理室内でプラズマ化したプロセスガスを用いて前記半導体基板に所望の処理を施す工程と、
前記所望の処理の終了後に、前記処理室内にプラズマを発生させて前記静電吸着力を発生させていた電荷を除去し、前記支持体から前記半導体基板を離間させて前記支持体と前記半導体基板との間に空間を形成すると同時に、前記プラズマによって、前記所望の処理で生成された反応生成物をクリーニングする工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記プラズマが酸素を含むガスのプラズマである
請求項３または４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマが更に不活性ガスを含むガスのプラズマである
請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体基板に所望の処理を施す工程の直後に、プラズマ化したクリーニング用ガスを用いて前記処理室内壁をクリーニングするクリーニング工程を更に含む
請求項３または４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
減圧可能に構成された処理室と、前記処理室内で半導体基板が設置される支持体と、前記処理室内にガスのプラズマを発生させるための高周波電源とを備え、前記支持体が、前記半導体基板に対して静電吸着力を作用させる手段と、前記半導体基板が設置される平面と、前記半導体基板を前記平面から離間させる手段とを含むプラズマ処理装置であって、
前記支持体の前記平面につながる側壁面が段部の無い平坦な面であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記支持体の平面の径が前記半導体基板の径よりも小さい
請求項８記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記支持体が前記処理室内にガスのプラズマを発生させるための一対の電極のうちの１つを兼ねている
請求項８又は９記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、特にドライエッチングのような半導体基板のプラズマ処理方法とそれに用いるプラズマ処理装置に関するものであり、詳しくは、プラズマ処理工程におけるパーティクルの発生を抑制することが可能なクリーニング方法とプラズマ処理装置の下部電極構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路を構成している素子が微細化されるに伴い、プラズマを用いたパターン加工方法が使用されることが多い。これは、減圧可能なチャンバー中にエッチングガスなどのガスを導入し、高周波電力を供給してガスをプラズマ化し、そのプラズマを用いてパターンの加工を行う方法である。半導体基板をプラズマ中で処理する際には、高周波電力が印加される一対の電極のうちの下部電極に、静電吸着方式によって半導体基板を固定する。半導体基板と下部電極との間に熱伝導ガスであるヘリウムガスを流し、このヘリウムガスにより半導体基板と下部電極との間で熱伝導を行い、半導体基板を所定の温度に維持する。
【０００３】
しかし、ドライエッチングやプラズマＣＶＤ成膜を行う場合に、処理中に発生した反応生成物が処理室の内壁や下部電極周辺に堆積する。堆積した反応生成物が半導体基板上に落下した場合は歩留り低下の要因となる。また、プラズマ処理をした半導体基板の除去後の反応生成物が下部電極上に落下すると、次の処理すべき半導体基板が下部電極に設置されたときに半導体基板と下部電極の間に隙間が生ずる。その結果、静電吸着異常が発生してヘリウムガスの漏れ量が増加することとなり、処理基板の冷却効果が弱まる。
【０００４】
さらに、微細加工を行うには半導体基板の処理特性の均一性が重要であり、半導体基板温度の均一性が求められる。ヘリウムガスの漏れ量が異常になると冷却効果が弱まるので、ドライエッチングにおいて所望の加工特性が得られず加工不良が発生することになる。また、下部電極に落下した反応生成物を除去するためにウェットクリーニングを行うことが必要となり、その間は半導体基板の処理が出来ないことになるから設備の稼動率が低下する。以上のことにより、処理室内部で下部電極周辺に異物を発生させないことが重要である。
【０００５】
図１は、従来のプラズマ処理装置であるドライエッチング装置の構成図である。このエッチング装置は、エッチングの対象となる半導体基板１０６にエッチング用のガスを供給するガス供給穴１０３を有する上部電極１０５と下部電極１０７を含む処理室１０４と、下部電極１０７の周りに設置されたエッジリング１１０と、半導体基板１０６を搬送可能な状態にする突き上げピン１１１と、プラズマ１１３を生成するためのコイル１０１と、コイル１０１に電力を供給する高周波電源１０２と、下部電極電源１０９と、半導体基板１０６と下部電極１０７の間にヘリウムガスを供給するヘリウム供給ライン１０８とを備えている。
【０００６】
図２は、従来のドライエッチング装置の下部電極周辺の構成を示す断面図である。図２（ａ）は下部電極１０７の全体を示し、図２（ｂ）は一部分の拡大図である。下部電極１０７は、絶縁性セラミックス基材２０１と支持台２０２からなり、支持台２０２のエッジリング１１０が装着される部分の側壁上部には段部（凹凸部）２０３が形成されている。支持台２０２の上面（絶縁性セラミックス基材２０１との接合面）から段部２０３までの距離（高さ）は０．１〜１．５ｍｍである。この段部２０３は、絶縁性セラミックス基材２０１と支持台２０２とを接合する際に製造工程上必要である。
【０００７】
上記のようなドライエッチング装置を用いた従来の半導体基板のプラズマ処理方法について図３に沿って説明する。図３は、従来の半導体基板のプラズマ処理方法（ドライエッチング方法）の工程を示すプロセスフロー図である。まず、半導体基板１０６を下部電極１０７上に設置し、処理室１０４の真空排気を行う（ステップ３０１）。半導体基板１０６を下部電極１０７に静電吸着させ、ヘリウム供給ライン１０８からヘリウムガスを半導体基板１０６の裏面に供給する。このヘリウムガスは、ドライエッチング中のプラズマ照射により半導体基板１０６が高温になることを防ぐための熱伝導冷却ガスであり、半導体基板１０６と下部電極１０７との間に供給される。その後、ガス供給穴１０３から処理室１０４内にエッチング用のガスを供給し、ガス圧力及びガス流量が安定した状態にする（ステップ３０２）。
【０００８】
その後、高周波電源１０２からコイル１０１に所定の高周波電力を印加する。印加された高周波電力によって処理室１０４内の上部電極１０５の下にプラズマ１１３が発生する。また、下部電極１０７に下部電極電源１０９から高周波電力を印加すると、プラズマ１１３中のイオンが半導体基板１０６に引き込まれて半導体基板１０６のドライエッチングが行われる（ステップ３０３）。ドライエッチングが終了すると（ステップ３０４）、処理室１０４の内部と半導体基板１０６のクリーニングのために、クリーニング用のガスを導入してプラズマ化し、クリーニングを行う（ステップ３０５）。クリーニング工程においては、十分なクリーニングを行い処理室１０４内の堆積物を取り除くことが重要である。クリーニング工程が終了した後、半導体基板１０６を下部電極１０７から脱離するために処理室１０４内にアルゴン等の希ガスを導入してプラズマ化し、半導体基板１０６上の電荷を取り除く（ステップ３０６）つまり、基板脱離のための除電を行う。最後に、電荷が取り除かれた半導体基板１０６を突き上げピン１１１により持ち上げ、半導体基板１０６を搬送可能な状態にする（ステップ３０７）。
【０００９】
また、特許文献１には、クリーニングと基板脱離（除電）を同時に行う方法が記載されている。この方法では、酸素ガスのプラズマを用いて基板脱離のための除電を行うことにより、基板脱離工程とクリーニング工程とを同時に実行する。これにより、処理室１０４内部のクリーニングを効率的に行うことができる。
【００１０】
また、特許文献２には、下部電極の構造の改善に関する技術が記載されている。この構造によれば、図における下部電極１０７の支持台２０２の側壁上部の段部２０３を絶縁性の溶射膜によって被覆する。こうすることにより、下部電極からの放電、すなわち下部電極の周縁部と半導体基板との間での放電や汚染、あるいは下部電極を構成している導電体の腐食を防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−１９５８３０号公報
【特許文献２】特許第２９８４１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図３に示した従来の半導体基板のプラズマ処理方法では、下部電極１０７の上に半導体基板１０６が載置された状態でプラズマクリーニングを行うので、下部電極の上や下部電極周辺のクリーニング効果が得られにくい。また、特許文献１に記載された方法では、処理室内のクリーニングと同時に半導体基板の脱離のための除電を行うが、この場合も半導体基板が下部電極の上に載置されているので、下部電極上あるいは下部電極周辺のクリーニング効果が得られにくい。また、特許文献２に記載された構造では、下部電極の側壁に依然として段部が存在するため、その部分に反応生成物が付着しパーティクルの発生源となりやすい。一般的に、表面に凹凸があり、表面積が大きければ反応生成物が堆積しやすい。
【００１２】
本発明は上記のような従来の課題に鑑みて、下部電極上あるいは下部電極周辺のクリーニングを効率的に行うことができる半導体基板のプラズマ処理方法を提供することを目的とする。下部電極からのパーティクルの発生を低減し、歩留りの向上が可能なプラズマ処理装置を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による半導体装置の製造方法は、減圧可能に構成された処理室内に設けられた支持体上に半導体基板を設置する工程と、前記処理室内で前記半導体基板に所望の処理を施す工程と、前記所望の処理の終了後に、前記支持体から前記半導体基板を離間させて前記支持体と前記半導体基板との間に空間を形成し、前記処理室内にプラズマを発生させることにより、前記所望の処理で生成された反応生成物をクリーニングする工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明による別の半導体装置の製造方法は、減圧可能に構成された処理室内に設けられた支持体上に半導体基板を静電吸着力によって設置する工程と、前記処理室内で前記半導体基板に所望の処理を施す工程と、前記所望の処理の終了後に、前記処理室内にプラズマを発生させて前記静電吸着力を発生させていた電荷を除去し、前記支持体から前記半導体基板を離間させて前記支持体と前記半導体基板との間に空間を形成する工程と、前記半導体基板を離間させた後に前記プラズマによって、前記所望の処理で生成された反応生成物をクリーニングする工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明による更に別の半導体装置の製造方法は、減圧可能に構成された処理室内に設けられた支持体上に半導体基板を静電吸着力によって設置する工程と、前記処理室内で前記半導体基板に所望の処理を施す工程と、前記所望の処理の終了後に、前記処理室内にプラズマを発生させて前記静電吸着力を発生させていた電荷を除去し、前記支持体から前記半導体基板を離間させて前記支持体と前記半導体基板との間に空間を形成すると同時に、前記プラズマによって、前記所望の処理で生成された反応生成物をクリーニングする工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明によるプラズマ処理装置は、減圧可能に構成された処理室と、前記処理室内で半導体基板が設置される支持体と、前記処理室内にガスのプラズマを発生させるための高周波電源とを備え、前記支持体が、前記半導体基板に対して静電吸着力を作用させる手段と、前記半導体基板が設置される平面と、前記半導体基板を前記平面から離間させる手段とを含むプラズマ処理装置であって、前記支持体の前記平面につながる側壁面が段部の無い平坦な面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、支持体から半導体基板を離間させた状態でプラズマクリーニングが行われるので、下部電極上あるいは下部電極周辺のクリーニングを効率的に行うことができる。また、本発明のプラズマ処理装置によれば、支持体の平面につながる側壁面が段部の無い平坦な面で構成されているので、下部電極、または下部電極周辺への反応生成物の堆積が抑制される。したがって、本発明の半導体装置の製造方法及びプラズマ処理装置によれば、処理室内のパーティクルが低減し、歩留りの向上（加工不良の低減）、更には処理装置の稼動が安定する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の半導体装置の製造方法の好ましい実施形態では、前記プラズマが酸素を含むガスのプラズマである。酸素に加えて、不活性ガスを含むガスのプラズマであることが更に好ましい。
【００１９】
また、前記半導体基板に所望の処理を施す工程の直後に、プラズマ化したクリーニング用ガスを用いて前記処理室内壁をクリーニングするクリーニング工程（第１のクリーニング工程）を更に含むことが好ましい。この後、電荷を除去し、半導体基板を離間させてクリーニングを行う工程（第２のクリーニング工程）が実行される。
【００２０】
また、本発明のプラズマ処理装置の好ましい実施形態によれば、前記支持体の平面の径が前記半導体基板の径よりも小さい。また、前記支持体が前記処理室内にガスのプラズマを発生させるための一対の電極のうちの１つを兼ねていることも好ましい。
【００２１】
（実施形態１）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法であるドライエッチング工程について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態のドライエッチング工程で使用されるドライエッチング装置の基本構成は従来技術として図１に示したものと同様である。本実施形態のドライエッチング装置では、下部電極１０７は半導体基板が設置される支持体を兼ねており、その突き上げピン１１１は、半導体基板１０６を支持体の平面から離間させる手段に相当する。
【００２２】
図４は、本実施形態に係るプラズマ処理方法（ドライエッチング方法）の工程を示すプロセスフロー図である。本実施形態では、フルオロカーボン（ＣＦ）系のエッチング用ガス（例えばＣ４Ｆ８、ＣＨＦ３）とアルゴン、酸素及び一酸化炭素を使用し、エッチングの対象物は半導体基板の表面に形成された絶縁膜（例えばＦＳＧ、ＳｉＯＮ、Ｐ−ＴＥＯＳ）である。
【００２３】
半導体基板１０６に対するエッチング処理を行う場合、半導体基板１０６を下部電極１０７上に設置し、処理室１０４の真空排気を行う（ステップ４０１）。次に半導体基板１０６を下部電極１０７に静電吸着させ、ドライエッチング中のプラズマ照射により半導体基板１０６が高温になることを防ぐために、ヘリウム供給ライン１０８からヘリウムガスを供給する。このヘリウムガスは、半導体基板１０６と下部電極１０７との間に供給される熱伝導冷却ガスとして働く。その後、ガス供給穴１０３から処理室１０４にエッチング用のガスを供給し、ガスの流量と圧力を安定させる（ステップ４０２）。ガスの流量と圧力が安定した後、コイル１０１に高周波電源１０２から所定の高周波電力を印加する。印加された高周波電力によって処理室１０４内の上部電極１０５の下にプラズマ１１３が発生する。また、下部電極１０７に下部電極電源１０９から高周波電力を印加すると、プラズマ中のイオンが半導体基板１０６に引き込まれ所望の加工形状を得るためのドライエッチングが行われる（ステップ４０３）。
【００２４】
本実施形態では、エッチングガスにＣＦ系ガスを用いるため、処理室１０４内部側壁あるいは処理室内部に設置されている各種治具には、ＣＦ系の反応生成物が堆積する。ドライエッチングの終了後（ステップ４０４）、流量１０００ｓｃｃｍの酸素ガスを処理室１０４内に導入し、圧力を８０ｍＴに制御した状態で、高周波電源１０２から２０００Ｗの電力を印加し、酸素ガスをプラズマ化し、処理室１０４の内部で半導体基板１０６表面の第１のクリーニング処理を行う（ステップ４０５）。
【００２５】
この第１のクリーニング処理は、下部電極１０７上に半導体基板１０６が設置されている状態で行うため、半導体基板直下の下部電極１０７の表面のクリーニング効果はほとんどない。クリーニング処理を行った後に半導体基板１０６に帯電した電荷を取り除くための除電工程が設けられている。除電工程では、流量１００ｓｃｃｍのアルゴンガスと流量３００ｓｃｃｍのクリーニングガスである酸素ガスとの混合ガスを処理室１０４内に導入し、圧力を４０ｍＴに制御した状態で高周波電源１０２から１８００Ｗの電力を２０秒間印加する。これによって発生するプラズマを用いて半導体基板１０６の電荷を取り除く（ステップ４０６）。この除電工程をアルゴンガスのみで行うことも可能である。
【００２６】
次に、半導体基板１０６をプラズマ中で搬送可能な状態にするため突き上げピン１１１で持ち上げる。このときプラズマ処理が継続されているので、下部電極１０７の表面と周辺のクリーニング、すなわち第２のクリーニングを行うことができる（ステップ４０７）。第２のクリーニングでは、高周波電源１０２からの印加電力を５００Ｗに下げる。それ以外の処理条件はステップ４０６の処理条件を継続する。処理時間は５秒間である。
【００２７】
この例では除電工程におけるプラズマ処理に続けて高周波電力を切り替えているが、除電工程終了後に一旦プラズマ発生を停止し、改めて第２のクリーニングのために酸素プラズマを発生するようにしてもよい。上記のように、突き上げピン１１１で半導体基板１０６を持ち上げた状態で酸素ガスを用いたプラズマ処理を行うことにより、下部電極１０７の表面及び周辺の反応生成物を効率的に除去することができ、これによって下部電極１０７周辺からのパーティクルの発生を抑制することができる。また、通常の処理に加えて新しく下部電極１０７のクリーニング工程を設ける必要がないため、処理能力を低下させることなくクリーニングを行うことができる利点もある。
【００２８】
図５は、従来のプラズマ処理方法におけるパーティクル推移と本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理方法におけるパーティクル推移とを比較して示すグラフである。この図において、横軸は累積放電時間、縦軸はパーティクル数を示している。折れ線Ａは図３に示した従来のプラズマ処理方法におけるパーティクル推移を示し、除電工程にアルゴンガスのみを用いている。折れ線Ｂは図４に示した本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理方法におけるパーティクル推移を示し、除電工程にアルゴンガス及び酸素ガスの混合ガスを用いている。この図に示すパーティクル数は、図３または図４の工程を行った後に測定したパーティクルの増加分の数である。
【００２９】
折れ線Ａはアルゴンガスのみを用いた除電工程に引き続いてクリーニング工程を行わなかった場合である。累積放電時間ゼロにおけるパーティクル数１０個から、累積放電時間の増加に伴いパーティクル数が増加し、累積放電時間８０時間では６２個まで増加した。これに対して、折れ線Ｂはアルゴンガス及び酸素ガスを用いた除電工程に引き続いてクリーニング工程を行った場合である。累積放電時間ゼロにおけるパーティクル数は１４個であり、累積放電時間８０時間におけるパーティクル数は２５個であった。折れ線Ａと比較すると増加量が大きく減少したことがわかる。このプラズマ処理装置の場合はパーティクル管理規格が６０個であるが、本実施形態によってパーティクル管理規格外れ率を２％減少し、パーティクル管理規格外れに伴うメンテナンスの必要性を低減して設備稼動率を５％向上することができた。
【００３０】
以上のように、本実施形態の半導体装置の製造方法を実施することにより、下部電極からのパーティクルの発生を低減し、歩留りの向上と半導体製造装置の稼動安定化の効果が得られる。
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置について、図６を参照しながら詳細に説明する。本実施形態のプラズマ処理装置は、ドライエッチングのようなプラズマ処理で発生するパーティクルの時間的増加をさらに長期間にわたって抑制するための構造を有する。図６は本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置であるドライエッチング装置の下部電極周辺の構成を示す断面図である。図６（ａ）は下部電極の全体を示し、図６（ｂ）は一部分の拡大図である。ドライエッチング装置の全体は、従来技術として図１に示したものと同じであり、下部電極６０１の構造のみが異なっている。
【００３１】
図６に示されているように、このエッチング装置は、エッチングの対象となる半導体基板１０６を設置する下部電極６０１と、窒化ケイ素（ＳｉＮ）からなるエッジリング１１０と、半導体基板１０６と下部電極６０１の間にヘリウムガスを供給するヘリウム供給ライン１０８からなる。エッジリング１１０は下部電極６０１周りに設置され、下部電極６０１を保護し、均一性を向上させる働きを有する。下部電極６０１は絶縁性セラミックス２０１と支持台６０２とを含む。下部電極６０１の端部が処理すべき半導体基板１０６の端部より１〜２ｍｍ程度内側に位置するように、下部電極６０１の径は半導体基板１０６の径より小さく形成されるのが一般的である。図６に示すように、半導体基板１０６の外周部がエッジリング１１０の内周部に重なり、覆った状態で半導体基板１０６の処理が行われる。
【００３２】
従来例とその課題として前述したように、図２に示した従来の下部電極１０７では、支持台２０２の側壁上部には段部２０３が形成されていた。ここに反応生成物が堆積することを防止するために段部２０３にポリマー樹脂を充填する対策が行われていた。これに対して、本実施形態の下部電極６０１では、従来の下部電極１０７に形成されていた段部２０３を完全に削除し、平坦な構造となっている。すなわち、図６に示すように、周辺にエッジリング１１０が装着されるように下部電極６０１の上面端部領域を全周に亘って掘り込んだ掘りこみ部の側壁、つまり電極の支持台６０２の半導体基板１０６を設置するための平面につながる側壁上部に段部が無く、平坦な面となっている。また、静電吸着用の絶縁性セラミックス２０１の外周端部と支持台上部側壁の外周端部がそろうように構成されている。
【００３３】
図２に示した従来例の下部電極１０７では、半導体基板１０６のプラズマ処理、特に図３に示した工程中の酸素ガスによるプラズマクリーニングの工程により、段部２０３に充填されたポリマー樹脂もエッチングされる。クリーニングの累積時間の増加に伴ってポリマー樹脂が次第に無くなっていく。ポリマー樹脂が無くなると、段部２０３に反応生成物が堆積し、パーティクルの発生源となる。本実施形態の下部電極６０１では、支持台６０２の半導体基板に近い部分の段部を完全に除去したので反応生成物の蓄積がほとんど無くなり、パーティクルの発生が抑制される。段部の無い支持台６０２の上部側壁にも多少は反応生成物が付着することが考えられるが、その量は従来の段部における蓄積量と比較すればきわめて少なく、実質上パーティクルの発生源にはならない。
【００３４】
図７は、従来の下部電極を用いて側壁の段部にポリマー樹脂を充填した場合のパーティクル推移と側壁の段部を除去した本実施形態の下部電極を用いた場合のパーティクル推移とを比較して示すグラフである。この測定において、プラズマ処理の条件は同一であり、図４に示した工程のエッチングシーケンスを用いた。図７のグラフにおけるパーティクル数は図４に示した工程の終了後に半導体基板上で測定した結果である。図７のグラフにおいて、折れ線Ｃは段部がある従来例の下部電極１０７を用いた場合のパーティクル推移を示し、折れ線Ｄは段部が無い本実施形態の下部電極６０１を用いた場合を示している。それぞれの折れ線において、星印（☆、★）で示されている点は定期メンテナンスであるウェットクリーニングを行った後のパーティクル測定結果である。
【００３５】
段部がある従来例の下部電極１０７を用いた場合のパーティクル推移である折れ線Ｃでは、下部電極累積放電時間が８０時間に達するまではパーティクル数が２５個以下で推移した。しかし、ウェットクリーニング後の９０時間から下部電極累積放電時間が増加するに伴ってパーティクル数が増加した。下部電極累積放電時間が１７０時間に達した時点で再度ウェットクリーニングを行った。ウェットクリーニング直後はパーティクル数が１１個程度まで下がったが、その後は下部電極累積放電時間が増加するに伴ってパーティクル数が増加した。この測定結果から、累積放電時間９０時間で行ったウェットクリーニングで段部２０３のポリマー樹脂がほとんど無くなり、それ以後は段部２０３に反応生成物が堆積してパーティクル発生源となったことが分かる。
【００３６】
段部が無い本実施形態の下部電極６０１を用いた場合のパーティクル推移である折れ線Ｄでは、パーティクル数は常時２０個以下であり、下部電極累積放電時間が増加してもパーティクル数の増加はごくわずかであった。このプラズマ処理装置の場合はパーティクル管理規格が６０個であるが、本実施形態によってパーティクル管理規格外れ率を１％減少し、設備稼動率を２％向上することができた。
【００３７】
以上のように本実施形態のプラズマ処理装置を用いることにより、処理室内でのパーティクルの発生を防止することが可能となり、歩留りの向上と半導体製造装置の稼動安定化の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明による半導体装置の製造方法及びプラズマ処理装置は、静電吸着による基板固定方式を用いた反応生成物が堆積しやすいプラズマ処理に適用することにより、歩留りの向上と半導体製造装置の稼動安定化の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来のプラズマ処理装置であるドライエッチング装置の構成図である。
【図２】従来のドライエッチング装置の下部電極周辺の構成を示す断面図である。
【図３】従来の半導体基板のプラズマ処理方法の工程を示すプロセスフロー図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理方法の工程を示すプロセスフロー図である。
【図５】従来のプラズマ処理方法におけるパーティクル推移と本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理方法におけるパーティクル推移とを比較して示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置であるドライエッチング装置の下部電極周辺の構成を示す断面図である。
【図７】従来の下部電極を用いて側壁の段部にポリマー樹脂を充填した場合のパーティクル推移と、側壁の段部を除去した本発明の第２の実施形態の下部電極を用いた場合のパーティクル推移とを比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  コイル
１０２  高周波電源
１０３  ガス供給穴
１０４  処理室
１０５  上部電極
１０６  半導体基板
１０７，６０１  下部電極（支持体）
１０８  ヘリウム供給ライン
１０９  下部電極電源
１１０  エッジリング
１１１  突き上げピン
２０１  絶縁性セラミックス
２０２，６０２  支持台
２０３  段部
【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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