(57)【要約】【課題】プラズマ放電を利用した被処理基板の処理に際して、反応生成物がウエハステージとフォーカスリングとの間の隙間に付着することを抑制する。【解決手段】所定の真空度を維持可能なチャンバー１と、チャンバー内で被処理基板２を支持するウエハステージ３と、ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリング５と、ウエハステージおよびフォーカスリングを保持する保持台６とを備え、チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、ウエハステージ上に載置された被処理基板に対して処理を施す。保持台は、ウエハステージとフォーカスリングとの間の隙間とチャンバー外とを連通させるガス排出孔９を有し、隙間内に存在する反応生成物８を、ガス排出孔を通じてチャンバー外に排出可能である。【選択図】図１
2007273824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の真空度を維持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、
前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングと、
前記ウエハステージおよび前記フォーカスリングを保持する保持台とを備え、
前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施す半導体製造装置において、
前記保持台は、前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と前記チャンバー外とを連通させるガス排出孔を有し、
前記隙間内に存在する反応生成物を、前記ガス排出孔を通じて前記チャンバー外に排出可能であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
所定の真空度を維持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、
前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングとを備え、
前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施す半導体製造装置において、
前記フォーカスリングは、前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と前記チャンバー内とを連通させる貫通穴を有し、
前記隙間内に存在する反応生成物を、前記貫通穴を通じて前記チャンバー内に排出することが可能であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
所定の真空度を維持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、
前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングと、
前記ウエハステージおよび前記フォーカスリングを保持する保持台とを備え、
前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施す半導体製造装置において、
前記チャンバー内にガスを供給するガス供給部を前記チャンバー外に備え、
前記保持台は、前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と前記ガス供給部とを連通させるガス排出孔を有し、
前記ガス供給部から前記ガス排出孔を通じて供給されるガスによって、前記隙間内に存在する反応生成物を前記チャンバー内に排出することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
前記ガス供給部から前記チャンバー内に供給されるガスは、不活性ガスである請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ガス供給部から前記チャンバー内に供給されるガスは、前記被処理基板を処理するための処理ガスである請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
所定の真空度を維持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、
前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングとを備え、
前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施す半導体製造装置において、
前記ウエハステージは、前記チャンバー内に希ガスを供給するためのバック希ガスラインを有し、
前記バック希ガスラインは前記ウエハステージ内で分岐して前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と連通し、
前記バック希ガスラインから前記分岐したラインを通じて前記隙間内に供給され、前記隙間内に滞留する希ガスによって、前記隙間内への反応生成物流入が抑制されることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項７】
前記半導体製造装置は、ドライエッチング装置、アッシング装置またはＣＶＤ装置である請求項１乃至６のうちいずれか1項に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、特に、ドライエッチング装置、アッシング装置あるいはＣＶＤ装置などの、半導体装置を製造するために供されるプラズマ放電を利用した半導体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ放電を利用した半導体製造装置は、半導体プロセスにおける微細加工のためのドライエッチング、フォトレジスト除去のためのアッシングおよび薄膜形成のためのＣＶＤ等の様々な分野で用いられている。そして、半導体素子の微細化やウエハの大口径化に伴い、プラズマ放電を利用した半導体製造装置においてもパーティクルの低減が課題となっている。
【０００３】
従来の半導体製造装置は、チャンバー内のウエハステージ近傍より処理ガスを供給し、ウエハステージ上方からチャンバー内のガスを排気するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、近年の半導体製造装置では、ウエハ面内の均一性の向上のため、ウエハステージの周辺にフォーカスリングを設置し、ウエハ周辺部のプラズマを制御している。例えば、ドライエッチング装置では、フォーカスリングの上下動により、ウエハ表面へ流入するラジカル量を調整し、ドライエッチングにおけるウエハ面内のエッチング速度の均一性を向上している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
以下、従来のドライエッチング装置について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、従来の技術を用いてドライエッチングを行なう際に使用される半導体製造装置の一例の概略構成を示す断面図であり、図１０（ａ）は半導体基板をチャンバー内でドライエッチングしている状態を、図１０（ｂ）は半導体基板をドライエッチングした後のチャンバー内の状態をそれぞれ示している。
【０００６】
図１０において、３５はチャンバー、３６は半導体基板、３７はウエハステージ、３８は上部天板、３９はフォーカスリング、４０はウエハステージおよびフォーカスリングを保持する保持台、４１はガス排出部、４２は反応生成物である。
【０００７】
真空に保持されるチャンバー３５の内部には、被エッチング試料である半導体基板３６を保持すると共に下部電極となるウエハステージ３７が設けられており、このウエハステージ３７の上方に所定の間隔を隔てて設置された上部天板３８を備えている。ウエハステージ３７の周辺にはフォーカスリング３９が設置され、半導体基板３６周辺部のプラズマ状態を制御している。また、ウエハステージ３７とフォーカスリング３９は、保持台４０上に設置されている。チャンバー３５には、ガス供給部（図示せず）と真空排気装置（図示せず）が接続されたガス排出部４１とが設置されている。
【０００８】
ウエハステージ３７および上部天板３８にはマッチングボックス（図示せず）を介して高周波電源（図示せず）が接続され、半導体基板３６のエッチングを行うための電力を供給する。半導体基板３６のエッチングで発生した反応生成物４２は、ガス排出部４１からチャンバー３５外に排出される。このため、図１０（ａ）に示すように、反応生成物４２はチャンバー３５側壁に付着することがなく、チャンバー３５内のパーティクルを低減できる。また、図１０（ｂ）に示すように、半導体基板３６のエッチングが終了すると、チャンバー３５側面に設置されたウエハ導入出部（図示せず）から半導体基板３６がチャンバー３５外に搬出される。
【特許文献１】特開平０５−２６９３７１号公報
【特許文献２】特開平１０−２８０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成では、図１０（ｂ）に示すように、ウエハステージ３７とフォーカスリング３９の間隔が狭いため、この部分での排気がスムーズではなく、ウエハステージ３７とフォーカスリング３９との隙間に反応生成物４２が付着しやすいという問題点を有していた。
【００１０】
さらに、図１０（ｃ）に示すように、半導体基板３６の処理枚数が増加するにつれて、ウエハステージ３７とフォーカスリング３９との隙間に付着する反応生成物４２が蓄積され、これがパーティクル発生源となり、ドライエッチング装置のウエットクリーニング周期を低下させるという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プラズマ放電を利用した半導体製造装置において、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の排気をスムーズにする、あるいはウエハステージとフォーカスリングとの隙間に不活性ガスあるいは処理ガスを供給して、反応生成物をこの隙間に付着させない半導体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の半導体製造装置は、所定の真空度を維持可能なチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングと、前記ウエハステージおよび前記フォーカスリングを保持する保持台とを備え、前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施すように構成される。前記保持台は、前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と前記チャンバー外とを連通させるガス排出孔を有し、前記隙間内に存在する反応生成物を、前記ガス排出孔を通じて前記チャンバー外に排出可能である。
【００１３】
本発明の第２の半導体製造装置は、所定の真空度を維持可能なチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングとを備え、前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施すように構成される。前記フォーカスリングは、前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と前記チャンバー内とを連通させる貫通穴を有し、前記隙間内に存在する反応生成物を、前記貫通穴を通じて前記チャンバー内に排出することが可能である。
【００１４】
本発明の第３の半導体製造装置は、所定の真空度を維持可能なチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングと、前記ウエハステージおよび前記フォーカスリングを保持する保持台とを備え、前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施すように構成される。前記チャンバー内にガスを供給するガス供給部を前記チャンバー外に備え、前記保持台は、前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と前記ガス供給部とを連通させるガス排出孔を有し、前記ガス供給部から前記ガス排出孔を通じて供給されるガスによって、前記隙間内に存在する反応生成物を前記チャンバー内に排出する。
【００１５】
上記構成の第３の半導体製造装置において、前記ガス供給部から前記チャンバー内に供給されるガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の不活性ガスであることが好ましい。
【００１６】
あるいは、前記ガス供給部から前記チャンバー内に供給されるガスは、前記被処理基板を処理するための処理ガスであることが好ましい。
【００１７】
本発明の第４の半導体製造装置は、所定の真空度を維持可能なチャンバーと、前記チャンバー内で被処理基板を支持するウエハステージと、前記ウエハステージの周辺に設置されたフォーカスリングとを備え、前記チャンバー内に発生させたプラズマ放電を利用して、前記ウエハステージ上に載置された前記被処理基板に対して処理を施すように構成される。前記ウエハステージは、前記チャンバー内に希ガスを供給するためのバック希ガスラインを有し、前記バック希ガスラインは前記ウエハステージ内で分岐して前記ウエハステージと前記フォーカスリングとの間の隙間と連通し、前記バック希ガスラインから前記分岐したラインを通じて前記隙間内に供給され、前記隙間内に滞留する希ガスによって、前記隙間内への反応生成物流入が抑制される。
【００１８】
上記構成の第１乃至第４の半導体製造装置において、前記半導体製造装置は、ドライエッチング装置、アッシング装置またはＣＶＤ装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の半導体製造装置によれば、プラズマ放電を利用した半導体製造装置において、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の排気をスムーズにする、あるいはウエハステージとフォーカスリングとの隙間に不活性ガスあるいは処理ガスを供給して、反応生成物をこの隙間に付着させない半導体製造装置を提供することができ、その結果、半導体基板上のパーティクルを低減できるという効果をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る半導体製造装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す断面図である。図１において、１はチャンバー、２は半導体基板、３はウエハステージ、４は上部天板、５はフォーカスリング、６はウエハステージおよびフォーカスリングを保持する保持台、７はガス排出部、８は反応生成物である。９はガス排出孔であり、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間につながるように、保持台６内に設けられている。
【００２２】
なお、以下の説明では一例としてドライエッチング装置を想定した場合について説明するが、他に、例えばアッシング装置あるいはＣＶＤ装置などでプラズマ放電を利用した半導体製造装置であれば、同様の効果が期待できる。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、真空に保持されるチャンバー１の内部には、被エッチング試料である半導体基板２を保持すると共に下部電極として機能するウエハステージ３が設けられている。このウエハステージ３の上方に所定の間隔を隔てて、上部天板４が設置されている。ウエハステージ３の周辺にはフォーカスリング５が設置され、半導体基板１周辺部のプラズマ状態を制御する機能を有する。また、ウエハステージ３とフォーカスリング５は、保持台６上に設置されている。チャンバー１には、ガス供給部（図示せず）と真空排気装置（図示せず）が接続されたガス排出部７が設置されている。
【００２４】
ウエハステージ３および上部天板４にはマッチングボックス（図示せず）を介して高周波電源（図示せず）が接続され、半導体基板２のエッチングを行うことができる。半導体基板２のエッチングで発生した反応生成物８の一部は、チャンバー１に設置したガス排出部７からチャンバー１外に排気される。
【００２５】
一方、図１（ａ）に示すように、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間の近傍に存在する反応生成物８は、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間につながるように保持台６内に設けられたガス排出孔９から、チャンバー１外に排気される。
【００２６】
次に、図１（ｂ）に示すように、半導体基板２のエッチングが終了すると、チャンバー１側面に設置されたウエハ導入出部（図示せず）から半導体基板２がチャンバー１外に搬出される。
【００２７】
図１（ｂ）に示す状態では、反応生成物８の一部はガス排出部７から排気されるため、チャンバー１内壁はクリーンに保たれ、また、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間の近傍に存在する反応生成物８は、保持台６内に設けたガス排出孔９から排気されるため、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間に付着せず、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間もクリーンに保たれる。
【００２８】
さらに、半導体基板１の処理枚数が増加しても、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間に反応生成物が付着して蓄積することは抑制され、ウエハステージ３とフォーカスリング５との隙間は従来技術を用いた場合に比べ、よりクリーンな状態を維持することができる。
【００２９】
図２に、従来技術を用いた場合と、本実施形態を用いた場合について、半導体基板をエッチングした後のチャンバー内のパーティクル数を測定した結果を示す。図２から明らかなように、本実施形態を用いた場合は従来技術を用いた場合に比べ、発生するパーティクル数が１８個低減されている。
【００３０】
以上のとおり、本実施形態によれば、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物は、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間につながるように保持台内に設けたガス排出孔から効率よく排気されるため、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物はウエハステージとフォーカスリングとの隙間に付着せず、パーティクルを効果的に低減できる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す断面図である。図３において、１０はチャンバー、１１は半導体基板、１２はウエハステージ、１３は上部天板、１４はフォーカスリング、１５はウエハステージおよびフォーカスリングを保持する保持台、１６はガス排出部、１７は反応生成物である。フォーカスリング１４には、ウエハステージ１２に対向する面からその反対側の面まで貫通する穴１４ａが設けられている。
【００３２】
なお、以下の説明では、一例としてドライエッチング装置を想定した場合について説明するが、他に、例えばアッシング装置あるいはＣＶＤ装置などでプラズマ放電を利用した半導体製造装置であれば、同様の効果が期待できる。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、真空に保持されるチャンバー１０の内部には、被エッチング試料である半導体基板１１を保持すると共に下部電極となるウエハステージ１２が設けられている。このウエハステージ１２の上方に所定の間隔を隔てて、上部天板１３が設置されている。ウエハステージ１２の周辺には、穴１４ａの開いたフォーカスリング１４が設置され、半導体基板１１周辺部のプラズマ状態を制御している。また、ウエハステージ１２と穴１４ａの開いたフォーカスリング１４は、保持台１５上に設置されている。チャンバー１０には、ガス供給部（図示せず）と真空排気装置（図示せず）が接続されたガス排出部１６が設置されている。
【００３４】
ウエハステージ１２および上部天板１３にはマッチングボックス（図示せず）を介して高周波電源（図示せず）が接続され、半導体基板１０のエッチングを行う。半導体基板１０のエッチングで発生した反応生成物１７の一部は、チャンバー１０に設置したガス排出部１６からチャンバー１０外に排気される。
【００３５】
一方、図３（ａ）に示すように、ウエハステージ１２とフォーカスリング１４との隙間の近傍に存在する反応生成物１７は、フォーカスリング１４に設けられた、ウエハステージ１２に対向する面からその反対側の面まで貫通する穴１４ａを通して、同一チャンバー１０内に放出され、その後、チャンバー１０に設置したガス排出部１６からチャンバー１０外に排気される。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体基板１１のエッチングが終了すると、チャンバー１０側面に設置されたウエハ導入出部（図示せず）から半導体基板１１がチャンバー１０外に搬出される。
【００３７】
また、図３（ｂ）に示す状態では、反応生成物１７の一部はガス排出部１６から排気されるため、チャンバー１０内壁はクリーンに保たれ、また、ウエハステージ１２と穴の開いたフォーカスリング１４との隙間の近傍に存在する反応生成物１７は、フォーカスリング１４の穴１４ａを通して同一チャンバー１０内に放出され、その後、チャンバー１０に設置したガス排出部１６から排気されるため、ウエハステージ１２とフォーカスリング１４との隙間に付着せず、ウエハステージ１２とフォーカスリング１４との隙間もクリーンに保たれる。
【００３８】
さらに、半導体基板１１の処理枚数が増加しても、ウエハステージ１２とフォーカスリング１４との隙間に反応生成物が付着して蓄積することは抑制され、ウエハステージ１２とフォーカスリング１４との隙間は従来技術を用いた場合に比べ、よりクリーンな状態を維持することができる。
【００３９】
図４に、従来技術を用いた場合と、本実施形態を用いた場合について、半導体基板をエッチングした後のチャンバー内のパーティクル数を測定した結果を示す。図４から明らかなように、本実施形態を用いた場合は従来技術を用いた場合に比べ、発生するパーティクル数が１５個低減されている。
【００４０】
以上に述べたように、本実施形態によれば、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物は、フォーカスリングに設けられた穴を通して同一チャンバー内に放出され、その後、チャンバーに設置したガス排出部から効率よく排気されるため、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物はウエハステージとフォーカスリングとの隙間に付着せず、パーティクルを効果的に低減できる。
【００４１】
さらに、本実施形態の場合、フォーカスリングのみを変更することでパーティクルを低減できるため、ウエハステージの改造を伴う第１の実施形態よりもコスト増加を抑制でき、また、フォーカスリングの置き換えのみで従来の半導体製造装置にも適用可能という効果を有する。
【００４２】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す断面図である。
図５において、１８はチャンバー、１９は半導体基板、２０はウエハステージ、２１は上部天板、２２はフォーカスリング、２３はウエハステージおよびフォーカスリングを保持する保持台、２４はガス排出部、２５は反応生成物、２６は保持台２３内に設けられたガス導入孔である。ガス導入孔２６は、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間につながるように設けられている。
【００４３】
なお、以下の説明では一例としてドライエッチング装置を想定した場合について説明するが、他に、例えばアッシング装置あるいはＣＶＤ装置などでプラズマ放電を利用した半導体製造装置であれば、同様の効果が期待できる。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、真空に保持されるチャンバー１８の内部には、被エッチング試料である半導体基板１９を保持すると共に下部電極となるウエハステージ２０が設けられている。このウエハステージ２０の上方に所定の間隔を隔てて、上部天板２１が設置されている。ウエハステージ２０の周辺にはフォーカスリング２２が設置され、半導体基板１９周辺部のプラズマ状態を制御している。また、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２は、保持台２３上に設置されている。チャンバー１８にはガス供給部（図示せず）と真空排気装置（図示せず）が接続されたガス排出部２４が設置されている。
【００４５】
ウエハステージ２０および上部天板２１にはマッチングボックス（図示せず）を介して高周波電源（図示せず）が接続され、半導体基板１９のエッチングを行う。半導体基板１９のエッチングで発生した反応生成物２５の一部は、チャンバー１８に設置したガス排出部２４からチャンバー１８外に排気される。
【００４６】
一方、図５（ａ）に示すように、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間につながるように保持台２３内に設けたガス導入孔２６から、不活性ガス（たとえばＡｒガスを５０ｍｌ／ｍｉｎ導入する）が供給される。ガス導入孔２６から供給される不活性ガスにより、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間の近傍に存在する反応生成物２４は、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２に近づくことができず、ガス排出部２４から排気される。したがって、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間の近傍に存在する反応生成物２４がウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間に付着することはない。
【００４７】
なお、保持台２３内に設けたガス導入孔２６から供給するガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等の不活性ガスを用いることができるが、これに限定されるものではなく、例えば処理ガスでもよい。
【００４８】
次に、図５（ｂ）に示すように、半導体基板１９のエッチングが終了すると、チャンバー１８側面に設置されたウエハ導入出部（図示せず）から半導体基板１９がチャンバー１８外に搬出される。
【００４９】
また、図５（ｂ）に示す状態では、反応生成物２５の一部はガス排出部２４から排気されるため、チャンバー１８内壁はクリーンに保たれ、また、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間の近傍に存在する反応生成物２４は、保持台２３内に設けたガス導入孔２６から噴出されるＡｒガスにより、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２に近づくことができず、ガス排出部２４から排気されるため、ウエハステージ２０やフォーカスリング２２との隙間に付着せず、ウエハステージ２０やフォーカスリング２２との隙間もクリーンに保たれる。
【００５０】
さらに、半導体基板１９の処理枚数が増加しても、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間に反応生成物が付着して蓄積することは抑制され、ウエハステージ２０とフォーカスリング２２との隙間は従来技術を用いた場合に比べ、よりクリーンな状態を維持することができる。
【００５１】
図６に、従来技術を用いた場合と、本実施形態を用いた場合について、半導体基板をエッチングした後のチャンバー内のパーティクル数を測定した結果を示す。図６から明らかなように、本実施形態を用いた場合は従来技術を用いた場合に比べ、発生するパーティクル数が２０個低減されている。
【００５２】
以上に述べたように、本実施形態によれば、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間につながるように保持台内に設けたガス導入孔から不活性ガスが噴出されるため、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物は、効率よくチャンバー内に押し出される。したがって、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物は、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間に付着せず、パーティクルを効果的に低減できる。
【００５３】
また、従来例の構成では、半導体基板のウエハ外周部でのプラズマ不均一性によりエッチング速度が高くなる傾向があるが、本実施形態に基づき、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間につながるように保持台内に設けたガス導入孔からエッチングの処理ガスを供給した場合には、半導体基板の周辺部のプラズマ分布を均一にできる。そのため、図７に示すように、ウエハ外周部でのエッチング速度を均一にすることもできる効果も奏することができる。
【００５４】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係る半導体製造装置の概略構成を示す断面図である。
図８において、２７はチャンバー、２８は半導体基板、２９はウエハステージ、３０は上部天板、３１はフォーカスリング、３２はウエハステージおよびフォーカスリングを保持する保持台、３３はガス排出部、３４は反応生成物である。ウエハステージ２９は、半導体基板の温度制御を行うためのバックＨｅガスライン２９ａを有する。バックＨｅガスライン２９ａは、分岐してウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間に至る分岐路２９ｂが形成されており、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間にＨｅガスを滞留させることができるようになっている。
【００５５】
なお、以下の説明では、一例としてドライエッチング装置を想定した場合について説明するが、他に、例えばアッシング装置あるいはＣＶＤ装置などでプラズマ放電を利用した半導体製造装置であれば、同様の効果が期待できる。
【００５６】
図８（ａ）に示すように、真空に保持されるチャンバー２７の内部には、被エッチング試料である半導体基板２８を保持すると共に下部電極となるウエハステージ２９が設けられている。このウエハステージ２９は、さらに半導体基板の温度制御を行うためのバックＨｅガスライン２９ａを有し、バックＨｅガスライン２９ａは分岐してウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間に至る分岐路２９ｂが形成されている。分岐路２９ｂを介して、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間にＨｅガスを滞留できる構造になっている。また、このウエハステージ２９の上方に所定の間隔を隔てて、上部天板３０が設置されている。ウエハステージ２９の周辺にはフォーカスリング３１が設置され、半導体基板２８周辺部のプラズマ状態を制御している。また、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１は、保持台３２上に設置されている。チャンバー２７には、ガス供給部（図示せず）と真空排気装置（図示せず）が接続されたガス排出部３３が設置されている。
【００５７】
ウエハステージ２９および上部天板３０にはマッチングボックス（図示せず）を介して高周波電源（図示せず）が接続され、半導体基板２８のエッチングを行う。半導体基板２８のエッチングで発生した反応生成物３４の一部は、チャンバー２７に設置したガス排出部３３からチャンバー２７外に排気される。
【００５８】
一方、図８（ａ）に示すように、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間の近傍に存在する反応生成物３４は、分岐路２９ｂを経由してウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間に滞留するように流出されるバックＨｅ（たとえばＨｅガスを１０ｍｌ／ｍｉｎ流出する）により、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１に近づくことができず、ガス排出部３３から排気される。したがって、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間の近傍に存在する反応生成物３４が、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間に付着することはない。
【００５９】
次に、図８（ｂ）に示すように、半導体基板２８のエッチングが終了すると、チャンバー２７側面に設置されたウエハ導入出部（図示せず）から半導体基板２８がチャンバー２７外に搬出される。
【００６０】
また、図８（ｂ）に示す状態では、反応生成物３４の一部はガス排出部３３から排気されるため、チャンバー２７内壁はクリーンに保たれ、また、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間の近傍に存在する反応生成物３４は、分岐路２９ｂから流出して滞留するＨｅガスにより、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１に近づくことができず、ガス排出部３３から排気されるため、ウエハステージ２９やフォーカスリング３１との隙間に付着せず、ウエハステージ２９やフォーカスリング３１との隙間もクリーンに保たれる。
【００６１】
さらに、半導体基板２８の処理枚数が増加しても、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間に反応生成物が付着して蓄積することは抑制され、ウエハステージ２９とフォーカスリング３１との隙間は従来技術を用いた場合に比べ、よりクリーンな状態を維持することができる。
【００６２】
図９に、従来技術を用いた場合と、本実施形態を用いた場合について、半導体基板をエッチングした後のチャンバー内のパーティクル数を測定した結果を示す。図９から明らかなように、本実施形態を用いた場合は従来技術を用いた場合に比べ、発生するパーティクル数が２０個低減されている。
【００６３】
以上に述べたように、本実施形態によれば、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間に、ウエハステージ内のバックＨｅガスラインから分岐してウエハステージとフォーカスリングとの隙間に至る分岐路から、Ｈｅガスが流出して滞留する。したがって、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間の近傍に存在する反応生成物がウエハステージとフォーカスリングとの隙間に近づくことができないため、この隙間に付着せず排気される。その結果、パーティクルを効果的に低減できる。
【００６４】
さらに、本実施形態の場合、フォーカスリングのみを変更することでパーティクルを低減できるため、ウエハステージの改造を伴う第１の実施形態よりもコスト増加を抑制でき、また、フォーカスリングの置き換えのみで従来の半導体製造装置にも適用可能という効果を有する。
【００６５】
なお、本実施形態では、半導体基板の温度制御を行うためにバックＨｅガスラインを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、Ａｒ、Ｘｅ等の他の希ガスを用いても同様に本実施形態の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の半導体製造装置は、ウエハステージとフォーカスリングとの隙間に反応生成物を付着させず、パーティクルを低減できるものであり、特に、ドライエッチング装置、アッシング装置あるいはＣＶＤ装置などの、半導体装置を製造するために供されるプラズマ放電を利用した半導体製造装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態における半導体製造装置を示す断面図である。
【図２】同実施形態と従来例の場合のチャンバー内パーティクル数を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における半導体製造装置を示す断面図である。
【図４】同実施形態と従来例の場合のチャンバー内パーティクル数を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における半導体製造装置を示す断面図である。
【図６】同実施形態と従来例の場合のチャンバー内パーティクル数を示す図である。
【図７】従来例と第３の実施形態の場合のエッチング速度の分布を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態における半導体製造装置を示す断面図である。
【図９】同実施形態と従来例の場合のチャンバー内パーティクル数を示す図である。
【図１０】従来技術における半導体製造装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、１０、１８、２７、３５  チャンバー
２、１１、１９、２８、３６  半導体基板
３、１２、２０、２９、３７  ウエハステージ
４、２１、３０、３８  上部天板
５、１４、２２、３１、３９ フォーカスリング
６、１５、２３、３２、４０ 保持台
７、１６、２４、３３、４１  ガス排出部
８、１７、２５、３４、４２  反応生成物
９  ガス排出孔
１３  上部天板
１４ａ  穴
２６  ガス導入孔
２９ａ  バックＨｅガスライン
２９ｂ  分岐路
【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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