【手続補正書】
【提出日】平成20年6月23日(2008.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第１電極および第２電極と、
前記第１電極または第２電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給ユニットと、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと
を具備し、前記第１電極および第２電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板の所定の層をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記第１電極または第２電極に直流電圧または交流電圧を印加する電源をさらに具備し、
前記電源の一方の極が前記第１電極または第２電極に接続され、他方の極が前記処理容器内の所定の部材に接続され、
前記電源からの印加電圧、印加電流および印加電力のいずれかを制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記所定の部材は、処理容器内に存在する絶縁部材に埋設された導体、または処理容器の壁部を構成する部材、または前記第２電極上の被処理基板周縁に載置された補正リングであ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】
他の直流電源をさらに有し、前記他の直流電源の一方の極が前記第１電極および第２電極のうち前記直流電源が接続されていない電極に接続され、他方の極が前記所定の部材または前記所定の部材から絶縁された他の所定の部材に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記他の直流電源が接続される前記他の所定の部材は、処理容器内に存在する絶縁部材に埋設された導体、または処理容器の壁部を構成する部材、または前記第２電極上の被処理基板周縁に載置された補正リング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】
被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第１電極および第２電極と、
前記第１電極または第２電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給ユニットと、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと
を具備し、前記第１電極および第２電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板の所定の層をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内の所定の部材に直流電圧または交流電圧を印加する電源をさらに具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記直流電圧または交流電圧は、パルス状または変調されたものであ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】
前記所定の部材は、処理容器内に存在する絶縁部材に埋設された導体、または処理容器の壁部を構成する部材であ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８】
前記電源の極を前記所定の部材に接続し、他方の極を前記処理容器内の前記所定の部材から絶縁された他の所定の部材に接続す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９】
前記所定の部材および前記他の所定の部材は、処理容器内に存在する絶縁部材に埋設された導体、または処理容器の壁部を構成する部材であることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は被処理体を載置する下部電極であり、前記第２電極上方の被処理基板の外周部の被処理基板に隣接した位置に設置された冷却可能な冷却リングと、その外側または上側に設置された補正リングとを有し、前記補正リングが直流電圧または交流電圧が印加される前記所定の部材として機能す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１１】
前記冷却リングは、前記冷却リングと前記第２電極との間に放熱性が良好な部材を配置するか、または前記冷却リングと前記第２電極との間に熱伝達ガスを流すことにより冷却されることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記冷却リングの温度を計測する温度計測機構と、前記冷却リングを冷却する冷却部と、冷却部による前記内側リングの冷却を制御する冷却制御部とをさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記第２電極には高周波電力が供給され、前記補正リングへの給電は、前記第２電極を介して行われ、前記冷却リングと前記第２電極の間には誘電体部材が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は被処理体を載置する下部電極であり、前記第２電極上方の被処理基板の外周部の被処理基板に隣接した位置に設置された第１補正リングと、その外側または上側に設置された第２補正リングとを有し、前記第１補正リングおよび第２補正リングが直流電圧または交流電圧が印加される前記所定の部材として機能す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１５】
前記第１補正リングと前記第２補正リングに印加する電圧は、それぞれ独立に変化させることが可能であることを特徴とする請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記第１補正リングと前記第２補正リングには、それぞれ異なる電源から電圧が印加されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記第１補正リングと前記第２補正リングには、それぞれ単一の電源の一方の極および他方の極が接続されることを特徴とする請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記第１補正リングは冷却されることを特徴とする請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は被処理体を載置する下部電極であり、前記第２電極上方の被処理基板の外周部の被処理基板に隣接した位置に設置された冷却可能な冷却リングと、その外側または上側に設置された補正リングとを有し、前記冷却リングと前記補正リングの少なくとも一方が直流電圧または交流電圧が印加される前記所定の部材として機能す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２０】
被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第１電極および第２電極と、
前記第１電極または第２電極にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電力供給ユニットと、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットとを具備し、前記第１電極および第２電極との間に処理ガスのプラズマを生成して被処理基板の所定の層をプラズマ処理するプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
プラズマを形成する際に、前記処理容器内の所定の部材に直流電圧または交
流電圧を印加することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２１】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項２０に記載のプラズマ処理方法が行われるように、プラズマ処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
また、プラズマ処理時の一部の期間において、図１９に示すように、第２スイッチ５３ｂをオフにし、ＧＮＤブロック９１をフローティング状態としてもよい。このとき、直流電子電流は、プラズマを介して上部電極３４から導電性補助部材９１ｂに流入する（正イオン電流の流れの向きは逆となる）。このときＧＮＤブロック９１にはセルフバイアス電圧がかかり、その分のエネルギーをもって正イオンが入射され、プラズマ処理時にＧＮＤブロック９１をクリーニングすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３４９】
【図１】本発明の実施形態１に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図。
【図２】図１のプラズマ処理装置において第１の高周波電源に接続された整合器の構造を示す図。
【図３】図１のプラズマ処理装置において、上部電極に直流電圧を印加した際のＶｄｃおよびプラズマシース厚の変化を示す図。
【図４】図１のプラズマ処理装置において、上部電極に直流電圧を印加した場合と印加しない場合とのプラズマ状態を比較して示す図。
【図５】図１のプラズマ処理装置において、プラズマを検出する検出器を設けた状態を示す断面図。
【図６】図１のプラズマ処理装置により上部電極に印加する直流電圧を変化させてＳｉＯ２膜をエッチングした際におけるフォトレジスト膜のエッチレート、ＳｉＯ２膜のエッチレート、およびフォトレジスト膜に対するＳｉＯ２膜の選択比を示すグラフ。
【図７】連続エッチングプロセスが適用される多層膜の一例を示す図。
【図８】図１のプラズマ処理装置において、上部電極に直流電圧を印加した際のプラズマポテンシャル波形の変化を示す図。
【図９】図１のプラズマエッチング装置において、印加する直流電圧を変化させた場合の電子密度およびその分布の変化を示す図。
【図１０】図９のエッチングにおいて、各直流電圧におけるセンターとエッジのエッチング状態を模式的に示す図。
【図１１】上部電極表面における自己バイアス電圧と、印加する直流電圧との関係を示す図。
【図１２】図１のプラズマエッチング装置において、プラズマを検出する検出器を設けた状態を示す断面図。
【図１３】図１のプラズマエッチング装置において、上部電極へ直流電圧を印加する際に異常放電を抑制するための波形を示す図。
【図１４】ＧＮＤブロックの他の配置例を示す概略図。
【図１５】ＧＮＤブロックのさらに他の配置例を示す概略図。
【図１６】ＧＮＤブロックの付着物防止例を説明するための図。
【図１７】ＧＮＤブロックの付着物を除去可能な装置構成の一例を示す概略図。
【図１８】図１７の装置におけるプラズマエッチング時における状態とクリーニング時における状態を説明するための概略図。
【図１９】図１７の装置におけるプラズマエッチング時における他の状態を示す概略図。
【図２０】ＧＮＤブロックの付着物を除去可能な装置構成の他の例を示す概略図。
【図２１】図２０の装置におけるプラズマエッチング時における状態とクリーニング時における状態を説明するための概略図。
【図２２】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックの一例を示す模式図。
【図２３】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックの他の例を示す模式図。
【図２４】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２５】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２６】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２７】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２８】ＲＦプラズマおよびＤＣプラズマにおける電子温度分布を示す図。
【図２９】高周波電力のみでプラズマを形成した場合と直流電圧も印加した場合における電子温度分布を示す図。
【図３０】バイアス高周波電力の周波数が２ＭＨｚの場合と１３．５６ＭＨｚの場合におけるイオンの追従性を説明するための図。
【図３１】バイアス高周波電力の周波数が２ＭＨｚの場合と１３．５６ＭＨｚの場合におけるイオンエネルギー分布を示す図。
【図３２】図１のプラズマエッチング装置によりエッチングを行う際におけるエッチング対象となり得るウエハの断面構造の一例を示す模式図。
【図３３】図１のプラズマエッチング装置によりエッチングを行う際におけるエッチング対象となり得るウエハの断面構造の他の例を示す模式図。
【図３４】本発明の実施形態２に係るプラズマエッチング装置を示す概略断面図。
【図３５】図３４のプラズマエッチング装置の要部の構成を示す概略断面図。
【図３６】図３４のプラズマエッチング装置におけるプラズマ生成手段の要部の等価回路を示す回路図。
【図３７】図３４のプラズマエッチング装置における可変コンデンサのキャパシタンスの値と、電界強度比率との関係を示す図。
【図３８】図３４のプラズマエッチング装置の上部電極への直流電圧印加の変形例を示す図。
【図３９】図３４のプラズマエッチング装置の上部電極への直流電圧印加の他の変形例を示す図。
【図４０】本発明の実施形態３に係るプラズマエッチング装置を示す概略断面図。
【図４１】本発明の実施形態３に係るプラズマエッチング装置を示す概略断面図。
【図４２】図４１のプラズマエッチング装置において、上部電極に直流電圧を印加した際のＶｄｃおよびプラズマシース厚の変化を示す図。
【図４３】図４１のプラズマエッチング装置において、ＨＡＲＣエッチングの条件を用い、印加する直流電圧を変化させた場合の電子密度の変化を示す図。
【図４４】図４１のプラズマエッチング装置において、Ｖｉａエッチングの条件を用い、印加する直流電圧を変化させた場合の電子密度の変化を示す図。
【図４５】上記ＨＡＲＣエッチングで、第１の高周波電力を３０００Ｗ、第２の高周波電力を４０００Ｗにした場合のウエハ径方向の電子密度分布を示す図。
【図４６】トレンチエッチングの条件を用い、直流電圧を印加した場合と印加しない場合とでウエハ径方向の電子密度分布を測定した結果を示す図。
【図４７】図４１のプラズマエッチング装置における、上部電極の電気的状態を表す図。
【図４８】図４１のプラズマエッチング装置における、上部電極の電気的状態を表す図。
【図４９】図４１のプラズマエッチング装置における、上部電極の電気的状態を表す図。
【図５０】図４１のプラズマエッチング装置において、プラズマを検出する検出器を設けた状態を示す断面図。
【図５１】ＧＮＤブロックの他の配置例を示す概略図。
【図５２】ＧＮＤブロックのさらに他の配置例を示す概略図。
【図５３】ＧＮＤブロックの付着物を除去可能な装置構成の一例を示す概略図。
【図５４】図５３の装置におけるプラズマエッチング時における状態とクリーニング時における状態を説明するための概略図。
【図５５】図５３の装置におけるプラズマエッチング時における他の状態を示す概略図。
【図５６】ＧＮＤブロックの付着物を除去可能な装置構成の他の例を示す概略図。
【図５７】図５６の装置におけるプラズマエッチング時における状態とクリーニング時における状態を説明するための概略図。
【図５８】本発明の実施形態４に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図５９】本発明の実施形態５に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６０】本発明の実施形態６に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６１】本発明の実施形態７に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６２】本発明の実施形態８に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６３】本発明の実施形態９に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６４】本発明の実施形態１０に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６５】本発明の実施形態１１に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６６】本発明の実施形態１２に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６７】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６８】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置と対比すべき従来のプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図６９】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置の変形例の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７０】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置の他の変形例の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７１】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置の他の変形例の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７２】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置のさらに他の変形例の要部を示す概略断面図。
【図７３】本発明の実施形態１３に係るプラズマエッチング装置のさらにまた他の変形例の要部を示す概略断面図。
【図７４】本発明の実施形態１４に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７５】本発明の実施形態１４に係るプラズマエッチング装置の変形例の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７６】本発明の実施形態１５に係るプラズマエッチング装置の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７７】本発明の実施形態１５に係るプラズマエッチング装置の変形例の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７８】本発明の実施形態１５に係るプラズマエッチング装置の他の変形例の要部を簡略化して示す概略断面図。
【図７９】本発明の実施形態１６に係るプラズマエッチング装置の例を示す断面図。
【図８０】本発明の実施形態１７に係るプラズマエッチング装置の例を示す断面図。
【図８１】本発明の適用が可能な他のタイプのプラズマエッチング装置の例を示す断面図。
【図８２】本発明の適用が可能なさらに他のタイプのプラズマエッチング装置の例を示す概略図。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2006270019.tif 000001
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2006270019.tif 000002
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2006270019.tif 000003