(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英プレートで上面を構成する真空容器と、前記真空容器の内部の空気を排気する真空排気手段と、前記石英プレート上に配置された誘導結合プラズマ発生用のコイルと、前記真空容器内に配置されかつ前記コイルと対向して設けられる電極と、前記真空容器のガス供給口にガスを供給してガス吹き出し口から前記真空容器の内部にガスを充填するガス供給手段とを有するプラズマ処理装置であって、
前記真空容器は前記石英プレートとの間に上蓋を有し、かつ、前記上蓋は、前記ガス供給口からガス溜まりを介して前記ガス吹き出し口に至るガス経路を有すると共に、一体のもので構成され、前記ガス溜まりは前記上蓋の上端面から凹入形成されかつその上端部に弾性体を装着するとともに前記弾性体を前記石英プレートに接触させることで前記ガス溜まりを密封したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体や液晶表示素子（ＬＣＤ）の製造に用いられるドライエッチング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装置等のＩＣＰ（Inductive Coupled Plasuma ：誘導結合プラズマ）方式処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体製造装置におけるシリコン基板のプラズマ処理装置において、微細加工性能の要求からＩＣＰ方式が用いられている。
【０００３】
図２に従来のＩＣＰ方式ドライエッチング装置の構成を示す。図２において、１は真空容器、２は真空容器１内の空気を排気する真空排気ポンプである。３は真空容器１の上面を構成する石英プレート４上に載置されたコイルで、中心に高周波電源５が接続され、外周端はアース６に接続されている。
【０００４】
７は真空容器１の上蓋で、その上面にＯリング８を介して上記石英プレート４が載置されている。この上蓋７の外周面にガス供給口９が形成され、内周面に沿ってガス供給口９と連通するガス溜まり１０が形成されている。１１は、上蓋７の内周面に取付けられてガス溜まり１０の内周面を形成するガス拡散リングで、その内周面とガス溜まり１０を連通する複数のガス吹き出し口１２が貫通形成されている。
【０００５】
１３は被処理基板であるシリコンウエハである。１４は下部電極で、絶縁板１５上に載置されており、端子１６を通じてコンデンサ１７、高周波電源１８に接続されている。下部電極１４の外周には絶縁リング１９が配設されている。また、下部電極１４の内部には冷却水路２０が形成され、冷却水を循環するように構成されている。
【０００６】
以上のように構成されたドライエッチング装置の動作について説明する。まず、シリンコンウエハ１３を下部電極１４上に載せ、真空ポンプ２で真空容器１内の空気を排気する。次いで、ガス供給口９から微量のエッチングガスを導入し、ガス溜まり１０及びガス吹き出し口１２を通って真空容器１内に均一に拡散させる。そして、高周波電源５、１８により高周波を印加して真空容器１中にプラズマを作り、シリコンウエハ１３をエッチングする。
【０００７】
プラズマは高温なので、エッチングの間にシリコンウエハ１３を同時に加熱することになるが、シリコンウエハ１３の熱は冷却水路２０の冷却水により冷却された下部電極１４に伝わって放熱されるので、シリコンウエハ１３がプラズマの熱で過熱してレジストが変質し、エッチング不良になるのが防止される。また、シリコンウエハ１３の温度が一定に保たれることによって、エッチング特性が良好に保持されている。
【０００８】
エッチング処理後、反応生成物が付着した場合は、ガス拡散リング１１を外し、ガス溜まり１０をメンテナンスしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、ＩＣＰの誘導結合によりガス拡散リング１１と上蓋７の接触部分で電位差が生じ、放電が起こってガス拡散リング１１と上蓋７の間のガス溜まり１０部分を腐食させていた。
【００１０】
その結果、腐食して部材より遊離した微粒子がガスとともにガス吹き出し口１２から被処理基板のエッチング面に飛散し、エッチング不良を起こすという問題があった。特に、ハロゲン化物ガスを用いた場合にはダスト発生によるエッチング不良が顕著に現れる。そして、腐食してしまったガス拡散リング１１と上蓋７は交換する必要があり、メンテナンスの頻度が高くなっていた。
【００１１】
また、上蓋７のガス溜まり１０を密閉構造としていないので、上蓋７とガス拡散リング１１の間よりガスが抜け、均一なガス導入を行えないという問題も有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、処理不良が少なく、メンテナンス頻度を低くでき、均一なガス導入を安定して行うことができるプラズマ処理装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理装置は、石英プレートで上面を構成する真空容器と、前記真空容器の内部の空気を排気する真空排気手段と、前記石英プレート上に配置された誘導結合プラズマ発生用のコイルと、前記真空容器内に配置されかつ前記コイルと対向して設けられる電極と、前記真空容器のガス供給口にガスを供給してガス吹き出し口から前記真空容器の内部にガスを充填するガス供給手段とを有するプラズマ処理装置であって、前記真空容器は前記石英プレートとの間に上蓋を有し、かつ、前記上蓋は、前記ガス供給口からガス溜まりを介して前記ガス吹き出し口に至るガス経路を有すると共に、一体のもので構成され、前記ガス溜まりは前記上蓋の上端面から凹入形成されかつその上端部に弾性体を装着するとともに前記弾性体を前記石英プレートに接触させることで前記ガス溜まりを密封したものであり、２部材の接触部分で放電が起こってガス溜まりを腐食させるということがなく、腐食によって遊離した微粒子がガスとともに被処理基板表面に飛散して表面処理不良を発生するのを防止できるとともに、メンテナンス頻度を低くできる。
【００１４】
また、ガス溜まりは上蓋の上端面から凹入形成されかつその上端部に弾性体を装着するとともに弾性体を石英プレートに接触させることでガス溜まりを密封しているので、ガス溜まりからガスが抜けることがないので、均一なガス導入を安定して行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＩＣＰ方式処理装置の一実施形態について、図１を参照して説明する。なお、図２を参照して説明した従来例と同一の構成要素については同一参照番号を付してその説明を援用し、ここでは相違点のみを説明する。
【００１６】
本実施形態では、ガス溜まり１０とガス吹き出し口１２の部分の構成が、従来例と次のように異なっている。本実施形態では、ガス拡散リング１１が無く、上蓋７の内周面と外周面の間にガス溜まり１０が上端面から凹入形成されるとともに、上蓋７の内周面に複数のガス吹き出し口１２が形成されてガス溜まり１０と連通されている。また、ガス溜まり１０と石英プレート４を密閉するため、Ｏリング２１がガス溜まり１０の上端部に装着されている。
【００１７】
次に、以上の構成のＩＣＰ方式処理装置によるエッチング処理動作について説明する。まず被処理基板であるシリンコンウエハ１３を下部電極１４の上に載せ、真空ポンプ２で真空容器１の空気を排気する。次いで、ガス供給口９から導入された微量のエッチングガスは、ガス溜まり１０及びガス吹き出し口１２を通って真空容器１の中へ均一に拡散する。そして、高周波電源５と１８により高周波電圧を印加して真空容器１中にプラズマを作り、シリコンウエハ１３をエッチングする。
【００１８】
このとき、ガス供給口９からガス吹き出し口１２までは上蓋７のみから成る一体構造になっているので、この部分にはＩＣＰによる誘導結合が発生せず、ガス溜まり１０及びガス吹き出し口１２に腐食が発生しない。
【００１９】
また、ガス溜まり１０はＯリング２１により密封されているので、ガスはガス吹き出し口１２からしか真空容器１内に導入されず、均一なガス導入を安定して行うことができる。
【００２０】
また、エッチング処理後反応生成物が付着した場合は、Ｏリング２１を外して容易にガス溜まり１０のメンテナンスを行うことができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、ドライエッチング処理の例を説明したが、ドライエッチング装置のみならず、スパッタ装置やＣＶＤ装置においても同様に実施可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置によれば、以上のように真空容器におけるガス供給口からガス溜まりを介してガス吹き出し口に至るガス経路を一体のもので構成したので、２部材の接触部分で放電が起こってガス溜まりを腐食させるということがなく、腐食によって遊離した微粒子がガスとともに被処理基板表面に飛散して表面処理不良を発生するのを防止できるとともに、メンテナンス頻度を低くできる。
【００２３】
また、ガス溜まりは上蓋の上端面から凹入形成されかつその上端部に弾性体を装着するとともに弾性体を石英プレートに接触させることでガス溜まりを密封しているので、ガス溜まりからガスが抜けることがないので、均一なガス導入を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】従来例のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  真空容器
２  真空ポンプ
３  コイル
７  上蓋
９  ガス供給口
１０  ガス溜まり
１２  ガス吹き出し口
１４  下部電極
２１  Ｏリング（弾性体）
【図１】
0004044218.tif 000002
【図２】
0004044218.tif 000003