JP2001210628A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波誘導方式でプラズマ処理する場合であ
っても，プラズマを偏りなくかつ安定したものとする。 【解決手段】 高周波アンテナ６に高周波電力を印加し
て処理室２ａ内に誘導プラズマを励起して，載置台４上
の半導体ウエハＷに対してプラズマ処理を施す装置にお
いて，処理容器２の上部の絶縁材５と，その外壁面に配
置されている高周波アンテナ６との間に静電シールド材
１０２を設ける。

Description

【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】従来より，被処理体，例えば半導体ウエ
ハ（以下，「ウエハ」という）などを処理室内において
プラズマ処理するための装置として，高周波（ＲＦ）を
用いた平行平板形のプラズマ処理装置が広く採用されて
おり，いずれか一方の電極又は両方の電極に高周波を印
加することにより，両電極間にプラズマを発生させ，こ
のプラズマと被処理体との間の自己バイアス電位差によ
り，被処理体の処理面にプラズマ流を入射させ，例えば
エッチング処理を行うように構成されている。

【０００３】しかしながら，前記の平行平板型プラズマ
処理装置の如き従来型のプラズマ処理装置では，半導体
デバイスの超高集積化に伴って要求されるサブミクロン
単位，さらにサブハーフミクロン単位の超微細加工を実
施することは困難である。すなわち，かかるプロセスを
プラズマ処理装置により実施するためには，低圧雰囲気
において，高密度のプラズマを高い精度で制御すること
が重要であり，しかもそのプラズマは大口径ウエハにも
対応できるように，大面積で高均一なものであることが
必要である。また電極を用いたプラズマ処理装置では，
プラズマ発生時に電極自体が重金属汚染の発生源となっ
てしまい，特に超微細加工が要求される場合には問題と
なっていた。

【０００４】このような技術的要求に対して，マグネト
ロンプラズマを用いたエッチングや成膜手段があるが，
ダメージ等の点で改善の余地がある。そこでダメージレ
スの新しいプラズマソースを確立するべく，これまでに
も多くのアプローチが様々な角度からなされてきてお
り，例えば欧州特許公開明細書第３７９８２８号には，
高周波アンテナを用いる高周波誘導プラズマ発生装置が
開示されている。この高周波誘導プラズマ発生装置は，
ウエハ載置台と対向する処理室の一面を石英ガラスなど
の絶縁体で構成して，その外壁面にたとえば渦巻きコイ
ルからなる高周波アンテナを取り付け，この高周波アン
テナに高周波電力を印加することにより処理室内に高周
波電磁場を形成し，この電磁場空間内を流れる電子を処
理ガスの中性粒子に衝突させてガスを電離させ，プラズ
マを生成するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで，前記のよう
な高周波誘導方式のプラズマ処理装置を用いてプラズマ
処理を行う場合，均一なプラズマ処理を得るためには，
プラズマに対する電場の影響を遮断して，プラズマが偏
りなくかつ安定したものであることが重要である。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり，その目的とするところは，高周波誘導プラズマ処
理装置を用いた場合であっても，プラズマを偏りなくか
つ安定したものとして，均一なプラズマ処理が可能なプ
ラズマ処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め，請求項１によれば，高周波アンテナに高周波電力を
印加して処理室内に誘導プラズマを励起して，前記処理
室内の被処理体に対して処理を施すプラズマ処理装置で
あって，処理室を形成する処理容器と，前記処理容器の
天板部に気密に設けられた絶縁材と，前記絶縁材の外壁
面に配置された前記高周波アンテナと，前記高周波アン
テナと前記絶縁材との間に設けられた静電シールド材と
を有することを特徴とする，プラズマ処理装置が提供さ
れる。

【０００８】また請求項２によれば，高周波アンテナに
高周波電力を印加して処理室内に誘導プラズマを励起し
て，前記処理室内の被処理体に対して処理を施すプラズ
マ処理装置であって，処理室を形成する処理容器と，前
記処理容器の天板部に気密に設けられた絶縁材と，前記
絶縁材の外壁面に配置された前記高周波アンテナと，前
記処理容器の内側に設けられた静電シールド材と，を有
することを特徴とする，プラズマ処理装置が提供され
る。

【０００９】さらに請求項３によれば，高周波アンテナ
に高周波電力を印加して処理室内に誘導プラズマを励起
して，前記処理室内の被処理体に対して処理を施すプラ
ズマ処理装置であって，処理室を形成する処理容器と，
前記処理容器の天板部に気密に設けられた絶縁材と，前
記絶縁材の外壁面に配置された前記高周波アンテナと，
前記絶縁材の内部に封入された静電シールド材と，を有
することを特徴とする，プラズマ処理装置が提供され
る。

【００１０】また請求項４によれば，高周波アンテナに
高周波電力を印加して処理室内に誘導プラズマを励起し
て，前記処理室内の被処理体に対して処理を施すプラズ
マ処理装置であって，処理室を形成する処理容器と，前
記処理容器の天板部に気密に設けられた絶縁材と，前記
絶縁材の外壁面に配置された前記高周波アンテナと，前
記絶縁材の上部に形成された凹部内に収納された静電シ
ールド材と，を有することを特徴とする，プラズマ処理
装置が提供される。

【００１１】前記静電シールド材は，前記処理容器と同
電位であってもよく，また前記処理容器と同一材質から
なっていてもよい。前記静電シールド材は，例えばＳｉ
から構成できる。

【００１２】前記静電シールド材は，スリットを隔てて
シールド板が集合して構成されていてもよく，この場
合，前記シールド板は，板を複数等分割されたものであ
ったり，さらにまた前記シールド板自体は，サブスリッ
トを有するようにしてもよい。

【００１３】本発明によれば，静電シールドによってプ
ラズマに対する電場の影響を遮断すると共に，うず電流
の発生を防止して，プラズマの偏り，ねじれを防止し
て，安定した均一なプラズマを発生させることが可能で
あり，プラズマ処理の均一性が向上するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら本
発明に基づいて構成されたプラズマ処理装置の好適な実
施形態について説明すると，図１に示すプラズマエッチ
ング装置１は，実施の形態の前提となる装置を示し，導
電性材料，例えばアルミニウムなどからなる円筒あるい
は矩形の角筒状に成形された処理容器２を有しており，
所定のエッチング処理は，この処理容器２内に形成され
る処理室２ａ内で行われる。

【００１５】前記処理容器２は接地されており，さらに
その底部にはセラミックなどの絶縁板３を介して，被処
理体，例えば半導体ウエハＷを載置するための略円柱状
の載置台４が設けられている。また載置台４の前記ウエ
ハＷの載置面とほぼ対向する処理容器２の天板部には，
例えば石英ガラスやセラミックからなる絶縁材５が気密
に設けられており，この絶縁材５の外壁面には導体，例
えば銅板，アルミニウム，ステンレスなどを渦巻き状，
コイル状，あるいはループ状に形成した高周波アンテナ
６が配置されている。このアンテナ６はプラズマを発生
するためのアンテナ作用を呈する機能が有ればよく，周
波数が高くなると１ターンでも良い。

【００１６】この高周波アンテナ６の両端子，即ち端子
６ａおよび端子６ｂ間には，図２にも示すように，それ
ぞれの端子６ａ，６ｂがマッチング回路８を介してプラ
ズマ生成用の高周波電源７に接続されている。したがっ
て，マッチング回路８によって電流の値を調整すること
により，アンテナ６を流れる電流の大きさに応じた交番
電界，即ちプラズマ密度を調整することが可能となって
いる。

【００１７】前記載置台４は，アルミニウムなどにより
円柱状に成形されたサセプタ支持台４ａと，この上にボ
ルト４ｂなどにより着脱自在に設けられたアルミニウム
などよりなるサセプタ４ｃとによって主に構成されてい
る。このようにサセプタ４ｃを着脱自在に構成すること
により，メンテナンスなどを容易に実施することができ
る。

【００１８】前記サセプタ支持台４ａには，温度調節手
段，例えば冷却ジャケット１１が設けられており，この
ジャケット１１には例えば液体窒素などの冷媒が冷媒源
１２より冷媒導入管１３を介して導入される。そして冷
却ジャケット１１内を循環した際の熱交換作用により気
化した液体窒素は，冷媒排出管１４より処理容器２外へ
排出される。かかる構成により，例えば−１９６℃の液
体窒素の冷熱が冷却ジャケット１１からサセプタ４ｃを
介して半導体ウエハＷにまで伝熱され，その処理面を所
望する温度まで冷却することが可能である。

【００１９】また略円柱形状に成形された前記サセプタ
４ｃ上面のウエハ載置部には，静電チャック１５がウエ
ハ面積と略同面積で形成されている。この静電チャック
１５は，例えば２枚の高分子ポリイミドフィルム間に銅
箔などの導電膜１６を絶縁状態で挟み込むことにより形
成され，この導電膜１６はリード線により可変直流高圧
電源１７に接続されている。したがってこの導電膜１６
に高電圧を印加することによって，前記静電チャック１
５の上面に，半導体ウエハＷをクーロン力によって吸着
保持することが可能なように構成されている。

【００２０】さらに前記静電チャック１５と冷却ジャケ
ット１１との間のサセプタ４ｃ下部には，温調用ヒータ
１８が設けられており，この温調用ヒータ１８へ電力源
１９から供給される電力を調整することにより，前記冷
却ジャケット１１からの冷熱の伝導を制御して，半導体
ウエハＷの被処理面の温度調節を行うことができるよう
に構成されている。

【００２１】前記サセプタ支持台４ａおよびサセプタ４
ｃには，これらを貫通してＨｅなどの熱伝達ガス（バッ
ククーリングガス）を，ガス源２０から半導体ウエハＷ
の裏面やサセプタ４ｃを構成する各部材の接合部などに
供給するための，ガス流路２１が形成されている。また
前記サセプタ４ｃの上端周縁部には，半導体ウエハＷを
囲むように環状のフォーカスリング２２が配置されてい
る。このフォーカスリング２２は反応性イオンを引き寄
せない高抵抗体，例えばセラミックや石英ガラスなどか
らなり，反応性イオンを内側の半導体ウエハＷにだけ効
果的に入射せしめるように作用する。

【００２２】さらに前記サセプタ４ｃには，マッチング
用コンデンサ２３を介して高周波電源２４が接続されて
おり，処理時には例えば２ＭＨｚの高周波電力をサセプ
タ４ｃに印加することにより，プラズマとの間にバイア
ス電位を生じさせプラズマ流を被処理体の処理面に効果
的に引き寄せることが可能である。

【００２３】一方前出処理容器２の絶縁材５には，前記
高周波アンテナ６の中心部分に，この絶縁材５を気密に
貫通する，導電体あるいは半導体よりなる接地電極３１
が設けられている。この接地電極３１の材質としては，
例えば処理容器２を構成する材質と同じアルミニウムを
用いることができるが，その他に，半導体ウエハＷと同
じ材質であるＳｉ単結晶や，さらにはＳｉＣ，あるいは
Ｃを用いれば，重金属汚染を防止することができる。

【００２４】そしてこの接地電極３１は，可変負荷回路
装置３２を直列に介して接地されている。この可変負荷
回路装置３２は，その負荷を調整することによって，接
地電極３１の電位を制御することが可能になっており，
これによって半導体ウエハＷの中央部に生じるバイアス
電界の強度を調整し，周辺部の電界強度と同等に調整す
ることができる。従って，処理容器２内に生じるプラズ
マのバイアスの電界を均一に制御することができるよう
になっている。

【００２５】なお接地電極３１の大きさは，被処理体で
ある半導体ウエハＷが８インチの場合，接地電極３１の
直径は８０mm程度に設定されている。この接地電極３１
の大きさは，処理内容等，必要に応じて適宜選択され，
例えば被処理体よりも大きい接地電極を設けてもよい。
そしてこの接地電極３１の下面３１ａは，前記絶縁材５
の表面と面一になるように成形されている。

【００２６】前記接地電極３１の内部には，処理ガスの
供給流路３３が垂直に形成されており，この供給流路３
３の出口，即ち処理室２ａ側の開口部が供給口３３ａを
構成し，一方前記供給流路３３の入口，即ち処理容器２
外方側の開口部が導入口３３ｂを構成している。そして
前記導入口３３ｂには，導電性の第１供給管３４が接続
され，さらにこの第１供給管３４には，絶縁部材３５を
介して第２供給管３６が接続されている。この第２供給
管３６は接地されている。このように絶縁部材３５を介
することによって，第１供給管３４が受ける高周波の影
響を遮断することができ，接地電極３１の作用効果を安
定したものとすることが可能である。

【００２７】そして前記第２供給管３６は，バルブ３
７，３８，マスフローコントローラ３９，４０を介し
て，処理ガス供給源４１，４２に接続されている。本実
施形態においては，処理ガス供給源４１からはＣ４Ｆ８
ガスが，処理ガス供給源４２からはＨ２ガスがそれぞれ
供給されるように構成されている。

【００２８】一方前記サセプタ４ｃの上方における処理
容器２の側面には，石英ガラスまたはセラミックスなど
からなるガス供給管４３が取り付けられている。このガ
ス供給管４３も，バルブ４４，４５，マスフローコント
ローラ４６，４７を介して，前出処理ガス供給源４１，
４２に接続されている。

【００２９】また，前記処理容器２の底部には排気管５
１が接続されて，この処理容器２内の雰囲気を，図３に
示したように，真空排気弁７３を介して，真空ポンプ５
２により排出し得るように構成されており，処理室２ａ
の雰囲気を任意の減圧度にまで真空引きすることが可能
である。

【００３０】次に，前記のように構成されたプラズマエ
ッチング装置１の制御系の構成について説明する。前記
処理容器２の一方の側壁には石英ガラスなどの透明な材
料から構成される透過窓５３が取り付けられており，処
理室２ａ内の光を光学系装置５４を介して光学センサ５
５に送り，処理室２ａ内から発生する発光スペクトルに
関する信号を制御器５６に送ることができるように構成
されている。また前記処理容器２には処理室内の圧力な
どの諸条件の変化を検出するためのセンサ５７も取り付
けられており，処理室２ａ内の圧力に関する信号を前記
制御器５６に送ることができるように構成されている。

【００３１】前記制御器５６は，これらの光学センサ５
５，センサ５７からのフィードバック信号あるいは予め
設定された設定値に基づいて，プラズマ発生用の高周波
電源７，可変負荷回路装置３２，バイアス用の高周波電
源２４，冷媒源１２，温調用の電源１９，バッククーリ
ング用のガス源２０などに送り，例えば本発明に即して
言えば接地電極３１の電位を可変制御することにより，
反応速度を可変に制御して，装置の動作環境を最適に調
整することが可能である。さらに前記制御器５６は，処
理ガス用のマスフローコントローラ３９，４０，４６，
４７も制御するように構成されており，接地電極３２の
供給口３３ａと，ガス供給管４３からの処理ガスの流量
も調節自在となっている。

【００３２】次にプラズマエッチング装置１の周辺機
器，装置を図３に基づいて説明すると，図示のように，
プラズマエッチング装置１の処理容器２の一方の側壁に
は，開閉自在に設けられたゲートバルブ６１を介して隣
接するロードロック室６２が接続されている。このロー
ドロック室６２には，例えばアルミニウム製のアームを
導電性テフロン（登録商標）によりコーティングして静
電対策が施された搬送アームなどから構成された搬送装
置６３が設けられている。また前記ロードロック室６２
には，底面に設けられた排気口より排気管６４が接続さ
れ，真空排気弁６５を介して前出真空ポンプ５２によっ
て真空引きが可能なように構成されている。

【００３３】前記ロードロック室６２の側壁には，開閉
自在に設けられたゲートバルブ６６を介して隣接するカ
セット室６７が接続されている。このカセット室６７に
は，カセット６８を載置する載置台６９が設けられてお
り，このカセット６８は，例えば被処理体である半導体
ウエハＷ２５枚を１つのロットとして収納することがで
きるように構成されている。また前記カセット室６７に
は，底面に設けられた排気口より排気管７０が接続さ
れ，真空排気弁７１を介して前出真空ポンプ５２により
室内を真空引きが可能なように構成されている。また前
記カセット室６７の他方の側壁は，開閉自在に設けられ
たゲートバルブ７２を介して大気に接するように構成さ
れている。

【００３４】次に前記のように構成されたプラズマエッ
チング装置１の動作について説明する。まず大気との間
に設けられたゲートバルブ７２を開口して，被処理体で
ある半導体ウエハＷを収納したカセット６８が図示しな
い搬送ロボットにより，カセット室６７の載置台６９の
上に載置され，前記ゲートバルブ７２が閉鎖される。そ
してカセット室６７に接続された真空排気弁７１が開口
して，真空ポンプ５２により，このカセット室６７が所
定の真空雰囲気，例えば１×１０−１Ｔｏｒｒにまで真
空引きされる。

【００３５】ついで，ロードロック室６２とカセット室
６７の間のゲートバルブ６６が開放して，搬送装置６３
により半導体ウエハＷが前記カセット室６７に載置され
たカセット６８から取り出され，前記ロードロック室６
２へと搬送され，ゲートバルブ６６が閉鎖される。つい
でロードロック室６２に接続された真空排気弁６５が開
放して，真空ポンプ５２により前記ロードロック室６２
が所定の真空雰囲気，例えば１×１０−３Ｔｏｒｒにま
で真空引きされる。

【００３６】ついで，ロードロック室６２と処理容器２
との間のゲートバルブ６１が開放して，前記搬送装置６
３により半導体ウエハＷがこの処理容器２の処理室２ａ
内へと搬送され，サセプタ４ｃ上の図示しないプッシャ
ーピンに受け渡され，前記搬送装置６３がロードロック
室６２に待避した後，ゲートバルブ６１が閉鎖される。
その後，静電チャック１５に高圧直流電圧を印加し，前
記プッシャーピンを下げて半導体ウエハＷをこの静電チ
ャック１５上に載置することにより，半導体ウエハＷが
サセプタ４ｃ上に載置固定される。この間前記処理容器
２内は，真空排気弁７３を開放することにより，真空ポ
ンプ４４によって所定の真空雰囲気，例えば１×１０−
５Ｔｏｒｒに排気されている。

【００３７】さらに，半導体ウエハＷの裏面および載置
台４の各接合部に伝熱用のバッククーリング用ガスを供
給しながら，冷却ジャケット１１から冷熱を供給し，半
導体ウエハＷの処理面を所望の温度にまで冷却する。し
かる後，処理室２ａ上部の接地電極３１の供給口３３
ａ，及び処理室２ａ上方側部のガス供給管４３を介して
Ｃ４Ｆ８，Ｈ２の各ガスをそれぞれ所定の流量処理室２
ａ内に導入する。そしてダミーウエハを用いて予め求め
られた最適なエッチング速度を得るために最適な圧力雰
囲気に到達したことが，センサ５７により検出された
後，高周波電源７からマッチング回路８を介して高周波
アンテナ６に，例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が
印加することにより処理室２ａ内にプラズマを励起し，
さらに載置台４に高周波電源２４によってバイアス電位
をかけることにより，半導体ウエハＷに対してエッチン
グ処理が施される。なおその際に，処理室２ａの内壁を
５０℃〜１００℃，好ましくは６０℃〜８０℃に加熱す
ることにより，処理容器２の内壁への反応生成物の付着
を防止することができる。

【００３８】そしてエッチング処理時には，処理容器２
内の環境を監視している光学センサ５５，センサ５７か
らのフィードバック信号，あるいは予め設定された値に
基づいて，制御器５６から高周波電源７，マッチング回
路８，あるいは可変負荷回路装置装置１０，バイアス電
位用の高周波電源２４に制御信号が送られて，高周波ア
ンテナ６の電位が制御され，あるいは接地電極３１の電
位が制御されて，処理容器２内のプラズマが高密度かつ
均一な状態に保持され，最適な処理条件に保持される。
なお制御器５６により所定のエッチングが終了したと判
断されると，高周波エネルギーの印加が停止されるとと
もに処理ガスの供給も停止され，プラズマ処理動作が終
了する。

【００３９】前記エッチング処理においては，高周波ア
ンテナ６の中心部分，即ち半導体ウエハＷの中央部に対
向した箇所に，接地電極３１が設けられているので，中
央部のバイアス電界が強化され，周辺部と同等の電界が
得られる。従って，まずこの点から，エッチング処理の
均一性の向上が図られている。

【００４０】しかもこの接地電極３１には，処理ガスの
供給流路３３が形成され，処理ガスは，この供給流路３
３から供給口３３ａを通じて処理室２ａ内に導入され
て，半導体ウエハＷ上に吐出されている。処理ガスは半
導体ウエハＷの中心から周辺方向へと方向づけられ，そ
の結果半導体ウエハＷ上を均一に流れる。それゆえ本実
施形態においては，ガスの流れの均一性の点からも，エ
ッチング処理の均一性の向上が図られている。

【００４１】さらにまた前記プラズマエッチング装置１
においては，処理室２ａ内の側部上方に位置するガス供
給管４３からも処理ガスを導入することが可能になって
いるので，より微細なガス流の整序が可能であり，なお
一層エッチング処理の均一性の向上を実現することがで
きる。

【００４２】従って，前記プラズマエッチング装置１に
よれば，以上の各点から，エッチング処理の均一性の向
上が図られており，例えば従来この種の誘導プラズマ方
式の装置においてみられた，半導体ウエハＷの周辺部の
方に偏ってエッチングレートが高くなっていたことを大
幅に改善でき，歩留まりの向上を図ることが可能になっ
ている。

【００４３】なお前記プラズマエッチング装置１では，
処理室２ａ内の側部上方にもガス供給管４３を設けてい
たが，もちろんそのようなガス供給管４３から処理ガス
を供給しなくとも，接地電極３１に設けた供給流路３３
の供給口３３ａからの処理ガスの導入のみによっても，
従来より大幅にガス流の均一性を実現して，処理の均一
性を向上させることが可能である。

【００４４】前記プラズマエッチング装置１において
は，かかる供給流路３３の供給口３３ａを単一のものと
して構成したが，もちろんいわゆるシャワーヘッドの形
態に構成してもよい。図４は，そのようなシャワーヘッ
ドの形態を採用した接地電極を用いた他のプラズマエッ
チング装置８１の要部の断面を模式的に示しており，こ
のプラズマエッチング装置８１の処理容器８２の天板部
分にも，絶縁材８３が気密に設けられ，プラズマ励起用
の高周波アンテナ８４が，この絶縁材８３の上面に配置
されている。

【００４５】そして前記高周波アンテナ８４の中心部分
における前記絶縁材８３には，接地電極８５が気密に貫
設されている。この接地電極８５は，可変負荷回路装置
を介さず直接ＧＮＤに接続されており，またその内部に
は中空部８６が形成され，さらに当該中空部８６の下側
には，この中空部８６と通ずる複数の供給口８７が，例
えば放射状，同心円状に形成されている。また前記中空
部８６の上側には，この中空部８６に通ずる供給流路８
８が形成されており，当該供給流路８８の上面は，導入
口８８ａを構成している。

【００４６】前記導入口８８ａには，導電性の第１供給
管８９が接続され，さらにこの第１供給管８９には，絶
縁部材９０を介して，導電性を有する第２供給管９１が
接続され，この第２供給管９１は接地されている。そし
て第２供給管９１は，メインバルブ９２を介し，さらに
バルブ９３，９４，マスフローコントローラ９５，９６
を介して，処理ガス供給源９７，９８に接続されてい
る。

【００４７】このプラズマエッチング装置８１の要部は
以上のように構成されており，前出プラズマエッチング
装置１と同様，接地電極８５の存在によって，バイアス
電界の中央部が強化され，それによって被処理体である
半導体ウエハＷの中央部のエッチングレートも改善さ
れ，全体としてエッチングの面内均一性の向上が図れ
る。

【００４８】しかも処理ガス供給源９７，９８から処理
容器８２内に導入される処理ガスは，前記接地電極８５
に形成した多数の供給口８７から，対向配置されている
半導体ウエハＷの被処理面に均一に供給されるので，半
導体ウエハＷ上のガスの流れが方向付けられ，その結果
ガスの流れが均一化される。従って，かかる点からもエ
ッチング処理は均一化は大きく向上している。

【００４９】なお前記した供給口８７は，全て同一径で
ある必要はなく，例えば中心部分がもっとも大きく，周
縁部に近い程，その径が小さくなるように設定してもよ
い。さらに供給口８７の分布を，被処理面よりも大きく
分布するように設けることにより，均一なガス供給を図
ることができる。

【００５０】均一なプラズマ処理を得るためには，処理
容器内に発生させるプラズマが偏りなくかつ安定したも
のであることが重要である。この点に鑑み，図５に示し
たプラズマエッチング装置１０１においては，電場のプ
ラズマへの影響を抑えるため，高周波アンテナ６と処理
容器２の上部にある絶縁材との間に静電シールド材１０
２を設けた構成を有している。なお図５において，前出
実施形態ににかかるプラズマエッチング装置１の各構成
部材と同一の番号，符号で引用される部材は，それぞれ
同一の部材構成を示している。

【００５１】即ちこの記静電シールド材１０２は，図６
に示した形態を有しており，同形同大の１６枚のシール
ド板１０２ａ〜１０２ｐが，隙間，例えばスリット１０
３を隔てて放射状に集合して構成されている。各シール
ド板１０２ａ〜１０２ｐは，例えば処理容器２と同一材
質からなる，例えば表面が酸化処理されたアルミニウム
材からなり，処理容器２の内径と接地電極３１の径に対
応した２つの弧と，その両端を結ぶ直線（弦）によって
囲まれた形態を有している。このような形態を有するシ
ールド板１０２ａ〜１０２ｐは，例えば薄い円板の中心
に接地電極３１の径に対応した円形の孔を穿設し，直径
に対応した線でこの円板を１６分割することによって容
易に製作できる。なお前記スリット１０３の幅は，１mm
程度に設定してある。

【００５２】各シールド板１０２ａ〜１０２ｐは，いず
れも処理容器２と同電位となるように接地されており，
絶縁材５の上に載置されているが，高周波アンテナ６と
は絶縁されている。なお各シールド板１０２ａ〜１０２
ｐは絶縁材５の内部に封入した構造であってもよい。そ
の場合には，高周波アンテナ６は，そのまま絶縁材５の
上に載置できる。また各シールド板１０２ａ〜１０２ｐ
は絶縁材５の上面に凹部を形成してこの凹部内に収納し
た構造であってもよく，例えばプリント基板として絶縁
材５と一体に構成してもよい。

【００５３】以上の構成にかかる静電シールド部材１０
２を採用したプラズマエッチング装置１０１によれば，
外部からの電場の影響を静電シールド部材１０２で遮断
できる。しかも各シールド板１０２ａ〜１０２ｐの間に
は，スリット１０３が介在しているので，静電シールド
部材１０２にうず電流が発生することを防止できる。そ
の結果，処理容器２内に発生するプラズマは偏りや，ね
じれがなく，良好でかつ安定したものとなる。従って，
ウエハＷに対するエッチング特性もより均一化され，歩
留まりが向上する。

【００５４】前記静電シールド部材１０２における各シ
ールド板１０２ａ〜１０２ｐは，円板を偶数等分割した
形態ものであったが，もちろん奇数等分割したものでも
よい。また各シールド板１０２ａ〜１０２ｐの大きさ，
即ち中心角の大きさも，条件に応じて任意に設定でき
る。

【００５５】前記静電シールド部材１０２においては，
各シールド板１０２ａ〜１０２ｐの間を隔てるスリット
１０３のみが存在していたが，各シールド板１０２ａ〜
１０２ｐ自体にも，図７に示したような，サブスリット
１０４を形成した静電シールド材１０２’を用いてもよ
い。このサブスリット１０４は，各シールド板１０２ａ
〜１０２ｐの外側の弧の部分から中心方向へと形成した
ものであり，中途で途切れた形態を有している。このよ
うなサブスリット１０４を，各シールド板１０２ａ〜１
０２ｐに形成すれば，さらにプラズマを安定させて均一
なものとすることができる。

【００５６】また前記プラズマエッチング装置１０１に
おいては，静電シールド材１０２は，処理容器２の外側
であって，高周波アンテナ６と絶縁材５との間に設置し
たが，これに代えて，図８に示したプラズマエッチング
装置１１１ように，処理容器８２の内側に設けてもよ
い。即ちこのプラズマエッチング装置１１１は，図４に
示したプラズマエッチング装置８１において，絶縁材８
３の下面に，前出静電シールド材１０２を設けたもので
ある。但し，プラズマに曝されることに鑑み，各シール
ド板１０２ａ〜１０２ｐは，Ｓｉ（シリコン）で構成し
た。このように処理容器８２の内側に静電シールド材１
０２を設けても，プラズマに対する電場の影響を遮断す
ると共に，うず電流の発生を防止して，プラズマの偏
り，ねじれを防止して，安定した均一なプラズマを発生
させることが可能であり，ウエハＷに対するエッチング
特性の均一性が向上するものである。

【００５７】以上本発明の好適な実施形態について，プ
ラズマエッチング装置を例に挙げて説明したが，本発明
はかかる実施形態に限定されることなく，プラズマＣＶ
Ｄ装置，プラズマアッシング装置，プラズマスパッタ装
置などの他のプラズマ処理装置にも適用することが可能
であり，被処理体についても半導体ウエハに限らずＬＣ
Ｄ基板その他の被処理体にも適用することが可能であ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば，誘
導プラズマ方式のプラズマ処理装置において，プラズマ
を偏りなくかつ安定したものとして，均一なプラズマ処
理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の前提となるプラズマエッチ
ング装置の断面を示した説明図である。

【図２】図１のプラズマエッチング装置の概観を示す斜
視図である。

【図３】周辺装置を含めた図１のプラズマエッチング装
置の様子を示す説明図である。

【図４】他のプラズマエッチング装置における接地電極
付近の様子を示す断面説明図である。

【図５】図１のプラズマエッチング装置の外側に静電シ
ールド材を設けた実施の形態にかかるプラズマエッチン
グ装置の断面を示した説明図である。

【図６】図５のプラズマエッチング装置における静電シ
ールド材の斜視図である。

【図７】シールド材にサブスリットを有する静電シール
ド材の斜視図である。

【図８】図４のプラズマエッチング装置の内側に静電シ
ールド材を設けたプラズマエッチング装置の接地電極付
近の様子を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ プラズマエッチング装置 ２ 処理容器 ２ａ 処理室 ４ 載置台 ５ 絶縁材 ６ 高周波アンテナ ７，２４ 高周波電源 ２４ 高周波電源 ３１ 接地電極 ３２ 可変負荷回路装置 ３３ 供給流路 ３３ａ 供給口 ３５ 絶縁部材 ４１，４２ 処理ガス供給源 ４３ ガス供給管 Ｗ 半導体ウエハ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波アンテナに高周波電力を印加して
   処理室内に誘導プラズマを励起して，前記処理室内の被
   処理体に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
   処理室を形成する処理容器と，前記処理容器の天板部に
   気密に設けられた絶縁材と，前記絶縁材の外壁面に配置
   された前記高周波アンテナと，前記高周波アンテナと前
   記絶縁材との間に設けられた静電シールド材と，を有す
   ることを特徴とする，プラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 高周波アンテナに高周波電力を印加して
   処理室内に誘導プラズマを励起して，前記処理室内の被
   処理体に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
   処理室を形成する処理容器と，前記処理容器の天板部に
   気密に設けられた絶縁材と，前記絶縁材の外壁面に配置
   された前記高周波アンテナと，前記処理容器の内側に設
   けられた静電シールド材と，を有することを特徴とす
   る，プラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 高周波アンテナに高周波電力を印加して
   処理室内に誘導プラズマを励起して，前記処理室内の被
   処理体に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
   処理室を形成する処理容器と，前記処理容器の天板部に
   気密に設けられた絶縁材と，前記絶縁材の外壁面に配置
   された前記高周波アンテナと，前記絶縁材の内部に封入
   された静電シールド材と，を有することを特徴とする，
   プラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 高周波アンテナに高周波電力を印加して
   処理室内に誘導プラズマを励起して，前記処理室内の被
   処理体に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
   処理室を形成する処理容器と，前記処理容器の天板部に
   気密に設けられた絶縁材と，前記絶縁材の外壁面に配置
   された前記高周波アンテナと，前記絶縁材の上部に形成
   された凹部内に収納された静電シールド材と，を有する
   ことを特徴とする，プラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 前記静電シールド材は，前記処理容器と
   同電位であることを特徴とする，請求項１，２，３又は
   ４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 前記静電シールド材は，前記処理容器と
   同一材質からなることを特徴とする，請求項１，２，
   ３，４又は５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 前記静電シールド材は，Ｓｉからなるこ
   とを特徴とする請求項１，２，３，４又は５のいずれか
   に記載のプラズマ処理装置。
8. 【請求項８】 前記静電シールド材は，スリットを隔て
   てシールド板が集合して構成されていることを特徴とす
   る，請求項１，２，３，４，５，６又は７のいずれかに
   記載のプラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 前記シールド板は，板を複数等分割され
   たもの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。
10. 【請求項１０】 前記シールド板は，サブスリットを有
    することを特徴とする，請求項８又は９に記載のプラズ
    マ処理装置。