JP2005064062A

JP2005064062A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2005064062A
Application number: JP2003207795A
Authority: JP
Inventors: Koji Ita; 浩嗣板; Koji Takeishi; 浩司武石; Toshiyuki Kamiuma; 俊之上馬
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】載置台に載置保持された被処理物について、載置台と接する面側の外周部に堆積された堆積物を除去することができるプラズマ処理装置と処理方法を提供すること。
【解決手段】静電チャック９の外側に、被処理体Ｗの端部に沿ってイオンシースの流路を形成する保護部材２６、３５、４１、４２を配置し、かつ、保護部材２６、３５、４１、４２の上面の位置を静電チャック９に被処理物Ｗが保持された際の被処理物Ｗの表面の位置とほぼ面一に形成する。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体及び液晶製造装置のプラズマ処理装置に係わり、特に、載置台に載置保持された被処理物について、載置台と接する面側の外周部に堆積された堆積物を除去することができるプラズマ処理装置とその処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波によるプラズマ処理は、プラズマの励起効率が高く処理速度が速いので、半導体装置や液晶表示装置等を製造する際の、エッチング処理やアッシング処理あるいは酸化処理等を行うプラズマ処理装置に多く用いられている。例えば、アッシング処理では、半導体製造工程で、被処理基板表面のレジストマスクを除去する際に、プロセスガスとして酸素ガス単体を用いて生成したプラズマに被処理基板を曝し、酸素とフォトレジストとの酸化反応によってフォトレジストを灰化（アッシング）して除去している。
【０００３】
これらの処理に用いられているマイクロ波励起のプラズマ処理装置の構造の一例を、図２３に示す。プラズマ処理装置のチャンバ５１の上部には真空封止を兼ねた誘電体窓５２が設けられ、この誘電体窓５２の上部には、この誘電体窓５２に対向してマイクロ波を導入するための断面が矩形状の導波管５３の終端部が配置されている。
【０００４】
チャンバ５１は、上部にプラズマ生成室５５が設けられ、このプラズマ生成室５５の下方に被処理部材を処理する処理室５６が形成されている。この処理室の内部には、図２４に示すように、被処理物Ｗを吸着して保持するために、アルミ製の載置台の上にセラミック製の吸着部６１を有する静電チャック６２が配置されている。この静電チャック６２ではセラミック製以外の個所を石英製のマスクリング６３で保護している。
【０００５】
また、導波管５３には誘電体窓５２を通してプラズマ生成室５５にマイクロ波を導入するために、導波管５３の内部を進行するマイクロ波の電界方向に垂直な面に、マイクロ波を放射するための、スリット状開口部（スロットアンテナ）（例えば、特許文献１を参照）、もしくは、図２３に示すような同軸変換アンテナ６０が設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１２９６１３号（段落番号００１７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図２３で示したようなプラズマ処理装置を用いて、被処理物Ｗ（例えば、半導体基板）に形成されたＳｉＯ_２等の酸化膜をエッチングする場合は、一般的にフロロカーボン系のガスを用いてプラズマエンチングを行っている。エッチング処理の際、図２５に示したように、被処理物Ｗの外周部の裏面にフロロカーボンの堆積物（以下、デポと言う）３０が付着する。この付着したデポ３０は、ダストや汚染の原因となるため除去しなければならない。通常、一般的な高温アッシャでデポ３０の除去を行う際は、被処理物Ｗの裏面をアッシングすることが出来るように、デポ３０の付いている部分のステージを下げ、ラジカルが入り込みやすい構造にしている。
【０００８】
しかし、最近はＬｏｗ−ｋやＣｕを被処理物Ｗに使用しているため、処理温度は極力下げる方向になっている。そのため、従来はラジカルのみでアッシング処理をおこなうことが出来たが、イオンを用いなくてはアッシング処理が困難になってきている。しかも、イオンはイオンシース３３に垂直に入射するか低温、バイアス機構を持つため、図２６に示したように、処理中はイオンシース３３が裏面に入り込まず、裏面のデポ３０をアッシングして除去することが困難になってきている。
【０００９】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、載置台に載置保持された被処理物について、載置台と接する面側の外周部に堆積された堆積物を除去することができるプラズマ処理装置とその処理方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、導波管内を進行したマイクロ波をチャンバ内に導く手段と誘電体窓とを具備し、かつ、前記チャンバ内には前記誘電体窓と所定空間を介して対向した位置に被処理物を保持するための静電チャックが配置され、該チャンバ内のガスを前記マイクロ波によりプラズマ化することにより前記被処理物を処理するプラズマ処理装置であって、
前記静電チャックの外側には、前記被処理体の端部に沿って高周波印加電源により生成されたイオンシースの流路を形成する保護部材が配置され、該保護部材の表面の位置は前記静電チャックに前記被処理物が保持された際の該被処理物の表面の位置とほぼ面一に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１１】
また本発明によれば、前記保護部材は段差形状で、底部側は前記被処理物の裏面と対向する位置まで延在しており、この延在した表面と前記被処理物との裏面との間隔が２．５〜２０ｍｍであり、かつ、該被処理物の端部の側壁と対向する前記保護部材の側壁との間隔が２．５〜２０ｍｍであることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１２】
また本発明によれば、前記保護部材は、スペーサを介して平行平板状であることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１３】
また本発明によれば、前記保護部材の平行平板の内部でホローカソード放電を発生させることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１４】
また本発明によれば、前記保護部材は、前記被処理物が前記静電チャックからはみ出した端面と該保護部材の水平方向の対向面との距離をＤとし、生成されたプラズマのイオンシース幅をＬとし、かつ、前記被処理物が前記静電チャックからはみ出した端面と該保護部材の対向面との最短距離をＸとすると、
Ｌ≦Ｄ≦２Ｌで、かつ、Ｘ≧１ｍｍであることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１５】
また本発明によれば、前記保護部材は、前記被処理物の裏面と対向する面が斜面であることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１６】
また本発明によれば、前記保護部材と前記被処理物との間隙は空間であることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１７】
また本発明によれば、前記保護部材の材質は、石英、セラミックス、金属およびＳｉのいずれかを用いていることを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１８】
また本発明によれば、導波管内を進行したマイクロ波をチャンバ内に導く手段を介して誘電体窓からチャンバ内に透過させ、この誘電体窓により封止された前記チャンバ内のガスをプラズマ化し、該チャンバ内に前記誘電体窓と所定空間を介して対向して配置された静電チャックに保持されている被処理物に処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記被処理物の表面をプラズマ処理する工程と、前記被処理物の裏面を処理する工程とを同一の前記チャンバにより処理することを特徴とするプラズマ処理方法である。
【００１９】
また本発明によれば、前記被処理物の裏面を処理する工程では、前記被処理物をリフトピンで前記静電チャックから離間して処理することを特徴とするプラズマ処理方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプラズマ処理装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の要部断面構造を示す模式図である。また、図２は、その載置部とその関連部位の構造をさらに詳細に示した断面図である。
【００２２】
まず、プラズマ処理装置の全体構成について説明する。本発明の対象となるプラズマ処理装置の一例は、いわゆる「マイクロ波励起型」の装置であり、プラズマ処理室１とプラズマ生成室２とが設けられた真空チャンバ３を有している。真空チャンバ３は、プロセスガスを導入するためのガス供給口４を有し、図示しない真空ポンプにより矢印Ｅの方向に真空排気される。また、プロセスガスの流れを調節するために、所定のコンダクタンス開口を有する排気整流板５が適宜設けられている。
【００２３】
プラズマ処理室１は、被処理物Ｗに対してエッチングやアッシングなどのプラズマ処理を施す空間であり、載置台６の上に支持台８を介して静電チャック９が設けられている。被処理物Ｗは、静電チャック９の上に載置されて保持される。そして、プラズマ処理に際して被処理物Ｗを冷却するために、フッ素系絶縁流体などの冷却媒体１１が配管内を適宜循環される。
【００２４】
一方、プラズマ生成室２においては、導波管１２を介してマイクロ波Ｍが供給され、アンテナ手段であるスロット１３を介して誘電体窓１４から真空チャンバ３内に導入される。誘電体窓１４は、例えば、石英、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮなどの誘電体により形成され、真空チャンバ３の気密を維持しつつマイクロ波Ｍを導入する役割を有している。
【００２５】
このようにして導入されたマイクロ波は、ガス供給口４から供給されたプロセスガスのプラズマを生成する。また、生成されたプラズマは、永久磁石１５の磁場により所定の範囲に閉じこめられる。また一方、載置台６には高周波電源１６が接続されており、高周波電源１６から１００ｋＨｚから１００ＭＨｚ程度の周波数の高周波電力を供給することにより、被処理物Ｗの近傍においてもプラズマを生成し、あるいはバイアス効果によってプラズマによるエッチングを促進することもできる。
【００２６】
なお、プラズマ処理装置としては、上述の「マイクロ波励起型」に限らず、「誘導結合型プラズマ（ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＣｏｕｐｌｉｎｇＰｌａｓｍａ：ＩＣＰ）装置」、磁場発生器を用いた装置等を使用することもできる。
【００２７】
次に、図１に例示したプラズマ処理装置に設けられている静電チャック９とその関連部位の構造について、図２を参照して説明する。静電チャック９は、載置台６の上に設けられ、「双極型」の構造を有する。そして、アルミニウム（Ａｌ）などからなる支持台８の上に、セラミックや有機材料などからなる絶縁性部材１７が、固定手段１８により固定されている。固定手段１８としては、例えば、接着剤、インジウム（Ｉｎ）半田、あるいはロウ付けなどを用いることができる。
【００２８】
絶縁性部材１７の内部には、一対の電極１９Ａ、１９Ｂが埋設されている。これらの電極１９Ａ、１９Ｂは、給電部２０を介して直流の高電圧電源２１に接続されている。また、給電部２０は、絶縁体２４によって載置台６や支持台８から絶縁されている。さらに、高電圧電源２１と電極１９Ａ、１９Ｂとの間には、高周波カットフィルタ２５などが適宜設けられている。
【００２９】
半導体被処理物やガラス基板などの被処理物Ｗは、絶縁性部材１７の上に載置され、高電圧電源２１から電極１９Ａ、１９Ｂに電圧を印加することにより保持される。なお、静電チャック９は前述したように冷却媒体１１による被処理物Ｗの温度制御も行っている。
【００３０】
また、静電チャック９の外周側には、保護部材として石英製の保護部材２６が設けられ、この保護部材２６により、支持台８等のセラミック製以外の個所がエッチングされないように保護している。
【００３１】
図３は、絶縁性部材１７を上方から眺めた平面透視図である。すなわち、中央には絶縁体２４により絶縁された給電部２０が設けられている。そしてこの給電部２０に接続された一対の電極１９Ａ、１９Ｂが対向して設けられ、これを絶縁性部材１７が取り囲んでいる。また、このような絶縁性部材１７には、被処理物Ｗを持ち上げて、搬送や載置を容易にするためのリフトピン２７が貫通する穴２８が適宜設けられている。
【００３２】
なお、電極１９Ａ、１９Ｂの平面形状は、図３に例示したものには限定されず、極性が異なる複数の電極が互い違い状、交互状などに配置された各種の形状を採用することができる。
【００３３】
次に高電圧電源２１からの電極１９Ａ、１９Ｂへの電圧の印加について説明する。高電圧電源２１は、高電圧発生部２２と、スイッチ２３Ａ、２３Ｂとを具備している。高電圧発生部２２は、接地電位から隔絶されている。つまり、「フローティング」の状態で電圧を印加することができるように形成されている。
【００３４】
一方、スイッチ２３Ａ、２３Ｂは、電極１９Ａ、１９Ｂを、高電圧発生部２２と接地電位との間でそれぞれ切り替え可能としている。つまり、スイッチ２３Ａは、電極１９Ａの接続端Ｔ１を、接地電位Ｓ１と高電圧発生部２２の一方の極（正極または負極）Ｓ２との間で切り替える。また、スイッチ２３Ｂは、電極１９Ｂの接続端Ｔ２を、高電圧発生部２２の他方の極（負極または正極）Ｓ３と接地電位Ｓ４との間で切り替える。
【００３５】
つまり、このプラズマ処理装置は、誘電体窓１４から高周波電力を透過させ、プラズマを生成する手段（プラズマソース）と、戴置台６に高周波を印加してプラズマを生成させる手段（プラズマバイアス）が設けられており、それぞれプラズマソースとプラズマバイアスを独自あるいは併用が可能な装置である。
【００３６】
次に、プラズマ処理装置の動作について説明する。まず、プラズマ処理に先立って、被処理物Ｗを真空チャンバ３の中に導入し、静電チャック９の上に載置する。具体的には、例えば図示しない搬送手段により被処理物Ｗを静電チャック９の上に搬送して載置する。この際には、図４に例示したように、電極１９Ａ、１９Ｂはそれぞれ接地電位Ｓ１、Ｓ４に接続されている。
【００３７】
次に、スイッチ２３Ａ、２３Ｂを切り替えて、図５に例示したように、電極１９Ａ、１９Ｂをそれぞれ高電圧発生部２２の両端と接続する。この状態において、電極１９Ａ、１９Ｂにそれぞれ逆極性の高電圧が印加され、被処理物Ｗは絶縁性部材１７の表面に吸着保持される。
【００３８】
この後、プラズマを生成してエッチングやアッシングなど、所定のプラズマ処理を施す。この際に、高周波電源１６から載置台６に高周波電力を印加することにより、被処理物Ｗの周囲においてプラズマを生成し、あるいは高周波バイアス効果を利用してエッチングやアッシングなどのプラズマ処理を促進することができる。
【００３９】
所定のプラズマ処理が終了したら、プラズマの生成を停止し、スイッチ２３Ａ、２３Ｂを切り替えて、図４に示したように、電極１９Ａ、１９Ｂをそれぞれ接地電位Ｓ１、Ｓ４に接続する。この状態において、被処理物Ｗを吸引する電荷は消滅し、静電チャック９による吸着作用は解消する。
【００４０】
しかる後に、図示しない搬送手段などによって被処理物Ｗを静電チャック９から取り出す。
【００４１】
上述の動作による処理の態様として、図６に示したように、プラズマ処理装置により被処理物Ｗに形成されたＳｉＯ_２等の酸化膜をエッチングする場合に、静電チャック９に保持されている被処理物Ｗの外周部の裏面（静電チャック９側）にフロロカーボン等が付着して堆積物であるデポ３０が形成される。この被処理物Ｗの裏面に付着したデポ３０は、ダストや汚染の原因となるため除去しなければならない。そのために、発明者は、後述の静電チャック９を実際にプラズマ処理装置に搭載して実験をおこなった。それにより、デポ３０を十分に除去することができる良好な結果を確認した。
【００４２】
以下、それらの実施例について順次説明する。各実施例においては、図２と同一機能箇所については同一符号を付して、その個々の説明を省略する。
【００４３】
なお、一般に知られているように、プラズマ処理装置を用いて垂直性の良好な異方性エッチングを行うためには、被処理物Ｗに対して方向性の良い（方向の揃った）イオン流を照射する必要がある。プラズマ処理装置内にプラズマを発生させた場合、通常、被処理物Ｗの上面近傍に幅１〜５ｍｍ程度のイオンシースと呼ばれる空間電荷層が形成される。なお、イオンシースの幅はプラズマのパラメータに依存する。そして、プラズマ中で電離したイオンが、このイオンシース間に現れる電圧で加速されることで被処理物Ｗの表面に到達し、これによってエッチングが進行する。
【００４４】
（実施例１）
図７に示した模式図を参照して説明する。支持台８上には被処理物Ｗを保持する静電チャック９が設けられている。静電チャック９は被処理物Ｗよりも小さく形成されており、静電チャック９の表面側９ａがエッチングの際に被処理物Ｗで保護されることにより、ダメージを受けない構造になっている。また、支持台８上には、静電チャック９に載置保持された被処理物Ｗの外周と２．５〜２０ｍｍの隙間３２を介して離間した位置に石英製の保護部材２６が配置されている。この保護部材２６の表面側２６ａ（支持台８と反対側）の面は、静電チャック９に保持された被処理物Ｗの上面（静電チャック９と反対側）とほぼ面一になるように形成されている。それにより、垂直性の良好な異方性エッチングを行う際に、被処理物Ｗに対して方向性の良い（方向の揃った）イオン流を照射することができる。また、保護部材２６は静電チャック９への対向側が段差形状であり、内周側２６ｂが低く形成されている。この場合、静電チャック９に載置保持された被処理物Ｗの裏面と保護部材２６の内周側２６ｂの表面との間隔は２．５〜２０ｍｍ程度である。
【００４５】
これらの構成により、被処理物Ｗに対して方向性の良い（方向の揃った）イオン流が照射された際には、高密度プラズマでは電子密度は１×１０^１１ｃｍ^−３台となり、デバイ長は数十μｍで、イオンシース３３の幅は１ｍｍ以下となる。それにより、被処理物Ｗの上面近傍に形成されたイオンシース３３の一部は、被処理物Ｗと保護部材２６との間の２．５〜２０ｍｍに形成された隙間（側壁同士の間隔）３２を通って被処理物Ｗの裏面と保護部材２６の内周側１２ｂの上面との間に回りこむ。その結果、被処理物Ｗ乗り面をアッシングすることができて、被処理物Ｗの裏面に形成されていたデポ３０を除去することができる。
【００４６】
この場合、被処理物Ｗと保護部材２６との間の隙間（側壁同士の間隔）が２．５〜２０ｍｍに形成されているので、被処理物Ｗに対して方向性の良い（方向の揃った）イオン流を照射が阻害されることなく、被処理物Ｗの裏面に形成されていたデポ３０を除去することができる。
【００４７】
（実施例２）
図８および図９に示した模式図を参照して説明する。この場合は、保護部材３５の構造に特徴がある。すなわち、保護部材３５は、図９に示した２．５〜２０ｍｍの隙間３６（ナロウギャップ）を保持するためのスペーサ３７を介してなる平行平板構造である。図９に示したように、また、保護部材３５の上面側である保護部材板３５ａは、静電チャック９に載置保持されている被処理物Ｗとも平行平板の関係になるように形成されている。したがって、ナロウギャップ３６によってホロ−カソード放電もしくはナロウギャッププラズマを生成させ、被処理物Ｗの裏面を高速アッシングして、被処理物Ｗの裏面に形成されているデポ３０を除去することができる。
【００４８】
この場合も保護部材板３５ａは、静電チャック９に保持された被処理物Ｗの上面（静電チャック９と反対側）とほぼ面一になるように形成されている。
【００４９】
なお、スペーサ３７の配置は、図１０に示したように放射状に複数枚を配置してもよい。
【００５０】
また、保護部材３５の材料は、石英以外にもセラミックスを用いることもできる。その外に、保護部材３５の材料として金属を用いた場合は、二次電子のγ効果によりプラズマ密度が上昇して、アッシングのレートが向上する。さらに、Ｓｉを用いた場合は、金属汚染の恐れが無く、同様の効果を得ることができる。
【００５１】
（実施例３）
図１１および図１２に示した模式図を参照して説明する。この場合は、保護部材４１、４２と被処理物Ｗとの最短距離Ｘに着目して、保護部材４１、４２の形状を設定した。図１１は、被処理物Ｗのはみだし出し部に対する保護部材４１の面が平行平面４１ａを形成している場合であり、図１２は、被処理物Ｗの静電チャック９からのはみだし出し部に対する保護部材４２の面が斜面４２ａを形成している場合である。被処理物Ｗの静電チャック９からはみ出した端面と対向する保護部材４１、４２との水平方向の距離をＤとし、イオンシース３３の幅をＬとすると、Ｌ≦Ｄの条件で放電をおこなうことができるが、スペース等を考慮すると、何れの場合も、Ｌ≦Ｄ≦２Ｌの条件の下で［この条件であれば、イオンシース３３が被処理物Ｗの裏面に回り込み、かつ、被処理物Ｗに対して方向性の良い（方向の揃った）イオン流を照射することができる］、保護部材４１、４２と被処理物Ｗとの最短距離Ｘは、１ｍｍ以上であればよいことを確認した。
【００５２】
図１３および図１４は、図１１の場合のアッシング速度を測定したグラフである。保護部材４１と被処理物Ｗとの最短距離Ｘが大きくなるとアッシング速度は直線的に上昇する。
【００５３】
また、図１５は、その際の、０．２ｕｍ以上のパーティクル数を処理時間毎に測定した結果を、従来の装置の場合と比較したグラフである。この実施例の場合は、パーティクル数の絶対値が小さく、かつ、処理時間が経過しても殆ど増加していないという良好な結果を示している。
【００５４】
また、図１６に模式図を示したように、以前の工程で被処理物Ｗの裏面の外周部の表面に荒れが生じていた場合にも、図１７に模式図を示したようイオンシース３３の被処理物Ｗ裏面への回り込みにより表面の荒れも処理されて軽減することができる。
【００５５】
（実施例４）
通常、工程を数多く経た被処理物Ｗの裏面の外周部には図６に示したように、デポ３０が形成されている。このデポ３０は、次の工程でパーティクル等の問題を起こす恐れがあるので、静電チャック９よりはみ出した被処理物Ｗの部分だけでなく、静電チャック９との間になった個所も除去することが望ましい。
【００５６】
このため、この場合は、被処理物Ｗの裏面のデポ３０を除去するに際し、被処理物Ｗをリフトピン２７（図２、図３を参照）で静電チャック９から持ち上げ、かつ、被処理物Ｗと静電チャック９との間で放電させずに、被処理物Ｗの裏面の外周部のデポ３０をアッシングして除去している。
【００５７】
すなわち、先ず、初めに被処理物Ｗを静電チャック９に載置保持した状態で、被処理物Ｗの表面のレジストのアッシングを行う。この場合は、プラズマソース電力／ＲＦＢｉａｓ電力を２０００〜３００Ｗ、酸素ガス４００ＳＣＣＭ、圧力３０Ｐａ条件で、サーキュレータ（不図示）で２５℃に保持された静電チャック９に被処理物Ｗを吸着する。その状態で、被処理物Ｗの裏面にＨｅ等のガスを導入し、圧力を２４０Ｐａ以上に保持することで被処理物Ｗの温度を２４℃以下に保持したままレジストを１ｕｍ／ｍｉｎでアッシンクを行う。
【００５８】
しかし、この工程だけでは、静電チャック９の吸着面との間のデポ３０は除去できない。そのため、次の工程で被処理物Ｗをリフトピン２７で突き上げ、被処理物Ｗの裏面で放電が起こらない状態にし、プラズマ電力／ＲＦ電力を２０００／０Ｗ、酸素ガス３００ＳＣＣＭ、圧力５ｐａ条件で処理する。そうすることにより、被処理物Ｗの温度を低温に抑えながら被処理物Ｗの裏面の静電チャック９の吸着面との間のデポ３０を除去できる。ここで言う低温とはイオン注入されたレジストがポッピングを起こしにくい温度、Ｃｕが酸化されにくい温度であり、具体的には約１００℃以下である。
【００５９】
なお、上述の場合、リフトピン２７による被処理物Ｗの突き上げ量Ｈは、被処理物Ｗの静電チャック９よりのはみ出し量をＫとすると、（イ）〜（ハ）の３つの場合がある。
【００６０】
（イ）図１８に示すように、静電チャック９に高周波電力を供給した場合で、被処理物Ｗのはみ出し量Ｋがイオンシース３３の幅Ｌより大きい場合で、かつ、被処理物Ｗの下端面と保護部材２６の面との最短距離をＲとすると、Ｒ≧２Ｌの場合は、リフトピン２７による被処理物Ｗの突き上げ量Ｈは、イオンシース３３の幅以内の距離Ｈとなる。
【００６１】
（ロ）図１９に示すように、静電チャック９に高周波電力を供給した場合で、被処理物Ｗのはみ出し量Ｋがイオンシース３３の幅Ｌより小さい場合で、かつ、被処理物Ｗの下端面と保護部材２６の面との最短距離をＲとすると、Ｒ≧Ｌの場合は、リフトピン２７による被処理物Ｗの突き上げ量Ｈは、イオンシース３３の幅以内の距離Ｈとなる。
【００６２】
（ハ）図２０に示すように、静電チャック９に高周波電力を供給せずに、被処理物Ｗの上方でプラズマを生成させた場合の被処理物Ｗの位置は、静電チャック９の上方の任意の位置でよい。
【００６３】
図２１（ａ）は、被処理物Ｗのはみ出し量をＫ、被処理物Ｗの突き上げ量をＨとした場合の被処理物Ｗ裏面外周部での最大アッシング速度を比較した表であり、図２１（ｂ）のグラフは、被処理物Ｗの裏面の外周部でのアッシング速度を測定したグラフである。被処理物Ｗの突き上げ位置が高いほど、アッシング速度は速くなるのが分かる。
【００６４】
また、図２２は、その際の、０．２ｕｍ以上のパーティクル数を処理時間毎に測定した結果を、従来の装置の場合と比較したグラフである。この実施例の場合は、パーティクル数の絶対値が小さく、かつ、処理時間が経過しても殆ど増加していないという良好な結果を示している。
【００６５】
なお、この発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、実施形態において挙げた材料、構造、数値などはあくまで例にすぎず、これに限定されるものではない。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、イオンシースを被処理物Ｗ裏面側に回り込ませることができるので、載置台に載置保持された被処理物について、載置台と接する面側の外周部に堆積された堆積物を除去することができる。
【００６７】
また、被処理物Ｗの裏面側に以前の製造工程で荒れが生じさせてしまった場合でも、イオンシースの作用により荒れを緩和することができる。
【００６８】
それらにより、汚染物が付着しておらず、かつ、表面の損傷が影響を及ぼさない程度に修復された被処理物Ｗを後の製造工程に移送することができるので、生産性の効率を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の要部断面構造を示す模式図。
【図２】本発明のプラズマ処理装置の載置部とその関連部位の構造の詳細断面図。
【図３】本発明のプラズマ処理装置の絶縁性部材を上方から眺めた平面透視図。
【図４】電極の接続説明図。
【図５】電極の接続説明図。
【図６】被処理物の裏面へのデポの説明図。
【図７】実施例の説明図。
【図８】実施例の説明図。
【図９】実施例の説明図。
【図１０】実施例の説明図。
【図１１】実施例の説明図。
【図１２】実施例の説明図。
【図１３】アッシング速度を測定したグラフ。
【図１４】アッシング速度を測定したグラフ。
【図１５】パーティクル数を処理時間毎に測定した結果を、従来の装置の場合と比較したグラフ。
【図１６】被処理物の裏面の外周部の表面に荒れの説明図。
【図１７】被処理物の裏面の外周部の表面に荒れを修復している説明図。
【図１８】被処理物の突き上げ量の説明図。
【図１９】被処理物の突き上げ量の説明図。
【図２０】被処理物の突き上げ量の説明図。
【図２１】（ａ）は、被処理物の裏面の外周部での最大アッシング速度を比較した表、（ｂ）は、被処理物の裏面の外周部でのアッシング速度を測定したグラフ。
【図２２】パーティクル数を処理時間毎に測定した結果を従来の装置の場合と比較したグラフ。
【図２３】従来のマイクロ波励起のプラズマ処理装置の構造の模式図。
【図２４】静電チャックとその近傍の説明図。
【図２５】デポの説明図。
【図２６】イオンシースの説明図。
【符号の説明】
１…プラズマ処理室、２…プラズマ生成室、３…真空チャンバ、６…載置台、８…支持台、９…静電チャック、１２…導波管、１３…スロット、１４…誘電体窓、１６…高周波電源、２６、３５、４１、４２…保護部材、２７…リフトピン、３０…デポ、３２…隙間、３３…イオンシース、３６…ナロウギャップ、３７…スペーサ

Claims

導波管内を進行したマイクロ波をチャンバ内に導く手段と誘電体窓とを具備し、かつ、前記チャンバ内には前記誘電体窓と所定空間を介して対向した位置に被処理物を保持するための静電チャックが配置され、該チャンバ内のガスを前記マイクロ波によりプラズマ化することにより前記被処理物を処理するプラズマ処理装置であって、
前記静電チャックの外側には、前記被処理体の端部に沿って高周波印加電源により生成されたイオンシースの流路を形成する保護部材が配置され、該保護部材の表面の位置は前記静電チャックに前記被処理物が保持された際の該被処理物の表面の位置とほぼ面一に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記保護部材は段差形状で、底部側は前記被処理物の裏面と対向する位置まで延在しており、この延在した表面と前記被処理物との裏面との間隔が２．５〜２０ｍｍであり、かつ、該被処理物の端部の側壁と対向する前記保護部材の側壁との間隔が２．５〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記保護部材は、スペーサを介して平行平板状であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記保護部材の平行平板の内部でホローカソード放電を発生させることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
前記保護部材は、前記被処理物が前記静電チャックからはみ出した端面と該保護部材の水平方向の対向面との距離をＤとし、生成されたプラズマのイオンシース幅をＬとし、かつ、前記被処理物が前記静電チャックからはみ出した端面と該保護部材の対向面との最短距離距離をＸとすると、
Ｌ≦Ｄ≦２Ｌで、かつ、Ｘ≧１ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記保護部材は、前記被処理物の裏面と対向する面が斜面であることを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
前記保護部材と前記被処理物との間隙は空間であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
前記保護部材の材質は、石英、セラミックス、金属およびＳｉのいずれかを用いていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
導波管内を進行したマイクロ波をチャンバ内に導く手段を介して誘電体窓からチャンバ内に透過させ、この誘電体窓により封止された前記チャンバ内のガスをプラズマ化し、該チャンバ内に前記誘電体窓と所定空間を介して対向して配置された静電チャックに保持されている被処理物に処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記被処理物の表面をプラズマ処理する工程と、前記被処理物の裏面を処理する工程とを同一の前記チャンバにより処理することを特徴とするプラズマ処理方法。
前記被処理物の裏面を処理する工程では、前記被処理物をリフトピンで前記静電チャックから離間して処理することを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理方法。