JP2007035949A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
放電中あるいは放電の前後において被処理体上方にある異物粒子を除去することのできるプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】
処理室１と、該処理室１内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理室内に高周波電力を供給してプラズマを生成するアンテナ電極電極３と、前記処理室内を排気する真空排気手段６と、処理室内に被処理体を載置して保持する載置電極４と、前記アンテナ電極電極３に負電位を供給する直流電源３８を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラズマ処理装置に係り、特に被処理体上方の異物粒子を除去することのできるプラズマ処理装置に関する。

ＤＲＡＭあるいはマイクロプロセッサ等の半導体装置の製造工程においては、プラズマエッチング装置あるいはプラズマＣＶＤ装置が広く用いられている。プラズマを利用した半導体製造装置を用いる加工における課題として、被処理体に付着する異物数の低減を挙げることができる。例えば、エッチング処理中に被処理体の微細パターン上に異物粒子が付着すると、その部位は局所的にエッチングが阻害され、これにより断線などの不良が生じ、製造歩留まりが低下する。

プラズマ処理装置内にある被処理体に異物粒子が付着しないようにするための異物粒子制御方法としては、例えばガス流れ制御により異物粒子の輸送を制御する方法、あるいは帯電した異物粒子の輸送をクーロン力によって制御する方法（特許文献１参照）が知られている。特にプラズマ放電中においては、異物粒子はプラズマ中で帯電するためクーロン力によって異物粒子の輸送を制御する方法が有用である。

ここで、プラズマ放電における異物粒子の挙動について説明する。まず、プラズマ放電の開始時には、処理室内の電場が急激に変化する。処理室内のこの急激な電場の変化に伴い、処理室内壁に付着していた異物粒子は巻き上がることになる。次にプラズマ放電中においては、異物粒子はプラズマ中で帯電し、処理室や被処理体などの物体とプラズマとの間に形成されるプラズマシースの近傍にトラップされる。そして、プラズマ放電の終了時には、前記シース近傍にトラップされていた異物粒子はシースによるトラップから開放され、開放された異物粒子の一部は被処理体に付着することになる。

したがって、被処理体に異物粒子が付着しないようにするためには、放電開始時と放電終了時に処理室内の電界分布を制御して、異物粒子の輸送を制御することが重要である。また、放電中においては、シース近傍にトラップされている異物粒子をクーロン力あるいはガスの粘性力などを利用して被処理体から離れた位置に誘導しておくことも重要である。
特開平５−４７７１２号公報

放電中における異物粒子の輸送制御を目的として、処理室内に異物粒子を捕集するための集塵電極などの構造体を設置する場合、プラズマと前記集塵電極との界面にシースが形成される。該シース内では急激な電位勾配が形成されるため、前記集塵電極にバイアスを印加しても、主にシース内の電位勾配が変化するだけで、バルクプラズマの電位勾配は大きく変化しない。

シースの厚さはデバイ長の１０倍程度であり、例えば典型的なプロセスプラズマ（電子温度約３ｅＶ、電子密度１０^１１ｃｍ^−３）でのシースの厚さは０．１ｍｍ程度である。従って、処理室内に集塵電極などを設置して該集塵電極にバイアスを印加する場合、前記集塵電極付近を浮遊する異物粒子はクローン力で除去できる。しかし、前記集塵電極から例えばシース厚さの数十倍以上離れた場所を浮遊している異物粒子を輸送制御（捕集）することは困難である。

一方、プラズマ放電開始時や放電終了時には、前記シースによる電位の遮蔽効果が弱められる。このため、集塵電極から離れた位置にも電界を生成することができる。しかしながら、例えば処理室側壁全体に単一のバイアス電位を印加するような場合には、処理室の略中央付近の被処理体の上方に異物粒子の輸送制御に十分な強度の電場を作ることは難しい。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、放電中あるいは放電の前後において被処理体上方にある異物粒子を除去することのできるプラズマ処理装置を提供するものである。

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。

処理室と、該処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理室内に高周波電力を供給してプラズマを生成するアンテナ電極と、前記処理室内を排気する真空排気手段と、処理室内に被処理体を載置して保持する載置電極と、前記アンテナ電極に負電位を供給する直流電源を備えた。

本発明は、以上の構成を備えるため、放電中あるいは放電の前後において被処理体上方にある異物粒子を除去することのできるプラズマ処理装置を提供することができる。

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置（平行平板型ＵＨＦ−ＥＣＲプラズマ処理装置）を説明する図である。図に示すように、処理室１は接地しており、処理室内側の壁はイットリアやアルマイトなどの膜でコーティングされている。

処理室１の上部には電磁波放射ための平面アンテナ電極３が配置される。なお、この平面アンテナ電極３は、ウエハなどの被処理体２を載置するための載置電極４と平行に設置される。アンテナ電極３の下部にはシャワープレート５が設置され、処理ガスは該シャワープレートに設けたガス孔を介して処理室内に供給される。

処理室１には、処理室内を減圧するためのターボ分子ポンプなどの排気手段６がバタフライバルブ７を介して取り付けられている。アンテナ電極３にはプラズマ生成のための放電電源（高周波電源）３１が整合器３４−１とフィルタユニット３７−１を介して接続されている。プラズマは前記アンテナ電極３から放射されるプラズマ生成のための高周波電力と処理室上方に設置されたコイル（図示せず）によって生成された磁場との相互作用による電子サイクロトロン共鳴により効率的に生成される。また、前記磁場分布を制御することでプラズマの輸送分布を制御することができる。

また、アンテナ電極３には該アンテナ電極に高周波のバイアス電力を印加するための高周波バイアス電源３２が整合器３４−２とフィルタユニット３７−１を介して接続されている（効果は後述）。また、アンテナ電極３にはアンテナ電極の電位を制御するためのＤＣ電源３８−１がフィルタユニット３７−１を介して接続されている。

図２は、図１に示すフィルタユニット３７−１の詳細を説明する図である。図に示すように、プラズマ生成のための放電電源３１の出力は、整合器３４−１およびフィルタユニット３７−１のコンデンサ４０−ａを介してアンテナ電極に印加する。また、高周波バイアス電源３２の出力は整合器３４−２およびフィルタユニット３７−１のコンデンサ４０−ｂを介してアンテナ電極に印加する。また、ＤＣ電源３８−１の出力はフィルタユニット３７−１のコイル４２を介してアンテナ電極に印加する。

これにより、例えばプラズマ生成のための放電電源の出力あるいはアンテナ電極に高周波バイアスを印加するための高周波バイアス電源３２の出力がＤＣ電源３８−１側に流れ込んだり、あるいは、ＤＣ電源３８−１の出力が放電電源３１あるいは高周波バイアス電源３２に流れ込むのを防ぐことができる。

コイル４２のインダクタンスはプラズマ生成用の放電電源３１の高周波電力とアンテナ電極に高周波バイアスを印加する高周波バイアス電源３２のバイアス電力の双方が透過しないように決定する。プラズマ生成のための放電電源３１側のコンデンサ４０−ａの容量はアンテナ電極に印加する高周波バイアス電源３２のバイアス電力を通さない値に選定する。

被処理体載置電極４には被処理体２に入射するイオンを加速するため、高周波バイアス電源３３を整合器３４−３、電力分配器３６−１、フィルタユニット３７−２を介して接続する。高周波バイアス電源３３から出力される高周波バイアス電力は電力分配器３６−１で２つに分岐され、一方はフィルタユニット３７−２を介して被処理体２に印加され、他方はフィルタユニット３７−３を介してフォーカスリング８に印加される。フォーカスリング８および被処理体２のそれぞれに印加する高周波バイアス電力の比は電力分配器３６−１で制御することができる。これにより、プラズマ中のラジカル分布や被処理体外周付近の微細パターン加工傾きなどを制御することができる。

前記載置電極４に印加する高周波バイアス電力と前記アンテナ電極に印加する高周波バイアス電力は同じ周波数とする。また、前記アンテナ電極に印加する高周波バイアス電力と前記載置電極に印加する高周波バイアス電力の位相差は位相制御器３９によって制御することができる。前記位相差を１８０°に制御する場合、プラズマ閉じ込めが向上し、処理室の側壁に入射するイオンのフラックスやエネルギーが減少する。これにより側壁の消耗等に起因する異物の発生量が減少する。また、壁材料のコーティングなどの寿命を延ばすことができる。一方、前記位相差を０°に制御する場合は、プラズマが側壁方向へ広がるため、例えば酸素プラズマを用いた場合には側壁を高速にクリーニングすることができる。

また、載置電極には、直流電源３８−２が接続される。これにより、被処理体を静電吸着して載置電極に固定することができる。また、被処理体およびフォーカスリングの電位を制御することができる。直流電源３８−２から出力される直流電力は、電力分配器３６−２で２つに分岐され、一方はフィルタユニット３７−２を介して被処理体に印加され、他方はフィルタユニット３７−３を介してフォーカスリングに印加される。

図３は、本実施形態による効果を説明する図であり、図１におけるａ−ａ’間の空間電位分布およびｂ−ｂ’間の空間電位を示している。なお、アンテナ電極に印加する高周波バイアス電力と載置電極に印加する高周波バイアス電力の位相差は１８０度とする。

ここで、図３中の点線４１−ｂは、アンテナ電極３に直流バイアス電力を印加していないときのウエハより上方の処理空間（ａ−ａ’）の電位分布を示す。また、点線４１−ｃは、ウエハ面より下方（ｂ−ｂ’）の空間電位分布を示す。これに対して、実線４１−ａは、直流電源３８−１によりアンテナ電極のＤＣ電位を例えば−４００Ｖに下げたときのウエハより上方の処理空間（ａ−ａ’）の電位分布を示す。

実線４１−ａと点線４１−ｂとの比較から分かるように、アンテナ電極３の電位を下げることにより、ウエハ上方の処理空間の空間電位を下げることができる。即ち、被処理体の略上方の電場（電位分布の形）はあまり変わらないが、電位分布（絶対値）は大きく変化させることができる。

これに対して、ウエハ面より下方の空間電位はアンテナ電極３の電位を制御してもほとんど変わらない（４１−ｃと同程度である）。これは、アンテナ電極に印加する高周波バイアス電力と載置電極に印加する高周波バイアス電力の位相差を１８０°とすることによりプラズマ閉じ込めが向上し、更にアンテナ電極３と載置電極４の間におけるバルクプラズマの電位は処理室側壁の電位の影響を受けがたくなっているためである。

このため、アンテナ電極３の電位を下げれば、ウエハ面より上方の処理空間の電位をウエハ面より下方の空間の電位より下げることができ、負に帯電した異物粒子を被処理体上の処理空間からウエハ面より下方の排気側の空間に輸送することができる。これにより異物粒子を被処理体上方から除去することができる。なお、載置電極に接続されている直流電源を用い載置電極の電位を低下させると、アンテナ電極電位だけを低下させる場合と比べて被処理体の略上方のバルクプラズマの電位をより低下させることができるため、異物粒子の除去効果はより大きくなる。

さらに、フォーカスリング８に対して印加する直流電力と被処理体２に対して印加する直流電力の比を調節し、被処理体の電位をフォーカスリングの電位より低くすれば、被処理体上方のシースにトラップされている異物粒子を側壁方向へ誘導することができる。このような異物粒子の輸送制御は、被処理体に印加する高周波バイアス電力とフォーカスリングに印加する高周波バイアス電力の比を調節し、被処理体の自己バイアス電位がフォーカスリングの自己バイアスよりも低くすることでも実現できる。このように被処理体上方の処理空間の電位を下げ、さらにシース近傍の電場の制御を行うことにより効率的に異物粒子を被処理体の上方から排気側へ誘導することが可能となる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を説明する図である。図に示すように、処理室１のプラズマ生成空間に対応する側壁には、側壁にバイアスを印加するための側壁電極３５が設置されている。また、側壁電極３５には直流電源３８−３がフィルタユニット３７−４を介して接続されている。

なお、この例の場合には、アンテナ電極３に印加する高周波バイアス電力と載置電極４に印加する高周波バイアス電力の周波数を一致していなくてもよい。また、周波数が一致する場合においても、図１に示す位相制御器はなくてもよい。また、アンテナ電極３に高周波バイアス電圧を印加しない構成であってもよい。また、プラズマ生成のための放電電源３１がアンテナ電極３ではなく載置電極４に接続された構成であってもよい。

図５は、処理室１の上面図である。図に示すように、側壁電極３５は周方向に連続する構造となっている。側壁電極３５は、例えばアルミあるいはステンレス製とする。また、プラズマに接する面は被覆しないか、あるいはアルマイトやイットリアなどの膜でコーティングする。なお、側壁電極は該側壁電極が設置されている処理室の内壁面に対して略同一平面上に設置する。

図６は、本実施形態による効果を説明する図であり、図４におけるａ−ａ’間の空間電位分布及びｂ−ｂ’間の空間電位分布を示している。

ここで、点線４１−ｅは、アンテナ電極３、載置電極４及び側壁電極３５に直流バイアス電力を印加していないときのウエハより上方の処理空間（ａ−ａ’）の電位分布を示す。また、点線４１−ｆはウエハ面より下方（ｂ−ｂ’）の空間電位分布を示す。これに対して、実線４１−ｄは、アンテナ電極３、載置電極４及び側壁電極３５の電位を接地電位よりも低い電位としたときたときのウエハより上方の処理空間（ａ−ａ’）の電位分布を示す。

実線４１−ｄと点線４１−ｅとの比較から分かるように、アンテナ電極３、載置電極４及び側壁電極３５の電位を制御することにより、ウエハより上方の処理空間の空間電位を下げることができる。即ち、被処理体の略上方の電場分布はあまり変わらないが電位分布（絶対値）は大きく変化させることができる。

これに対して、ウエハ面より下方（ｂ−ｂ’）の空間電位分布は点線４１−ｆとほとんど変わらない。このため、ウエハ面より上方の処理空間の電位をウエハ面より下方の空間の電位より下げることができ、負に帯電した異物粒子をウエハ直上の処理空間から、ウエハ面より下方の排気側の空間に輸送することができる。これにより異物粒子を被処理体上方から除去することができる。

図７は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。本実施形態では導体を処理室の側壁に沿って周方向に複数本設置し、これを側壁電極３５とする。側壁電極３５は処理室側壁に埋め込み、側壁電極３５の表面を処理室側壁と略同一平面としている。これは、処理室内に突起物などがあると、該突起物自体が消耗し異物粒子の発生要因となるためである。なお、側壁電極以外の構成は図４と同様であるのため説明を省略する。。

図８は、処理室の側壁に側壁電極３５を埋め込む方法を説明する図である。まず、図８Ａに示すように、側壁を構成する母材に側壁電極と同じような形状で且つ、側壁電極よりも大きい溝を形成する。なお、側壁母材としては、例えばアルミやステンレスなどを用いる。次に、図８Ｂに示すように、側壁全面にイットリアあるいはアルミナなどの絶縁膜４３を溶射などの方法によって形成する。母材側に形成する溝の大きさは、図８Ｃに示すように、溝内に絶縁膜４３を形成した後の溝内の形状が、側壁電極の形状と略同一となり、側壁電極を前記溝に取り付けたとき側壁の絶縁膜と側壁電極が略同一平面となるようにする。側壁電極の材料としては、例えばアルミまたはステンレスなどを用いることができる。次に、図８Ｄに示したように側壁電極を側壁に設けた溝に設置した状態でイットリアやアルマイトなどの絶縁性の膜を溶射などの手法によって形成し、側壁電極を側壁に埋め込む。

なお、このような埋め込み工程は、例えば図５で示したように筒状の側壁電極の埋め込みにも利用することができる。また、側壁電極をプラズマにさらす構造とする場合には、図８Ｃの状態で側壁電極をねじなどを用いて側壁に固定すればよい。

図９は、側壁電極３５に電力を供給する方法を説明する図である。この図の例では、側壁電極部分をスワップパーツとして取り外し可能に構成している。側壁電極３５はインナーケース４４に設置され、インナーケース４４は真空容器５１から取り外し可能となっている。インナーケース４４には、処理室側壁の温度を制御するための冷媒を流す流路４５が設けられている。

インナーケース４４の下部には側壁電極３５と電気的に接続されているジョイント４６−１が設置されている。また、真空容器５１にはジョイント４６−１に接続されるジョイント４６−２が設置されている。これにより、インナーケース４５を真空容器５１の所定の位置に設置すると、ジョイント４６−１とジョイント４６−２が接続されるようになっている。

真空容器側のジョイント４６−２は真空容器５１の外側からねじ４７で固定する。また、ねじ４７は側壁電極に電力を供給するための導線としての機能を持たせるため、該ねじにはアルミやステンレスなどの導電性の材料を用いる。ねじ４７と真空容器５１、ジョイント４６−２と真空容器４７間にはそれらが絶縁されるようにスリーブ４８を挿入する。スリーブ４８はアルミナ、石英、ＰＥＥＫ、べスペルなどの絶縁性材料を用いる。また処理室内の真空を保持するため、スリーブと真空容器の間、及びねじとスリーブの間にはＯ−リング４９を設置しシールする。

図１０は、側壁電極に電力を供給する他の方法について説明する図である。この図の例では、真空容器を貫通する孔、およびインナーケースに形成した真空容器側から側壁電極３５まで到達する穴を形成し、前記孔を貫通して側壁電極３５に到達するねじ４７を取り付ける。該ねじ４７は側壁電極３５に電力を供給する導体として機能する。ねじ４７の周りにはスリーブ４８を取り付け、ねじ４７と真空容器５１及び該ねじ４７とインナーケース４４が電気的に導通しないようにしている。また、処理室の真空を保持できるように、ねじ４７とスリーブ４８の間、及びスリーブ４８と真空容器５１の間にはＯ−リング４８を設置しシールする。

図１１は、本発明の第４の実施形態を説明する図である。図はプラズマ処理装置の上面図である。図に示すように、処理室１の内周には側壁電極３５が設置されており、該側壁電極３５は周方向に複数個に分割されている。側壁電極３５は直流電源に接続する電気配線系統の違いで３５−ａ、３５−ｂ、３５−ｃの３種類に分けられている。なお、側壁電極３５−ａ、３５−ｂ、３５−ｃは順に周方向に配置されている。

側壁電極３５−ａには、フィルタユニット３６−３を介して直流電源３８−３が接続されている。さらに、該側壁電極３５−ａとフィルタユニット３６−３の間にスイッチを設けることで、該側壁電極を接地することを可能としている。側壁電極３５−ｂにはスイッチ３２−２とフィルタ３８−４を介して直流電源３８−４が接続されている。前記スイッチ３２−２を切り替えることにより、側壁電極３５−ｂに直流電源３８−３より出力される電力を印加するか、あるいは直流電源３８−４より出力される電力を印加するか、あるいは接地電位にするかを選択できるようになっている。側壁電極３５−ｃにはスイッチ３２−３とフィルタ３６−３を介して直流電源３８−３に接続されている。また、スイッチ３２−３を切り替えることにより側壁電極３５−ｃを接地電位にすることができる。フィルタユニット３６−３、３６−４は例えばコンデンサなどが用いられ、プラズマ生成のための高周波電力や高周波のバイアス電力が側壁電極を介して直流電源に流れ込まないようにする。

図１２は、本実施形態による効果を説明する図である。図１２は、側壁電極３５−ａに＋４００Ｖの電圧を印加し、側壁電極３５−ｂに−４００Ｖの電圧を印加し、側壁電極３５−ｃに接地電位を印加した場合における、被処理体上方の等電位面４０の概要を示している。なお、前記電位はプラズマ放電開始前あるいはプラズマ放電終了後に各電極に印加する。

このように各側壁電極に周方向に正と負のバイアスを印加することにより被処理体上方に、被処理体に対して略平行する電場を形成することができる。これにより、放電開始直前及び放電終了直後において、異物粒子を側壁電極方向に引き寄せ、異物粒子が被処理体に付着しないようにすることができる。また、放電中でないとき（例えば搬送時）においても異物粒子の一部は帯電して処理室内を浮遊している。このため、図１２に示すような電場を形成しておくことは被処理体の搬送時においても有効である。

図１３は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。前述の図１２に示した例（第４の実施形態）では側壁電極に印加する電位の順序が略回転対称となっている。この場合、等電位面の構造も略回転対称になり、この場合、被処理体中心付近に被処理体に対して略平行方向の電場が０となる場所が発生する。しかし、バイアスの印加分布を非回転対称とすれば被処理体の中心の直上付近にも電場を生成できる。

本実施形態では図１３に示すように、側壁電極３５を周方向に８つに分割し、側壁電極に印加するバイアス電力の周方向の分布を非回転対称とした。すなわち、被処理体を搬入・搬出するための搬送口５０に対して左側に位置する２つの側壁電極には＋４００Ｖの電位とし、該搬送口５０に対して右側に位置する２つの側壁電極には−２００Ｖの電位とし、それ以外の４つの側壁電極は接地電位としている。

この場合、載置電極４に載置されている被処理体中心付近の上方にも電場が形成されていることがわかる。また、この電場は、被処理体の搬送経路方向に対して略垂直方向に形成されている。このため、異物粒子は被処理体の搬送経路方向に対して略垂直方向に輸送され、このため被処理体の搬送中に被処理体に付着する異物数を減少させることができる。

また、図１１及び図１３に示したように、側壁電極を複数個に分割した場合、全ての側壁電極の電位、アンテナ電極の電位、および載置電極の電位をそれぞれ低下させると、第２の実施形態（図４）で示したように被処理体の上方の空間電位を下げることができる。これにより、異物粒子を放電中に被処理体上方から除去することができる。即ち、側壁電極を周方向に複数個に分割し、例えば各側壁電極に互いに異なるバイアス電力を印加できるようにすれば、放電前、放電中、および放電後の全てのタイミングにおいて異物粒子を被処理体上方から除去することが可能となる。

図１４は、処理室内の電位分布の制御方法を説明する図である。ここではプラズマ処理装置を用いてエッチング処理を行う場合を例にとり説明する。また、ここで用いるプラズマ処理装置は、第１ないし第３の実施形態で示した被処理体上方の処理空間全体の電位を下げる機能（Ｔｙｐｅ１）、第４の実施形態で示した略回転対象の電場を生成する機能（Ｔｙｐｅ２）、および第５の実施形態で示した非回転対称な電場を生成する機能（Ｔｙｐｅ３）をそれぞれ有するものとする。また、エッチング処理はＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２の２つのステップからなるものとする。

まず、被処理体の搬入時には、被処理体に異物粒子が付着しないようにするため、被処理体の搬送経路に対して略垂直方向に異物を輸送できるＴｙｐｅ３の電場を生成する。そしてＳＴＥＰ１の放電開始直前にはＴｙｐｅ２の電場を生成する。このように、Ｔｙｐｅ３からＴｙｐｅ２に電位に切り替えるのは、Ｔｙｐｅ３では異物粒子が例えば被処理体上の右端から左端へ横切るのに対して、Ｔｙｐｅ２の電位分布を用いる場合、被処理体上を漂う異物粒子は略径方向に移動するため、ウエハ直上の軌跡が短くなり被処理体に異物粒子が付着する確率はＴｙｐｅ３に比べて小さくなる。

次に、ＳＴＥＰ１の放電終了直後からＳＴＥＰ２の放電直前まではＴｙｐｅ２の電場を生成する。

ＳＴＥＰ２において被処理体に対して所定の処理を施した後は、被処理体を載置電極に固定するための静電吸着を解除するため除電を行う。この除電は静電吸着の直流電力を変化させて行う。除電中にはＴｙｐｅ１の電場を生成する。除電中は載置電極に印加している直流バイアス電力を変化させるため、アンテナ電極や側壁電極に印加する直流バイアス電力も静電吸着の電力変化に連動して変化させてもよい。また、除電中はエッチング等の処理は行なわないため、例えばシャワープレートから供給する処理ガスの流量を増加させることにより、電位制御とガス流れの２つの力を用いることができる。この場合には異物粒子を被処理体上方からより効果的に除去することができる。

除電を終えたら放電を終了し、Ｔｙｐｅ２の電場を生成する。被処理体を処理室から搬出する際はＴｙｐｅ３の電場を生成する。なお、図１４においてはＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２において被処理体に所定の処理を施している間は、電位分布制御は行っていないが、処理を施している間にｔｙｐｅ１の異物制御を行ってもよい。以上、プラズマ処理装置に適用することを前提に説明したが、本発明はプラズマを用いない他の半導体製造装置や半導体検査装置の異物粒子除去にも適用することができる。

以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、被処理体が載置されている高さ位置よりも上方の処理空間の電位を、前記被処理体が載置されている高さ位置よりも下方の空間の電位に対して低くすることができる。また、処理室の側壁にバイアスを印加するための側壁電極を周方向に複数個設置し、これらの電極に正のバイアスあるいは負のバイアスを印加することにより 被処理体の上方の空間に被処理体に対して略平行する方向の電場を形成することができる。このため、例えば放電中に被処理体の上方の処理空間の電位を下げることにより、被処理体の上方の異物粒子を除去することができる。さらに、放電前あるいは放電後に被処理体の上方に被処理体に対して略平行する電場を生成することにより、被処理体上方から異物粒子を除去することができる。これにより半導体装置の歩留まりを向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を説明する図である。 図１に示すフィルタユニットの詳細を説明する図である。 本実施形態による効果を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を説明する図である。 処理室１の上面図である。 本実施形態による効果を説明する図である。 本発明の第３の実施形態を説明する図である。 処理室の側壁に側壁電極を埋め込む方法を説明する図である。 側壁電極に電力を供給する方法を説明する図である。 側壁電極に電力を供給する他の方法を説明する図である。 本発明の第４の実施形態を説明する図である。 本実施形態による効果を説明する図である。 本発明の第５の実施形態を説明する図である。 処理室内の電位分布の制御方法を説明する図である。

符号の説明

１ 処理室
２ 被処理体
３ アンテナ電極
４ 載置電極
５ シャワープレート
６ 排気手段
７ バタフライバルブ
８ フォーカスリング
３１ プラズマ生成用の放電電源（高周波電源）
３２ スイッチ
３４ 整合器
３５ 側壁電極
３６ 電力分配器
３７ フィルタユニット
３８ ＤＣ電源
３９ 位相制御器
４０ コンデンサ
４１ 等電位面
４２ コイル
４３ 絶縁膜
４４ インナーケース
４５ 冷媒流路
４６ ジョイント
４７ ねじ
４８ スリーブ
４９ Ｏ−リング
５０ 搬送口
５１ 真空容器

Claims (8)

1. 処理室と、
   該処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
   前記処理室内に高周波電力を供給してプラズマを生成するアンテナ電極と、
   前記処理室内を排気する真空排気手段と、
   処理室内に被処理体を載置して保持する載置電極と、
   前記アンテナ電極に負電位を供給する直流電源を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 処理室と、
   該処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
   前記処理室内に高周波電力を供給してプラズマを生成するアンテナ電極と、
   前記処理室内を排気する真空排気手段と、
   処理室内に被処理体を載置して保持する載置電極と、
   前記アンテナ電極に高周波バイアス電圧を供給するアンテナバイアス用高周波電源および前記載置電極に高周波バイアス電圧を供給する載置電極バイアス用高周波電源、並びに前記アンテナバイアス用高周波電源と載置電極バイアス用高周波電源間の位相差を調整する位相制御器と、
   前記アンテナ電極に負電位を供給する直流電源を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
3. 処理室と、
   該処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
   前記処理室内に高周波電力を供給してプラズマを生成するアンテナ電極と、
   前記処理室内を排気する真空排気手段と、
   処理室内に被処理体を載置して保持する載置電極と、
   前記アンテナ電極に高周波バイアス電圧を供給するアンテナバイアス用高周波電源および前記載置電極に高周波バイアス電圧を供給する載置電極バイアス用高周波電源と、
   前記処理室のプラズマ生成空間に対応した側壁に形成した側壁電極を備え、
   前記側壁電極に負電位を供給する直流電源を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 請求項３記載のプラズマ処理装置において、
   前記アンテナ電極に負電位を供給する直流電源を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. 請求項３記載のプラズマ処理装置において、
   前記側壁電極は周方向に複数に分割された電極片からなり、各電極片には異なる電圧を印加することを特徴とするプラズマ処理装置。
6. 請求項３記載のプラズマ処理装置において、
   前記側壁電極の内周側表面は、前記処理室の内周側表面と同一平面であることを特徴とするプラズマ処理装置。
7. 請求項３記載のプラズマ処理装置において、
   前記側壁電極は、前記処理室の内周側表面に円周方向に形成した複数の溝と、該溝の表面に形成した絶縁膜と、該絶縁膜上に形成した導電体と、該導電体表面を被覆する絶縁膜を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
8. 請求項３記載のプラズマ処理装置において、
   前記処理室を形成する容器は、該容器に対して着脱自在に形成したインナーケースと、該インナーケースに形成した側壁電極を有し、該側壁電極は前記処理室を形成する容器およびインナーケースに形成した穴を介して外部と導通することを特徴とするプラズマ処理装置。

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