JP2012186457A - 上部電極及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平行平板型のプラズマ処理装置用の上部電極105であって、所望の誘電体から形成された基材105aと、前記基材105aの表面のうち、少なくとも前記プラズマ処理装置の下部電極210側の表面の一部に形成された導電体層110と、を含み、前記導電体層110は、前記下部電極210側の表面の外側が内側より密になるように疎密のパターンを有する上部電極105が提供される。
【選択図】図5
Description
まず、本発明の一実施形態に係る上部電極を有したプラズマ処理装置について説明する。
図1に本実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す。プラズマエッチング装置10は、平行平板型のプラズマ処理装置の一例であり、上部電極と下部電極とが対向して配置されている。
そこで、本実施形態に係る上部電極105では、誘電体の上部基材105aのプラズマ側の面の外周部を導電体層で被膜し、これにより導電体層を形成する。これに加えて、基材105の内側に向けて導電体層の表面に所定のパターンを形成する。図5(a)は、上部電極105のプラズマ側(下部電極側)の面を示した図である。図5(b)は、図5(a)の1−1断面図である。
次に、導電体層110のパターン評価について説明する。発明者は、導電体層110のグラディエーション層に形成する3種類のパターンについて、その電界強度分布を調べた。その結果を図6に示す。
次に、発明者は、導電体層110の他の3種類のパターンについて、その電界強度分布を調べた。パターン形状を図7に示し、その電界強度分布を図8に示す。
次に、発明者は、導電体層110の疎密のパターンの櫛歯の長さを変化させた場合について、その電界強度分布の変化を調べた。その結果を図9に示す。図9は、図7(b)や図7(c)に示すような3種類の異なる長さの櫛歯を64本設け、図9に示す、上部電極105の中心から各櫛歯の先端までの距離GR1、GR2、GR3を変化させた場合の電界強度E(a.u.)の変化を示すグラフである。
次に、発明者は、導電体層110の疎密のパターンの櫛歯の形状を変化させた場合について、ウエハWに酸化膜を形成する際の電界強度分布の変化を調べた。その結果を図11に示す。その際の処理容器100内の条件は、圧力20mTorr、処理ガスC4F8/Ar/O2=60/400/20sccmとし、プラズマ生成用の高周波電力を100MH/1000W、バイアス制御用の高周波電力を3MHz/5500Wとした。
次に、発明者は、導電体層110の有無によるエッチングレートへの影響について調べた。エッチングの条件は、処理容器100内の条件が圧力20mTorr、処理ガスO2=200sccmとし、プラズマ生成用の高周波電力を100MH/1000Wとし、ウエハW上に形成されたレジスト膜をエッチングした。その結果を図13に示す。
次に、発明者は、図5(a)に示したパターンに対して、その電界強度分布のギャップによる影響を調べた。図5(a)に示した疎密のパターンは、1本の幅が1°の64本の櫛歯が、外周部の内周面側から360°等間隔に内側に向けて放射状に設けられているものである。
図15は、導電体層110の有するパターンの変形例を示す。図15(a)には、上部電極105の外側から内側に向けて三日月状に突出するパターンが示されている。三日月状の突出部分は、同じ方向に向いていても良く、対称性を持って異なる方向に向いていてもよい。ここでは、最も長い櫛歯、最も短い櫛歯、中間の長さの櫛歯、最も短い櫛歯、最も長い櫛歯の順に配置されている。これによっても、上部電極105の外側が内側より密になるように導電体層110の疎密パターンを形成することができる。
100 処理容器
105 上部電極
105a 基材
110 導電体層
115 保護層
210 下部電極
E 電界強度
Claims (12)
- 平行平板型のプラズマ処理装置用の上部電極であって、
所望の誘電体から形成された基材と、
前記基材の表面のうち、少なくとも前記プラズマ処理装置の下部電極側の表面の一部に形成された導電体層と、を備え、
前記導電体層は、前記下部電極側の表面の外側領域が内側領域より密になるように疎密のパターンを有することを特徴とする上部電極。 - 前記導電体層は、前記上部電極の外側から内側に向けて突出する櫛歯状のパターン、前記上部電極の外側から内側に向けて突出する三日月状のパターン、前記上部電極の外側から内側に向けて開口するパターンのいずれかの疎密のパターンを有することを特徴とする請求項1に記載の上部電極。
- 前記導電体層の疎密のパターンと当該導電体層との境界は、前記下部電極に載置されるウエハの外端部より内側に位置していることを特徴とする、請求項1又は2のいずれかに記載の上部電極。
- 前記導電体層と当該導電体層の疎密のパターンの境界には、前記上部電極の内側から外側に向かって前記導電体層が連続的に密になる、トランジション部が形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の上部電極。
- 前記導電体層は、グラウンド電位であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の上部電極。
- 前記導電体層は、前記櫛歯状の歯の本数、当該歯の長さ及び当該歯間の幅の少なくともいずれかにより疎密のパターンを形成することを特徴とする請求項2に記載の上部電極。
- 前記疎密のパターンは、少なくとも異なる3種類の長さの前記櫛歯状の歯により形成され、前記上部電極の中心から最も長い櫛歯の先端までの距離は35〜50mm、前記上部電極の中心から中間の長さの櫛歯の先端までの距離は60〜90mm、前記上部電極の中心から最も短い櫛歯の先端までの距離は100〜125mmであることを特徴とする、請求項6に記載の上部電極。
- 前記基材は、アルミナ(Al2O3)又は窒化アルミニウム(AlN)のいずれかから形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の上部電極。
- 前記基材と、前記導電体層とを覆う保護層を更に備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の上部電極。
- 前記上部電極の基材は、複数のガス導入管が貫通することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の上部電極。
- 上部電極と下部電極とが対向して配置された平行平板型のプラズマ処理装置であって、
前記上部電極は、
所望の誘電体から形成された基材と、
前記基材の表面のうち、少なくとも前記下部電極側の表面の一部に形成された導電体層と、を備え、
前記導電体層は、前記下部電極側の表面の外側が内側より密になるように疎密のパターンを有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記基材は、アルミナ(Al2O3)又は窒化アルミニウム(AlN)のいずれかから形成されていることを特徴とする請求項11に記載の上部電極。
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