JP2015050156A - 基板載置台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体が不必要に改質されることを防止することができる基板載置台及びプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】基板載置台は、基板支持部及び円環状のカバー部材を備える。基板支持部は、第１上面及び第２上面を有する。第１上面は、被処理体を支持する円形の面である。第２上面は、第１上面の径方向外側の下方において環状に延在する面である。カバー部材は、第１上面よりも大きな外径を有するとともに被処理体よりも小さい内径を有する。カバー部材は、第１上面に直交する方向からみて第１上面に支持された被処理体の周囲を囲むように配置される。カバー部材は、その下面が第２上面の全周に亘って第２上面と接触して配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板載置台及びプラズマ処理装置に関する。

プラズマ処理装置の処理容器の内面は、その内部で行われるプラズマ処理の結果、改質する場合があることが知られている（例えば特許文献１参照。）特許文献１には、シリコン又はシリコンカーバイドからなる電極の表面がプラズマに露出されることが記載されている。そして、特許文献１には、プラズマ処理中に、汚染物質が電極の表面に堆積してマイクロマスクを形成し、電極の表面が針状又は棒状の改質された形態（ブラックシリコン、ブラックシリコンカーバイド）となることが記載されている。

上述した改質は、被処理体をプラズマ処理する際にも同様に発生し得る。例えば、特許文献２には、シリコンからなる被処理体の外周部における所定領域において、いわゆるブラックシリコンが発生することが記載されている。そして、特許文献２記載の装置では、ベベルカバーリングと称されるリング状の部材を、被処理体の周囲を囲むように配置してブラックシリコンの発生を防止している。ベベルカバーリングは、その内周壁の一端部の全周に亘り、径方向内側方向に突出した庇部を有している。ベベルカバーリングが被処理体の周囲に配置されることで、被処理体の外縁から所定幅の領域を庇部が覆うことになるため、当該領域がプラズマに晒されることを回避することができる。これにより、被処理体の表面にブラックシリコンが発生することを防止することが可能となる。

特開２００８−５１９４３１号公報 国際公開第２０１３／１０８７５０号

しかしながら、特許文献２記載のプラズマ処理装置にあっては、例えば被処理体の側面においてブラックシリコンが発生する場合がある。ここで、ブラックシリコンの発生原因と考えられているマイクロマスクをエッチングにより除去し、ブラックシリコンの発生を防止する手法も考えられるが、プロセスが複雑化するおそれがある。このため、本技術分野では、被処理体が不必要に改質されることを、プロセスを改善することなく防止することが望まれている。

すなわち、本発明の一側面に係る基板載置台は、円形の被処理体を収容してプラズマ処理を行う処理容器内に配置され、前記被処理体を支持する基板載置台である。該基板支持台は、基板支持部及びカバー部材を備える。基板支持部は、第１上面及び第２上面を有する。第１上面は、被処理体を支持する円形の上面である。第２上面は、第１上面の径方向外側の下方において環状に延在する上面である。カバー部材は、第１上面よりも大きな外径を有するとともに被処理体よりも小さい内径を有する円環状の部材である。カバー部材は、第１上面に直交する方向からみて第１上面に支持された被処理体の周囲を囲むように配置される。そして、カバー部材は、その下面が第２上面の全周に亘って第２上面と接触して配置されている。

この基板載置台では、第１上面よりも大きな外径を有するとともに被処理体よりも小さい内径を有するカバー部材を用いて、基板支持部の第１上面の外縁及び被処理体の外縁を覆うため、基板支持部の第１上面の外縁及び被処理体の外縁部が直接プラズマに晒されることを回避することができる。よって、被処理体の外縁部の表面が改質されることを防止することが可能となる。さらに、カバー部材の下面が第２上面の全周に亘って第２上面と接触して配置される。このため、カバー部材の内側から外側へカバー部材の下方を通るように流れる処理ガスを遮断することができる。したがって、被処理体の側方に処理ガスが流れ込むことを防止し、被処理体の側面が改質されることを防止することが可能となる。このように、プロセスを改善することなく、被処理体が不必要に改質されることを防止することができる。

一実施形態では、カバー部材は、本体部及び庇部を有してもよい。本体部は、第１上面の直径よりも内径が大きいリング状を呈する。庇部は、本体部の内周の一端部に設けられ、本体部の径方向内側に突出され該カバー部材の内径を形成する。このように構成することで、庇部によって基板支持部の第１上面の外縁及び被処理体の外縁部を適切に覆うことができる。

一実施形態では、カバー部材の下面は、第２上面の全面と接触してもよい。このように構成することで、プラズマからカバー部材へ付与された熱が基板支持部へ伝導するため、カバー部材の温度上昇を抑制することができる。このため、カバー部材の内部に位置する被処理体の側面の反応を抑制することが可能となる。

本発明の他の側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器及び基板載置台を備える。処理容器は、円形の被処理体を収容してプラズマ処理を行う。基板載置台は、処理容器内に配置され、被処理体を支持する。該基板支持台は、基板支持部及びカバー部材を備える。基板支持部は、第１上面及び第２上面を有する。第１上面は、被処理体を支持する円形の上面である。第２上面は、第１上面の径方向外側の下方において環状に延在する上面である。カバー部材は、第１上面よりも大きな外径を有するとともに被処理体よりも小さい内径を有する円環状の部材である。カバー部材は、第１上面に直交する方向からみて第１上面に支持された被処理体の周囲を囲むように配置される。そして、カバー部材は、その下面が第２上面の全周に亘って第２上面と接触して配置されている。

上記プラズマ処理装置によれば、上述した基板載置台と同様の効果を奏する。

以上説明したように、本発明の種々の側面及び実施形態によれば、プロセスを改善することなく、被処理体が不必要に改質されることを防止することができる。

一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。 ベベルカバーリングの周辺を拡大して模式的に示す断面図である。 静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その１）である。 静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その２）である。 静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その３）である。 静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その４）である。 べベルカバーリング及びウェハの配置の詳細を説明する概要図である。 ウェハの外周部において発生するブラックシリコンを説明するための断面図である。 従来の基板載置台を説明する断面図である。 図９の基板載置台のガス流れを説明する概要図である。 変形例に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。 ウェハのＳＥＭ像の観察位置を示す図である。 比較例の装置で処理されたウェハのＳＥＭ像である。 実施例の装置で処理されたウェハのＳＥＭ像である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。プラズマ処理装置は、処理容器１を有する。処理容器１は、気密に構成され、電気的に接地電位さてれている。処理容器１は、円筒状とされ、例えばアルミニウム等から構成されている。処理容器１内には、基板載置台９４が収容されている。基板載置台９４は、被処理体である半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）Ｗを水平に支持する。基板載置台９４は、ベース２、静電チャック６及びベベルカバーリング５を備える。なお、ベース２及び静電チャック６は、本発明の一形態における基板支持部に相当し、ベベルカバーリング５は、本発明の一形態におけるカバー部材に相当する。また、ウェハＷは例えばシリコンから形成される。

ベース２は、円柱状を呈する。ベース２は、例えばアルミニウム等で構成されており、下部電極としての機能を有する。ベース２は、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持される。また、ベース２及び支持台４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３ａが設けられている。ベース２の上方の外周には、円環状のベベルカバーリング５が設けられている。ベベルカバーリング５の詳細な構成については、後述する。

ベース２には、第１の整合器１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続される。また、ベース２には、第２の整合器１１ｂを介して第２のＲＦ電源１０ｂが接続される。第１のＲＦ電源１０ａは、プラズマ発生用である。この第１のＲＦ電源１０ａからは所定周波数（２７ＭＨｚ以上例えば１００ＭＨｚ）の高周波電力がベース２に供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂは、イオン引き込み用（バイアス用）である。この第２のＲＦ電源１０ｂからは第１のＲＦ電源１０ａより低い所定周波数（３２ＭＨｚ以下、例えば１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力がベース２に供給される。一方、ベース２の上方には、ベース２と平行に対向するように、シャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６及びベース２は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。

ベース２の上面には、静電チャック６が設けられている。静電チャック６は、円板状を呈する。静電チャック６は、図１では省略しているが、その上面が階段状の三平面とされている。静電チャック６の詳細については後述する。なお、最も中心に位置する平面がウェハＷを支持するための支持面（第１上面）６ｅとなる。

ウェハ支持面６ｅは、円形を呈する。ウェハ支持面６ｅは、ウェハＷの裏面全体と接触して円板状のウェハＷを支持してもよい。すなわち、ウェハ支持面６ｅの直径は、ウェハＷの直径と同一か、又はウェハＷの直径よりも大きく、ウェハ支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と熱的に接触した構成であってもよい。以下では、ウェハ支持面６ｅの直径が、ウェハＷの直径よりも大きい場合を一例として説明する。この静電チャック６は、絶縁体６ｂの間に電極６ａを介在させて構成されている。電極６ａには直流電源１２が接続される。そして、電極６ａに直流電源１２から直流電圧が印加される。これにより、電極６ａとウェハＷとの間にクーロン力が発生し、発生したクーロン力によってウェハＷの裏面全体がウェハ支持面６ｅに吸着される。このようにして、ウェハＷは静電チャック６のウェハ支持面６ｅに支持される。

支持台４の内部には、冷媒流路４ａが形成されている。冷媒流路４ａには、冷媒入口配管４ｂ、冷媒出口配管４ｃが接続される。そして、冷媒流路４ａには、適宜の冷媒、例えば冷却水等が循環する。これにより、支持台４及びベース２を所定の温度に制御可能な構成とされている。また、ベース２等を貫通するように、バックサイドガス供給配管３０が設けられている。バックサイドガス供給配管３０は、ウェハＷの裏面側にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（ウェハＷと熱交換する冷却ガス：バックサイドガス）を流通させる。バックサイドガス供給配管３０は、図示しないバックサイドガス供給源に接続される。上記構成により、静電チャック６によってウェハ支持面６ｅに吸着支持されたウェハＷは、所定の温度に制御される。ウェハＷは裏面全体がウェハ支持面６ｅに接触しているため、ウェハＷとウェハ支持面６ｅとの熱伝導が好適に行われる。

前述したシャワーヘッド１６は、処理容器１の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド１６は、本体部１６ａと電極板をなす上部天板１６ｂとを備えている。シャワーヘッド１６は、絶縁性部材１７を介して処理容器１の上部に支持される。本体部１６ａは、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる。本体部１６ａは、その下部に上部天板１６ｂを着脱自在に支持できるように構成されている。

本体部１６ａの内部には、ガス拡散室１６ｃが設けられている。このガス拡散室１６ｃの下部に位置するように、本体部１６ａの底部には、多数のガス通流孔１６ｄが形成されている。また、上部天板１６ｂには、当該上部天板１６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔１６ｅが、上記したガス通流孔１６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室１６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理容器１内にシャワー状に分散されて供給される。なお、本体部１６ａ等には、冷媒を循環させるための図示しない配管が設けられている。当該構成により、プラズマエッチング処理中にシャワーヘッド１６が所望の温度に冷却される。

本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへエッチング用の処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｆが形成されている。このガス導入口１６ｆにはガス供給配管１４ａが接続されている。ガス供給配管１４ａの他端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供給源１４が接続されている。ガス供給配管１４ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１４ｂ、及び開閉弁Ｖ１が設けられている。そして、処理ガス供給源１４からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管１４ａを介してガス拡散室１６ｃに供給される。そして、処理ガスが、ガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理容器１内にシャワー状に分散されて供給される。

また、本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへアッシング用の処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｇが形成されている。このガス導入口１６ｇにはガス供給配管１５ａが接続されている。ガス供給配管１５ａの他端には、アッシング用の処理ガスを供給する処理ガス供給源１５が接続される。ガス供給配管１５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５ｂ、及び開閉弁Ｖ２が設けられている。そして、処理ガス供給源１５からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管１５ａを介してガス拡散室１６ｃに供給される。そして、処理ガスが、ガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理容器１内にシャワー状に分散されて供給される。

前述した上部電極としてのシャワーヘッド１６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７１を介して可変直流電源７２が電気的に接続される。この可変直流電源７２は、オン・オフスイッチ７３により給電のオン・オフが可能な構成とされている。可変直流電源７２の電流電圧ならびにオン・オフスイッチ７３のオン・オフは、後述する制御部９０によって制御される。なお、後述のように、第１のＲＦ電源１０ａ、第２のＲＦ電源１０ｂから高周波がベース２に印加されて処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部９０によりオン・オフスイッチ７３がオンとされ、上部電極としてのシャワーヘッド１６に所定の直流電圧が印加される。

処理容器１の天井部には、環状又は同心状に延在する磁場形成機構１７ａが設けられている。この磁場形成機構１７ａは、処理空間における高周波放電の開始（プラズマ着火）を容易にして放電を安定に維持するよう機能する。また、処理容器１の側壁からシャワーヘッド１６の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体１ａが設けられている。この円筒状の接地導体１ａは、その上部に天壁を有している。

処理容器１の底部には、排気口８１が形成されている。排気口８１には、排気管８２を介して排気装置８３が接続される。排気装置８３は、真空ポンプを有している。真空ポンプを作動させることにより処理容器１内を所定の真空度まで減圧する。一方、処理容器１の側壁には、ウェハＷの搬入出口８４が設けられている。搬入出口８４には、当該搬入出口８４を開閉するゲートバルブ８５が設けられている。

処理容器１の側部内側には、内壁面に沿ってデポシールド８６が設けられている。デポシールド８６は、処理容器１にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止する。このデポシールド８６のウェハＷと略同じ高さ位置には、グランドに対する電位が制御可能に接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）８９が設けられている。これにより、異常放電が防止される。また、デポシールド８６の下端部には、内壁部材３ａに沿って延在するデポシールド８７が設けられている。デポシールド８６，８７は、着脱自在とされている。

次に、静電チャック６及びベベルカバーリング５の詳細な構成について説明する。図２は、静電チャック６及びベベルカバーリング５の周辺を拡大して模式的に示す断面図である。

図２に示すように、静電チャック６の上面は、互いに高さの異なる三平面６ｅ，６ｆ，６ｇを有している。三平面６ｅ，６ｆ，６ｇは、静電チャック６のウェハ支持面６ｅに直交する方向からみて同心円を構成しており、最も上方かつ中心に位置する円形の平面がウェハ支持面６ｅである。ウェハ支持面６ｅを環状に囲んで延在する平面がリング支持面（第２上面）６ｆである。リング支持面６ｆは、ウェハ支持面６ｅよりも下方に位置する。リング支持面６ｆを環状に囲んで延在する平面が支持面６ｇである。支持面６ｇは、リング支持面６ｆよりも下方に位置する。このように、静電チャック６の上面は、中心から径方向外側に向かって、ウェハ支持面６ｅ、リング支持面６ｆ、支持面６ｇの順に並んで構成されている。

ベベルカバーリング５は、円環状のリング部材５１を有する。リング部材５１は、リング支持面６ｆ及びリング支持部材５２上に配置されている。リング部材５１は、その下面５１ｃがリング支持面６ｆの全周に亘ってリング支持面６ｆと面接触している。さらに、リング部材５１は、その下面５１ｃの径方向の長さＤＦがリング支持面６ｆの径方向の長さＤＥよりも長くなるように構成されている。すなわち、リング部材５１の下面５１ｃは、リング支持面６ｆの全面と接触している。なお、静電チャック６の電極６ａがリング支持面６ｆの直下に延在し、リング部材５１の下面５１ｃとリング支持面６ｆとを吸着により保持してもよい。

リング支持部材５２は、静電チャック６の支持面６ｇに支持された円環状の部材である。リング支持部材５２の上面５２ａは、リング支持面６ｆと同一の高さである。これにより、リング部材５１がリング支持面６ｆ及びリング支持部材５２上に支持される。リング支持部材５２の上面５２ａには、凸部５２ｂが形成されている。リング部材５１は、その下面５１ｃに凹部５１ｇが凸部５２ｂに対応して形成されている。リング部材５１の凹部５１ｇがリング支持部材５２の凸部５２ｂと嵌合することで、リング部材５１は、水平方向に拘束されて所定の位置で位置決めされる。

リング部材５１は、静電チャック６のウェハ支持面６ｅに直交する方向からみてウェハ支持面６ｅに支持されたウェハＷの周囲を囲むように配置される。リング部材５１は、本体部５１ａ及び庇部５１ｂを有する。本体部５１ａは、ウェハ支持面６ｅの直径ＤＢよりも外径ＤＡ及び内径が大きい円筒部材（リング形状の部材）である。庇部５１ｂは、本体部５１ａの内周壁の上端部（一端部）の全周に亘り、本体部５１ａの内周壁よりも径方向内側に突出するように設けられている。庇部５１ｂは、ウェハ支持面６ｅの外縁と、静電チャック６に支持されているウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域（外縁部）とを庇部５１ｂが覆うように設けられている。すなわち、ウェハ支持面６ｅの直径ＤＢ及びウェハＷの直径ＤＯよりも、庇部５１ｂによって形成された窓の直径ＤＩが小さくなるように、庇部５１ｂが設けられている。そして、このリング部材５１は、該リング部材５１の中心軸Ｍ１がベース２及び静電チャック６の中心軸Ｍ２と同軸となるように配置される。また、リング部材５１は、ウェハＷの表面とウェハＷの表面に対向するリング部材５１の裏面（すなわち庇部５１ｂの裏面）との間に空隙Ｋが形成されるように配置されている。リング部材５１は、庇部５１ｂにより、プラズマがウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域に回り込むことを防止する。リング部材５１として、石英又はイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）を用いることができる。

リング部材５１には、下面５１ｃから上面に延びる穴部５１ｄが形成されている。静電チャック６には、リング部材５１に形成された穴部５１ｄに対応して穴部６ｃが形成されている。リフトピン５３は、穴部６ｃ内に上下動可能に設けられている。リフトピン５３は、駆動機構５４（図１参照）により上下駆動される。リフトピン５３が上昇するとき、リフトピン５３の先端が、リング部材５１の穴部５１ｄの上面を押し上げることによって、リング部材５１が上昇する。

静電チャック６には、下方から上方に延びる貫通孔６ｄが形成されている。静電チャック６には、貫通孔６ｄが形成されている。リフトピン６１は、貫通孔６ｄ内に上下動可能に設けられている。リフトピン６１は、駆動機構６２（図１参照）により上下駆動される。リフトピン６１が上昇するとき、リフトピン６１の先端が、ウェハＷを押し上げることによって、ウェハＷが上昇する。

上記構成のプラズマ処理装置は、制御部９０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部９０は、プロセスコントローラ９１、ユーザインターフェース９２、及び記憶部９３を有する。プロセスコントローラ９１は、ＣＰＵを備えプラズマ処理装置の各部を制御する。

ユーザインターフェース９２は、工程管理者がプラズマ処理装置を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボード、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を有する。

記憶部９３には、制御プログラムや処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。制御プログラムは、プロセスコントローラ９１によって実行され、プラズマ処理装置で実行される各種処理を実現するためのプログラムである。

制御部９０は、ユーザインターフェース９２からの指示等にて任意のレシピを記憶部９３から呼び出してプロセスコントローラ９１に実行させる。これにより、プロセスコントローラ９１の制御下で、プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。なお、記憶部９３に格納されたプログラム及びデータは、外付けの記憶媒体に格納されて提供されてもよい。このような外付けの媒体としては、例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等が挙げられる。また、記憶部９３に格納されたプログラム及びデータは、他の装置からオンラインで伝送されることで提供されてもよい。

次に、プラズマエッチング方法について説明する。図３から図６は、静電チャック６にウェハＷが支持される際の、ウェハＷ及びベベルカバーリング５の状態を模式的に示す断面図である。

始めに、静電チャック６にウェハＷが支持されていない状態で（図３参照）、リフトピン５３を駆動機構５４により上昇させる。上昇したリフトピン５３により、リング部材５１が突き上げられて上昇する（図４参照）。

次いで、ゲートバルブ８５が開かれる。ゲートバルブ８５には、図示しないロードロック室が連通している。ロードロック室には、表面にレジストパターンが形成されたウェハＷが収容されている。そして、ウェハＷが、ロードロック室から、図示しない搬送ロボット等により、搬送される。ウェハＷは、搬入出口８４を通過し、処理容器１内の静電チャック６上に搬入される。そして、リフトピン６１を駆動機構６２により上昇させ、上昇したリフトピン６１によりウェハＷが搬送ロボットから受け取られる（図５参照）。

次いで、搬送ロボットを処理容器１外に退避させ、ゲートバルブ８５を閉じる。そして、リフトピン６１を駆動機構６２により下降させ、ウェハＷが静電チャック６に載置される（図６参照）。さらに、直流電源１２から静電チャック６の電極６ａに所定の直流電圧が印加される。これにより、ウェハＷはクーロン力により静電吸着され、支持される。すなわち、ウェハＷは、裏面全体が静電チャック６のウェハ支持面６ｅに接触した状態で支持される。

次いで、リフトピン５３を駆動機構５４により下降させる。これにより、リング部材５１が下降して、静電チャック６上に位置する。このときの状態は、図２に示した状態となる。このように、ウェハ支持面６ｅの外縁及びウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域が、リング部材５１の庇部５１ｂにより覆われる。

なお、リング部材５１の庇部５１ｂの径方向の長さは、収容されるウェハＷとの関係から設定されてもよい。図７は、ベベルカバーリング５及びウェハＷの配置の詳細を説明する概要図である。図７に示すように、ウェハＷは、リング部材５１の庇部５１ｂにより覆われた状態で静電チャック６に支持されている。ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅Ｌの領域において、ウェハＷはリング部材５１により覆われている。ここでは、ウェハＷの表面にはレジストパターンが形成されているが、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅Ｌ１の領域では、レジストＰＲは除去されており、ウェハＷの基体表面が露出している場合を説明する。この場合、所定幅Ｌは、少なくとも所定幅Ｌ１よりも大きい。従って、下記式（１）
Ｌ＞Ｌ１ （１）
となる。ここで、リング部材５１の内径をＤＩとし、ウェハＷの外径をＤＯとするとき（図２参照）、ＤＩ、ＤＯ、Ｌは、下記式（２）
Ｌ＝（ＤＯ−ＤＩ）／２ （２）
の関係を満たす。従って、式（１）、式（２）に基づいて、下記式（３）
ＤＩ＜ＤＯ−２Ｌ１ （３）
の関係を満たす。このように、リング部材５１の庇部５１ｂの内径ＤＩは、ウェハＷの外径ＤＯと、所定幅Ｌ１とに基づいて定められたものであってもよい。

ウェハＷの搬入及びリング部材５１の配置が終了すると、排気装置８３の真空ポンプにより排気口８１を介して処理容器１内が排気される。そして、エッチング用の処理ガスのプラズマをウェハＷに照射することによって、エッチング処理が行われる。

エッチング処理では、処理容器１内が所定の真空度になった後、処理容器１内に処理ガス供給源１４から所定の処理ガス（エッチングガス）が導入される。その後、処理容器１内が所定の圧力に保持される。レジストパターンをマスクとしてウェハＷの基体であるＳｉをエッチングするときは、処理ガスとして、以下のガスが用いられる。例えば、Ｃｌ_２、Ｃｌ_２＋ＨＢｒ、Ｃｌ_２＋Ｏ_２、ＣＦ_４＋Ｏ_２、ＳＦ_６、Ｃｌ_２＋Ｎ_２、Ｃｌ_２＋ＨＣｌ、ＨＢｒ＋Ｃｌ_２＋ＳＦ_６等のいわゆるハロゲン系ガスを用いることができる。あるいは、ウェハＷの表面にＳｉＯ_２、ＳｉＮ等のハードマスク膜が単層又は複数層形成されており、レジストパターンをマスクとしてそれらのハードマスク膜をエッチングするときは、処理ガスとして、以下のガスが用いられる。例えば、ＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨＦ_３、ＣＨ_３Ｆ、ＣＨ_２Ｆ_２等のＣＦ系ガスと、Ａｒガス等の混合ガス、又は、この混合ガスに必要に応じて酸素を添加したガス等を用いることができる。上記処理ガスを導入した状態で、第１のＲＦ電源１０ａからベース２へ、例えば周波数１００ＭＨｚの高周波電力が供給される。そして、上記処理ガスを導入した状態で、第２のＲＦ電源１０ｂからベース２へ、例えば周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（バイアス用）が供給される。

そして、下部電極であるベース２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極であるベース２との間には電界が形成される。ウェハＷが存在する処理空間には放電が生じ、この放電によって形成された処理ガスのプラズマがウェハＷに照射される。照射されたプラズマにより、外周部ＷＥにおける所定領域がリング部材５１により覆われた状態で、静電チャック６に支持されているウェハＷの表面がウェハＷの表面に形成されたレジストパターンをマスクとして異方性エッチングされる。

そして、上記したエッチング処理が終了すると、引続いて、残存するレジストを除去するアッシング処理が行われる。すなわち、アッシング用の処理ガスのプラズマをウェハＷに照射することによって、エッチング処理を行う。

アッシング処理においては、処理容器１内が所定の真空度になっている状態で、処理容器１内に、処理ガス供給源１５から所定の処理ガス（アッシングガス）が導入され、処理容器１内が所定の圧力に保持される。処理ガスとして、例えばＯ_２ガス、ＮＯガス、Ｎ_２Ｏガス、Ｈ_２Ｏガス、Ｏ_３ガス等のガスを用いることができる。上記処理ガスを導入した状態で、第１のＲＦ電源１０ａからベース２へ、例えば周波数１００ＭＨｚの高周波電力が供給される。そして、上記処理ガスを導入した状態で、第２のＲＦ電源１０ｂからベース２へ、例えば周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（バイアス用）が供給される。

そして、下部電極であるベース２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極であるベース２との間には電界が形成される。ウェハＷが存在する処理空間には放電が生じる。この放電によって形成された処理ガスのプラズマがウェハＷに照射される。ウェハＷは、外周部ＷＥにおける所定領域がリング部材５１により覆われた状態で静電チャック６に支持されている。照射されたプラズマにより、ウェハＷの表面に残存するレジストがアッシングされて除去される。

このようにして、エッチング処理とアッシング処理が行われた後、高周波電力の供給、直流電圧の供給及び処理ガスの供給が停止され、前述の手順とは逆の手順で、ウェハＷが処理容器１内から搬出される。なお、レジストパターンをマスクとしてハードマスク膜をエッチングした場合には、当該ハードマスク膜を用いてウェハＷをエッチングするエッチング処理が行われてもよい。

以上、本実施形態に係るプラズマ処理装置及び基板載置台９４によれば、ウェハＷをエッチングする際に、ウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域において表面荒れが発生することを防止することができる。例えば、レジストパターンが形成されたウェハＷをプラズマ処理する場合を説明する。ここで、ウェハＷは、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域においてレジストが除去されているとする。この場合には、ウェハＷの基体表面が露出した状態でエッチングされることになる。そのため、露出したウェハＷの基体表面がプラズマに曝されることによって、図８に示すように、ウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域においてウェハＷの基体表面に表面荒れ、いわゆるブラックシリコンが発生することがある。一方、本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域において、ウェハＷはリング部材５１により覆われている。これにより、エッチング処理において、ウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域にプラズマが回り込むのを防止することができる。そのため、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域において露出しているウェハＷの基体表面がプラズマに曝されず、ウェハＷの外周部ＷＥにおいてウェハＷの基体表面に表面荒れが発生することを防止することができる。すなわち、ウェハＷの外周部ＷＥを保護することができる。

さらに、本実施形態に係るプラズマ処理装置及び基板載置台９４によれば、ウェハＷをエッチングする際に、ウェハＷの側面ＷＳにおいて表面荒れが発生することを防止することができる。対比のために、従来のプラズマ処理装置の基板載置台を説明する。図９は、従来の基板載置台を説明する断面図である。図９に示す基板載置台は、ベベルカバーリング５を備える。このベベルカバーリング５は、上側リング部材５１０及び下側リング部材５５を有する。

上側リング部材５１０は、リング状の部材であって、静電チャック６の支持面６ｅに直交する方向からみて支持面６ｅに支持されたウェハＷの周囲を囲むように配置される。下側リング部材５５は、上側リング部材５１０に対応したリング形状を有している。下側リング部材５５の上面には、リング形状の溝５５ａが形成されている。上側リング部材５１０は、下側リング部材５５の上面に形成されたリング形状の溝５５ａに嵌合することによって、水平方向に拘束される。

下側リング部材５５は、周方向に沿って複数箇所（例えば３箇所）に、下側リング部材５５を上下に貫通する貫通孔５５ｂが形成されている。上側リング部材５１０において、貫通孔５５ｂに対応する部分には、突起部５１０ｃが形成されている。上側リング部材５１０は、下側リング部材５５に形成された貫通孔５５ｂに突起部５１０ｃが嵌合することによって下側リング部材５５に対する周方向に沿った移動が拘束される。また、上側リング部材５１０は、突起部５１０ｃが静電チャック６のリング支持面６ｆと接触することで、支持されている。すなわち、上側リング部材５１０と下側リング部材５５との間には、空隙ＫＧが形成される。図１０は、図９の基板載置台のガス流れを説明する概要図である。図１０に示すように、上述した空隙ＫＧは、上側リング部材５１０の下方において、ベベルカバーリング５の内側から外側へと連通している。排気装置８３が作動すると、処理容器１の底部の排気口８１へ向かって気流が発生する。このとき、空隙ＫＧにおいても、ベベルカバーリング５の内側から外側へ向かって気流が発生する。このため、処理ガスＧが、図中の矢印に示すように、ベベルカバーリング５の内側から外側へ向かって上側リング部材５１０の下方を通るように流れる。このとき、領域Ｒ１で示す部分を処理ガスが流通するため、汚染物質がウェハＷの側面に堆積してマイクロマスクを形成する場合がある。このため、図８に示すように、ウェハＷの側面ＷＳが、電極の表面が針状又は棒状の改質された形態（ブラックシリコン）となるおそれがある。

これに対して、本実施形態に係るプラズマ処理装置及び基板載置台９４によれば、リング部材５１の下面５１ｃがリング支持面６ｆの全周に亘ってリング支持面６ｆと接触して配置される。このため、リング部材５１の内側から外側へリング部材５１の下方を通るように流れる処理ガスを遮断することができる。したがって、ウェハＷの側方に処理ガスが流れ込むことを防止し、ウェハＷの側面が改質されることを防止することが可能となる。さらに、リング部材５１の下面５１ｃがリング支持面６ｆの全周に亘ってリング支持面６ｆと接触して配置されることで、リング部材５１の温度上昇が抑制される。図７に示すように、プラズマによって熱Ｈ１がリング部材５１へ与えられるが、リング部材５１から熱Ｈ２がリング支持面６ｆを介して静電チャック６へ伝導する。このように、リング部材５１が冷却能力の高い静電チャック６に直接配置されていることで、リング部材５１の温度上昇が効果的に抑制される。したがって、ウェハＷの側方付近に処理ガスが存在したとしても温度上昇が低いため、処理ガスとウェハＷとの反応の進行を妨げることができる。よって、ウェハＷの側面が改質されることを防止することが可能となる。また、従来の上側リング部材５１０に比べてリング部材５１は容積が大きいため、プラズマ入熱による温度上昇を一層抑制することができ、結果、ウェハＷの側面が改質されることを一層防止することが可能となる。このように、プロセスを改善することなく、ウェハＷが不必要に改質されることを防止することができる。

さらに、本実施形態に係るプラズマ処理装置及び基板載置台９４によれば、ウェハＷの裏面全体がウェハ支持面６ｅと接触するため、ウェハＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることができる。エッチングはラジカル反応が支配的に寄与するため、プラズマ照射によるウェハＷの温度の上昇を制御する必要がある。特に、貫通孔又はビアホールを形成する工程では、ウェハＷをプラズマに長時間晒す必要があるため、プラズマ照射によるウェハＷの温度の上昇を積極的に抑える必要がある。ウェハＷ面内において温度差が生じないように温度を制御しなければ、ウェハＷ面内においてエッチングレートの不均一の要因となるとともに、ホール深さの不均一性に影響する。本実施形態に係るプラズマ処理装置では、ウェハＷの裏面全体がウェハ支持面６ｅと接触する構成を採用することで、ウェハＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることができるとともに、ウェハＷ面内におけるエッチングレートを均一にすることが可能となる。よって、ウェハＷ面内においてホール深さの均一性を向上させることができる。また、単にウェハ支持面６ｅの直径ＤＳをウェハＷの直径ＤＯよりも大きくした場合には、ウェハ支持面６ｅがプラズマに直接晒されるおそれがある。本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、ウェハ支持面６ｅの外縁及びウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域を覆うベベルカバーリング５を用いることで、ウェハ支持面６ｅの外縁及びウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域が直接プラズマに曝されることを回避することができる。

以上、一実施形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、基板載置台９４が処理容器１の下部に配置される例を説明したが、基板載置台９４は、ウェハ支持面６ｅを下向きにして処理容器１の上部に配置される場合であってもよい。

また、上記実施形態では、ウェハ支持面６ｅの直径がウェハＷの直径と同一か、又はウェハＷの直径よりも大きくされている例を説明したが、ウェハ支持面６ｅの直径がウェハＷの直径よりも小さい場合であってもよい。

また、上記実施形態では、リング部材５１の下降の前に、静電チャック６によるウェハＷの静電吸着を行う例について説明したが、リング部材５１が下降した後に、静電チャック６によるウェハＷの静電吸着を行ってもよい。

また、上記実施形態では、ベベルカバーリング５を処理中に連続して装着する例を説明したが、処理に応じて取り外してもよい。

また、上記実施形態では、リング部材５１の下面５ｃがリング支持面６ｆの全面に配置される場合を説明したが、下面５ｃがリング支持面６ｆの全面に配置されていなくてもよい。すなわち、リング部材５１の下面５ｃがリング支持面６ｆの全周に亘ってリング支持面６ｆと接触していれば、下面５ｃの径方向の長さを変更してもよい。以下、図１１を用いて、変形例を説明する。図１１は、変形例に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。図１１は、図２に示すプラズマ処理装置とほぼ同様に構成されており、ベベルカバーリング５がリング部材５１及び外側リング部材５６を備える点のみが相違する。このため、図２との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。

ベベルカバーリング５は、リング部材５１及び外側リング部材５６を備える。リング部材５１は、図２のリング部材５１とほぼ同様に構成されており、リング支持面６ｆ上に配置されている。リング部材５１は、下方に延在する突起部５１ｅを有している。突起部５１ｅの下面５１ｃがリング支持面６ｆの全周に亘ってリング支持面６ｆと面接触している。

外側リング部材５６は、リング支持部材５２の上面５２ａに支持された円環状の部材である。外側リング部材５６は、その下面５６ｃに凹部５６ｇが凸部５２ｂに対応して形成されている。外側リング部材５６の凹部５６ｇがリング支持部材５２の凸部５２ｂと嵌合することで、外側リング部材５６は、水平方向に拘束されて所定の位置で位置決めされる。また、外側リング部材５６の側面と静電チャック６とによって形成される空間に突起部５１ｅが挿入されて、リング部材５１が水平方向に拘束されて位置決めされる。その他の構成は、図２と同様である。

以上、変形例に係るプラズマ処理装置及び基板載置台９４によれば、リング部材５１の下面５１ｃがリング支持面６ｆの全周に亘ってリング支持面６ｆと接触して配置される。このため、上述した実施形態に係るプラズマ処理装置及び基板載置台９４と同様の効果を奏する。

以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例及び比較例について述べる。
（実施例）
図２に示す基板載置台を用いた。当該基板載置台にて、ウェハＷを処理した。具体的には、レジストパターンをマスクとしてハードマスク膜をエッチングし、当該ハードマスク膜を用いてウェハＷをエッチングするエッチング処理を行った。ウェハＷはシリコンを用いた。
（比較例）
図９に示す基板載置台を用いた。当該基板載置台にて、ウェハＷを処理した。処理条件は、実施例と同一である。

実施例及び比較例の装置によって処理されたウェハＷの側面（図８のＷＳ）の断面をＳＥＭ像で観察した。ウェハＷの側面の観察位置を図１２に示す。図１２はウェハＷの上面図である。図１２に示すウェハＷの側面ＷＳ１〜ＷＳ４において、それぞれＳＥＭ像を撮像した。結果を図１３及び図１４に示す。図１３は比較例の観察結果、図１４は実施例の観察結果である。図１３，１３の（Ａ）はウェハＷの側面ＷＳ１の断面ＳＥＭ像、（Ｂ）はウェハＷの側面ＷＳ２の断面ＳＥＭ像、（Ｃ）はウェハＷの側面ＷＳ３の断面ＳＥＭ像、（Ｄ）はウェハＷの側面ＷＳ４の断面ＳＥＭ像である。各ＳＥＭ像の下に表示されている絵はＳＥＭ像の概要を示すものである。図１３の（Ｂ），（Ｃ）に示すように、比較例では、ウェハＷの上面及び側面において、表面が荒れていることが確認された。すなわち、ブラックシリコンが発生していることが確認された。一方、図１４の（Ｂ），（Ｃ）に示すように、実施例では、ウェハＷの上面及び側面において、表面が荒れていないことが確認された。すなわち、ブラックシリコンの発生が防止されていることが確認された。

１…処理容器、２…載置台、４…支持台、５…ベベルカバーリング、５ｂ…庇部、６…静電チャック、１６…シャワーヘッド、５１…リング部材、５２…リング支持部材、９０…制御部。

Claims (4)

1. 円形の被処理体を収容してプラズマ処理を行う処理容器内に配置され、前記被処理体を支持する基板載置台であって、
   前記被処理体を支持する円形の第１上面、及び、前記第１上面の径方向外側の下方において環状に延在する第２上面を有する基板支持部と、
   前記第１上面に直交する方向からみて前記第１上面に支持された前記被処理体の周囲を囲むように配置され、前記第１上面よりも大きな外径を有するとともに前記被処理体よりも小さい内径を有する円環状のカバー部材と、
   を備え、
   前記カバー部材は、その下面が前記第２上面の全周に亘って前記第２上面と接触して配置されている基板載置台。
2. 前記カバー部材は、
   前記第１上面の直径よりも内径が大きいリング状の本体部と、
   前記本体部の内周の一端部に設けられ、前記本体部の径方向内側に突出され該カバー部材の内径を形成する庇部と、
   を有する請求項１に記載の基板載置台。
3. 前記カバー部材の下面は、前記第２上面の全面と接触する請求項１又は２に記載の基板載置台。
4. 円形の被処理体を収容してプラズマ処理を行う処理容器と、
   前記処理容器内に配置され、前記被処理体を支持する基板載置台と、
   を備え、
   前記基板載置台は、
   前記被処理体を支持する円形の第１上面、及び、前記第１上面の径方向外側の下方において環状に延在する第２上面を有する基板支持部と、
   前記第１上面に直交する方向からみて前記第１上面に支持された前記被処理体の周囲を囲むように配置され、前記第１上面よりも大きな外径を有するとともに前記被処理体よりも小さい内径を有する円環状のカバー部材と、
   有し、
   前記カバー部材は、その下面が前記第２上面の全周に亘って前記第２上面と接触して配置されているプラズマ処理装置。