JP3424903B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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，例えば気密な処理容器内に形
成された処理室内に，上部電極と下部電極とを対向配置
したエッチング装置が提案されている。かかるエッチン
グ装置においては，下部電極上に被処理体を載置した
後，処理室内に所定の処理ガスを導入すると共に，電極
に所定の高周波電力を印加してプラズマを励起し，この
プラズマ中のエッチャントイオンにより被処理体の被処
理面に対して所定のエッチング処理を施している。

【０００３】ところで，上部電極に対して，この上部電
極の処理室内に露出する面の周縁を囲うように，シール
ドリングを取り付ける場合がある。このシールドリング
は，絶縁性材料，例えば石英から成る略環状で，一体成
形されている。そして，このシールドリングを上部電極
に備えることにより，例えば上部電極の周縁に付着物が
付着したり，該周縁がエッチャントイオンによってスパ
ッタされることを防止する。また，シールドリングに
は，処理に応じて付着物が付着したり，またはスパッタ
されるため，所定のクリーニングまたは交換時期ごとに
当該装置を分解し，シールドリングをクリーニングまた
は交換している。なお，シールドリングに対する付着物
の付着，またはスパッタは，例えば電極に印加される高
周波電力の出力によって左右される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，シール
ドリングに付着物が付着したり，シールドリングがスパ
ッタされる度合いは，シールドリングの各位置によって
異なっている。すなわち，シールドリングは，このシー
ルドリングの処理室に露出する面において，上部電極の
中心方向に向かうほど付着物が付着したり，またはスパ
ッタされやすくなり，逆に，該面の外側周縁付近は，ほ
とんど付着物が付着したり，またはスパッタされること
がない。

【０００５】このように，シールドリングは，シールド
リングの各位置によって，付着物の付着性やスパッタ性
が異なるにも関わらず，一体成形されているため，特定
の部分に付着物が付着した場合や，該部分が消耗した場
合でも，全てをクリーニングまたは交換しなければなら
なかった。

【０００６】本発明は，従来のプラズマ処理装置が有す
る上記のような問題点に鑑みて成されたものであり，シ
ールドリングを内側部材と外側部材から構成し，さらに
内側部材を外側部材とは異なる材料から構成することに
より，クリーニングまたは交換する部材を内側部材のみ
とし，かつ内側部材のクリーニングまたは交換時期の延
長も可能な，新規かつ改良されたプラズマ処理装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するにあ
たり，本発明は，処理室内に上部電極と下部電極とを備
え，処理室内に処理ガスを導入すると共に，電極間に高
周波電力を印加して，下部電極上に載置された被処理体
に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に
適用されるものである。そして，請求項１に記載の発明
によれば，当該プラズマ処理装置において，少なくとも
上部電極の周縁を囲うように，分離可能に組み合わされ
る内側部材と外側部材とから成るシールドリングが備え
られており，少なくとも内側部材は，耐熱性と耐スパッ
タ性を有する絶縁性樹脂から形成され，内側部材は，少
なくとも上部電極の処理室に露出する面の周縁を覆うよ
うに配置されると共に，内側部材の外縁部が外側部材に
よって担持され，外側部材は，着脱可能な固定手段によ
り上部電極の外周に取り付けられることを特徴としてい
る。

【０００８】かかる構成によれば，シールドリングは，
分離可能に組み合わされる内側部材と外側部材とから形
成されている。従って，上部電極の処理室側露出面にお
いて，例えばプラズマによりスパッタされる部分に内側
部材を配置し，特に影響を受けない部分に外側部材を配
置する構成とすることにより，交換部材を内側部材のみ
とすることができ，メンテナンス費用を低下させること
ができる。また，少なくとも内側部材は，耐熱性と耐ス
パッタ性を有する絶縁性樹脂から形成されているため，
処理時に外側部材よりも高温となり，かつスパッタされ
やすい内側部材の耐久性を向上させることができ，交換
時期をより一層延長することができる。さらに，該内側
部材がスパッタされに難いことにより，いわゆるパーテ
ィクルの発生を防止することができ，処理室内の汚染を
防止して，歩留りを向上させることができる。さらにま
た，少なくとも内側部材を，例えば反応生成物から成る
付着物が付着し難く，かつ付着物が付着した際にも剥が
れ難い材料から形成すれば，パーティクルの発生をさら
に防止することができる。また，内側部材は，外側部材
によって担持されると共に，この外側部材は，上部電極
外周の絶縁部材の側面に固定手段により取り付けられる
構成であるため，固定手段が処理室内のプラズマ生成空
間に露出することなく，当該シールドリングを備えるこ
とができる。

【０００９】なお，シールドリングは，さらに３以上の
部材から形成される構成としても良い。この場合には，
例えばクリーニングまたは交換頻度が最も高い部分に内
側部材を，この内側部材よりも該頻度の低い部分に中間
部材を，クリーニングまたは交換が必要とされない部分
に外側部材を，それぞれ配置する構成とすることで，さ
らに連続処理時間が延長される。また，内側部材だけで
はなく，外側部材や上述した中間部材なども耐熱性と耐
スパッタ性を有する絶縁性樹脂から構成すれば，シール
ドリング全体のクリーニングまたは交換時期を延長させ
ることができる。

【００１０】また，請求項２に記載の発明によれば，内
側部材の肉厚は，内側部材の外側よりも内側の方が厚く
形成されていることを特徴としている。従って，内側部
材において，例えば特にスパッタされやすい部分，すな
わち上部電極の中心に近い部分の肉厚を厚くすることに
より，さらに内側部材の交換時期を延長することができ
る。また，内側部材の外側の肉厚は，内側よりも薄く形
成されているため，排気コンダクタンスを向上させるこ
とができる。

【００１１】さらに，請求項３に記載の発明によれば，
内側部材の肉厚は，内側部材の外側よりも内側の方が厚
く形成され，さらに内側部材の上部電極側面が付勢状態
で上部電極に接触するように傾斜することを特徴として
いる。かかる構成によれば，内側部材の肉厚が内側部材
の外側よりも内側の方が厚く形成されるため，上述した
請求項２に記載の発明と同様に，内側部材の交換時期を
延長することができると共に，排気コンダクタンスを向
上させることができる。また，内側部材の上部電極側面
が付勢状態で上部電極に接触するように傾斜しているた
め，内側部材が上述した絶縁性樹脂から構成される場合
に，その内側部材が経年変化により下方にたわんでも，
内側部材と上部電極との間に隙間が形成されることがな
く，シールドリングと上部電極との間へのプラズマの回
り込みを防止できる。

【００１２】また，請求項４に記載の発明によれば，内
側部材の少なくとも処理室側の露出部には，角部が形成
されないことを特徴としている。従って，内側部材に付
着物が付着しに難くなり，かつ付着した付着物が剥がれ
難くなると共に，プラズマによってスパッタされ難くな
る。その結果，内側部材のクリーニングまたは交換時期
がさらに延長される。また，処理室内に導入されるガス
流やプラズマ流を乱すことがないため，被処理体に対し
て均一な処理を施すことができる。

【００１３】さらに，請求項５に記載の発明によれば，
内側部材の外周部には，所定の段部が形成されていると
共に，外側部材の内周部には，段部に対応する係合部が
形成されており，内側部材は，段部が係合部により担持
されることによって，支持されることを特徴としてい
る。従って，内側部材は，固定手段により直接上部電極
の処理室側面に取り付けられない構成であるため，上部
電極に内側部材の取り付け部を備える必要がない。ま
た，内側部材の固定手段が処理室に露出しないため，プ
ラズマ流の乱れや異常放電などを引き起こすことがな
い。

【００１４】さらにまた，請求項６に記載の発明によれ
ば，段部または係合部のいずれか一方には，位置決めピ
ンが備えられ，他方には前記位置決めピンに対応すると
共に半径方向に延伸する位置決め溝が形成されており，
位置決めピンは，位置決め溝を移動自在なように構成さ
れていることを特徴としている。従って，構成材料の相
違により内側部材と外側部材との熱膨張率が異なる場合
や，内側部材と外側部材の構成材料が同一であっても，
処理時にそれら内側部材と外側部材が受ける熱の違いに
よって熱膨張率が異なる場合でも，内側部材または外側
部材は所定方向に移動可能であるため，処理に伴ってシ
ールドリングに温度変化が生じた場合でも，内側部材ま
たは外側部材が破損することがない。

【００１５】また，請求項７に記載の発明によれば，処
理室内に上部電極と下部電極とを備え，処理室内に処理
ガスを導入すると共に，電極間に高周波電力を印加し
て，下部電極上に載置された被処理体に対して所定のプ
ラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，下部電極
には，下部電極上に載置された被処理体の周囲を囲うよ
うに，耐熱性と耐スパッタ性を有する絶縁性樹脂から成
るリング体，例えばフォーカスリングが備えられている
ことを特徴としている。

【００１６】かかる構成によれば，耐熱性と耐スパッタ
性を有する絶縁性樹脂から構成されるリング体を下部電
極の所定位置に配置したため，エッチャントイオンを被
処理体の被処理面に効果的に入射させることができると
共に，上述した請求項１に記載の発明と同様に，リング
体の耐久性を向上させ，クリーニングおよび交換時期を
大幅に延長させることができる。さらに，リング体がス
パッタされ難いため，パーティクルの発生による処理室
内や被処理体の汚染を防止することができ，歩留りを向
上させることができる。

【００１７】また，請求項８に記載の発明によれば，絶
縁性樹脂は，ポリイミド系樹脂と，ポリベンゾイミダー
ル系樹脂と，ポリエーテルイミド系樹脂と，ポリエーテ
ルエーテルケトンから成る群から選択される任意の樹脂
であることを特徴としている。これらポリイミド系樹脂
や，ポリベンゾイミダール系樹脂や，ポリエーテルイミ
ド系樹脂や，ポリエーテルエーテルケトンは，耐熱性や
耐スパッタ性を有しているため，上述した内側部材やリ
ング体，さらには外側部材や中間部材などをそれら各樹
脂から形成することにより，フォーカスリングやリング
体のクリーニングまたは交換時期の延長を図ることがで
きる。さらに，ポリイミド系樹脂や，ポリベンゾイミダ
ール系樹脂や，ポリエーテルイミド系樹脂や，ポリエー
テルエーテルケトンは，付着物が付着し難く，かつ付着
物が付着した場合でもその付着物が剥がれ難い材料であ
るため，フォーカスリングやリング体のクリーニングま
たは交換時期をさらに延長することができると共に，処
理室内の汚染を防止して，歩留りも向上させることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかるプラズマ処理装置をエッチング装置に適
用した，実施の一形態について詳細に説明する。なお，
以下の説明において，略同一の機能及び構成を有する構
成要素については，同一符号を付することにより，重複
説明を省略することとする。

【００１９】図１に示したエッチング装置１００には，
導電性材料，例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニ
ウムから成る閉塞自在な略円筒形状の処理容器１０２内
に，処理室１０４が形成されていると共に，処理容器１
０２は接地線１０６により接地されている。また，処理
室１０４の底部には，絶縁性材料，例えばセラミックス
から成る絶縁支持板１０８が設けられている。そして，
この絶縁支持板１０８の上部に，被処理体，例えば半導
体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）Ｗを載置する
と共に，下部電極となるサセプタ１１０が配置されてい
る。

【００２０】このサセプタ１１０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成る略円
筒形状であり，絶縁支持板１０８及び処理容器１０２の
底部を遊貫する昇降軸１１２によって支持されている。
また，昇降軸１１２は，処理容器１０２外部に設置され
ている駆動モータＭ１１４によって上下動自在である。
従って，この駆動モータＭ１１４の作動により，サセプ
タ１１０は，図１中の往復矢印方向に上下動自在に移動
可能な構成となっている。さらに，サセプタ１１０と絶
縁支持板１０８との間には，昇降軸１１２の外方を囲む
ように伸縮自在な気密部材であるベローズ１１６が設け
られており，処理室１０４内を気密に保つように構成さ
れている。

【００２１】また，サセプタ１１０の内部には，不図示
の温度調節機構，例えばセラミックヒータや冷媒循環路
が設けられていると共に，不図示の温度センサが設けら
れている。従って，処理時には，サセプタ１１０を介し
てウェハＷを所定の温度，例えば２５℃に維持するよう
に構成されている。

【００２２】さらに，サセプタ１１０上には，ウェハＷ
を吸着保持するための静電チャック１１８が設けられて
いる。この静電チャック１１８は，導電性の薄膜１１８
ａをポリイミド系の樹脂１１８ｂによって上下から挟持
した構成となっている。そして，処理容器１０２外部に
設置された高圧直流電源１２０から所定の高電圧，例え
ば１．５ｋＶ〜２．０ｋＶの電圧を薄膜１１８ａに印加
すると，クーロン力によりウェハＷが静電チャック１１
８の上面に吸着，保持される構成となっている。

【００２３】また，静電チャック１１８の外周で，かつ
サセプタ１１０の周縁を囲む位置には，図２にも示した
ように，プラズマ中のエッチャントイオンを効果的にウ
ェハＷに入射させるための，フォーカスリング１２２が
配置されている。このフォーカスリング１２２は，第１
部材１２２ａと第２部材１２２ｂとから構成されてい
る。そして，第１部材１２２ａは，付着物が付着し難
く，かつ付着物が付着した場合でもその付着物が剥がれ
難いと共に，耐熱性と難スパッタ性を有する絶縁性材
料，例えばベスペル（商品名）などのポリイミド系樹脂
や，セラゾール（商品名）などのポリベンゾイミダール
系樹脂や，ポリアミド系樹脂から成る略環状の形状であ
り，この断面は，内周に段部が形成された略Ｌ字状の形
状となっている。また，第２部材１２２ｂは，絶縁性材
料，例えば石英から成る略環状の形状であると共に，サ
セプタ１１０の周縁に沿うように配置されている。さら
に，第２部材１２２ｂの内周には，第１部材１２２ａを
収容するための段部が形成されている。

【００２４】そして，フォーカスリング１２２をサセプ
タ１１０に取り付けた際には，静電チャック１１８上に
載置されるウェハＷの表面と，第１部材１２２ａ及び第
２部材１２２ｂの後述の上部電極１３８側面とが，略同
一の水平面上に配置されるように構成されている。ま
た，第１部材１２２ａは，スパッタされやすい部分に配
置され，第２部材１２２ｂは，スパッタされ難い部分に
配置される。従って，交換頻度の高い部材を第１部材１
２２ａに限定することができるため，メンテナンス費用
を低下させることができる。また，第１部材１２２ａ
は，例えばポリイミド系樹脂から形成されているため，
付着物が付着し難く，かつ付着物が剥がれ難いので，定
期的な洗浄間隔の延長を図ることができる。さらに，ポ
リイミド系樹脂は，非常にスパッタされ難くいため，第
１部材１２２ａの交換時期の延長を図ることができる。

【００２５】再び図１に戻り，処理室１０４の上部に
は，例えばセラミックスから成る略環状の絶縁支持部材
１２４を介して，例えばアルミニウムから成る略円盤状
の上部電極支持部材１２６が設けられている。この上部
電極支持部材１２６内には，中空部１２８が形成されて
おり，この中空部１２８には，ガス導入管１３０が接続
されている。さらに，ガス導入管１３０には，バルブ１
３２及びマスフローコントローラＭＦＣ１３４を介し
て，ガス供給源１３６が接続されている。

【００２６】また，中空部１２８の下方には，複数のガ
ス供給孔１２６ａが形成されている。さらに，上部電極
支持部材１２６の下面には，上部電極１３８が密着して
取り付けられていると共に，この上部電極１３８は，サ
セプタ１１０と対向する位置に配置されている。また，
上部電極１３８は，導電性材料，例えば単結晶シリコン
から成る略円盤状であると共に，ガス供給孔１２６ａに
対応する位置には，ガス吐出孔１３８ａが形成されてい
る。従って，ガス供給源１３６から供給される処理ガス
は，中空部１２８に一旦導入された後，ガス供給孔１２
６ａ及びガス吐出孔１３８ａを介して，ウェハＷ上に均
一に吐出される構成となっている。

【００２７】上部電極１３８の周縁には，図３にも示し
たように，本実施の形態を適用可能な，シールドリング
１４０が取り付けられている。このシールドリング１４
０は，プラズマの拡散を防止し，プラズマ生成空間に所
望のプラズマ密度のプラズマを励起するために設けられ
ている。かかるシールドリング１４０は，付着物が付着
しやすく，かつプラズマによってスパッタされやすい位
置に配置される内側部材１４２と，この内側部材１４２
を支持，固定する外側部材１４４とから構成されてい
る。内側部材１４２は，図４に示したように略環状の形
状であると共に，フォーカスリング１２２の第１部材１
２２ａと同様に，付着物が付着し難く，かつ付着物が付
着した場合でもその付着物が剥がれ難いと共に，耐熱性
と耐スパッタ性を有する絶縁性樹脂，例えばカプトン
（商品名）やベスペル（商品名）などのポリイミド系樹
脂や，セラゾール（商品名）などのポリベンゾイミダー
ル系樹脂や，ウルテム（商品名）などのポリエーテルイ
ミド系樹脂や，ＰＥＥＫ（商品名）などのポリエーテル
エーテルケトンから形成されている。従って，シールド
リング１４０に付着物が付着した場合，またはシールド
リング１４０がスパッタされた場合には，内側部材１４
２のみをクリーニングまたは交換すれば良い。さらに，
内側部材１４２は，例えばポリイミド系樹脂から形成さ
れているため，クリーニングまたは交換期間の大幅な延
長を図ることができる。また，内側部材１４２には，図
５（ａ）に示したように，処理室１０４側の内周縁部に
所定の丸みを帯びた張り出し部１４２ａが形成されてお
り，その他の部分よりも厚くなっている。従って，スパ
ッタされやすい位置に張り出し部１４２ａが形成されて
いるため，内側部材１４２の交換時期の延長を図ること
ができると共に，排気コンダクタンスを向上させ，所望
のプラズマを生成することができる。なお，排気コンダ
クタンスを特に考慮しなくてもよい場合には，特に内側
部材１４２の肉厚を変える必要はなく，例えば張り出し
部１４２ａが形成されている部分と同じ肉厚で，内側部
材１４２を形成することにより，上記と同様に交換時期
の延長を図ることができる。

【００２８】また，内側部材１４２の外周には，処理室
１０４側が凹となるような，段部１４２ｂが形成されて
おり，この段部１４２ｂは，後述の係合部１４４ａに対
応する形状となっている。さらに，段部１４２ｂの所定
の位置には，内側部材１４２と同一の絶縁性樹脂から形
成された位置決めピン１４６が例えば４個設けられてい
る。これら位置決めピン１４６は，それぞれ内側部材１
４２に対角線上に圧入されることにより取り付けられる
と共に，後述の位置決め溝１５２に沿って移動可能なよ
うに構成されている。

【００２９】また，外側部材１４４は，石英や内側部材
１４２と同一の絶縁性樹脂などの絶縁性材料，例えば石
英から成り，図６に示したように，略環状の形状で，内
側部材１４２を収容すべく内側部材１４２よりも外径が
大きい構成となっている。さらに，外側部材１４４の所
定の位置には，図７に示したように，例えば８個の貫通
口１４８が対角線上にそれぞれ設けられている。この貫
通口１４８は，外側部材１４４，すなわちシールドリン
グ１４０を取り付けるための固定手段，例えば取り付け
ネジ１５０（図３を参照。）を貫通可能なように構成さ
れている。従って，この貫通口１４８の径は，取り付け
ネジ１５０の径よりも大きく設定されている。

【００３０】また，外側部材１４４の内周には，上部電
極１３８側が凹となる係合部１４４ａが形成されてい
る。この係合部１４４ａの所定の位置，すなわち位置決
めピン１４６に対応する位置には，半径方向に延伸する
位置決め溝１５２が設けられている。従って，外側部材
１４４に内側部材１４２を挿嵌した際には，位置決めピ
ン１４６も位置決め溝１５２内に挿嵌されるため，外側
部材１４４内に内側部材１４２が所望の位置で嵌合され
る構成となっている。また，位置決めピン１４６は，後
述の如くシールドリング１４０を上部電極１３８の周縁
に取り付けた際にも，位置決め溝１５２内を移動可能な
ように構成されている。従って，構成材料がそれぞれ異
なる内側部材１４２と外側部材１４４とが，処理時の熱
によりそれぞれ異なる熱膨張率で膨張した際にも，シー
ルドリング１４０が破損することがない。また，内側部
材１４２と外側部材１４４を同一の材料，例えば上述し
たポリイミド系樹脂などの絶縁性樹脂から形成した場合
でも，それら内側部材１４２と外側部材１４４がプラズ
マ処理時に受ける熱は異なるため，熱膨張率も異なる
が，上述の如く位置決めピン１４６が位置決め溝１５２
内を移動自在であるため，内側部材１４２と外側部材１
４４の熱膨張率が異なってもシールドリング１４０が破
損することがない。さらに，内側部材１４２及び外側部
材１４４の処理室１０４側の露出面には，角部が形成さ
れない構成となっている。従って，シールドリング１４
０にスパッタされやすい部分が形成されず，パーティク
ルの発生が抑制されると共に，プラズマ流を乱すことが
ないため，所望の均一な処理を行うことができる。

【００３１】ここで，上述したシールドリング１４０の
上部電極１３８への取り付け構成について，再び図３を
参照しながら説明する。まず，内側部材１４２の張り出
し部１４２ａの形成面の裏面，すなわち上部電極１３８
側面を上部電極１３８の処理室１０４側面周縁に密着さ
せると共に，内側部材１４２の段部１４２ｂに形成され
た位置決めピン１４６と，外側部材１４４の係合部１４
４ａに形成された位置決め溝１５２が嵌合するように，
外側部材１４４を絶縁支持部材１２４の処理室１０４側
面に密着させる。この際，図示の例では，内側部材１４
２の段部１４２ｂは，絶縁支持部材１２４の下方に配置
される。

【００３２】次いで，取り付けネジ１５０を外側部材１
４４の貫通口１４８内に挿入する。この取り付けネジ１
５０の先端部１５０ａは，略山形状の形状となっている
と共に，絶縁支持部材１２４の取り付けネジ１５０が押
圧される部分には，絶縁支持部材１２４の内部に向かう
につれて上方に傾斜する傾斜面が形成された，例えば略
すり鉢状の開口部１５８が設けられている。従って，取
り付けネジ１５０を締めて先端部１５０ａを開口部１５
８に押圧するほど，外側部材１４４が上昇し，これに伴
って内側部材１４２も上昇する構成となっている。

【００３３】そして，貫通口１４８から上部電極１３８
側に突出した先端部１５０ａは，略環状の気密な材料か
ら成る気密リング１６０内を通過した後，開口部１５８
の傾斜面に当圧される。さらに，取り付けネジ１５０を
締めることにより，上記のごとく内側部材１４２及び外
側部材１４４が上昇して，これら内側部材１４２及び外
側部材１４４が上部電極１３８に密着し，固定され，シ
ールドリング１４０が上部電極１３８周縁の所定の位置
に取り付けられる。このように，シールドリング１４０
と上部電極１３８との間には，隙間が形成されないた
め，プラズマの回り込みを防止することができる。

【００３４】なお，少なくとも内側部材１４２は，上記
ポリイミド系樹脂などの絶縁性樹脂から形成されている
ため，経年変化により下方（サセプタ１１０方向）にた
わみ，シールドリング１４０（内側部材１４２）と上部
電極１３８との間に隙間が形成される場合がある。そこ
で，かかる問題を解消するため，本実施の形態では，上
述した内側部材１４２に代えて，図５（ｂ）に示した内
側部材２００を採用することもできる。この内側部材２
００は，内側部材２００の半径方向外側から内側に向か
って肉厚が増加するように，その内側部材２００の上部
電極１３８側面（上面）が傾斜しており，内側部材２０
０の断面形状は略テーパ状となっている。また，内側部
材２００の外周には，上述した内側部材１４２の段部１
４２ｂと同様に，外側部材１４４の係合部１４４ａに嵌
合可能な段部２００ｂが形成されている。さらに，この
段部２００ｂには，内側部材１４２と同様に，位置決め
ピン１４６が取り付けられている。また，内側部材２０
０は，上記内側部材１４２と同一の材料から形成されて
いると共に，内側部材１４２と同様に，内側部材２００
の処理室１０４側の露出部に角部が形成されないように
構成されている。

【００３５】かかる構成により，シールドリング１４０
を上部電極１３８に取り付けた場合には，内側部材２０
０の上部電極１３８側面が付勢状態で上部電極１３８に
接触する。その結果，内側部材２００が上述の如く経年
変化しても，シールドリング１４０と上部電極１３８と
の間に隙間が形成されることがなく，その隙間にプラズ
マが回り込むことを確実に防止することができる。

【００３６】また，本実施の形態にかかるシールドリン
グ１４０は，図８および図９に示したシールドリング取
り付け用の治具１５４を用いても，上部電極１３８の周
縁に取り付けることができる。まず，治具１５４の構成
について，図８を参照しながら説明する。この治具１５
４は，シールドリング１４０の外径よりも大きい略環状
の形状に形成されていると共に，シールドリング１４０
を収容すべく，治具１５４内はその外形形状に対応した
形状となっている。例えば治具１５４の内側部材１４２
の張り出し部１４２ａに対応する位置には，図９に示し
たように，凹部１５４ａが形成されており，内側部材１
４２と治具１５４とが密着して，嵌合される構成となっ
ている。また，治具１５４の外側部材１４４の貫通口１
４８に対応する位置には，取り付けネジ１５０を貫通口
１４８に挿入するための挿入口１５６が形成されている
と共に，この挿入口１５６の外径は，取り付けネジ１５
０の外径よりも大きく構成されている。そして，治具１
５４内に内側部材１４２と外側部材１４４とが収容され
た際には，内側部材１４２及び外側部材１４４の上面の
みが露出する構成となっている。

【００３７】次に，上述した治具１５４を用いたシール
ドリング１４０の取り付け構成について，図１０を参照
しながら説明する。まず，治具１５４の所定の位置に，
内側部材１４２と外側部材１４４とを挿嵌した後，治具
１５４と共に内側部材１４２及び外側部材１４４の露出
面を上部電極１３８の所定の周縁面に密着させる。次い
で，取り付けネジ１５０を治具１５４の挿入口１５６を
介して，上記と同様に外側部材１４４の貫通口１４８内
に挿入し，さらに気密リング１６０を介して開口部１５
８の傾斜面に当接させる。その後，取り付けネジ１５０
を締めることにより，上記と同様に内側部材１４２及び
外側部材１４４が上昇して，シールドリング１４０が上
部電極１３８の周縁に密着し，固定される。そして，内
側部材１４２及び外側部材１４４が，上部電極１３８周
縁の所定の位置に取り付けられた後，治具１５４は取り
外され，シールドリング１４０の取り付け作業が終了す
る。

【００３８】再び図１に戻り，処理容器１０２の下方側
壁には，処理室１０４内の排ガスを排気するための排気
管１６４が接続されていると共に，この排気管１６４に
は，真空引き機構Ｐ１６６が接続されている。従って，
処理時には，真空引き機構Ｐ１６６を作動させることに
より，処理室１０４内を所定の減圧雰囲気，例えば１０
ｍＴｏｒｒの減圧度にまで真空引きすることができる。
また，排気管１６４と処理室１０４とが連通する部分に
は，例えばスリット形状の排気板１６８が設けられてい
るため，真空引き機構Ｐ１６６に付着する付着物を軽減
させることができる。

【００３９】次に，上部電極１３８及びサセプタ１１０
に対する，高周波電力の印加構成について説明する。上
部電極１３８には，上部電極支持部材１２６及びマッチ
ング回路から成る整合器１７４を介して，第１高周波電
源１７６が接続されている。一方，サセプタ１１０に
は，マッチング回路から成る整合器１７０を介して，第
２高周波電源１７２が接続されている。従って，処理時
には，まずサセプタ１１０上にウェハＷを載置し，処理
室１０４内を処理ガスの導入及び真空引きにより所定の
減圧雰囲気を維持する。しかる後，上部電極１３８に対
して，第１高周波電源１７６から所定の高周波電力，例
えば１３．５６ＭＨｚで，例えば１．５ｋＷの高周波電
力を印加すると，処理室１０４内にプラズマが励起され
る。さらに，サセプタ１１０には，第２高周波電源１７
２から所定の高周波電力，例えば３８０ｋＨｚで，例え
ば１．０ｋＷの高周波電力が印加されているため，励起
されたプラズマが効果的にウェハＷの被処理面に引き込
まれる。その結果，ウェハＷに対して，所望のエッチン
グ処理を施すことができる。

【００４０】なお，上記実施の形態を説明する際に参照
した添付図面中の図１と，図３と，図７と，図１０に示
した概略的な断面図においては，外側部材１４４の位置
決め溝１５２と貫通口１４８とを，同一断面上に配置し
た例を図示している。しかし，これはシールドリング１
４０の構成をわかりやすく説明するためのものであり，
実際には図６に示したように，位置決め溝１５２と貫通
口１４８とは，それぞれ異なる位置に配置される構成と
なっている。

【００４１】以上，本発明の好適な実施の一形態につい
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において，当業者であれば，各種変更例
及び修正例に想到し得るものであり，それら変更例及び
修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了
解される。

【００４２】例えば，上記実施の形態において，シール
ドリング１４０及びフォーカスリング１２２を，それぞ
れ二つの部材から構成した例を挙げて説明したが，本発
明はかかる構成に限定されるものではなく，シールドリ
ング及びフォーカスリングを，それぞれさらに複数の部
材から形成する構成としても良い。

【００４３】また，上記実施の形態において，内側部材
１４２や内側部材２００に，対角線上に４個の位置決め
ピン１４６を設ける構成を例に挙げて説明したが，本発
明はかかる構成に限定されるものではなく，内側部材ま
たは外側部材のいずれか一方に，少なくとも３個の位置
決めピンを設け，他方にそれら位置決めピンに対応する
位置決め溝を設ければ本発明を実施することができる。
かかる構成によっても，内側部材を外側部材に対して，
常に同心円状に位置決めすることができる。

【００４４】さらに，上記実施の形態において，内側部
材１４２や内側部材２００と，位置決めピン１４６を同
一の材料から形成する構成を例に挙げて説明したが，本
発明はかかる構成に限定されるものではなく，それら内
側部材と位置決めピンを異なる材料，例えば異なる絶縁
性樹脂から形成しても本発明を実施することができる。

【００４５】また，上記実施の形態において，上部電極
１３８及びサセプタ１１０に高周波電力を印加する構成
を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定さ
れるものではなく，少なくとも上部電極またはサセプタ
のいずれか一方に高周波電力が印加される構成であれ
ば，本発明は実施可能である。

【００４６】さらに，上記実施の形態において，ウェハ
Ｗに対してエッチング処理を施すエッチング装置を例に
挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されるも
のではない。本発明は，例えばアッシング装置やＣＶＤ
装置などの各種プラズマ処理装置に対しても適用するこ
とが可能であると共に，ウェハＷに変えて，例えばＬＣ
Ｄ用ガラス基板を被処理体として用いることも可能であ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
シールドリングを内側部材と外側部材とから構成すると
共に，内側部材を付着物が付着しやすく，かつスパッタ
されやすい位置に配置したことにより，クリーニングま
たは交換する部材を内側部材に限定することができる。
また，少なくとも内側部材を耐熱性と耐スパッタ性を有
する絶縁性樹脂から形成したことにより，内側部材のク
リーニングまたは交換期間の大幅な延長を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能なエッチング装置の概略的な
断面図である。

【図２】図１に示したエッチング装置におけるサセプタ
の周縁を表した概略的な断面図である。

【図３】図１に示したエッチング装置における上部電極
の周縁を表した概略的な断面図である。

【図４】図１に示したエッチング装置における内側部材
のサセプタ側から見た概略的な平面図である。

【図５】図４に示した内側部材と図１に示したエッチン
グ装置に適用可能な他の内側部材を表した概略的な断面
図である。

【図６】図１に示したエッチング装置における外側部材
の上部電極側から見た概略的な断面図である。

【図７】図６に示した外側部材の概略的な断面図であ
る。

【図８】図１に示したシールドリングを取り付けるため
の治具を上部電極側から見た概略的な断面図である。

【図９】図８に示した治具の概略的な断面図である。

【図１０】図８に示した治具を用いて図１に示したエッ
チング装置にシールドリングを取り付けた際の概略的な
断面図である。

【符号の説明】

１００ エッチング装置 １０２ 処理容器 １０４ 処理室 １１０ サセプタ １２２ フォーカスリング １２４ 絶縁支持部材 １３６ ガス供給源 １３８ 上部電極 １４０ シールドリング １４２ 内側部材 １４２ａ 張り出し部 １４２ｂ 段部 １４４ 外側部材 １４４ａ 係合部 １４６ 位置決めピン １４８ 貫通口 １５０ 取り付けネジ １５２ 位置決め溝 １５４ 治具 １５６ 挿入口 １５８ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 勝彦 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 坂野 真治 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−335568（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−148471（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−7001（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4528（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/3065

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室内に上部電極と下部電極とを備
   え，前記処理室内に処理ガスを導入すると共に，電極間
   に高周波電力を印加して，前記下部電極上に載置された
   被処理体に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処
   理装置において，少なくとも前記上部電極の周縁を囲う
   ように，分離可能に組み合わされる内側部材と外側部材
   とから成るシールドリングが備えられており，少なくと
   も前記内側部材は，耐熱性と耐スパッタ性を有する絶縁
   性樹脂から形成され，前記内側部材は，少なくとも前記
   上部電極の前記処理室側露出面の周縁を覆うように配置
   されると共に，前記内側部材の外縁部が前記外側部材に
   よって担持され，前記外側部材は，着脱可能な固定手段
   により前記上部電極の外周に取り付けられることを特徴
   とする，プラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 前記内側部材の肉厚は，前記内側部材の
   外側よりも内側の方が厚く形成されていることを特徴と
   する，請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 前記内側部材の肉厚は，前記内側部材の
   外側よりも内側の方が厚く形成され，さらに前記内側部
   材の前記上部電極側面が付勢状態で前記上部電極に接触
   するように傾斜することを特徴とする，請求項１に記載
   のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 前記内側部材の少なくとも前記処理室側
   の露出部には，角部が形成されないことを特徴とする，
   請求項１，２または３のいずれかに記載のプラズマ処理
   装置。
5. 【請求項５】 前記内側部材の外周部には，所定の段部
   が形成されていると共に，前記外側部材の内周部には，
   前記段部に対応する係合部が形成されており，前記内側
   部材は，前記段部が前記係合部により担持されることに
   よって，支持されることを特徴とする，請求項１，２，
   ３または４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 前記段部または前記係合部のいずれか一
   方には，位置決めピンが備えられ，他方には前記位置決
   めピンに対応すると共に半径方向に延伸する位置決め溝
   が形成されており，前記位置決めピンは，前記位置決め
   溝を移動自在なように構成されていることを特徴とす
   る，請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 処理室内に上部電極と下部電極とを備
   え，前記処理室内に処理ガスを導入すると共に，電極間
   に高周波電力を印加して，前記下部電極上に載置された
   被処理体に対して所定のプラズマ処理を施すプラズマ処
   理装置において，前記下部電極には，前記下部電極上に
   載置された前記被処理体の周囲を囲うように，耐熱性と
   耐スパッタ性を有する絶縁性樹脂から成るリング体が備
   えられていることを特徴とする，プラズマ処理装置。
8. 【請求項８】 前記絶縁性樹脂は，ポリイミド系樹脂
   と，ポリベンゾイミダール系樹脂と，ポリエーテルイミ
   ド系樹脂と，ポリエーテルエーテルケトンから成る群か
   ら選択される任意の樹脂であることを特徴とする，請求
   項１，２，３，４，５，６または７のいずれかに記載の
   プラズマ処理装置。