JP4255747B2

JP4255747B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method

Info

Publication number: JP4255747B2
Application number: JP2003135092A
Authority: JP
Inventors: 昇一郎松山; 弘樹松丸; 慎司檜森; 一也永関; 大輔林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP2004342703A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板、例えば半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板等に、プラズマを作用させてエッチング処理や成膜処理等の所定のプラズマ処理を施すためのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体装置の製造分野においては、真空チャンバ内にプラズマを発生させ、このプラズマを被処理基板、例えば半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板等に作用させて、所定の処理、例えば、エッチング処理、成膜処理等を行うプラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置、例えば、所謂平行平板型のプラズマ処理装置では、真空チャンバ内に、半導体ウエハ等を載置するための載置台が設けられるとともに、この載置台に対向して真空チャンバの天井部にはシャワーヘッドが設けられ、これらの載置台とシャワーヘッドによって一対の平行平板電極が構成されるようになっている。
【０００４】
そして、シャワーヘッドから真空チャンバ内に所定の処理ガスを導入するとともに、真空チャンバの底部から真空排気することによって、真空チャンバ内を所定の真空度の処理ガス雰囲気とし、この状態で載置台とシャワーヘッドとの間に所定周波数の高周波電力を供給することによって、処理ガスのプラズマを発生させ、このプラズマを半導体ウエハに作用させることによって、半導体ウエハのエッチング等の処理を行うよう構成されている。
【０００５】
上記のようなプラズマ処理装置においては、環状の板状に形成され、多数の透孔等からなる排気路が形成された排気リングを、載置台の周囲に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような排気リングは、載置台の周囲から均等に排気を行い半導体ウエハの周囲に均一な処理ガスの流れを形成するとともに、処理空間（載置台とシャワーヘッドとの間の空間）からのプラズマのリークを防止するよう作用する。
【０００６】
また、上記の平行平板電極型のプラズマ処理装置では、平行平板電極間のプラズマが形成される空間、つまり処理空間の容積や形状が、形成されるプラズマの状態を変化させることが知られている。このため、平行平板電極間に仕切り板等を設け、この仕切り板等を移動させることによって処理空間の容積を変更すること（例えば、特許文献２参照。）、平行平板電極間にプラズマを閉じ込めるためのプラズマ閉じ込めリングを設けること（例えば、特許文献３参照。）、また、平行平板電極の間に、プラズマの拡散を防止するための円筒状の接地電極等を設けることも知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、平行平板電極間に各種の構造物を設けると、これを収容する真空チャンバの径が大径化し、この結果、所謂フットプリントが増大するという問題が生じる。また、平行平板電極間にプラズマ閉じ込めリング等を設け、周辺部品と同電位にするために固定構造にすると、このプラズマ閉じ込めリング等を着脱することが困難であるため、プラズマの制御状態が固定されてしまい、実行する処理に応じてプラズマの状態を制御することが難しいという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２６４５１５号公報（第８−９，１７−１８頁、第１，２，３７，３８図）。
【特許文献２】
特開平１−１６８０２８号公報（第３頁、第１−４図）。
【特許文献３】
特開平９−２２７９７号公報（第８頁、第１１図）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来においては、平行平板電極間に各種の構造物を設けてプラズマの状態を制御することが行われているが、真空チャンバが大径化し、フットプリントが増大するという問題や、実行する処理に応じて、プラズマの状態を制御することが難しいという問題があった。
【００１０】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、真空チャンバの大径化によるフットプリントの増大を招くことがなく、かつ、実行する処理に応じてプラズマの状態を容易に制御することができ、各種のプラズマ処理に容易に対応することのできるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載のプラズマ処理装置は、被処理基板を収容する真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配置され、前記被処理基板が載置される固定された載置台と、前記真空チャンバ内に、前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、前記載置台の周囲を囲むように配置され、排気路が形成された排気リングと、前記排気路を介して前記真空チャンバ内を真空排気する真空排気機構と、前記排気リングと前記被処理基板が載置される固定された載置台の載置面との相対的な高さを変更するように、前記載置面より下方で前記排気リングの位置を変更する機構とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載のプラズマ処理装置は、請求項１記載のプラズマ処理装置であって、前記排気リングの位置を変更する機構が、前記排気リングを上下動させるよう構成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載のプラズマ処理装置は、被処理基板を収容する真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配置され、前記被処理基板が載置される載置台と、前記真空チャンバ内に、前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、前記載置台の周囲を囲むように配置され、排気路が形成された排気リングと、前記排気路を介して前記真空チャンバ内を真空排気する真空排気機構とを具備したプラズマ処理装置であって、前記排気リングが、第１の排気リングと、この第１の排気リングより前記載置台の載置面から離間して配置された第２の排気リングとから構成され、前記第２の排気リングに通じる排気通路に、この排気通路を開閉する開閉機構が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載のプラズマ処理方法は、被処理基板を収容する真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配置され、前記被処理基板が載置される固定された載置台と、前記真空チャンバ内に、前記被処理基板に所定の処理を施すためのプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、前記載置台の周囲を囲むように配置され、排気路が形成された排気リングと、前記排気路を介して前記真空チャンバ内を真空排気する真空排気機構と、を具備したプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、前記排気リングと前記被処理基板が載置される固定された載置台の載置面との相対的な高さを変更するように、前記載置面より下方で前記排気リングの位置を変更することによって、前記被処理基板に対するプラズマ処理の状態を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載のプラズマ処理方法は、請求項４記載のプラズマ処理方法であって、前記排気リングを上下動させて、前記被処理基板に対するプラズマ処理の状態を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載のプラズマ処理方法は、請求項５記載のプラズマ処理方法であって、前記被処理基板に形成された少なくとも２種類の異なる材料からなる積層膜をエッチングする際に、前記排気リングの位置を、エッチングされる膜が有機膜の場合には高く設定し、エッチングされる膜が酸化膜あるいは窒化膜の場合には前記有機膜の場合より低く設定してプラズマエッチング処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明を、半導体ウエハのプラズマエッチング処理を行う平行平板型のプラズマエッチング装置に適用した実施の形態の構成の概略を模式的に示すものであり、同図において、符号１は、材質が例えばアルミニウム等からなり、内部を気密に閉塞可能に構成された円筒状の真空チャンバを示している。
【００１９】
この真空チャンバ１内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台２が設けられており、この載置台２は下部電極を兼ねている。また、真空チャンバ１内の天井部には、上部電極を構成するシャワーヘッド３が設けられており、これらの載置台２とシャワーヘッド３によって、一対の平行平板電極が構成されるようになっている。
【００２０】
上記シャワーヘッド３には、ガス拡散用の空隙４が設けられるとともに、このガス拡散用の空隙４の下側に位置するように多数の細孔５が設けられている。そして、処理ガス供給系６から供給された所定の処理ガスを、ガス拡散用の空隙４内で拡散させ、細孔５から半導体ウエハＷに向けてシャワー状に供給するよう構成されている。本実施形態では、このシャワーヘッド３は、接地電位とされているが、シャワーヘッド３に高周波電源が接続され、載置台２とシャワーヘッド３の双方に高周波電力が印加される構成としても良い。
【００２１】
一方、載置台２には、２つの整合器７，８を介して２つの高周波電源９，１０が接続されており、載置台２に、２種類の所定周波数（例えば、１００ＭＨｚと３．２ＭＨｚ）の高周波電力を重畳して供給可能とされている。なお、載置台２に高周波電力を供給する高周波電源を１台のみとして、１種類の周波数の高周波電力のみを供給する構成としても良い。
【００２２】
また、載置台２の半導体ウエハＷの載置面には、半導体ウエハＷを吸着保持するための静電チャック１１が設けられている。この静電チャック１１は、絶縁層１１ａ内に静電チャック用電極１１ｂを配設した構成とされており、静電チャック用電極１１ｂには、直流電源１２が接続されている。さらに、載置台２の上面には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように、フォーカスリング１３が設けられている。
【００２３】
上記載置台２には、図示しない冷媒循環用の冷媒流路が形成されており、載置台２を所定温度に温度制御可能とされている。また、載置台２と半導体ウエハＷの裏面との間に冷却用ガス、例えばヘリウムガスを供給する図示しないガス供給機構が設けられており、このヘリウムガスによって、載置台２と半導体ウエハＷとの熱交換が促進され、半導体ウエハＷが所定温度に温度制御されるようになっている。このヘリウムガスの供給圧力は、半導体ウエハＷの中央部と周辺部とで別々に設定できるようになっている。また、シャワーヘッド３と真空チャンバ１の側壁部にも、図示しない冷媒循環用の冷媒流路が形成されており、シャワーヘッド３及び真空チャンバ１の側壁部も、夫々所定温度に温度制御できるよう構成されている。
【００２４】
真空チャンバ１の底部には、排気ポート１４が設けられ、この排気ポート１４には、真空ポンプ等から構成された排気系１５が接続されている。
【００２５】
また、載置台２の周囲には、半導体ウエハＷの載置面に対して略平行に、環状に形成された排気リング１６が設けられている。この排気リング１６には、多数の円孔等からなる排気路１７が形成されており、これらの排気路１７を介して排気系１５により真空排気を行うことによって、載置台２の周囲に均一な処理ガスの流れが形成されるようになっている。また、この排気リング１６は、電気的に接地電位に接続されており、載置台２とシャワーヘッド３との間の処理空間に形成されたプラズマが、排気リング１６の下方の空間にリークすることを防止するよう作用する。
【００２６】
上記排気リング１６は、図２，３にも示すように、駆動機構１８に接続されており、上下動自在に構成されている。なお、図１，２に示す状態は、排気リング１６を最も高い位置に上昇させた状態を示しており、図３に示す状態は、排気リング１６を最も低い位置に下降させた状態を示している。また、排気リング１６は、図１，２に示す位置と、図３に示す位置の中間の任意の位置で停止させることができるよう構成されている。図２，３に示すように、駆動機構１８の可動部には真空シール機構１８ａが設けられ、真空チャンバ１の内部と外部とを、気密に封止するようになっている。
【００２７】
また、排気リング１６の外周側には、円筒状の側壁を構成するように、側壁構成部材１９が、排気リング１６の可動範囲に渡って上下方向に延在するように設けられており、排気リング１６の外周縁部と側壁構成部材１９との間が近接した状態に保たれ、ここからのプラズマリーク等が生じないようになっている。なお、後述する図１４，１５に示す実施形態と同様に、この側壁構成部材１９に排気路を設け、排気リング１６を下降させた際のコンダクタンスを向上させるように構成することもできる。側壁構成部材１９の下端部は、載置台２の方向に半導体ウエハＷの載置面に対して略平行に延在して下端面を形成し、この下端面には多数の円孔等からなる排気路が形成されている。上記下端面は必ずしも必要ではない。
【００２８】
上記の排気リング１６の材質は、導電性のものであれば、どのようなものでも良く、例えば、ステンレス、表面にアルマイト被膜や溶射膜が形成されたアルミニウム等を使用することができる。なお、例えば、図４に示すように、排気リング１６と、接地電位とされる部材との間に、ステンレスやアルミニウム等の導電性材料からなベローズ等の接地用導体４０を設け、排気リング１６が確実に接地電位に保持されるようにすることが好ましい。
【００２９】
また、真空チャンバ１の周囲には、磁場形成機構２０が設けられており、真空チャンバ１内の処理空間に、所望の磁場を形成できるようになっている。この磁場形成機構２０には、回転機構２１が設けられており、真空チャンバ１の周囲で磁場形成機構２０を回転させることにより、真空チャンバ１内の磁場を回転可能に構成されている。
【００３０】
次に、このように構成されたプラズマエッチング装置におけるエッチング処理について説明する。
【００３１】
まず、図示しない搬入・搬出口に設けられた図示しないゲートバルブを開放し、搬送機構等により半導体ウエハＷを真空チャンバ１内に搬入し、載置台２上に載置する。載置台２上に載置された半導体ウエハＷは、この後、静電チャック１１の静電チャック用電極１１ｂに、直流電源１２から所定の直流電圧を印加することにより、吸着保持される。
【００３２】
次に、搬送機構を真空チャンバ１外へ退避させた後、ゲートバルブを閉じ、真空系１５の真空ポンプ等により真空チャンバ１内を排気する。真空チャンバ１内が所定の真空度になった後、真空チャンバ１内に、ガス拡散用の空隙４、細孔５を介して、処理ガス供給系６から所定のエッチング処理用の処理ガスを、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの流量で導入し、真空チャンバ１内を所定の圧力、例えば１．３３〜１３３Ｐａ（１０〜１０００ｍＴｏｒｒ）程度に保持する。
【００３３】
この状態で、高周波電源９，１０から載置台２に、所定周波数（例えば、１００ＭＨｚと３．２ＭＨｚ）の高周波電力を供給する。
【００３４】
上記のように、載置台２に高周波電力が印加されることにより、シャワーヘッド３と載置台２との間の処理空間には高周波電界が形成される。また、処理空間には、磁場形成機構２０よる所定の磁場が形成される。これにより処理空間に供給された処理ガスから所定のプラズマが発生し、そのプラズマにより半導体ウエハＷ上の所定の膜がエッチングされる。
【００３５】
この際、実施する処理に応じて、予め前述したとおり駆動機構１８によって、排気リング１６の位置を所定位置に設定しておくことにより、プラズマの状態を最適な状態に制御することができ、良好なプラズマエッチング処理を行うことができる。
【００３６】
そして、所定のエッチング処理が実行されると、高周波電源９，１０からの高周波電力の供給を停止し、エッチング処理を停止して、上述した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷを真空チャンバ１外に搬出する。
【００３７】
図５〜７のグラフは、排気リング１６の位置と、酸化膜をプラズマエッチング処理した際の処理の状態との関係を示すもので、これらのグラフにおいて、縦軸はエッチングレート、横軸はウエハ中心からの距離（ウエハ上の位置）を示している。処理条件は、
処理ガス：Ｃ₄Ｆ₆／Ａｒ／Ｏ₂
処理圧力：６．６５Ｐａ（５０ｍTorr）
である。また、図５〜７のうち、図５は排気リング１６の高さを、載置台２の半導体ウエハＷの載置面の高さから−３０ｍｍ（３０ｍｍ低い位置）とした場合、図６は−７０ｍｍ（７０ｍｍ低い位置）とした場合、図７は−１１０ｍｍ（１１０ｍｍ低い位置）とした場合を示している。
【００３８】
これらの図５〜７に示されるように、酸化膜をプラズマエッチング処理する場合、排気リング１６の高さを低くした方が、エッチングレートは低くなるもののエッチングレートの面内均一性が向上する。各図におけるエッチングレートの平均値及びユニフォーミティ（（最大値−最小値）／（２×平均値））は、−３０ｍｍの場合、３０６．３ｎｍ±１３．４％、−６０ｍｍの場合、２９４．０ｎｍ±５．５％、−１１０ｍｍの場合、２９２．８ｎｍ±３．７％であった。
【００３９】
また、図８〜１０は、排気リング１６の位置と、窒化膜をプラズマエッチング処理した際の処理の状態との関係を示すもので、これらのグラフにおいて、縦軸はエッチングレート、横軸はウエハ中心からの距離（ウエハ上の位置）を示している。処理条件は、
処理ガス：ＣＦ₄／Ａｒ／Ｏ₂
処理圧力：６．６５Ｐａ（５０ｍTorr）
である。また、図８〜１０のうち、図８は排気リング１６の高さを、載置台２の半導体ウエハＷの載置面の高さから−３０ｍｍ（３０ｍｍ低い位置）とした場合、図９は−７０ｍｍ（７０ｍｍ低い位置）とした場合、図１０は−１１０ｍｍ（１１０ｍｍ低い位置）とした場合を示している。
【００４０】
これらの図８〜１０に示されるように、窒化膜をプラズマエッチング処理する場合、排気リング１６の高さを低くした方が、エッチングレートは低くなるもののエッチングレートの面内均一性が向上する。各図におけるエッチングレートの平均値及びユニフォーミティ（（最大値−最小値）／（２×平均値））は、−３０ｍｍの場合、２１０．６ｎｍ±２１．８％、−６０ｍｍの場合、１７８．６ｎｍ±９．４％、−１１０ｍｍの場合、１６１．５ｎｍ±５．５％であった。
【００４１】
また、図１１〜１３は、排気リング１６の位置と、有機膜をプラズマエッチング処理した際の処理の状態との関係を示すもので、これらのグラフにおいて、縦軸はエッチングレート、横軸はウエハ中心からの距離（ウエハ上の位置）を示している。処理条件は、
処理ガス：ＮＨ₃
処理圧力：３．９９Ｐａ（３０ｍTorr）
である。また、図１１〜１３のうち、図１１は排気リング１６の高さを、載置台２の半導体ウエハＷの載置面の高さから−３０ｍｍ（３０ｍｍ低い位置）とした場合、図１２は−７０ｍｍ（７０ｍｍ低い位置）とした場合、図１３は−１１０ｍｍ（１１０ｍｍ低い位置）とした場合を示している。
【００４２】
これらの図１１〜１３に示されるように、有機膜をプラズマエッチング処理する場合、排気リング１６の高さを高くした方が、エッチングレートが高くなると共に、エッチングレートの面内均一性が向上する。各図におけるエッチングレートの平均値及びユニフォーミティ（（最大値−最小値）／（２×平均値））は、−３０ｍｍの場合、４０１．３ｎｍ±２０．９％、−６０ｍｍの場合、２６５．３ｎｍ±３４．４％、−１１０ｍｍの場合、２１９．４ｎｍ±３７．９％であった。
【００４３】
以上の結果から分かるように、本実施形態においては、例えば、有機膜をプラズマエッチング処理する場合は、予め排気リング１６の高さを高くしておき、一方、酸化膜あるいは窒化膜プラズマエッチング処理する場合は、予め排気リング１６の高さを低く設定しておくことによって、夫々の処理を、より面内均一性の高い良好な状態で行うことができる。
【００４４】
なお、上述したプラズマエッチング処理において、真空チャンバ１内に形成される処理空間の直径、つまり、真空チャンバ１の内径は４８０ｍｍであり、電極間距離（載置台２の載置面とシャワーヘッド３下面との距離）は４０ｍｍである。そして、処理空間の全容積は、上記の直径４８０ｍｍ厚さ４０ｍｍの空間の容積に、載置台２の載置面の高さから排気リング１６上面までの空間の容積を足したものになる。したがって、処理空間の全容積は、排気リング１６の高さを−３０ｍｍとした場合、８．８ｌ、排気リング１６の高さを−６０ｍｍとした場合、１０．６ｌ、排気リング１６の高さを−１１０ｍｍとした場合、１２．５ｌとなる。また、アノードとカソードの面積の比率（アノードカソード比）Ａ／Ｃは、排気リング１６の高さを−３０ｍｍとした場合、２．９９、排気リング１６の高さを−６０ｍｍとした場合、３．９０、排気リング１６の高さを−１１０ｍｍとした場合、４．８９となる。
【００４５】
排気リング１６の高さを変化させた場合、上記のような処理空間の容積やアノードカソード比が変化し、また、プラズマの形状等も変化すると考えられることから、これらの要因が相互に関連して、上記のようなプラズマ処理状態の変化が起きるものと推測される。
【００４６】
そして、上記のように、排気リング１６の高さを変えることによって、プラズマの状態を制御すれば、真空チャンバ１の直径を小さく設定しても、処理空間の容積を増大させる等の制御を行うことができるので、フットプリントの増大を招くこともない。
【００４７】
図１４，１５は、他の実施形態の要部構成を示すもので、この実施形態では、排気リングとして、より載置台２の載置面に近い位置に第１の排気リング１６ａが設けられており、この第１の排気リング１６ａより載置台２の載置面から遠い位置、つまり、低い位置に第２の排気リング１６ｂが設けられている。そして、第２の排気リング１６ｂへ通じる排気通路３０を開閉するための開閉機構３１が設けられている。
【００４８】
この実施形態では、図１４に示すように、開閉機構３１を閉めた状態とすることによって、実質的に第１の排気リング１６ａのみが排気リングとして作用する。また、図１５に示すように、開閉機構３１を駆動機構３４作動させて開けることによって、排気通路３０を通じて第２の排気リング１６ｂが排気リングとして作用するようになり、この時、開閉機構３１と第２の排気リング１６ｂとの間の空間も処理空間として作用するようになる。したがって、開閉機構３１を開閉することによって、実質的に前述した実施形態の排気リング１６を上げた状態及び下げた状態と同様な状態となる。このような構成としても、前述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４９】
また、この実施形態では、第２の排気リング１６ｂを支持する支持部材３２の側壁部分にも排気路３３が形成されており、コンダクタンスの向上を図ることができるようになっている。
【００５０】
なお、上記実施の形態においては、排気リング１６が半導体ウエハＷの載置面に対して略平行な場合について説明したが、半導体ウエハＷの載置面に対して傾斜を有したものや、階段状の段差を有したものであっても良い。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、本発明を半導体ウエハのエッチングを行うプラズマエッチング装置に適用した場合について説明したが、本発明はかかる場合に限定されるものではない。例えば、半導体ウエハ以外の基板を処理するものであっても良く、エッチング以外の処理、例えばＣＶＤ等の成膜処理装置にも適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、真空チャンバの大径化によるフットプリントの増大を招くことがなく、かつ、実行する処理に応じてプラズマの状態を容易に制御することができ、各種のプラズマ処理に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の全体概略構成を示す図。
【図２】図１のプラズマ処理装置の要部概略構成を示す図。
【図３】図１のプラズマ処理装置の要部概略構成を示す図。
【図４】接地用導体を設けたプラズマ処理装置の要部概略構成を示す図。
【図５】ウエハ各部における酸化膜のエッチングレートを示す図。
【図６】ウエハ各部における酸化膜のエッチングレートを示す図。
【図７】ウエハ各部における酸化膜のエッチングレートを示す図。
【図８】ウエハ各部における窒化膜のエッチングレートを示す図。
【図９】ウエハ各部における窒化膜のエッチングレートを示す図。
【図１０】ウエハ各部における窒化膜のエッチングレートを示す図。
【図１１】ウエハ各部における有機膜のエッチングレートを示す図。
【図１２】ウエハ各部における有機膜のエッチングレートを示す図。
【図１３】ウエハ各部における有機膜のエッチングレートを示す図。
【図１４】他の実施形態に係るプラズマ処理装置の要部概略構成を示す図。
【図１５】図１４のプラズマ処理装置の要部概略構成を示す図。
【符号の説明】
Ｗ……半導体ウエハ、１……真空チャンバ、２……載置台、３……シャワーヘッド、９，１０……高周波電源、１４……排気ポート、１５……排気系、１６……排気リング、１７……排気路、１８……駆動機構。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for performing a predetermined plasma process such as an etching process or a film forming process by applying plasma to a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of manufacturing semiconductor devices, plasma is generated in a vacuum chamber, and this plasma is applied to a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device, thereby performing predetermined processing, for example, A plasma processing apparatus that performs an etching process, a film forming process, and the like is used.
[0003]
In such a plasma processing apparatus, for example, a so-called parallel plate type plasma processing apparatus, a mounting table for mounting a semiconductor wafer or the like is provided in the vacuum chamber, and the vacuum chamber is opposed to the mounting table. A shower head is provided on the ceiling, and a pair of parallel plate electrodes is constituted by the mounting table and the shower head.
[0004]
Then, a predetermined processing gas is introduced from the shower head into the vacuum chamber and evacuated from the bottom of the vacuum chamber, whereby a processing gas atmosphere having a predetermined degree of vacuum is created in the vacuum chamber. A processing gas plasma is generated by supplying high-frequency power of a predetermined frequency between the head and the semiconductor wafer, and the plasma is applied to the semiconductor wafer to perform processing such as etching of the semiconductor wafer.
[0005]
In the plasma processing apparatus as described above, there is known an apparatus in which an exhaust ring formed in an annular plate shape and formed with an exhaust passage formed of a large number of through holes is provided around the mounting table (for example, , See Patent Document 1). Such an exhaust ring exhausts air uniformly from the periphery of the mounting table to form a uniform flow of processing gas around the semiconductor wafer, and plasma from the processing space (the space between the mounting table and the shower head). It works to prevent leaks.
[0006]
Further, in the parallel plate electrode type plasma processing apparatus, it is known that the space in which plasma is formed between the parallel plate electrodes, that is, the volume and shape of the processing space change the state of the plasma to be formed. . Therefore, a partition plate or the like is provided between the parallel plate electrodes, and the volume of the processing space is changed by moving the partition plate or the like (see, for example, Patent Document 2), in order to confine plasma between the parallel plate electrodes. It is also known to provide a plasma confinement ring (see, for example, Patent Document 3), and to provide a cylindrical ground electrode or the like for preventing plasma diffusion between parallel plate electrodes (for example, see FIG. 3). , See Patent Document 1).
[0007]
However, when various structures are provided between the parallel plate electrodes, the diameter of the vacuum chamber that accommodates the structures increases, and as a result, a so-called footprint increases. In addition, if a plasma confinement ring is provided between parallel plate electrodes and a fixed structure is used to make it the same potential as the peripheral parts, it is difficult to attach and detach this plasma confinement ring, so the plasma control state is fixed. Therefore, there is a problem that it is difficult to control the plasma state according to the processing to be executed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-8-264515 (pages 8-9, 17-18, FIGS. 1, 2, 37, 38).
[Patent Document 2]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-168028 (page 3, FIG. 1-4).
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-22797 (page 8, FIG. 11).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventionally, various structures are provided between the parallel plate electrodes to control the plasma state, but the problem is that the vacuum chamber becomes larger in diameter and the footprint increases, There is a problem that it is difficult to control the state of plasma according to the processing to be performed.
[0010]
The present invention has been made in response to such a conventional situation, and does not increase the footprint due to the increase in the diameter of the vacuum chamber, and easily controls the plasma state according to the processing to be performed. Therefore, an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method that can easily cope with various types of plasma processing.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the plasma processing apparatus according to claim 1 includes a vacuum chamber that accommodates a substrate to be processed, a fixed mounting table that is disposed in the vacuum chamber and on which the substrate to be processed is mounted, and an interior of the vacuum chamber. In addition, a plasma generating mechanism for generating plasma for performing a predetermined process on the substrate to be processed, an exhaust ring disposed so as to surround the mounting table and having an exhaust path formed therein, and the exhaust path via the exhaust path A vacuum evacuation mechanism that evacuates the inside of the vacuum chamber, and a relative height between the exhaust ring and a mounting surface of a fixed mounting table on which the substrate to be processed is mounted. And a mechanism for changing the position of the exhaust ring below the mounting surface .
[0012]
A plasma processing apparatus according to a second aspect is the plasma processing apparatus according to the first aspect, wherein the mechanism for changing the position of the exhaust ring is configured to move the exhaust ring up and down.
[0013]
The plasma processing apparatus according to claim 3, wherein a vacuum chamber that accommodates a substrate to be processed, a mounting table that is disposed in the vacuum chamber and on which the substrate to be processed is mounted, and the processing target is disposed in the vacuum chamber. A plasma generating mechanism for generating plasma for performing a predetermined process on the substrate; an exhaust ring disposed so as to surround the periphery of the mounting table; and an exhaust path formed therein; and an interior of the vacuum chamber via the exhaust path A vacuum exhaust mechanism that evacuates the first exhaust ring, and the exhaust ring is disposed away from the first exhaust ring and the mounting surface of the mounting table before the first exhaust ring. And an opening / closing mechanism that opens and closes the exhaust passage is provided in the exhaust passage that communicates with the second exhaust ring.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing method, comprising: a vacuum chamber that accommodates a substrate to be processed; a fixed mounting table that is disposed in the vacuum chamber and on which the substrate to be processed is mounted; A plasma generating mechanism that generates plasma for performing a predetermined process on the substrate to be processed; an exhaust ring that is disposed so as to surround the periphery of the mounting table and in which an exhaust path is formed; and A plasma processing method using a plasma processing apparatus including an evacuation mechanism for evacuating the inside of a vacuum chamber, the mounting surface of a fixed mounting table on which the exhaust ring and the substrate to be processed are mounted to change the relative height of the, by changing the position of the exhaust ring below the placement surface, characterized by controlling the state of the plasma processing for the substrate to be treated To.
[0015]
The plasma processing method according to claim 5 is the plasma processing method according to claim 4, wherein the state of the plasma processing on the substrate to be processed is controlled by moving the exhaust ring up and down.
[0016]
The plasma processing method according to claim 6 is the plasma processing method according to claim 5, wherein when the laminated film made of at least two kinds of different materials formed on the substrate to be processed is etched, the exhaust ring The position is set high when the etched film is an organic film, and when the etched film is an oxide film or a nitride film, the position is set lower than in the case of the organic film, and the plasma etching process is performed. And
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 schematically shows an outline of a configuration of an embodiment in which the present invention is applied to a parallel plate type plasma etching apparatus for performing a plasma etching process on a semiconductor wafer. In FIG. A cylindrical vacuum chamber is shown which is made of, for example, aluminum and can be hermetically closed.
[0019]
A mounting table 2 for mounting the semiconductor wafer W is provided in the vacuum chamber 1, and the mounting table 2 also serves as a lower electrode. Further, a shower head 3 constituting an upper electrode is provided on the ceiling portion in the vacuum chamber 1, and a pair of parallel plate electrodes is constituted by the mounting table 2 and the shower head 3. Yes.
[0020]
The shower head 3 is provided with a gap 4 for gas diffusion and a plurality of pores 5 so as to be positioned below the gap 4 for gas diffusion. A predetermined processing gas supplied from the processing gas supply system 6 is diffused in the gas diffusion gap 4 and supplied from the pores 5 toward the semiconductor wafer W in a shower shape. In the present embodiment, the shower head 3 is at a ground potential, but a high frequency power source may be connected to the shower head 3 so that high frequency power is applied to both the mounting table 2 and the shower head 3.
[0021]
On the other hand, two high-frequency power supplies 9 and 10 are connected to the mounting table 2 via two matching units 7 and 8, and the mounting table 2 has two predetermined frequencies (for example, 100 MHz and 3.2 MHz). The high frequency power can be superimposed and supplied. In addition, it is good also as a structure which supplies only the high frequency electric power of 1 type of frequency by making only one high frequency power supply which supplies high frequency power to the mounting base 2. FIG.
[0022]
An electrostatic chuck 11 for attracting and holding the semiconductor wafer W is provided on the mounting surface of the semiconductor wafer W of the mounting table 2. The electrostatic chuck 11 has a configuration in which an electrostatic chuck electrode 11b is disposed in an insulating layer 11a, and a DC power source 12 is connected to the electrostatic chuck electrode 11b. Further, a focus ring 13 is provided on the upper surface of the mounting table 2 so as to surround the periphery of the semiconductor wafer W.
[0023]
The mounting table 2 is formed with a refrigerant flow path for refrigerant circulation (not shown), and the temperature of the mounting table 2 can be controlled to a predetermined temperature. Further, a gas supply mechanism (not shown) for supplying a cooling gas, for example, helium gas, is provided between the mounting table 2 and the back surface of the semiconductor wafer W. Heat exchange is promoted, and the temperature of the semiconductor wafer W is controlled to a predetermined temperature. The supply pressure of this helium gas can be set separately for the central portion and the peripheral portion of the semiconductor wafer W. In addition, refrigerant flow passages for refrigerant circulation (not shown) are also formed in the side walls of the shower head 3 and the vacuum chamber 1 so that the temperature of the side walls of the shower head 3 and the vacuum chamber 1 can be controlled to a predetermined temperature. It is configured.
[0024]
An exhaust port 14 is provided at the bottom of the vacuum chamber 1, and an exhaust system 15 including a vacuum pump is connected to the exhaust port 14.
[0025]
In addition, an exhaust ring 16 formed in an annular shape is provided around the mounting table 2 so as to be substantially parallel to the mounting surface of the semiconductor wafer W. The exhaust ring 16 is formed with an exhaust path 17 made up of a number of circular holes and the like, and is evacuated by the exhaust system 15 through the exhaust path 17 so as to be uniform around the mounting table 2. A flow of process gas is formed. In addition, the exhaust ring 16 is electrically connected to the ground potential, and plasma formed in the processing space between the mounting table 2 and the shower head 3 leaks into the space below the exhaust ring 16. Acts to prevent.
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust ring 16 is connected to a drive mechanism 18 and is configured to be movable up and down. The state shown in FIGS. 1 and 2 shows a state where the exhaust ring 16 is raised to the highest position, and the state shown in FIG. 3 shows a state where the exhaust ring 16 is lowered to the lowest position. Yes. Further, the exhaust ring 16 is configured to be able to be stopped at an arbitrary position between the position shown in FIGS. 1 and 2 and the position shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, a vacuum seal mechanism 18 a is provided in the movable portion of the drive mechanism 18 so as to hermetically seal the inside and the outside of the vacuum chamber 1.
[0027]
Further, on the outer peripheral side of the exhaust ring 16, a side wall constituting member 19 is provided so as to form a cylindrical side wall so as to extend in the vertical direction over the movable range of the exhaust ring 16. The outer peripheral edge of the ring 16 and the side wall constituting member 19 are kept close to each other so that no plasma leaks or the like occur from here. 14 and 15, which will be described later, an exhaust path may be provided in the side wall constituting member 19 to improve the conductance when the exhaust ring 16 is lowered. The lower end portion of the side wall constituting member 19 extends in substantially parallel to the mounting surface of the semiconductor wafer W in the direction of the mounting table 2 to form a lower end surface, and the lower end surface includes a number of circular holes and the like. An exhaust path is formed. The lower end surface is not always necessary.
[0028]
The exhaust ring 16 may be made of any material as long as it is conductive. For example, stainless steel or aluminum having an alumite film or sprayed film formed on the surface can be used. For example, as shown in FIG. 4, a grounding conductor 40 such as a bellows made of a conductive material such as stainless steel or aluminum is provided between the exhaust ring 16 and a member to be grounded. Is preferably maintained at the ground potential.
[0029]
Further, a magnetic field forming mechanism 20 is provided around the vacuum chamber 1 so that a desired magnetic field can be formed in the processing space in the vacuum chamber 1. The magnetic field forming mechanism 20 is provided with a rotating mechanism 21, and the magnetic field in the vacuum chamber 1 can be rotated by rotating the magnetic field forming mechanism 20 around the vacuum chamber 1.
[0030]
Next, an etching process in the plasma etching apparatus configured as described above will be described.
[0031]
First, a gate valve (not shown) provided at a loading / unloading port (not shown) is opened, and a semiconductor wafer W is loaded into the vacuum chamber 1 by a transfer mechanism or the like and placed on the mounting table 2. Thereafter, the semiconductor wafer W mounted on the mounting table 2 is attracted and held by applying a predetermined DC voltage from the DC power source 12 to the electrostatic chuck electrode 11 b of the electrostatic chuck 11.
[0032]
Next, after the transfer mechanism is retracted out of the vacuum chamber 1, the gate valve is closed, and the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated by a vacuum pump or the like of the vacuum system 15. After the inside of the vacuum chamber 1 reaches a predetermined degree of vacuum, a processing gas for a predetermined etching process is supplied from the processing gas supply system 6 into the vacuum chamber 1 via the gas diffusion gap 4 and the pore 5. For example, it introduce | transduces with the flow volume of 100-1000 sccm, and the inside of the vacuum chamber 1 is hold | maintained to predetermined pressure, for example, about 1.33-133 Pa (10-1000 mTorr).
[0033]
In this state, high frequency power of a predetermined frequency (for example, 100 MHz and 3.2 MHz) is supplied from the high frequency power supplies 9 and 10 to the mounting table 2.
[0034]
As described above, a high frequency electric field is formed in the processing space between the shower head 3 and the mounting table 2 by applying high frequency power to the mounting table 2. In addition, a predetermined magnetic field is formed in the processing space by the magnetic field forming mechanism 20. As a result, a predetermined plasma is generated from the processing gas supplied to the processing space, and a predetermined film on the semiconductor wafer W is etched by the plasma.
[0035]
At this time, the plasma state can be controlled to an optimum state by setting the position of the exhaust ring 16 to a predetermined position by the drive mechanism 18 in advance according to the processing to be performed. Plasma etching treatment can be performed.
[0036]
Then, when a predetermined etching process is executed, the supply of high-frequency power from the high-frequency power supplies 9 and 10 is stopped, the etching process is stopped, and the semiconductor wafer W is removed from the vacuum chamber by a procedure opposite to the above-described procedure. 1 Take out.
[0037]
The graphs in FIGS. 5 to 7 show the relationship between the position of the exhaust ring 16 and the state of processing when the oxide film is subjected to plasma etching. In these graphs, the vertical axis represents the etching rate, and the horizontal axis represents the wafer. The distance from the center (position on the wafer) is shown. Processing conditions are
Process gas: C ₄ F ₆ / Ar / O ₂
Processing pressure: 6.65 Pa (50 mTorr)
It is. 5-7, when FIG. 5 sets the height of the exhaust ring 16 to −30 mm (30 mm lower position) than the height of the mounting surface of the semiconductor wafer W of the mounting table 2, FIG. In the case of 70 mm (70 mm lower position), FIG. 7 shows the case of −110 mm (110 mm lower position).
[0038]
As shown in FIGS. 5 to 7, when the oxide film is subjected to plasma etching, the lower the height of the exhaust ring 16, the lower the etching rate, but the in-plane uniformity of the etching rate is improved. The average value and uniformity ((maximum value−minimum value) / (2 × average value)) of the etching rate in each figure are 306.3 nm ± 13.4% in the case of −30 mm, and 294. in the case of −60 mm. In the case of 0 nm ± 5.5% and −110 mm, it was 292.8 nm ± 3.7%.
[0039]
8 to 10 show the relationship between the position of the exhaust ring 16 and the processing state when the nitride film is plasma-etched. In these graphs, the vertical axis represents the etching rate, and the horizontal axis represents the wafer. The distance from the center (position on the wafer) is shown. Processing conditions are
Process gas: CF ₄ / Ar / O ₂
Processing pressure: 6.65 Pa (50 mTorr)
It is. 8 to 10, when FIG. 8 shows that the height of the exhaust ring 16 is −30 mm (30 mm lower position) than the height of the mounting surface of the semiconductor wafer W of the mounting table 2, FIG. 9 is − In the case of 70 mm (70 mm lower position), FIG. 10 shows the case of −110 mm (110 mm lower position).
[0040]
As shown in FIGS. 8 to 10, when the nitride film is subjected to plasma etching, the lower the height of the exhaust ring 16, the lower the etching rate, but the in-plane uniformity of the etching rate is improved. The average value and uniformity ((maximum value−minimum value) / (2 × average value)) of the etching rate in each figure are 210.6 nm ± 21.8% in the case of −30 mm, and 178. In the case of 6 nm ± 9.4% and −110 mm, it was 161.5 nm ± 5.5%.
[0041]
FIGS. 11 to 13 show the relationship between the position of the exhaust ring 16 and the state of processing when the organic film is plasma-etched. In these graphs, the vertical axis represents the etching rate, and the horizontal axis represents the wafer. The distance from the center (position on the wafer) is shown. Processing conditions are
Processing gas: NH ₃
Processing pressure: 3.99 Pa (30 mTorr)
It is. 11 to 13, FIG. 11 shows that when the height of the exhaust ring 16 is −30 mm (30 mm lower position) than the height of the mounting surface of the semiconductor wafer W of the mounting table 2, FIG. In the case of 70 mm (70 mm lower position), FIG. 13 shows the case of −110 mm (110 mm lower position).
[0042]
As shown in FIGS. 11 to 13, when the organic film is plasma-etched, the etching rate is increased and the in-plane uniformity of the etching rate is improved when the height of the exhaust ring 16 is increased. . The average value and uniformity ((maximum value−minimum value) / (2 × average value)) of the etching rate in each figure are 401.3 nm ± 20.9% in the case of −30 mm, and 265. In the case of 3 nm ± 34.4% and −110 mm, it was 219.4 nm ± 37.9%.
[0043]
As can be seen from the above results, in this embodiment, for example, when the organic film is subjected to plasma etching, the height of the exhaust ring 16 is increased in advance, while the oxide film or nitride film is subjected to plasma etching. In this case, by setting the height of the exhaust ring 16 low in advance, each processing can be performed in a good state with higher in-plane uniformity.
[0044]
In the plasma etching process described above, the diameter of the processing space formed in the vacuum chamber 1, that is, the inner diameter of the vacuum chamber 1 is 480 mm, and the distance between the electrodes (the mounting surface of the mounting table 2 and the lower surface of the shower head 3 is Is 40 mm. The total volume of the processing space is obtained by adding the volume of the space from the mounting surface of the mounting table 2 to the upper surface of the exhaust ring 16 to the volume of the space having a diameter of 480 mm and a thickness of 40 mm. Accordingly, the total volume of the processing space is 8.8 l when the height of the exhaust ring 16 is −30 mm, 10.6 l when the height of the exhaust ring 16 is −60 mm, and the height of the exhaust ring 16 is When it is −110 mm, it becomes 12.5 l. The ratio of the anode to cathode area (anode cathode ratio) A / C is 2.99 when the height of the exhaust ring 16 is −30 mm, and 3 when the height of the exhaust ring 16 is −60 mm. When the height of the exhaust ring 16 is −110 mm, 4.89 is obtained.
[0045]
When the height of the exhaust ring 16 is changed, it is considered that the volume of the processing space and the anode / cathode ratio as described above are changed, and the shape of the plasma is also changed. Therefore, these factors are related to each other. Thus, it is estimated that the plasma processing state changes as described above.
[0046]
If the plasma state is controlled by changing the height of the exhaust ring 16 as described above, control such as increasing the volume of the processing space is performed even if the diameter of the vacuum chamber 1 is set small. Therefore, the footprint is not increased.
[0047]
FIGS. 14 and 15 show the main configuration of another embodiment. In this embodiment, a first exhaust ring 16 a is provided as an exhaust ring closer to the mounting surface of the mounting table 2. The second exhaust ring 16b is provided at a position farther from the mounting surface of the mounting table 2 than the first exhaust ring 16a, that is, at a lower position. An opening / closing mechanism 31 for opening / closing the exhaust passage 30 leading to the second exhaust ring 16b is provided.
[0048]
In this embodiment, as shown in FIG. 14, when the opening / closing mechanism 31 is closed, substantially only the first exhaust ring 16a functions as an exhaust ring. Further, as shown in FIG. 15, when the opening / closing mechanism 31 is opened by operating the drive mechanism 34, the second exhaust ring 16 b acts as an exhaust ring through the exhaust passage 30. The space between the second exhaust ring 16b also acts as a processing space. Therefore, by opening / closing the opening / closing mechanism 31, the exhaust ring 16 of the embodiment described above is substantially in the same state as the raised state and the lowered state. Even with such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
[0049]
In this embodiment, the exhaust passage 33 is also formed in the side wall portion of the support member 32 that supports the second exhaust ring 16b, so that the conductance can be improved.
[0050]
In the above embodiment, the case where the exhaust ring 16 is substantially parallel to the mounting surface of the semiconductor wafer W has been described. It may have a stepped shape.
[0051]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a plasma etching apparatus for etching a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, a substrate other than a semiconductor wafer may be processed, and processing other than etching, for example, a film forming processing apparatus such as CVD can be applied.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention, the footprint is not increased due to the increase in the diameter of the vacuum chamber, and the plasma state can be easily changed according to the processing to be performed. It can be controlled and can easily cope with various plasma treatments.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of the plasma processing apparatus of FIG. 1;
3 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of the plasma processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of a plasma processing apparatus provided with a grounding conductor.
FIG. 5 is a diagram showing an etching rate of an oxide film in each part of the wafer.
FIG. 6 is a diagram showing an etching rate of an oxide film in each part of the wafer.
FIG. 7 is a diagram showing an etching rate of an oxide film in each part of the wafer.
FIG. 8 is a view showing an etching rate of a nitride film in each part of the wafer.
FIG. 9 is a diagram showing an etching rate of a nitride film in each part of the wafer.
FIG. 10 is a view showing an etching rate of a nitride film in each part of the wafer.
FIG. 11 is a diagram showing the etching rate of the organic film in each part of the wafer.
FIG. 12 is a diagram showing the etching rate of the organic film in each part of the wafer.
FIG. 13 is a view showing an etching rate of an organic film in each part of the wafer.
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of a plasma processing apparatus according to another embodiment.
15 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of the plasma processing apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
W ... semiconductor wafer, 1 ... vacuum chamber, 2 ... mounting table, 3 ... shower head, 9, 10 ... high frequency power supply, 14 ... exhaust port, 15 ... exhaust system, 16 ... exhaust ring, 17 ... exhaust passage, 18 ... drive mechanism.

Claims

A vacuum chamber for accommodating a substrate to be processed;
A fixed mounting table disposed in the vacuum chamber and on which the substrate to be processed is mounted;
A plasma generating mechanism for generating plasma for performing a predetermined process on the substrate to be processed in the vacuum chamber;
An exhaust ring arranged around the mounting table and having an exhaust path formed therein;
An evacuation mechanism that evacuates the vacuum chamber through the exhaust path;
The position of the exhaust ring is changed below the mounting surface so as to change the relative height between the exhaust ring and the mounting surface of the fixed mounting table on which the substrate to be processed is mounted. And a plasma processing apparatus.

The plasma processing apparatus according to claim 1,
The plasma processing apparatus, wherein the mechanism for changing the position of the exhaust ring is configured to move the exhaust ring up and down.

A vacuum chamber for accommodating a substrate to be processed;
A mounting table disposed in the vacuum chamber and on which the substrate to be processed is mounted;
A plasma generating mechanism for generating plasma for performing a predetermined process on the substrate to be processed in the vacuum chamber;
An exhaust ring arranged around the mounting table and having an exhaust path formed therein;
A plasma processing apparatus comprising a vacuum exhaust mechanism for evacuating the vacuum chamber through the exhaust path,
The exhaust ring is composed of a first exhaust ring and a second exhaust ring that is spaced apart from the mounting surface of the mounting table before the first exhaust ring, and the second exhaust ring A plasma processing apparatus, wherein an open / close mechanism for opening and closing the exhaust passage is provided in the exhaust passage communicating with the exhaust passage.

A vacuum chamber for accommodating a substrate to be processed;
A fixed mounting table disposed in the vacuum chamber and on which the substrate to be processed is mounted;
A plasma generating mechanism for generating plasma for performing a predetermined process on the substrate to be processed in the vacuum chamber;
An exhaust ring arranged around the mounting table and having an exhaust path formed therein;
An evacuation mechanism that evacuates the vacuum chamber through the exhaust path;
A plasma processing method using a plasma processing apparatus comprising:
The position of the exhaust ring is changed below the mounting surface so as to change the relative height between the exhaust ring and the mounting surface of the fixed mounting table on which the substrate to be processed is mounted. Thus, a plasma processing method for controlling a state of plasma processing on the substrate to be processed.

The plasma processing method according to claim 4,
A plasma processing method, wherein the exhaust ring is moved up and down to control the state of plasma processing on the substrate to be processed.

The plasma processing method according to claim 5,
When etching a laminated film made of at least two different materials formed on the substrate to be processed, the position of the exhaust ring is set high when the etched film is an organic film, and the etched film When plasma is an oxide film or a nitride film, the plasma etching method is performed by performing plasma etching processing with a lower setting than that of the organic film .