JP5281811B2

JP5281811B2 - プラズマ処理用環状部品、プラズマ処理装置、及び外側環状部材

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Publication number: JP5281811B2
Application number: JP2008064427A
Authority: JP
Inventors: 正宏小笠原; 昭仁戸田; 浩土屋; 重樹土場
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: US20090229759A1; JP2009224385A

Description

本発明は、プラズマ処理用環状部品、プラズマ処理装置、及び外側環状部材に関し、特に、載置台に載置されてプラズマ処理が施される基板の外周を囲うように配されるプラズマ処理用環状部品に関する。

通常、基板としての円板状のウエハにプラズマ処理を施すプラズマ処理装置は、ウエハを収容する処理室と、該処理室内に処理ガスを供給するシャワーヘッドと、処理室内に配置されてウエハを載置する載置台とを備える。シャワーヘッドは上部高周波電源に接続され、処理室内に高周波電力を印加する上部電極として機能し、載置台は下部高周波電源に接続され、処理室内に高周波電力を印加する下部電極として機能する。このプラズマ処理装置では、処理室内に供給された処理ガスに高周波電力を印加して該処理ガスをプラズマにしてイオンやラジカルを発生させ、該イオンやラジカルによってウエハにプラズマ処理を施す。また、載置台はクーロン力又はジョンソン・ラーベック力によってウエハを吸着する静電チャックを上部に備え、該静電チャックの表面に吸着保持したウエハの処理温度を制御するために、静電チャックは冷却される。

図５（Ａ）は、従来のプラズマ処理装置における静電チャック周辺の断面図である。

図５（Ａ）において、静電チャック２１の周辺には、静電チャック２１に載置されたウエハＷの外周を囲うように環状のフォーカスリング２３が配設され、このフォーカスリング２３の外周を囲うように環状のカバーリング５０が配設される。フォーカスリング２３はシリコン等の導電性材料からなり、カバーリング５０は石英等の絶縁性材料からなる。フォーカスリング２３はプラズマをウエハＷに集中させ、カバーリング５０は載置台５１をプラズマから保護する。

ところで、フォーカスリング２３をその上面の高さがウエハＷの被処理面と略同一の高さとなるように配設した場合、ウエハＷとフォーカスリング２３とが略同電位となるため、ウエハＷの外周部とフォーカスリング２３の内周部との間隙にイオンやラジカルが侵入し易い状態となる。通常、ウエハＷの被処理面に形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）にプラズマ処理としてのエッチング処理を施す場合、処理ガスとしてＣＦ系のガスを用いるため、該ＣＦ系のガスから発生したＣＦｘラジカルがウエハＷの外周部とフォーカスリング２３の内周部との間隙に侵入する。このＣＦｘラジカルはウエハＷの下の静電チャック２１の外周部に到達し、静電チャック２１は上述したように冷却されるため当該外周部においてＣＦｘラジカルは吸着反応を起こしてＣＦ系のデポＤとなり、静電チャック２１の外周部に付着する（図５（Ａ））。

従来、プラズマ処理装置は上述したデポＤ等を除去するために、処理済みのウエハＷを搬出した後に酸素ガスを用いたドライクリーニング処理を実行する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−２１４５１２号公報

しかしながら、上述した酸素ガスを用いたドライクリーニング処理では、ＣＦ系のデポＤ、具体的にはフッ素を含むデポＤが酸素ラジカルによって分解されにくいため、該デポＤを完全に除去することが困難である。そのため、プラズマ処理を繰り返し用いるウエハＷの量産時に処理室内においてドライクリーニング処理を行っても、デポＤが静電チャック２１の外周部とフォーカスリング２３の内周部との間隙に堆積していき、この堆積したデポＤが静電チャック２１の表面よりも突出することがある（図５（Ｂ））。このとき、当該デポＤによりウエハＷと静電チャック２１の表面との接触が阻害され、ウエハＷが静電チャック２１の表面から浮いた状態になる。

ウエハＷが静電チャック２１の表面から浮いた状態になると、ウエハＷと静電チャック２１の表面との間隙に供給された伝熱ガスとしてのヘリウムガスが当該間隙から漏出する。プラズマ処理装置はヘリウムガスの漏出を検知するとウエハＷの吸着不良を認識してその稼働を停止する。したがって、装置の稼働を再開させるためには、上述したデポＤを除去するためのメンテナンスが必要となるため、プラズマ処理装置の稼働率が著しく低下するという問題が生じる。

本発明の目的は、基板の吸着不良を防止することができるプラズマ処理用環状部品、プラズマ処理装置、及び外側環状部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のプラズマ処理用環状部品は、載置台に載置されてプラズマ処理が施される基板の外周を囲うように配されるフォーカスリングと、該フォーカスリングの外周を囲うように配される外側環状部材と、前記フォーカスリングの外周を囲うように配され、且つ前記外側環状部材よりも前記フォーカスリング側に配される内側環状部材とを備えるプラズマ処理用環状部品であって、前記外側環状部材はプラズマが生成されるプラズマ生成空間に露出する露出面を有し、該露出面はイットリアによって覆われ、且つ前記外側環状部材の上面には外周部へ向けて下方に傾斜する第１の斜面が形成されており、前記内側環状部材は、その上面が前記フォーカスリングの上面よりも低く、且つ前記外側環状部材の上面よりも高くなるように配置されると共に、前記内側環状部材には前記第１の斜面と同一平面をなす第２の斜面が形成されていることを特徴とする。

請求項２記載のプラズマ処理用環状部品は、請求項１記載のプラズマ処理用環状部品において、前記内側環状部材は石英によって形成されることを特徴とする。

請求項３記載のプラズマ処理用環状部品は、請求項２記載のプラズマ処理用環状部品において、前記フォーカスリングを載置するリングスペーサを更に備え、前記リングスペーサと前記内側環状部材との間の境界が前記フォーカスリングによって覆われることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項４記載のプラズマ処理装置は、基板にプラズマ処理を施す処理室と、該処理室内に配置されて前記基板を載置する載置台と、該載置台に載置された基板の外周を囲うように配置されるプラズマ処理用環状部品とを備えるプラズマ処理装置であって、前記プラズマ処理用環状部品は、前記基板の外周を囲うように配されるフォーカスリングと、該フォーカスリングの外周を囲うように配される外側環状部材と、前記フォーカスリングの外周を囲うように配され、且つ前記外側環状部材よりも前記フォーカスリング側に配される内側環状部材とを有し、前記外側環状部材はプラズマが生成されるプラズマ生成空間に露出する露出面を有し、該露出面はイットリアによって覆われ、且つ前記外側環状部材の上面には外周部へ向けて下方に傾斜する第１の斜面が形成されており、前記内側環状部材は、その上面が前記フォーカスリングの上面よりも低く、且つ前記外側環状部材の上面よりも高くなるように配置されると共に、前記内側環状部材には前記第１の斜面と同一平面をなす第２の斜面が形成されていることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項５記載のプラズマ処理用環状部品は、載置台に載置されてプラズマ処理が施される基板の外周を囲うように配されるフォーカスリングと、前記フォーカスリングの外周を囲うように配される外側環状部材と、前記フォーカスリングの外周を囲うように配され、且つ前記外側環状部材よりも前記フォーカスリング側に配される内側環状部材と、前記フォーカスリングを載置するリングスペーサとを備え、前記外側環状部材はプラズマが生成されるプラズマ生成空間に露出する露出面を有し、該露出面はイットリアによって覆われ、前記リングスペーサと前記内側環状部材との間の境界が前記フォーカスリングによって覆われることを特徴とする。

請求項１記載のプラズマ処理用環状部品及び請求項４記載のプラズマ処理装置によれば、外側環状部材が有するプラズマ生成空間に露出する露出面がイットリアによって覆われる。ＣＦ系のガスをプラズマにして基板にプラズマ処理を施す場合、プラズマ生成空間にはＣＦｘラジカルが発生するが、外側環状部材におけるイットリアはＣＦｘラジカル中のフッ素を引き抜くため、基板の外周部とフォーカスリングの内周部との間隙に侵入して載置台の外周部に到達するラジカルはフッ素を殆ど含まず、該ラジカルに起因して発生するデポはカーボンリッチのデポとなる。カーボンリッチのデポは酸素を用いたドライクリーニング処理により容易に除去することができる。その結果、基板の量産時において上記ドライクリーニング処理を行うと、載置台の外周部とフォーカスリングの内周部との間隙にデポが堆積することがなく、これにより、基板の吸着不良を防止することができる。

また、請求項１記載のプラズマ処理用環状部品及び請求項４記載のプラズマ処理装置によれば、フォーカスリングの外周を囲うように、且つ外側環状部材よりもフォーカスリング側に内側環状部材が配される。すなわち、外側環状部材と載置台に載置された基板との間にはフォーカスリング及び内側環状部材が介在する。その結果、フォーカスリング及び内側環状部材を外側環状部材におけるイットリアの飛散に起因するイットリア汚染の基板への拡大を防ぐ障壁として作用させることができ、もって基板のイットリア汚染を防止することができる。
更に、内側環状部材の上面がフォーカスリングの上面よりも低く、且つ外側環状部材の上面よりも高くなるように配される。すなわち、プラズマ処理用環状部品を構成する各部材がフォーカスリングから外側環状部材へかけて下る階段状に配される。その結果、プラズマ生成空間においてフォーカスリング上から外側環状部材上へ向けて流れ、さらに載置台の側方へ流れる処理ガスの流れを円滑にすることができ、もって処理ガスの排出を円滑に行うことができる。
更に、外側環状部材の上面が外周部へ向けて下方に傾斜する斜面状に形成される。その結果、載置台の側方を通過して下方へ排出されるプラズマ生成空間に供給された処理ガスの流れが外側環状部材の上面によって阻害されることがなく、もって処理ガスの排出を迅速に行うことができる。

請求項２記載のプラズマ処理用環状部品によれば、内側環状部材が石英によって形成される。石英は耐プラズマ性を有するので、載置台を確実にプラズマから保護することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理用環状部品が適用されるプラズマ処理装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係るプラズマ処理用環状部品が適用されるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。このプラズマ処理装置は基板としての半導体ウエハ上に形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）にエッチング処理を施すように構成されている。

図１において、プラズマ処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを収容するチャンバ１１を有し、該チャンバ１１内にはウエハＷを載置する円柱状のサセプタ１２（載置台）が配置されている。プラズマ処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって、サセプタ１２上方のガスをチャンバ１１の外へ排出する流路として機能する側方排気路１３が形成される。この側方排気路１３の途中には排気プレート１４が配置される。

排気プレート１４は多数の孔を有する板状部材であり、チャンバ１１を上部と下部に仕切る仕切り板として機能する。排気プレート１４によって仕切られたチャンバ１１の上部（以下、「反応室」という。）１５における、サセプタ１２及び後述するシャワーヘッド３２の間の処理空間Ｓ（プラズマ生成空間）にはプラズマが発生する。また、チャンバ１１の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）１６にはチャンバ１１内のガスを排出する排気管１７が接続される。排気プレート１４は反応室１５における処理空間Ｓにおいて発生するイオンやラジカルを捕捉又は反射してマニホールド１６への漏洩を防止する。

排気管１７にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（ともに図示しない）が接続され、これらのポンプはチャンバ１１内を真空引きして減圧する。具体的には、ＤＰはチャンバ１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧し、ＴＭＰはＤＰと協働してチャンバ１１内を中真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０^−３Ｐａ（１．０×１０^−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。なお、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示しない）によって制御される。

チャンバ１１内のサセプタ１２には下部高周波電源１８が下部整合器１９を介して接続されており、該下部高周波電源１８は所定の高周波電力をサセプタ１２に供給する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、下部整合器１９は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。

サセプタ１２の上部には、静電電極板２０を内部に有する静電チャック２１が配置されている。静電チャック２１は或る直径を有する下部円板状部材の上に、該下部円板状部材より直径の小さい上部円板状部材を重ねた形状を呈する。なお、静電チャック２１はセラミックで構成されている。サセプタ１２にウエハＷを載置するとき、該ウエハＷは静電チャック２１における上部円板状部材の上に配される。

静電チャック２１内部の静電電極板２０には直流電源２２が電気的に接続されている。静電電極板２０に正の直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２１側の面（以下、「裏面」という。）には負電位が発生して静電電極板２０及びウエハＷの裏面の間に電位差が生じ、該電位差に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２１における上部円板状部材の上において吸着保持される。

また、サセプタ１２の上部には、静電チャック２１に載置されたウエハＷの外周を囲うようにプラズマ処理用環状部品（アセンブリ）２２が配置されている。

図２は、図１におけるプラズマ処理用環状部品周辺の拡大断面図である。

図２において、プラズマ処理用環状部品２２は、静電チャック２１に載置されたウエハＷの外周を囲うように配置される環状のフォーカスリング２３と、該フォーカスリング２３の外周を囲うように配置される環状のインナーカバーリング２４（内側環状部材）と、該インナーカバーリング２４の外周を囲うように配置される環状のアウターカバーリング２５（外側環状部材）とを備える。インナーカバーリング２４はその上面がフォーカスリング２３の上面よりも低くなるように配置され、アウターカバーリング２５はその上面がインナーカバーリング２４の上面よりも低くなるように配置され、且つ外周部へ向けて下方に傾斜する斜面状に形成されている。また、フォーカスリング２３は静電チャック２１上に載置される環状のリングスペーサ２６上に載置され、インナーカバーリング２４及びアウターカバーリング２５はサセプタ１２の側面を覆う環状のサセプタカバー部材２７上に載置される。フォーカスリング２３はシリコン（Ｓｉ）等の導電性材料からなり、インナーカバーリング２４は耐プラズマ性を有する石英（Ｑｚ）等の絶縁性材料からなる。アウターカバーリング２５はアルミニウム（Ａｌ）からなり、処理空間Ｓに露出するアウターカバーリング２５の露出面はイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）によって覆われている。フォーカスリング２３は処理空間Ｓにおいて発生するプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、エッチング処理の効率を向上させる。インナーカバーリング２４及びアウターカバーリング２５はサセプタ１２をプラズマから保護する。

図１に戻り、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２８が設けられる。この冷媒室２８には、チラーユニット（図示しない）から冷媒用配管２９を介して低温の冷媒、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）が循環供給される。該低温の冷媒によって冷却されたサセプタ１２は静電チャック２１を介してウエハＷ及びフォーカスリング２３を冷却する。

静電チャック２１における上部円板状部材上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔３０が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔３０は、伝熱ガス供給ライン３１を介して伝熱ガス供給部（図示しない）に接続され、該伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを、伝熱ガス供給孔３０を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給されたヘリウムガスはウエハＷの熱を静電チャック２１に効果的に伝達する。

チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド３２が配置されている。シャワーヘッド３２には上部整合器３３を介して上部高周波電源３４が接続されており、上部高周波電源３４は所定の高周波電力をシャワーヘッド３２に供給するので、シャワーヘッド３２は上部電極として機能する。なお、上部整合器３３の機能は上述した下部整合器１９の機能と同じである。

シャワーヘッド３２は、多数のガス穴３５を有する天井電極板３６と、該天井電極板３６を着脱可能に釣支するクーリングプレート３７と、該クーリングプレート３７を覆う蓋体３８とを有する。また、該クーリングプレート３７の内部にはバッファ室３９が設けられ、このバッファ室３９には処理ガス導入管４０が接続されている。シャワーヘッド３２は、処理ガス導入管４０からバッファ室３９へ供給された処理ガスを、ガス穴３５を介して反応室１５内へ供給する。本実施の形態では、処理ガスとして、例えばＣＦ系のガスを反応室１５内へ供給する。

このプラズマ処理装置１０では、サセプタ１２及びシャワーヘッド３２に高周波電力を供給して、処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該処理空間Ｓにおいてシャワーヘッド３２から供給された処理ガスを高密度のプラズマにしてイオンやラジカルを発生させ、該イオン等によってウエハＷにエッチング処理を施す。

上述したプラズマ処理装置１０の各構成部品の動作は、プラズマ処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。

ところで、ＣＦ系のガスをプラズマにしてウエハＷにエッチング処理を施す場合、処理空間ＳにはＣＦｘラジカルが発生する。当該処理空間Ｓに露出するアウターカバーリング２５の露出面はイットリアによって覆われているため、当該イットリアがＣＦｘラジカル中のフッ素を引き抜く。このため、ウエハＷの外周部とフォーカスリング２３の内周部との間隙に侵入してウエハＷの下の静電チャック２１の外周部に到達するラジカルはフッ素を殆ど含まず、該ラジカルに起因して発生するデポはカーボンリッチのデポとなる。通常、カーボンリッチのデポは酸素ラジカルで容易に除去されるが、プラズマ処理装置１０がチャンバ１１内で実行するドライクリーニング処理では、処理ガスとして酸素ガスを用いるため、静電チャック２１の外周部に付着したカーボンリッチのデポは当該ドライクリーニング処理によって容易に除去される。

本実施の形態によれば、プラズマ処理用環状部品２２における処理空間Ｓに露出するアウターカバーリング２５の露出面がイットリアによって覆われるので、ウエハＷの量産時において上記ドライクリーニング処理を行うと、静電チャック２１の外周部とフォーカスリング２３の内周部との間隙にデポが堆積することがなく、これにより、ウエハＷの吸着不良を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、プラズマ処理用環状部品２２においてアウターカバーリング２５よりも静電チャック２１に吸着保持されたウエハＷ側にフォーカスリング２３及びインナーカバーリング２４が配置される。すなわち、アウターカバーリング２５と静電チャック２１に吸着保持されたウエハＷとの間にはフォーカスリング２３及びインナーカバーリング２４が介在する。その結果、フォーカスリング２３及びインナーカバーリング２４をアウターカバーリング２５におけるイットリアの飛散に起因するイットリア汚染のウエハＷへの拡大を防ぐ障壁として作用させることができ、もってウエハＷのイットリア汚染を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、インナーカバーリング２４はその上面がフォーカスリング２３の上面よりも低く、且つアウターカバーリング２５の上面よりも高くなるように配置される。すなわち、プラズマ処理用環状部品２２を構成する各部材がフォーカスリング２３からアウターカバーリング２５へかけて下る階段状に配置される。その結果、処理空間Ｓにおいてフォーカスリング２３上からアウターカバーリング２５上へ向けて流れ、さらにサセプタ１２の側方へ流れる処理ガスの流れを円滑にすることができ、もって処理ガスの排出を円滑に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、アウターカバーリング２５の上面が外周部へ向けて下方に傾斜する斜面状に形成される。その結果、サセプタ１２の側方を通過して下方へ排出される処理空間Ｓに供給された処理ガスの流れがアウターカバーリング２５の上面によって阻害されることがなく、もって処理ガスの排出を迅速に行うことができる。

また、上述したプラズマ処理用環状部品２２は、フォーカスリング２３及びアウターカバーリング２５の間に配置されたインナーカバーリング２４を備えたが、インナーカバーリング２４を備えることなく、図３（Ａ）に示すように、プラズマ処理用環状部品４１がフォーカスリング２３に加えて、サセプタカバー部材４２上に載置されたアウターカバーリング４３のみを備えてもよい。アウターカバーリング４３は上述したアウターカバーリング２５と同様にアルミニウムからなり、アウターカバーリング４３の露出面はイットリアによって覆われている。この場合、プラズマ処理用環状部品２２を配設した場合と比較して、処理空間Ｓにイットリアで覆われたアウターカバーリング４３の露出面を近付けることができ、これにより、イットリアによる上述したＣＦｘラジカル中のフッ素の引き抜きを効率的に行うことができる。また、図３（Ｂ）に示すように、上述したアウターカバーリング２５，４３と同様の構成を有するアウターカバーリング４４を従来のカバーリング５０と同様の形状となるように形成してもよい。この場合、カバーリング５０をアウターカバーリング４４に置き換えるだけでＣＦｘラジカル中のフッ素の引き抜きを行うことができ、もって、ウエハＷの吸着不良の防止を安価な構成で実現することができる。

また、上述したアウターカバーリング２５，４３，４４では、露出面のイットリアがＣＦｘラジカル中のフッ素を引き抜くと、イットリウムがフッ素と化学的に反応する。この反応は吸熱反応であるため、当該反応を促進させるためにアウターカバーリング２５，４３，４４の温度は高いのが好ましい。そのため、本実施の形態では、アウターカバーリング２５，４３，４４を熱伝達性の低い石英等からなるサセプタカバー部材２７，４２，４５を介在させてサセプタ１２上に載置する。これにより、アウターカバーリング２５，４３，４４がサセプタ１２によって冷却されるのを阻害し、アウターカバーリング２５，４３，４４の温度を処理空間Ｓに発生するプラズマからの入熱によって上昇させ易くすることができる。

また、上述したアウターカバーリング２５，４３，４４はアルミニウムで形成して露出面をイットリアで覆ったが、イットリア単独（バルク）で形成してもよい。

なお、上述した実施の形態では、基板が半導体ウエハであったが、基板はこれに限らず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等のガラス基板であってもよい。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例１
まず、プラズマ処理装置１０に上述したプラズマ処理用環状部品２２を配置した。

その後、６５枚のウエハＷへの酸化膜のエッチング処理、及びウエハを搬出した後のドライクリーニング処理を実行し、静電チャック２１の外周部におけるデポの付着状況を目視で確認すると共に当該外周部においてベンコットンを用いた拭き取り洗浄を行った。

比較例１
プラズマ処理装置１０に従来のフォーカスリング２３及びカバーリング５０を配置した。

その後、上述した実施例１と同様に、６５枚のウエハＷへの酸化膜のエッチング処理、及びウエハを搬出した後のドライクリーニング処理を実行し、静電チャック２１の外周部におけるデポの付着状況を目視で確認すると共に当該外周部においてベンコットンを用いた拭き取り洗浄を行った。

比較例１では静電チャック２１の外周部においてデポが付着しているのが目視で確認できると共に、拭き取り洗浄を行った後のベンコットンにデポが大量に付着していたのに対して、実施例１では静電チャック２１の外周部におけるデポの付着が目視では確認できず、さらに、比較例１に比べ拭き取り洗浄後のベンコットンに付着しているデポの量が明らかに少なかった。また、実施例１ではアウターカバーリング２５の露出面が黒色に変色しているのを確認した。

これは、比較例１ではプラズマ処理において発生したＣＦｘラジカルが静電チャック２１の外周部に到達し、静電チャック２１の外周部において吸着反応を起こしてＣＦ系のデポとなって静電チャック２１の外周部に堆積していくのに対して、実施例１ではアウターカバーリング２５の露出面が黒色に変色していたことから、当該露出面のイットリアがプラズマ処理において発生したＣＦｘラジカル中のフッ素を引き抜いたため、静電チャック２１の外周部に到達するラジカルがフッ素を殆ど含まず、該ラジカルに起因して発生するデポはカーボンリッチのデポとなり、該デポはドライクリーニング処理で容易に除去されて静電チャック２１の外周部に堆積しなかったためと考えられた。

次いで、本発明者は、処理空間Ｓの露出面がイットリアによって覆われたアウターカバーリング２５の存在によるエッチング処理への影響を確認した。

実施例２
まず、実施例１と同様に、プラズマ処理装置１０にプラズマ処理用環状部品２２を配置した。

その後、ウエハＷにおける酸化膜のエッチング処理を実行し、該エッチング処理におけるエッチレートを計測した。さらに、別のウエハを用いて、該ウエハにおけるフォトレジスト膜のエッチング処理を実行し、該エッチング処理におけるエッチレートを計測した。そして、酸化膜のエッチング処理の結果を図４（Ａ）に示し、フォトレジスト膜のエッチング処理の結果を図４（Ｂ）に示した。

比較例２
また、比較例１と同様に、プラズマ処理装置１０に従来のフォーカスリング２３及びカバーリング５０を配置した。

その後、ウエハＷにおける酸化膜のエッチング処理を実行し、該エッチング処理におけるエッチレートを計測した。さらに、別のウエハを用いて、該ウエハにおけるフォトレジスト膜のエッチング処理を実行し、該エッチング処理におけるエッチレートを計測した。そして、酸化膜のエッチング処理の結果を図４（Ｃ）に示し、フォトレジスト膜のエッチング処理の結果を図４（Ｄ）に示した。

図４（Ａ）及び（Ｃ）の比較の結果、並びに図４（Ｂ）及び（Ｄ）の比較の結果、酸化膜のエッチング処理及びフォトレジスト膜のエッチング処理に関し、アウターカバーリング２５の有無によるエッチレートの差異は確認されなかった。これにより、アウターカバーリング２５を配置しても、エッチング処理へ殆ど影響を与えないことが分かった。

本発明の実施の形態に係るプラズマ処理用環状部品が適用されるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。図１におけるプラズマ処理用環状部品周辺の拡大断面図である。図１におけるプラズマ処理用環状部品の構成の変形例を概略的に示す断面図であり、図３（Ａ）は、フォーカスリングに加えてアウターカバーリングのみを備えた場合を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の構成においてアウターカバーリングを従来のカバーリングと同様の形状となるように形成した場合を示す。本発明の実施例２及び比較例２における酸化膜及びフォトレジスト膜のエッチング処理の結果を示すグラフであり、図４（Ａ）は実施例２における酸化膜のエッチング処理におけるエッチレートの分布を示すグラフであり、図４（Ｂ）は実施例２におけるフォトレジスト膜のエッチング処理におけるエッチレートの分布を示すグラフであり、図４（Ｃ）は比較例２における酸化膜のエッチング処理におけるエッチレートの分布を示すグラフであり、図４（Ｄ）は比較例２におけるフォトレジスト膜のエッチング処理におけるエッチレートの分布を示すグラフである。従来のプラズマ処理装置における静電チャック周辺の断面図であり、図５（Ａ）は、ＣＦ系のデポが静電チャックの外周部に付着した場合を示し、図５（Ｂ）は、ＣＦ系のデポが静電チャックの表面よりも突出した場合を示す。

符号の説明

Ｗウエハ
Ｄデポ
Ｓ処理空間
１０プラズマ処理装置
１２サセプタ
２１静電チャック
２２，４１プラズマ処理用環状部品
２３フォーカスリング
２４インナーカバーリング
２５，４３，４４アウターカバーリング

Claims

載置台に載置されてプラズマ処理が施される基板の外周を囲うように配されるフォーカスリングと、該フォーカスリングの外周を囲うように配される外側環状部材と、前記フォーカスリングの外周を囲うように配され、且つ前記外側環状部材よりも前記フォーカスリング側に配される内側環状部材とを備えるプラズマ処理用環状部品であって、
前記外側環状部材はプラズマが生成されるプラズマ生成空間に露出する露出面を有し、該露出面はイットリアによって覆われ、且つ前記外側環状部材の上面には外周部へ向けて下方に傾斜する第１の斜面が形成されており、
前記内側環状部材は、その上面が前記フォーカスリングの上面よりも低く、且つ前記外側環状部材の上面よりも高くなるように配置されると共に、前記内側環状部材には前記第１の斜面と同一平面をなす第２の斜面が形成されていることを特徴とするプラズマ処理用環状部品。
前記内側環状部材は石英によって形成されることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理用環状部品。
前記フォーカスリングを載置するリングスペーサを更に備え、
前記リングスペーサと前記内側環状部材との間の境界が前記フォーカスリングによって覆われることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理用環状部品。
基板にプラズマ処理を施す処理室と、該処理室内に配置されて前記基板を載置する載置台と、該載置台に載置された基板の外周を囲うように配置されるプラズマ処理用環状部品とを備えるプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ処理用環状部品は、前記基板の外周を囲うように配されるフォーカスリングと、該フォーカスリングの外周を囲うように配される外側環状部材と、前記フォーカスリングの外周を囲うように配され、且つ前記外側環状部材よりも前記フォーカスリング側に配される内側環状部材とを有し、
前記外側環状部材はプラズマが生成されるプラズマ生成空間に露出する露出面を有し、該露出面はイットリアによって覆われ、且つ前記外側環状部材の上面には外周部へ向けて下方に傾斜する第１の斜面が形成されており、
前記内側環状部材は、その上面が前記フォーカスリングの上面よりも低く、且つ前記外側環状部材の上面よりも高くなるように配置されると共に、前記内側環状部材には前記第１の斜面と同一平面をなす第２の斜面が形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
載置台に載置されてプラズマ処理が施される基板の外周を囲うように配されるフォーカスリングと、
前記フォーカスリングの外周を囲うように配される外側環状部材と、
前記フォーカスリングの外周を囲うように配され、且つ前記外側環状部材よりも前記フォーカスリング側に配される内側環状部材と、
前記フォーカスリングを載置するリングスペーサとを備え、
前記外側環状部材はプラズマが生成されるプラズマ生成空間に露出する露出面を有し、該露出面はイットリアによって覆われ、前記リングスペーサと前記内側環状部材との間の境界が前記フォーカスリングによって覆われることを特徴とするプラズマ処理用環状部品。