JPH09306896A

JPH09306896A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Info

Publication number: JPH09306896A
Application number: JP31768296A
Authority: JP
Inventors: Naritaka Morita; 整尚森田; Toshio Nakanishi; 敏雄中西; Hiroyuki Tanaka; 宏幸田中; Nobuo Okumura; 信夫奥村
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ周縁部１９ｂでの電界補正を向上させ、
ウエハ中央部１９ａとウエハ周縁部１９ｂとでエッチン
グ形状差を生じさせないようにエッチングすることがで
きるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供す
る。【解決手段】第１電極１１と、これに対向するウエハ１
９を載置する第２電極１２とを備えたプラズマ処理装置
１０であって、第１電極１１の第２電極１２と対向する
面の外周部に第２電極１２側へ突出した導電性の第１環
状部１３が設けられ、第２電極１２の外周部に導電性の
第２環状部１４が設けられているプラズマ処理装置。こ
のプラズマ処理装置を用いて、第１環状部１３の内径Ｄ
in、外径Ｄout、電極面からの突出量Ｈout、ウエハ１９
のサイズＤSiおよび電極間距離Ｌが所定の条件を満たす
ようにして、ウエハにプラズマ処理を施すプラズマ処理
方法。

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
およびプラズマ処理方法に関し、より詳細には半導体ウ
エハのエッチング等に使用されるプラズマ処理装置およ
びプラズマ処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空容器内にガスおよび高周波を導入し
てプラズマを発生させ、このプラズマにより半導体ウエ
ハ表面にエッチングやアッシングなどの処理を施すプラ
ズマ処理装置は、高集積半導体装置の製造において欠く
ことのできないものとなっている。

【０００３】このプラズマ処理装置の中に、平行平板型
エッチング装置と呼ばれる装置がある。この装置は、反
応容器内部に配置された相対向する２つの電極のいずれ
か一方にウエハを配置し、２つの電極間に処理用ガスを
導入しながら高周波電力を供給し、プラズマを発生させ
て、ウエハに処理を施すものである。

【０００４】しかし、平行平板型プラズマ処理装置は、
例えばエッチングする場合、ウエハ中央部に比べてウエ
ハ周縁部のエッチングレートの方が小さい傾向があり、
このウエハ面内のエッチングレート分布の不均一が問題
となっていた。

【０００５】この問題を解決するため、特開平５−２９
２７５号公報には、一方の電極面に環状部を設けた装置
が提案されている。

【０００６】図６は、この環状部を備えたプラズマ処理
装置を示す模式的断面図である。反応容器１５内には第
１電極３１とこれに対向する第２電極３２とが配置さ
れ、第２電極３２上にはウエハ１９が載置されるように
なっている。第１電極３１は絶縁体３８ａを介して反応
容器１５内壁面に固定され、また第２電極３２は絶縁体
３８ｂを介して反応容器１５内壁面に固定されている。
第１電極３１および第２電極３２は、それぞれ交流電源
３１ａおよび３１ｂに接続されている。そして、第１電
極３１面に環状部３３が形成され、ウエハ周縁部１９ｂ
の電極間隔を狭く、ウエハ中央部１９ａの電極間隔を広
くしている。

【０００７】このプラズマ処理装置３０は、ウエハ周縁
部１９ｂの電極間隔を狭く、ウエハ中央部１９ａの電極
間隔を広くしているので、従来装置に比べてウエハ中央
部１９ａとウエハ周縁部１９ｂの電界強度のバランスを
改善することができる。その結果、ウエハ１９面内のエ
ッチングレートの均一性を高めることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
環状部を備えたプラズマ処理装置は、単に一方の電極面
に環状部を備え、ウエハ周縁部の電極間隔を狭くウエハ
中央部の電極間隔を広くしただけであるため、ウエハ周
縁部における電界補正が十分ではなく、ウエハ周縁部と
ウエハ中央部とでエッチングにより形成される孔（ホー
ル）や溝の形状（以下、エッチング形状と呼ぶ。）が異
なってしまうという問題があった。

【０００９】特に、電極本体が絶縁膜で被覆された静電
チャック構造の第２電極を備えた装置において、このエ
ッチング形状差の問題が大きかった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、ウエハ周縁部での電界補正を向上さ
せ、ウエハ中央部とウエハ周縁部とで形状差を生じさせ
ないようにエッチングすることができるプラズマ処理装
置およびプラズマ処理方法を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のプラズマ処理装置は、第１電極と、これに対向
するウエハを載置する第２電極とを備えたプラズマ処理
装置であって、前記第１電極の前記第２電極と対向する
面の外周部に前記第２電極側へ突出した導電性の第１環
状部が設けられ、前記第２電極の外周部に導電性の第２
環状部が設けられていることを特徴としている。

【００１２】また、本発明のプラズマ処理装置は、前記
第２電極が静電チャック構造を備えた装置に好適であ
る。

【００１３】また、本発明のプラズマ処理方法は、上記
のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であっ
て、第１環状部の内径Ｄin（ｍｍ）、外径Ｄout（ｍ
ｍ）および第１電極の電極面からの突出量Ｈout（ｍ
ｍ）が、処理されるウエハのウエハサイズＤSi（ｍｍ）
および第１電極と第２電極の電極間距離Ｌ（ｍｍ）に対
して、下記の（１）、（２）、（３）式を満足する条件
で、第２電極上に載置されたウエハにプラズマ処理を施
すことを特徴とするプラズマ処理方法。

【００１４】１．０３×ＤSi≦Ｄin ≦１．０９×ＤSi ・・・（１）１．１０×ＤSi≦Ｄout≦１．２０×ＤSi ・・・（２）０．７×Ｌ−２．０≦Ｈout≦０．７×Ｌ＋２．０・・・（３）本発明のプラズマ処理装置は、第１電極の外周部に電極
面から突出した形で導電性の第１環状部を備えている。
そのため、第１電極は見かけ上第２電極に近づくので、
ウエハ周縁部での電界強度の減少は抑えられる。

【００１５】また、第２電極の外周部に導電性の第２環
状部が設けられている。そのため、第２電極は見かけ上
大きくなるので、ウエハ周縁部でも電気力線は均一かつ
ウエハに垂直に形成される。

【００１６】その結果、ウエハ周縁部での電界補正が向
上し、ウエハ全面で均一電界が得られるので、ウエハ中
央部とウエハ周縁部とでエッチングレートを同等とする
のみならずエッチング形状差を生じさせないようにエッ
チングすることができる。

【００１７】なお、第１、第２環状部にはシリコンを用
いることが好ましい。シリコンは不純物などによりウエ
ハを汚染させるおそれが少ない材料であるからである。
なお、第１、第２環状部に用いられるシリコンの導電率
を高めるには、ボロン（Ｂ）などをドープすれば良い。

【００１８】また、電極本体のウエハ載置面が絶縁膜で
被覆された静電チャック構造を備える第２電極は、その
大きさがウエハの大きさで限定される。すなわち、電極
本体を被覆する絶縁膜がプラズマ照射により破壊される
ことを防ぐため、第２電極の絶縁膜が載置されたウエハ
により完全に被覆されるように、第２電極のウエハ載置
面はウエハより小さくなっている。そのため、ウエハ周
縁部で電気力線を垂直にすることが通常は困難である。

【００１９】本発明のプラズマ処理装置は、第２電極の
外周部に第２環状部を備えることにより、第２電極を見
かけ上大きくするものである。そのため、静電チャック
構造に起因する第２電極の大きさへの制限を守りつつ、
ウエハ周縁部で電気力線を均一かつウエハに垂直に形成
することができる。その結果、ウエハ周縁部での電界補
正を向上させ、ウエハ中央部とウエハ周縁部とで形状差
を生じさせないようにエッチングすることができる。

【００２０】また、本発明のプラズマ処理方法は、上記
のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であっ
て、第１環状部の内径Ｄin、外径Ｄoutおよび電極面か
らの突出量Ｈoutが、ウエハサイズＤSiおよび第１電極
と第２電極の電極間距離Ｌに対して、上記の（１）、
（２）、（３）式を満足する条件で、第２電極上に載置
されたウエハにプラズマ処理を施す。例えばこの条件で
ウエハにエッチング処理を施せば、エッチングレートの
低下もあまりなく、ウエハ中央部とウエハ周縁部とで形
状差を生じさせないようにエッチングすることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマ処理装置
の実施の形態について図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は、本発明のプラズマ処理装置を示す
模式的断面図である。

【００２３】反応容器１５は、気密容器により構成さ
れ、排気装置（図示せず）で排気することにより所要の
減圧状態とすることができるようになっている。排気装
置としては、ターボ分子ポンプやロータリーポンプなど
が使用される。

【００２４】反応容器１５の上部には、第１電極１１が
配設されている。第１電極１１の材料としては、多結晶
シリコン、単結晶シリコン、アルミニウム、カーボンな
どが用いられる。なかでもウエハ汚染の少ない多結晶シ
リコンや単結晶シリコンを用いることが好ましい。第１
電極１１は、アルミニウム製などのシールプレート１７
上に電極押さえリング２３で押圧固定される。シールプ
レート１７と装置内壁面１０ａとは絶縁体１８により絶
縁されている。

【００２５】シールプレート１７の中央部にはガス導入
路１６が形成されており、ガス導入路１６はガス供給源
（図示せず）に接続されている。また、第１電極１１に
形成されたガス導入孔１１ａから反応容器１５内にガス
が供給されるようになっている。

【００２６】反応容器１５の下部には、第１電極１１に
対向して第２電極１２が配設されている。第２電極１２
の上面にはウエハ１９が載置される。この例の第２電極
１２は静電チャック構造を備えるものであり、アルミニ
ウムなどで形成された電極本体１２ｂのウエハ載置面が
アルミナなどの絶縁膜１２ａで被覆された構造となって
いる。また、第２電極１２の外側面と装置内壁面１０ａ
とは絶縁体１８により絶縁されている。

【００２７】第１電極１１の電極面の外周部には、第２
電極１２側に突出した第１環状部１３が配設されてい
る。第１電極１１と第１環状部１３とは、電極押さえリ
ング２３にネジ止めされることにより機械的および電気
的に接合されている。

【００２８】第１環状部１３の材料としては、多結晶シ
リコン、単結晶シリコン、アルミニウム、カーボンなど
を用いることができる。不純物などによりウエハを汚染
するおそれが少ない多結晶シリコンや単結晶シリコンを
用いることが好ましい。なお、多結晶シリコンや単結晶
シリコンの導電率を高めるには、ボロン（Ｂ）などをド
ープすれば良い。

【００２９】第１環状部１３の内径Ｄin（ｍｍ）、外径
Ｄout（ｍｍ）、第１電極の電極面からの突出量Ｈout
（ｍｍ）について、処理するウエハサイズＤSi（ｍｍ）
および第１電極１１と第２電極１２との間の電極間距離
Ｌ（ｍｍ）に対して次の範囲とするのが好ましい。

【００３０】１．０３×ＤSi≦Ｄin ≦１．０９×ＤSi ・・・（１）１．１０×ＤSi≦Ｄout≦１．２０×ＤSi ・・・（２）０．７×Ｌ−２．０≦Ｈout≦０．７×Ｌ＋２．０・・・（３）例えば、ウエハサイズＤSiが１５０ｍｍ、電極間距離Ｌ
が１５ｍｍのとき、内径Ｄin、外径Ｄout、電極面から
の突出量Ｈoutの好ましい範囲は次のようになる。

【００３１】１５４．５≦Ｄin ≦１６３．５・・・（１’）１６５．０≦Ｄout≦１８０．０・・・（２’）８．５≦Ｈout≦１２．５・・・（３’）第１環状部１３の内径Ｄinの好ましい範囲を上記の範囲
とする理由は、内径Ｄinが上記の範囲にあるとき、後述
するようにウエハの周縁部でも良好なエッチング形状が
得られるからである。

【００３２】外径Ｄoutを上記の範囲とする理由は、外
径Ｄoutが上記下限値より大きいときウエハの周縁部ま
での十分な電界強度の補正が可能になり、また上記上限
値より大きいとき、第１電極の電極面での平均電界強度
が低下し、エッチングレートが低下するためである。

【００３３】電極面からの突出量Ｈoutを上記の範囲と
する理由は、この範囲でウエハの周縁部でも良好なエッ
チング形状が得られるからである。

【００３４】第２電極１２の外周部には、シリコン製の
第２環状部１４が配設されている。第２環状部１４と第
２電極１２の第１電極１１に対向する側の面は高さがほ
ぼ同一で平面となっている。また、第２環状部１４は、
フローティング（電気的に接地されていない状態）とさ
れ、第２電極１２と高周波的に接続される。

【００３５】第２環状部１４の材料としては、第１環状
部１３と同じく、多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
ルミニウム、カーボンなどを用いることができる。なか
でも、不純物などによりウエハを汚染するおそれが少な
い多結晶シリコンや単結晶シリコンを用いることが好ま
しい。なお、多結晶シリコンや単結晶シリコンの導電率
を高めるには、ボロン（Ｂ）などをドープすれば良い。

【００３６】第２環状部１４の内径は、第２電極１２の
外径より大きいのはもちろんであるが、できるだけ小さ
いことが好ましい。その理由は、ウエハの周縁部での電
気力線を垂直にするためである。また、第２電極１２と
第２環状部１４の隙間で放電が起きないようにして、こ
の放電による第２電極１２の絶縁膜１２ａの破壊を防止
するためである。

【００３７】第２環状部１４の外径は、第２環状部１４
の内径より８ｍｍ以上大きくすることが好ましい。ウエ
ハ周縁部の電界を十分に補正するためである。また、第
２環状部１４の外径は、第１環状部１３の外径Ｄoutと
同じか小さくすることが好ましい。第１電極に供給され
る高周波電力を効率良く第２電極１２の電極面に分配す
ることができるからである。

【００３８】第２環状部１４は、その表面が第２電極１
２の電極面とほぼ面一になるように配置するのが良い。
ウエハの周縁部での電気力線を垂直にするためである。
また、第２電極１２側壁の絶縁膜１２ａのプラズマによ
る破壊を防止するためである。ただし、ウエハがこの第
２環状部１４で持ち上がらないようにするため、公差を
考慮して、第２環状部１４はその表面が第２電極１２の
電極面より若干低くなるように配置することが好まし
い。すなわち、第２環状部１４はその表面が第２電極１
２の電極面より０〜０．５ｍｍの範囲で低くなるように
配置することが好ましい。

【００３９】第１電極１１および第２電極１２には整合
器２０およびトランス２２を介して高周波電源２１が接
続されている。また、第２電極１２には高周波カットフ
ィルター２４を介してウエハ静電吸着用直流電源２５が
接続されている。

【００４０】以下、上記構成のプラズマ処理装置を用い
てシリコン酸化膜を所定のパターンにエッチングする場
合について説明する。ウエハ１９には、例えば膜厚１μ
ｍ程度のシリコン酸化膜が形成されており、さらにその
シリコン酸化膜の上にレジストパターンが形成されてい
る。

【００４１】まず、ウエハ１９を第２電極１２上に載置
する。第１電極１１を降下させて、電極間隔を所定の間
隔に設定する。

【００４２】次に、ウエハ静電吸着用直流電源２５から
通電し、ウエハ１９を静電吸着固定する。このとき、Ａ
ｒ等の不活性ガスを反応容器１５内に導入し、高周波電
源２１から電力を印加してプラズマを発生させれば、よ
り迅速にウエハを吸着させることができる。

【００４３】反応容器１５内にガス導入路１６から、例
えばＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ａｒ等を所定流量導入し、反応容
器１５内を所定の圧力に設定する。高周波電源２１から
所定の電力を印加して、導入したガスをプラズマ化す
る。発生したプラズマによりウエハ１９上のシリコン酸
化膜がエッチングされる。

【００４４】上記構成の装置および方法を用いることに
より、ウエハ周縁部の電界が十分に補正され、ウエハ中
央部とウエハ周縁部とでエッチング形状差を生じさせな
いエッチングをウエハに施すことができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
の実施例で用いた装置は、図１に示したプラズマ処理装
置である。

【００４６】第１電極１１は、多結晶シリコン製であ
り、その電極面の直径は１７２．７ｍｍである。第２電
極１２は、アルミニウム製の電極本体にアルミナを被覆
して作製されており、ウエハ載置面の直径は１４７ｍｍ
である。

【００４７】（試験１）上記のプラズマ処理装置を用い
て、ウエハ上に形成されたシリコン酸化膜をエッチング
し、第１環状部と第２環状部の材質とエッチングレート
の均一性およびウエハ中央部とウエハ周縁部でのエッチ
ング形状の差との関係について評価した。

【００４８】エッチングレートの均一性は、ウエハ上の
所定箇所のエッチングレートを測定し、そのバラツキを
算出して評価することとした。エッチング形状の差は、
中央部１９ａと周縁部１９ｂの所定箇所に形成されたホ
ールの底部径を求めて評価することととした。

【００４９】評価に用いたプラズマ処理装置の第１環状
部１３および第２環状部１４の形状は次の通りである。
第１環状部１３の形状は、内径Ｄinが１７３ｍｍ、外径
Ｄoutが２２３ｍｍ、電極面からの突出量Ｈoutが６．５
ｍｍである。第２環状部１４の形状は、内径が１４７ｍ
ｍ、外径が１６５ｍｍである。また、第２環状部１４
は、第２電極１２の電極面とほぼ同一高さになるように
配置され、第２環状部１４が導体の場合、電気的にフロ
ーティングとされ、第２電極１２と高周波的に接続され
るようにした。

【００５０】第１環状部１３および第２環状部１４に用
いた材料は、導電体であるシリコンと絶縁体であるヴェ
スペル（デュポン社製、商品名：ＳＰＩ、材質：ポリイ
ミド）である。この２つの組み合わせを変えて、試験を
行った。

【００５１】エッチング条件は、次の通りである。ガス
流量は、ＣＦ₄：２０sccm、ＣＨＦ₃：３０sccm、Ａｒ：
３５０sccmとし、反応容器１５内の圧力は２５０mTorr
とした。高周波の周波数は４００ｋＨｚ、その電力は８
００Ｗとした。第１電極１１と第２電極１２の電極間距
離は１０ｍｍとした。エッチングレートの均一性の評価
には、膜厚１μｍのシリコン酸化膜が形成された６イン
チシリコンウエハを用いた。エッチング形状の差の評価
には、さらにその上に０．５μｍのホールパターンを有
するレジストが形成されているシリコンウエハを用い
た。

【００５２】図２は、第１環状部１３、第２環状部１４
のいずれか一方または両方の形成材料として、上記シリ
コンまたはヴェスペルを用いた場合のエッチングレート
を示したグラフである。図中Ａは、第１環状部１３にシ
リコンを第２環状部１４にヴェスペルを用いた場合であ
る。図中Ｂは、第１環状部１３、第２環状部１４ともに
ヴェスペルを用いた場合である。図中Ｃは、第１環状部
１３、第２環状部１４ともにシリコンを用いた場合であ
る。図中Ｄは、第１環状部１３にヴェスペルを、第２環
状部１４にシリコンを用いた場合である。

【００５３】図２から明らかなように、第１環状部１
３、第２環状部１４ともにシリコンを用いた場合（Ｃ）
は、周縁部におけるエッチングレートの低下はわずかで
あり、ほとんど無視できる程度であった。これに対し
て、第１環状部１３、第２環状部１４ともにヴェスペル
を用いた場合（Ｂ）は、中心からの距離が４０ｍｍ以上
になるとエッチングレートが極端に低下する。また、第
１環状部１３、第２環状部１４のいずれか一方にシリコ
ンを用いた場合（Ａ、Ｄ）は、第１環状部１３、第２環
状部１４ともにヴェスペルを用いた場合（Ｂ）よりも周
縁部１９ｂのエッチングレートの低下が軽微であった。
ただし、いずれもエッチングレートの均一性という点で
は、不十分であった。

【００５４】エッチング形状の差について調べた結果を
表１に示す。表中には、エッチングレートの均一性の評
価から得られたエッチングレート（平均値）とエッチン
グレートの均一性も併せて記載している。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１から明らかなように、第１環状部１
３、第２環状部１４ともにシリコンを用いた場合（Ｃ）
は、エッチングレートの均一性は±２．８８％であり、
また中央部１９ａと周縁部１９ｂとにおけるホール径の
差は０．０１μｍであり、良好な結果が得られた。これ
に対して、第１環状部１３、第２環状部１４ともにヴェ
スペルを用いた場合（Ｂ）は、ホール径の差は０．０３
μｍであり、やや小さいものの、エッチングレートの均
一性は±９．６５％と大きかった。また、第１環状部１
３、第２環状部１４のいずれか一方にシリコンを用いた
場合（Ａ、Ｄ）は、エッチングレートの均一性は±５．
５９〜７．８８％と、第１環状部１３、第２環状部１４
ともにヴェスペルを用いた場合（Ｂ）よりも改善される
が、ホール径の差は０．０５〜０．０６μｍと大きかっ
た。

【００５７】（試験２）上記のプラズマ処理装置を用
い、第１環状部の形状を変えて、ウエハ上に形成された
シリコン酸化膜をエッチングし、ウエハ中央部とウエハ
周縁部でのエッチング形状について評価した。

【００５８】評価に用いたプラズマ処理装置の第１環状
部１３および第２環状部１４は多結晶シリコン製とし
た。第１環状部１３は、外径Ｄoutが２２３ｍｍで内径
Ｄinが１７３ｍｍのもの、外径Ｄoutが１７３ｍｍ一定
で、内径Ｄinが１６０ｍｍ、１５８ｍｍ、１５６ｍｍ、
１５０ｍｍのものであって、さらに電極面からの突出量
Ｈoutが１１．５ｍｍ、９．５ｍｍ、６．５ｍｍとなる
ものをそれぞれ用意した。第２環状部１４は、第２電極
１２の第１電極１１に対向する面は高さがほぼ同一で平
面となるように配設し、また電気的にフローティングと
し、第２電極１２と高周波的に接続した。第２環状部１
４の外径は１６５ｍｍとした。

【００５９】エッチング条件は、次の通りである。ガス
流量は、ＣＦ₄：１５sccm、ＣＨＦ₃：１８sccm、Ａｒ：
２００sccmとし、反応容器１５内の圧力は２００mTorr
とした。高周波の周波数は４００ｋＨｚ、その電力は８
００Ｗとした。この評価には、膜厚１μｍのシリコン酸
化膜が形成され、その上に０．５μｍのホールパターン
を有するレジストが形成されている６インチシリコンウ
エハを用いた。

【００６０】図３は、図４および図５は、ホール形状を
示す模式的断面図である。図３は、第１電極１１と第２
電極１２の電極間距離が１５ｍｍ、第１環状部１３の電
極面からの突出量Ｈoutが１１．５ｍｍのときの結果で
ある。図４は、第１電極１１と第２電極１２の電極間距
離が１３ｍｍ、第１環状部１３の電極面からの突出量Ｈ
outが９．５ｍｍのときの結果である。図５は、第１電
極１１と第２電極１２の電極間距離が１０ｍｍ、第１環
状部１３の電極面からの突出量Ｈoutが６．５ｍｍのと
きの結果である。なお、ホール断面形状は、走査型電子
顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。ウエハ中央部はウエ
ハ中心位置であり、ウエハ周縁部はウエハの端から１〜
３ｍｍの位置である。

【００６１】図３、図４および図５のホール形状の結果
から、第１環状部１３の内径Ｄinが１５４．５〜１６
３．５ｍｍの間にあるとき、ウエハ周縁部においても良
好なエッチング形状が得られることがわかる。

【００６２】すなわち、内径ＤinをウエハサイズＤSiに
対して（１）式を満たす範囲にすることにより、ウエハ
周縁部においても良好なエッチング形状が得られること
を確認した。

【００６３】同様に、図３、図４および図５のホール形
状の結果から、第１環状部１３の電極面からの突出量Ｈ
outを第１電極１１と第２電極１２の電極間距離にあわ
せて変化させることにより、上記の内径Ｄinの値の範囲
でウエハ周縁部においても良好なエッチング形状が得ら
れることを確認した。

【００６４】すなわち、第１環状部１３の電極面からの
突出量Ｈoutを第１電極１１と第２電極１２の電極間距
離Ｌに対して（３）式を満たす範囲とすることにより、
上記の内径Ｄinの値の範囲でウエハ周縁部においても良
好なエッチング形状が得られることを確認した。

【００６５】以上説明したように、本発明のプラズマ処
理装置は、導電性の第１環状部１３および導電性の第２
環状部１４を備えている。そのため、ウエハ周縁部１９
ｂの電界が十分に補正され、ウエハ中央部１９ａとウエ
ハ周縁部１９ｂとでエッチング形状に差を生じない。そ
の結果、エッチングレートの均一性を損なうことなく、
ウエハ中央部１９ａとウエハ周縁部１９ｂとにおけるエ
ッチング形状に差が生じさせないようエッチングするこ
とができた。

【００６６】また、本発明のプラズマ処理装置は、第２
電極の外周部に第２環状部を備えることにより、第２電
極を見かけ上大きくするものである。そのため、静電チ
ャック構造を有する第２電極を備えた装置に容易に適用
できることを確認した。

【００６７】第１環状部１３の内径Ｄin、外径Ｄout、
電極面からの突出量ＨoutをウエハサイズＤSiおよび電
極間距離Ｌに対して所定の範囲とすることにより、上記
エッチングの効果を発揮させることができることを確認
した。

【００６８】第１環状部１３、第２環状部１４をシリコ
ンで作製することにより、この部分から発生する不純物
によるウエハの汚染が起きないことも確認できた。

【００６９】

【発明の効果】上述したように、本発明のプラズマ処理
装置およびプラズマ処理方法は、ウエハ周縁部での電界
補正を向上させ、ウエハ中央部とウエハ周縁部とでエッ
チングレートが同等でエッチング形状差を生じさせない
ようにエッチングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置を示す模式的断面図
である。

【図２】第１環状部、第２環状部のいずれか一方または
両方の形成材料として、上記シリコンまたはヴェスペル
を用いた場合のエッチングレートを示したグラフであ
る。

【図３】ホール形状を示す模式的断面図であり、第１電
極と第２電極の電極間距離が１５ｍｍ、第１環状部の電
極面からの突出量Ｈoutが１１．５ｍｍのときの結果で
ある。

【図４】ホール形状を示す模式的断面図であり、第１電
極と第２電極の電極間距離が１３ｍｍ、第１環状部の電
極面からの突出量Ｈoutが９．５ｍｍのときの結果であ
る。

【図５】ホール形状を示す模式的断面図であり、第１電
極と第２電極の電極間距離が１０ｍｍ、第１環状部の電
極面からの突出量Ｈoutが６．５ｍｍのときの結果であ
る。

【図６】環状部を備えた従来のプラズマ処理装置を示す
模式的断面図である。

【符号の説明】

１０プラズマ処理装置１０ａ装置内壁面１１第１電極１２第２電極１２ａ絶縁膜１２ｂ電極本体１３第１環状部１４第２環状部１５反応容器１６ガス導入路１７シールプレート１８絶縁体１９ウエハ１９ａウエハ中央部１９ｂウエハ周縁部２０整合器２１高周波電源２２トランス２３電極押さえリング２４高周波カットフィルター２５ウエハ静電吸着用直流電源３０プラズマ処理装置３１第１電極３１ａ交流電源３１ｂ交流電源３２第２電極３３環状部３８ａ絶縁体３８ｂ絶縁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥村信夫大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１電極と、これに対向するウエハを載置
する第２電極とを備えたプラズマ処理装置であって、前
記第１電極の前記第２電極と対向する面の外周部に前記
第２電極側へ突出した導電性の第１環状部が設けられ、
前記第２電極の外周部に導電性の第２環状部が設けられ
ていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記第２電極が静電チャック構造を備えて
いることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のプラズマ処
理装置を用いたプラズマ処理方法であって、第１環状部
の内径Ｄin（ｍｍ）、外径Ｄout（ｍｍ）および第１電
極の電極面からの突出量Ｈout（ｍｍ）が、処理される
ウエハのウエハサイズＤSi（ｍｍ）および第１電極と第
２電極の電極間距離Ｌ（ｍｍ）に対して、下記の
（１）、（２）、（３）式を満足する条件で、第２電極
上に載置されたウエハにプラズマ処理を施すことを特徴
とするプラズマ処理方法。１．０３×ＤSi≦Ｄin ≦１．０９×ＤSi ・・・（１）１．１０×ＤSi≦Ｄout≦１．２０×ＤSi ・・・（２）０．７×Ｌ−２．０≦Ｈout≦０．７×Ｌ＋２．０・・・（３）