WO1999045584A1

WO1999045584A1 - Processing apparatus

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Publication number: WO1999045584A1
Application number: PCT/JP1999/001055
Authority: WO
Inventors: Norikazu Sugiyama; Nobuyuki Okayama; Hidehito Saegusa; Jun Ozawa
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 1999-09-10
Anticipated expiration: 2000-09-06
Also published as: EP1069603A1; JPH11317397A; JP4217299B2; KR20010041677A; KR100536313B1; EP1069603A4; US6733620B1

Description

明細書

処理装置

[技術分野]

本発明は、半導体ウェハ等の対象物に対してェツチング等の所定の処理を施すための処理装置に関する。

[技術背景]

一般に知られるマグネト口ン型プラズマ処理装置は、気密な処理容器と、この処理容器内に互いに上下に対向して配置される下部電極および上部電極と、下部電極と上部電極との間に形成されるプラズマ領域を外側から囲むように配置される磁石とを備えている。

このようなマグネト口ン型プラズマ処理装置を用いて対象物にプラズマ処理を施す場合には、まず、下部電極上に対象物が載置され、処理容器内に処理ガスが導入されるとともに、処理容器内が真空引きされて所定の減圧雰囲気に維持される。その後、プラズマによって対象物を処理するために、下部電極に高周波電力が印加されて、プラズマが励起される。

また、このようなプラズマ処理装匱は、一般に、対象物が配置されて処理される処理空間と排気機構に連通する排気経路とに処理容器内を区画するバッフル板を有している。このバッフル板は、下部電極の周囲を取り囲むように下部電極の側面と処理容器の内壁面との問に取り付けられている。また、バッフル板には、処理空間と排気経路とを接続する（連通させる）複数のスリットが放射状に形成されている。したがつて、処理時には、バッフル板によってプラズマ領域が区画され、処理空間のプラズマ密度が向上するとともに、処理空間内のガスがスリットを介して排気経路に案内されるため、処理空間内と排.気経路内のコンダクタンスが所定の状態に維持され、処理空間内の排気が安定的に行なわれる。

また、バッフル板は、処理によって生じる反応生成物を付着させて排気経路への反応生成物の進入を減少させる役目を果たす。この反応生成物は、バッフル板の処理空間側の面（処理空間に面するバッフル板の表面）に堆積するが、その堆積量は処理時間に比例している。しかし、処理空間内のガスが流れ込むスリットの処理空間側の開口部に付着物が堆積すると、これらの開口部の径が狭くなり、スリットを通過するガスの排気流量が減少して、処理空間内の圧力が上昇する。そのため、対象物の面内におけるエッチングの均一性（面内均一性）が悪化したり、エッチングレートが低下する。こうした問題を回避するために、一般には、所定の処理時間経過後、もしくは、処理空間内の圧力雰囲気の状態などに基づいて定期的に、バッフル板の洗浄や交換等のメンテナンスが行なわれている。しかし、付着物が多く発生するプロセスでは、バッフル板のメンテナンスを頻繁に行なわなければならず、スループットが低下するという問題がある。

[発明の開示]

本発明の目的は、付着物が多く生じるプロセス下でも、バッフル板のスリットの処理空間側の開口部の径が付着物によつて狭まり難く、これによつて、処理空間内を所定の圧力雰囲気に長時間維持することができる（プロセス条件を変えずに処理時間を延ばすことができる）とともに、バッフル板のメンテナンスサイクルを延長させてスループットを向上させることができる新規かつ改良された処理装置を提供することにある。

前記目的は、以下の処理装置によって達成される。すなわち、この処理装置は、気密な処理容器と、処理容器内のガスを排気する排気系と、対象物に対して所定の処理が施される処理空間と排気系に連通する排気経路とに処理容器内を区画するバッフル板とを備え、バッフル板には、処理空間と排気経路とを連通させる複数のスリットが形成され、各スリットの処理空間側の内面部位には、スリツトの深さの 1 Z 4以上にわたつてテーパ面が形成されている。

特に、テ一パ面がスリツトの深さの 1ダ 2以上にわたって形成されている場合には、スリットの開口面を垂直に貫く垂線とテーパ面とのなす角度 Θ を 5 ° ≤ 0 ≤ 3 0 ° の範囲内に設定することが望ましい。

また、スリツトの排気経路側の開口縁から処理空間側に向かって延び且つテーパ面が形成されるスリットの処理空間側部位の最小内径よりも大きい内径に設定された拡大開口部によって各スリットの排気経路側が形成されている場合には、テ一パ面および拡大開口部をそれぞれスリットの深さの 1 / 4〜 1 / 2にわたつて形成するとともに、スリツトの開口面を垂直に貫く垂線とテーパ面とのなす角度 Θ を 3 0 °

6 0 ° の範囲内に設定することが望ましい。この場合、スリットの処理空間側の開口の短手方向幅 W 1 とスリツトの排気経路側の開口の短手方向幅 W 2は、 1 ≤W 2 ZW 1 ≤ 1 . 4 の条件を満たすように設定されていることが望ましい。

[図面の簡単な説明]

図 1 は、本発明の一実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図；

図 2は、図 1のエッチング装置を構成する下部電極の側縁部の拡大断面図；

図 3は、図 1のエツチング装匱に設けられるバッフル板の平面図；

図 4 Aは、図 3のバッフル板の処理空間側の面を拡大して示す平面図；

図 4 Bは、図 3のバッフル板の排気経路側の面を拡大して示す平面図；

図 4 Cは、図 4 Aの 4 C一 4 C線に沿う断面図；図 5は、図 3のバッフル板に対する付着物の堆積状態を示す断面図；

図 6は、従来のバッフル板に対する付着物の堆積状態を示す断面図；

図 7は、図 3に示される本発明のバッフル板および従来のバッフル板をそれぞれ使用して行なった実験により得られた処理時間に対する処理空間内の圧力の変化を示すグラフ；図 8は、図 3に示される本発明のバッフル板および従来のバッフル板をそれぞれ使用して行なった実験により得られた処理時間に対するエッチングレ一トの変化を示すグラフ；図 9は、図 3に示される本発明のバッフル板および従来のバッフル板をそれぞれ使用して行なった実験により得られた処理時間に対する面内均一性の変化を示すグラフ；

図 1 O Aは、図 3の変形例に係るバッフル板の処理空間側の面を拡大して示す平面図；

図 1 0 Bは、図 3の変形例に係るバッフル板の排気経路側の面を拡大して示す平面図；

図 1 0 Cは、図 1 O Aの 1 0 C— 1 0 C線に沿う断面図；図 1 1は、バッフル板のスリット形状の変形例を示す平面図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

図 1 は本発明の一実施形態に係る処理装置としてのマグネトロン型プラズマエッチング装置を示している。図 1 に示されるように、エツチング装置 1 0 0はアルミニウムから成る接地された処理容器 1 0 2を有している。処理容器 1 0 2の表面には、例えば陽極酸化処理によって酸化アルミ二ゥム膜層が形成されている。処理容器 1 0 2内には下部電極 1 0 4 が配置されている。この下部電極 1 0 4は、処理される対象物である例えば半導体ウェハ（以下、単にウェハと言う。） W が載置される載置面を有するサセプタを兼ねている。図 1および図 2に示されるように、下部電極 1 0 4は、その載置面以外の部分が、例えばセラミックスから成る絶縁部材 1 0 5 と例えばアルミニウムから成る導電部材 1 0 7 とによって覆われている。また、下部電極 1 0 4は、昇降軸 1 0 6の駆動によって上下に移動される。

導電部材 1 0 7と処理容器 1 0 2との間には、例えばステンレスから成るベローズ 1 0 9が設けられている。 '導電部材 1 0 7および処理容器 1 0 2のそれぞれの表面は、酸化アルミニゥム膜層を介すことなく（アルミニウム膜層を除去した状態で）ベロ一ズ 1 0 9と接触している。そのため、導電部材 1 0 7は、ベローズ 1 0 9 と処理容器 1 0 2とを介して、接地された状態にある。また、導電部材 1 0 7およびべローズ 1 0 9の外佃 jには、これらを囲むようにべ口一ズカバー 1 1 1が設けられている。図 1に示されるように、下部電極 1 0 4の載置面内には、高圧直流電源 1 0 8に接続された静電チャック 1 1 0が設けられている。静電チヤック 1 1 0の外側には、これを囲むように絶縁性のフォーカスリング 1 1 2 が配置されている。また、下部電極 1 0 4には、整合器 1 1 6を介して、高周波電力を出力する高周波電源 1 1 8が接続されている。

下部電極 1 0 4の載置面と対向する処理容器 1 0 2の内壁面には、上部電極 1 2 6が設けられている。上部電極 1 2 6 には多数のガス吐出孔 1 2 6 aが設けられている。ガス吐出孔 1 2 6 aには、処理ガスを供給するガス供給源 1 5 0が接続されている。したがって、ガス供給源 1 5 0からの処理ガスは、ガス吐出孔 1 2 6 aを介して、処理空間 1 2 2内に導入される。また、処理容器 1 0 2の下部には、真空引き機構 1 5 2に接続された排気管 1 2 8が接続されている。処理容器 1 0 2の外側には、下部電極 1 0 4 と上部電極 1 2 6 との間に形成されるプラズマ領域を囲むように、磁石 1 3 0が配置されている。

図 1 および図 2に示されるように、下部電極 1 0 4の側方には、ウェハ Wが配置されて処理される処理空間 1 2 2 と排気管 1 2 8に連通する排気経路 1 2 4 とに処理容器 1 0 2内を区画するバッフル板 1 2 0が配置されている。このバッフル板 1 2 0は、下部電極 1 0 4の周囲を取り囲むように下部電極 1 0 4の側面と処理容器 1 0 2の内壁面との間に取り付けられている。具体的には、バッフル板 1 2 0は、フォー力スリング 1 1 2と導電部材 1 0 7 との間で挾持されるとともに、図 2に示されるように導電性のネジ 1 2 1 によって導電部材 1 0 7の上部に固定されている。

バッフル板 1 2 0は、従来のバッフル板と同様、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成る。バッフル板 1 2 0 と導電部材 1 0 7は酸化アルミ二ゥム膜層を介すことなく互いに接触している。すなわち、バッフル板 1 2 0 と導電部材 1 0 7は、互いに接触する部分で酸化アルミニウム膜層が除去されている。したがって、バッフル板 1 2 0は、導電部材 1 0 7 とべローズ 1 0 9 と処理容器 1 0 2 とを介して接地され、処理容器 1 0 2の内壁と略同電位（接地電位）となる。その結果、バッフル板 1 2 0およびバッフル板 1 2 0 よりも上方の処理容器 1 0 2の内壁が下部電極 1 0 4の対抗電極として機能するため、プラズマをバッフル板 1 2 0の上部すなわち処理空間 1 2 2内に閉じ込めることができる。図 3に詳しく示されるように、ノッフル板 1 2 0は、略環状に形成されている。バッフル板 1 2 0の厚みは、実質的に 1 mm— 2 O mmの範囲内に設定されている。特に本実施の形態では、 3 mmに設定されている。ノくッフル板 1 2 0には、下部電極 1 0 4への装着時に処理空間 1 2 2と排気経路 1 2 4とを連通させる複数個、例えば 3 6 0個のスリット 1 2 0 aが全周にわたって形成されている。具体的には、これらのスリット 1 2 0 aは、ノッフル板 1 2 0の径方向に延びており、全体として放射状に配列されている。なお、スリット 1 2 0 aの数は、バッフル板 1 2 0が適用される処理装置に応じて、 1 8 0個〜 5 4 0個の範囲内で適宜変更し得る。

スリット 1 2 0 aの長手方向の幅（ノくッフノレ板 1 2 0の径方向に沿うスリット 1 2 0 aの長さ）は、実質的に 3 5 mm 〜 4 5 mmの範囲内に設定されている。特に本実施の形態では、 4 1 mmに設定されている。スリット 1 2 0 aの短手方向の幅（バッフル板 1 2 0の周方向に沿うスリツト 1 2 0 a の幅）は、実質的に◦ . 5 mn！〜 2. 5 mmの範囲内に設定されている。特に本実施の形態では、 1. 6 mmに設定されている。バッフル板 1 2 0の処理空間 1 2 2側の面（上面）の面積に対するスリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の開口面積の比率は、実質的に 2 5 %〜 7 5 %の範囲内に設定される。特に本実施の形態では、 5 4 %に設定されている。

図 1に示されるように、ノッフル板 1 2 0が下部電極 1 0 4の側面と処理容器 1 0 2の內壁面との間に配置された状態では、バッフル板 1 2 0の外周側面と処理容器 1 0 2の内壁面との間に、下部電極 1 0 4の上下動を妨げない最小限の隙間のみが設けられる。したがって、処理空間 1 2 2内のガスは、実質的にバッフル板 1 2 0のスリット 1 2 0 aのみを通過して、排気経路 1 2 4から排気管 1 2 8内に排気される。図 3および図 4 A〜図 4 Cに示されるように、各スリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の部位には、テーパ面 1 3 2力 S 形成されている。テーパ面 1 3 2は、スリット 1 2 0 aの両側でバッフル板 1 2 0の径方向に沿って延びるとともに、スリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の開口縁から排気経路 1 2 4側に向かってスリット 1 2 0 aの開口を狭める方向で傾斜している。図 4 Cに示されるように、スリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の開口面 1 3 2 a とテーパ面 1 3 2の下端縁 1 3 2 cによって囲まれる面 1 3 2 b との間の距離（以下、「テーパ深さ」とレ、う。） hは、スリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の開口面 1 3 2 a とスリット 1 2 0 aの排気経路 1 2 4側の開口面 1 3 4 との間の距離（以下、「スリット深さ」という。） Hの実質的に 1 / 2以上を占めるよう設定される。特に本実施の形態では、スリット深さ Hの 3 /4に設定されている。また、テ一パ面 1 3 2 と垂線 1 3 6 (開口面 1 3 2 a , 1 3 4 と垂直に交わる線）とがなす角度（以下、「テーパ角度」という。） Θ は、実質的に 5 ° ≤ Θ ≤ 3 0 ° の範囲内に設定されている。特に本実施の形態では、 1 0 ° に設定されている。

従来のバッフル板 Xに対する付着物 a の堆積状態の一例が図 6に示されている。図示のように、従来のバッフル板 Xには、スリット Sの開口縁部がプラズマ雰囲気に曝されて損傷すること防止するために、各スリット Sの処理空間側の部位に面取り加工によつてテ一パ面 Tが形成されている。この場合、テーパ面 Tのテーパ深さ hはスリット深さ Hの 1 / 6程度であり、テ一パ面 Tのテーパ角度 Θは 4 5 ° に設定されている。そのため、付着物 aはスリット Sの内側に大きく回り込むように堆積し、スリット Sの内径 R 1 は短時間で狭くなる（なお、図 6は、付着物 aによってスリット Sの内径 R 1 が R 2まで狭くなった状態を示している）。したがって、スリット Sを通過するガスの流量は比較的短い時間で減少し、処理空間内の圧力は比較的短い時間で上昇する。すなわち、ゥェハ Wの面内におけるエッチングの均一性（面内均一性）は比較的短い時間で悪化し、エッチングレートも短時間で低下する。その結果、バッフル板 Xのメンテナンスを頻繁に行なわなければならなくなり、スループットが低下してしまう。一方、前記構成のバッフル板 1 2 0に対する付着物 aの堆積状態の一例が図 5に示されている。図示のように、テーパ深さ hがスリット深さ Hの 1 Z 2以上に設定されるとともにテーパ角度 0が 5 ° ≤ θ ≤ 3 0。の範囲内に設定されていると、付着物 aはテ一パ面 1 3 2上から順次堆積していく。したがって、スリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の開口部の径は付着物 aによって狭まり難く、スリット 1 2 0 aの内径が所定値 R 1 よりも狭くなるまでには相当長い時間がかかる。すなわち、処理空間 1 2 2内のガスは長い時間にわたってスリット 1 2 0 aを抵抗なく通過することができ、処理空間 1 2 2内は所定の圧力に長時間維持される（プロセス条件を変えずに従来よりも処理時間を延ばすことができる）。その結果、ウェハ Wの面内におけるエッチングの均一性（面内均一性）およびエッチングレートは長時間高く維持され、バッフル板 1 2 0 のメンテナンスサイクノレを延長させて（バッフノレ板 1 2 0をメンテナンスまたは交換することなく連続して処理できる時間を長く確保して）スループットを向上させることができる。こうした本発明に係るバッフル板 1 2 0の効果を裏付ける実験データを以下に示す。

実験データ

この実験は、比較対象となる 2つのバッフル板をそれぞれ個別に同一のプラズマエッチング装置 1 0 0 (図 1参照）に取り付け、同一のプロセス（エッチング）条件下で行なわれた。

[比較対象物]

*本発明のバッフル板 1 2 0 (図 3、図 4参照）

テーパ深さ h…スリット深さ Hの 3 / 4

テーパ角度 Θ… 1 0。

*従来のバッフル板 X (図 6参照）

テーパ深さ h…スリット深さ Hの 1 / 6

テーパ角度 Θ… 4 5 °

注）テーパ深さ hおよびテ一パ角度 Θ以外の構成についてはバッフル板 1 2 0 と同一。

[プロセス条件]

*処理される対象物：ェツチング対象となるシリコン酸化膜 (S i o₂ 膜）が表面に形成されたシリコン（S i )から成る直径 200mm の半導体ウエノ、 W

*エッチングガス：流量が 16sccmの C₄ F8 と

流量が 300sccmの C Oと

流量が 400sccmの A r と

の混合ガス

*下部電極 104の載置面の温度： 2 0 °C

*上部電極 126を含む処理容器 102の内壁面の温度： 6 0 °C *下部電極 104に印加される高周波電力： 1 3. 5 6 MHz

1 7 0 0 W

実験データ 1

処理時間に対する処理空間 1 2 2内の圧力の変化が図 7に示されている。

(解析）

C₄ F₈ と C Oと A r とを用いてシリコン酸化膜をヱツチングするプロセスでは、処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が実質的に 6 5 mT o r r以上になると、エッチングレートおよび面内均一性が低下する。したがって、処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r r に達するまでの時間が、連続処理可能時間となる。

図示のように、本発明（本実施の形態）に係るバッフル板 1 2 0を使用した場合には、 8 5時間程度で処理空間 1 2 2 内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r rに達した。これに対し、従来のバッフル板 Xを使用した場合には、 4 0時間程度で処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r rに達した。

また、図示しないが、テ一パ面 1 3 2のテーパ角度 0を 1 0° にしたままで、テ一パ深さ hのみをスリット深さ Hの 1 / 2および 1にそれぞれ設定した場合でも、処理空間 1 2 2 内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r r に達するまでの処理時間は、いずれも 7 0時間以上であった。また、テーパ面 1 3 2のテーパ深さ hをスリット深さ Hの 3 4にしたままで、テーパ角度 0のみをそれぞれ 5。、 1 0° 、 1 5。、 2 0。、 2 5° 、 3 0° にした場合でも、処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r rに達するまでの処理時間は、いずれも 6 0時間以上であった。

(結論 )

以上の結果から、テーパ面 1 3 2のテーパ深さ hをスリツト深さ Hの実質的に 1 Z 2〜 1の範囲内で適宜設定し、あるいは、テーパ角度 Θを実質的に 5 ° 〜 3 0° の範囲内で適宜設定すれば、連続処理時間を従来のバッフル板 Xよりも大幅に延長することができる。特に、バッフル板 1 2 0を使用すると、連続処理時間を従来の 2倍以上に延長することができる。

実験データ 2

処理時間に対するェッチングレートの変化が図 8に示されている。

(解析）

図示のように、本発明（本実施の形態）に係るバッフル板 1 2 0を使用した場合、処理時間が 1 0 0時間程度までは、 2 7 0 n m Z分前後の高いエッチングレ一トでエッチング処理を施すことができた。これに対し、従来のバッフル板 Xを使用した場合、処理時間が 4 0時間程度までは、バッフル板

1 2 0 と同様に 2 7 0 n m Z分前後の高いエッチングレ—トでエッチング処理を行なうことができたが、 4 0時間を経過した直後に、ェッチングレートが急激に低下した。

、T«B S冊 )

バッフル板 1 2 0を使用すると、従来のバッフル板 Xと比較して 2倍以上の処理時間が経過した後も、所望の均一なェッチングレートを得ることができる。

実験データ 3

処理時間に対する面内均一性の変化が図 9に示されている。なお、面内均一性の値は、処理対象物であるウェハ Wの被処理面における複数の測定点（被処理面の中心を含む）で測定されたェツチンングレートの最大値 Αと最小値 Βとを用いて以下の式により演算した。

(面内均一性） = ± { ( A B ) / ( A + B ) } X 1 0 0 [ % ] この式から分かるように、面内均一性は、ウェハ Wの被処理面全面にわたるェッチングレートのばらつき（平均値に対する最大値のズレの割合）を示しており、その値が小さいほど均一性が良好であることを示す。

(解析）

図示のように、本発明（本実施の形態）に係るバッフル板 1 2 0を使用した場合、処理時間が 8 0時間程度までは、土 5 %前後の面内均一性を得ることができた。これに対し、従来のバッフル板 Xを使用した場合、処理時間が 2 0時間程度までは、バッフル板 1 2 0 と同様に ± 5 %前後の面内均一性を得ることができたが、 2 0時間を経過すると面内均一性の数値が上昇し、 4 0時間を経過した直後からは、面内均一性の数値が急激に上昇した。

( δ冊)

バッフル板 1 2 0を使用すると、従来のバッフル板 Xと比較して 4倍以上の処理時間が経過した後も、所定の均一な面内均一性を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るエッチング装置 1 0 0のノッフノレ板 1 2 0は、テーパ面 1 3 2のテ一パ深さ hがスリット深さ Ηの 1 Z 2以上に設定されるとともにテーパ角度 Θが 5 ° ≤ 0 ≤ 3 0 ° の範囲内に設定されている。このように、テーパ面 1 3 2がスリツト深さ Hに対して十分な深さ（実質的に 1 Z 2以上）を占めていると、処理空間 1 2 2内と排気経路 1 2 4内のコンダクタンスを所定の状態に維持しながら、従来のバッフル板 Xよりもテーパ面の面積を拡大することができる。また、テーパ角度 Θが実質的に 5 ° 0 ≤ 3 0。に設定されていると、付着物がテーパ面 1 3 2上に効果的に堆積していく。

したがって、バッフル板 1 2 0には反応生成物等の付着物がテ一パ面 1 3 2上から順次堆積していき、スリット 1 2 0 aの処理空間 1 2 2側の開口部の径は付着物によつて狭まり難くなる。そのため、処理空間 1 2 2内のガスは長い時間にわたってスリット 1 2 0 aを抵抗なく通過することができ、処理空間 1 2 2内は所定のプロセス圧力に長時間維持される (スリット 1 2 0 aの目詰まりに伴って処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が上昇するまでの時間を延長することができる）。すなわち、プロセス条件を変えずに従来よりも処理時間を延ばすことができる。その結果、前記実験データからも明らかなように、ウェハ Wの面内均一性およびェッチングレートを長時間高く維持することができ、ノッフル板 1 2 0のメンテナンスサイクルを従来に比べて延長してスル一プットを向上させることができる。

また、本実施形態においては、スリット 1 2 0 a全体の内径を拡大するのではなく、スリット 1 2 0 a の処理空間 1 2 2側に所定の深さと角度とを有する面積の大きいテーパ面 1 3 2を形成するようにしているため、処理空間 1 2 2内と排気経路 1 2 4内のコンダクタンスに影響を及ぼすことなく、処理時間を長くすることができる。

図 1 0 A〜図 1 0 C には、前記実施の形態に係るバッフル板の変形例が示されている。

図 1 O A〜図 1 0 C に示されるように、この変形例に係るバッフル板 2 0 0には、下部電極 1 0 4への装着時に処理空間 1 2 2と排気経路 1 2 4 とを連通させる複数個のスリット 2 0 0 aが全周にわたって形成されている。具体的には、これらのスリット 2 0 0 aは、ノッフノレ板 2 0 0の径方向に延びており、全体として放射状に配列されている。図 1 0 Aおよび図 1 0 Cに示すように、スリット 2 0 0 aの処理空間 1 2 2側にはテーパ面 2 0 2が設けられている。また、図 1 0 Bおよび図 I O C に示すように、スリット 2 0 0 a の排気経路 1 2 4側には拡大開口部 2 0 4が設けられている。

図 1 0 Aおよび図 1 0 Cに示されるように、テ一パ面 2 0 2は、スリット 2 0 0 aの両側でバッフル板 2 0 0の径方向に沿って延びるとともに、スリット 2 0 0 a の処理空間 1 2 2側の開口縁から排気経路 1 2 4側に向かってスリット 2 0 0 aの開口を狭める方向で傾斜している。スリット 2 0 0 a の処理空間 1 2 2側の開口面 2 0 2 a とテーパ面 2 0 2の下端縁 2 0 2 c によって囲まれる面 2 0 2 b との間の距離すなわちテーパ深さ h iは、開口面 2 0 2 a とスリット 2 0 0 a (拡大開口部 2 0 4 ) の排気経路 1 2 4側の開口面 2 0 4 a との間の距離すなわちスリット深さ Hの実質的に 1 /4〜 1 2を占めるよう設定されている。特に本変形例では、スリット深さ Hの 1 Z 3に設定されている。また、テーパ面 2 0 2 と垂線 2 0 6 とがなす角度すなわちテーパ角度 Θは、実質的に 3 0° ^ θ ≤ 6 0° の範囲内に設定されている。特に図示する本変形例では、 4 5° に設定されている。

一方、図 1 0 Βおよび図 1 0 Cに示されるように、拡大開口部 2 0 4は、スリット 2 0 0 a の排気経路 1 2 4側でバッフル板 2 0 0の径方向に沿って設けられており、略溝形状を成している。また、拡大開口部 2 0 4の排気経路 1 2 4側の開口面 2 0 4 a と拡大開口部 2 0 4の底端縁 2 0 4 cによつて囲まれる面 2 0 4 b との間の距離（以下、「拡大開口部深さ」という。） h 2は、スリツト深さ Hの実質的に 1 Z4〜 1 / 2を占めるよう設定されている。特に本変形例では、スリット深さ Hの 1 Z 2に設定されている。また、拡大開口部 2 0 4の開口面 2 0 4 aの面積は、テーパ面 2 0 2の下端縁 2 0 2 cによって囲まれる面 2 0 2 bの面積よりも大きく設定されている。また、スリット 2 0 0 aの処理空間 1 2 2側の短手方向の幅 W 1 とスリット 2 0 0 aの排気経路 1 2 4側の短手方向の幅 W 2は、実質的に 1 ≤W 2 1 ≤ 1. 4の条件を満たすように設定されている。特に図示する本変形例では、 W 2ZW 1力 1. 2に設定されている。

なお、テーパ面 2 0 2が形成されたスリット 2 0 0 aの処理空間 1 2 2側部分と拡大開口部 2 0 4が形成されたスリット 2 0 0 aの排気経路 1 2 4側部分は、テーパ面 2 0 2の下端縁 2 0 2 cによって囲まれる面 2 0 2 b と同じ断面形状および大きさの通路 2 0 8を介して、互いに連通している。前記構成のバッフル板 2 0 0を図 1に示されるエッチング装置 1 0 0に適用して前述した実験と同一のプロセス条件下でウェハ W (前記実験と同一のもの）にエッチング処理を行なったところ、処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r rに達するまでに 6 0時間以上かかった。また、テーパ面 2 0 2のテーパ角度 Θのみを 3 0。、 4 0。、 5 0° 、 6 0。にそれぞれ変更して同様の実験を行なった場合においても、処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r rに達するまでの時間は、いずれも 6 0時間以上であった。したがって、拡大開口部 2 0 4を有するバッフル板 2 0 0において、テーパ面 2 0 2のテーパ角度 Θを実質的に 3 0° 〜 6 0° の範囲内で適宜設定すれば、連続処理時間を従来のバッフル板 Xよりも大幅に延長することができる。また、 W2ZW 1の値のみを 1、 1. 4にそれぞれ変更して同様の実験を行なった場合においても、処理空間 1 2 2内の圧力雰囲気が 6 5 mT o r rに達するまでの時間は、いずれも 6 0時間以上であった。したがって、拡大開口部 20 4を有するバッフル板 20 0において、 W 2 ZW 1を実質的に 1〜 1. 4の範囲内で適宜設定すれば、連続処理時間を従来のバッフル板 Xよりも大幅に延長することができる。

以上説明したように、本変形例に係るバッフル板 20 0は、テーパ面 20 2のテーパ深さ h 1がスリット深さ Hの 1 / 4 〜 1 2に設定されるとともにテ一パ角度 Θが 3 0° ≤ 0≤ 60° の範囲内に設定されている。このように、テーパ面 2 0 2がスリツト深さ Hに対して十分な深さを占めていると、処理空間 1 2 2内と排気経路 1 24内のコンダクタンスを所定の状態に維持しながら、従来のバッフル板 Xよりもテーパ面の面積を拡大することができる。また、テ一パ角度 0が実質的に 3 0° ≤ θ ^ 6 0° に設定されていると、付着物がテ —パ面 20 2上に効果的に堆積していく。

したがって、バッフル板 2 00には反応生成物等の付着物がテ一パ面 2 0 2上から順次堆積していき、スリット 2 00 aの処理空間 1 2 2側の開口部の径は付着物によって狭まり難くなる。そのため、処理空間 1 2 2内のガスは長い時間にわたってスリット 20 0 aを抵抗なく通過することができ、処理空間 1 2 2内は所定のプロセス圧力に長時間維持される。すなわち、プロセス条件を変えずに従来よりも処理時間を延ばすことができる。その結果、ウェハ Wの面内均一性およびェッチングレートを長時間高く維持することができ、バッフル板 2 0 0のメンテナンスサイクルを従来に比べて延長してスループットを向上させることができる。

また、特に本変形例のバッフル板 2 0 0は、スリット 2 0 0 aの排気経路 1 2 4側に大きな開口面積を有する拡大開口部 2 0 4を有しているとともに、拡大開口部深さ h 2がスリット深さ Hの実質的に 1 //4〜 1 / 2を占めるよう設定されている。したがって、付着物が堆積し易いスリット 2 0 0 a 内の小径部分を減少させることができ、処理空間 1 2 2内が圧力上昇するまでの時間をさらに延長することができる。また、本変形例では、拡大開口部 2 0 4の開口面 2 0 4 a の面積がテーパ面 2 0 2の下端縁 2 0 2 cによって囲まれる面 2 0 2 b の面積よりも大きく設定されているため、スリット 2 0 0を通過するガスを乱すことなく均一に排気経路 1 2 4に案内することができる。

また、本変形例では、スリット 2 0 0 a の処理空間 1 2 2 側の短手方向の幅 W 1 とスリット 2 0 0 aの排気経路 1 2 4 側の短手方向の幅 W 2 とが実質的に 1 ≤W 2 ZW 1 ≤ 1 . 4 の条件を満たすように設定されている。したがって、処理空間 1 2 2内と排気経路 1 2 4内のコンダクタンスに影響を与えたり、スリット 2 0 0 aを通過するガス流を乱すことなく、付着物によってスリット 2 0 0 aの開口径が狭まるまでの時間をさらに延長することができる。

また、本変形例において、テ一パ面 2 0 2が形成されたスリット 2 0 0 aの処理空間 1 2 2側部分と拡大開口部 2 0 4 が形成されたスリット 2 0 0 aの排気経路 1 24側部分は、テ一パ面 2 0 2の下端縁 2 0 2 c によって囲まれる面 2 0 2 b と同じ断面形状および大きさの通路 2 0 8を介して、互いに連通している。したがって、スリット 2 0 0 aにテーパ面

2 0 2や拡大開口部 2 0 4を設けても、処理空間 1 2 2内と排気経路 1 2 4内のコンダクタンスを所望の状態に維持することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前述した実施の形態において、スリット 1 2 0 aの短手方向の幅は、ノッフル板 1 2 0の内周側と外周側とで同一に設定されているが、図 1 1 に示されるように、内周側と外周側とで異なっていても良い。なお、図 1 1 に示される例では、外周側の短手方向の幅 W4が内周側の短手方向の幅 W 3 よりも大きく設定されている。また、前述した実施の形態や変形例において、テーパ面 1 3 2 ( 2 0 2) の上端縁（開口縁）、テーパ面 1 3 2 ( 2 0 2 ) の下端縁 1 3 2 c ( 2 0 2 c )、拡大開口部 2 0 4の底面、拡大開口部 2 0 4の開口面 2 0 4 a等に角部が形成されているが、これらの角部に面取りが施されていても良い。また、前述した実施の形態においては、 C₄ F₈ と COと A r とによってウェハがェツチング処理されている力、本発明は、プラズマ CV D装置などの他の処理装置にも適用することができ、また、 L C D用ガラス基板などの他の被処理体の処理に対しても適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 気密な処理容器と、処理容器内のガスを排気する排気系と、対象物に対して所定の処理が施される処理空間と排気系に連通する排気経路とに前記処理容器内を区画するバッフル板とを備えた処理装置において、

前記バッフル板には、前記処理空間と前記排気経路とを連通させる複数のスリットが形成され、

各スリットの処理空間側の内面部位には、スリットの深さの 1 Z 4以上にわたって、テーパ面が形成されている、ことを特徴とする処理装置。

2 . 前記テ一パ面はスリットの深さの 1 / 2以上にわたつて形成されていることを特徴とする請求項 1 に記載の処理装

3 . 前記バッフル板はリング状を成しており、

複数のスリットは、バッフル板の全周にわたって放射状に配列されて形成されている、

ことを特徴とする請求項 2に記載の処理装置。

4 . 前記各スリットはバッフル板の径方向に沿って延びており、

前記テーパ面は、スリットの両側でバッフル板の径方向に沿って延びるとともに、スリットの処理空間側の開口縁から排気経路側に向かってスリットの開口を狭める方向で傾斜している、

ことを特徴とする請求項 2に記載の処理装置。

5 . 前記スリットの開口面を垂直に貫く垂線と前記テ一パ面とのなす角度 0 は、 5 ° ≤ θ ≤ 3 0 ° の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項 2に記載の処理装置。

6 . 各スリットの排気経路側は、スリツトの排気経路側の開口縁から処理空間側に向かって延び且つテーパ面が形成されるスリットの処理空間側部位の最小内径よりも大きい内径に設定された拡大開口部によって形成されていることを特徴とする請求項 1 に記載の処理装置。

7 . 前記テーパ面および前記拡大開口部はそれぞれスリットの深さの 1 Ζ 4〜 1 Ζ 2にわたつて形成されていることを特徴とする請求項 6に記載の処理装置。

8 . 前記バッフル板はリング状を成しており、

ことを特徴とする請求項 6に記載の処理装置。

9 . 前記各スリットはバッフル板の径方向に沿って延びており、

前記テーパ面は、スリツトの両側でバッフル板の径方向に沿って延びるとともに、スリツトの処理空間側の開口縁から排気経路側に向かってスリットの開口を狭める方向で傾斜している、

ことを特徴とする請求項 6に記載の処理装置。

1 0 . テ一パ面が形成されたスリットの処理空間側部位と前記拡大開口部は、テーパ面の内側端縁によって囲まれる面と同じ断面形状および大きさの通路を介して互いに連通していることを特徴とする請求項 9に記載の処理装置。

1 1. 前記スリットの開口面を垂直に貫く垂線と前記テーパ面とのなす角度 Θは、 3 0 ° ≤ θ ≤ 6 0° の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項 6に記載の処理装置。

1 2. 前記スリットの処理空間側の開口の短手方向幅 W 1 と前記スリットの排気経路側の開口の短手方向幅 W 2は、 1 ≤W 2 /W 1 ≤ 1. 4の条件を満たすように設定されていることを特徴とする請求項 6に記載の処理装置。