分割可能な電極及びこの電極を用いたプラズマ処理装置ならびに電極交換方法
【課題】 プラズマがガス噴出孔を通じて電極のさらに内部に入り込み、電極支持部材をスパッタすることによる金属汚染を防止し、かつ寿命の長い電極を提供すること。
【解決手段】 本発明の電極は、一以上のガス通路孔２３ａを有する上部板２２ａと、一以上のガス噴出孔２３ｂを有する下部板２２ｂとを有し、かつ上部板２２ａと下部板２２ｂを上下に分割可能な構成とすると共に、上部板２２ａのガス通路孔２３ａ及び下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂの一方又は両方を、その一部又は全部を電極面２２ｓに対して斜めに設けるか、又はその一部を電極面２２ｓに対して平行に設ける。
【解決手段】 本発明の電極は、一以上のガス通路孔２３ａを有する上部板２２ａと、一以上のガス噴出孔２３ｂを有する下部板２２ｂとを有し、かつ上部板２２ａと下部板２２ｂを上下に分割可能な構成とすると共に、上部板２２ａのガス通路孔２３ａ及び下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂの一方又は両方を、その一部又は全部を電極面２２ｓに対して斜めに設けるか、又はその一部を電極面２２ｓに対して平行に設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置、特にプラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などのプラズマを用いて被処理体を処理する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセスにおいて、例えば、エッチングを行う際には、プロセスガス（以下、ガスという。）をガス導入機構により処理室内に導入し、プラズマを発生させ、前記プラズマを用いて被処理体であるウエハを処理するプラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
プラズマ処理装置、例えば、２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置において、ガス導入機構としては、ガス供給源から供給されたガスを、中空部に一旦導入した後、ウエハに対向して設置された一以上のガス噴出孔を有する電極から導入する機構が用いられており、ここで前記ガス噴出孔は、電極面に対して垂直に設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置におけるガス導入機構の電極では、上部電極及び下部電極間に発生したプラズマがガス噴出孔を通じて電極のさらに内部に入り込み、電極支持部材、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタし、それが金属汚染の原因となっていた。
【０００５】
プラズマがガス噴出孔を通じて電極のさらに内部に入り込むことを防止するために、例えば、特開平９−２７５０９３号公報では、ガス噴出孔を前記ガス噴出孔の一方の開口端から他方の開口端を見通せない構造としているが、ガス噴出孔の加工や、電極の寿命で、高コストになる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明の電極は、一以上のガス通路孔を有する上部板と、一以上のガス噴出孔を有する下部板とからなり、かつ前記上部板と前記下部板とを上下に分割可能な構成とすることで、前記上部板のガス通路孔及び前記下部板のガス噴出孔を別々に加工することができ、加工を高精度で、かつ低コストで行えるようになる。さらに、プラズマによって侵食され易い部分のみ、例えば、前記下部板のみを交換することが可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【０００７】
また、上部板のガス通路孔及び下部板のガス噴出孔の一方又は両方について、その一部又は全部を電極面に対して斜めに設ける、又はその一部を電極面に対して平行に設けることで、上部電極及び下部電極間に発生したプラズマがガス噴出孔及びガス通路孔を通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、プラズマが電極支持部材、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【０００８】
また、上部板及び下部板の一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造とすることで、上部板と下部板の接合面付近のプラズマによって侵食され易い部分を変えながら使用可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【０００９】
また、上部板及び下部板の一方又は両方は、１８０度反転して、その両面を使用可能としたことで、一方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用した後、１８０度反転して、他方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１０】
また、上部板及び下部板の一方又は両方の一部分を、分離可能な構成とすることで、侵食された部分を効率良く交換可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１１】
また、電極は、一以上のガス通路孔を有する上部板と、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する下部板と、一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する下部板の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、前記スペーサは、前記上部板及び前記削り取られた表面を有する下部板間、又は電極支持部材及び前記上部板間に挟んで使用可能としたことで、電極部分全体の厚さを変えることなく、下部板の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１２】
また、電極は、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する電極と、一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、前記スペーサは、電極支持部材及び前記削り取られた表面を有する電極間に挟んで使用可能としたことで、電極部分全体の厚さを変えることなく、電極の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１３】
また、電極の表面を電極面に対して平行な面となるように削り取る工程と、一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取る工程により加工された電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサを、電極の一部分として取り付ける工程とを含む方法によりプラズマ処理装置の電極を交換することで、電極部分全体の厚さを変えることなく、電極の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明からも明らかなように、本発明の上部電極によれば、加工を高精度で、かつ低コストで行えるようになると共に、電極の寿命が従来のものに比して著しく長くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置に適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置１には、気密に保たれた処理容器２内に、処理室３が形成されていると共に、処理容器２は接地線４によって接地されている。また、処理容器２の底部には、絶縁支持板５が設けられている。そして、ウエハＷをゲートバルブ６から搬入して、絶縁支持板５の上部に、ウエハＷを載置すると共に、下部電極となるサセプタ７が配置されている。
【００１７】
サセプタ７は、絶縁支持板５及び処理容器２の底部を貫く昇降軸８によって昇降自在に支持されている。また、昇降軸８は、処理容器２の外部に設置されている駆動モータ９によって昇降自在な構造となっている。さらに、サセプタ７と絶縁支持板５との間には、昇降軸８の外周を囲むように伸縮自在な気密部材であるベローズ１０が設けられており、処理室３を気密に保つように構成されている。
【００１８】
また、サセプタ７の内部には、図示しない温度調節機構が設けられていると共に、図示しない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７を介してウエハＷを所定の温度に維持することができる。さらに、サセプタ７上には、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。そして、処理容器２の外部に設置された高圧直流電源１２から所定の高電圧を静電チャック１１に印加すると、クーロン力によりウエハＷが静電チャック１１上面に吸着して、保持される構成となっている。
【００１９】
また、静電チャック１１の外周で、かつサセプタ７の周縁を囲む位置には、プラズマ中のエッチャントイオンを効果的にウエハＷに入射させるためのフォーカスリング１３が配置されている。
【００２０】
処理室３の上部には、絶縁支持部材１４を介して、例えば、アルミニウムからなる略円盤状の上部電極支持部材１５が設けられている。この上部電極支持部材１５の内部には、中空部１６が形成されており、中空部１６には、ガス導入管１７が接続されている。さらに、ガス導入管１７には、バルブ１８及びマスフローコントローラ１９を介して、ガス供給源２０が接続されている。
【００２１】
上部電極支持部材１５には、中空部１６の下方に対応する位置に、一以上のガス供給孔２１が形成されている。さらに、上部電極支持部材１５の下面には、上部電極２２が密着して取り付けられていると共に、上部電極２２はサセプタ７と対向して配置されている。
【００２２】
また、上部電極２２は、導電性材料、例えば、シリコンからなる略円盤状であると共に、上部板２２ａ及び下部板２２ｂを有し、かつ上下に分割可能な構成となっている。そして、上部板２２ａには、一以上のガス通路孔２３が、また、下部板２２ｂには、一以上のガス噴出孔２３ｂがそれぞれ設けられている。従って、上部板２２ａのガス通路孔２３ａ及び下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂを別々に加工することができ、加工を高精度で、かつ低コストで行えるようになる。さらに、プラズマによって侵食され易い部分のみ、例えば、下部板２２ｂのみを交換することが可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００２３】
さらに、上部電極支持部材１５のガス供給孔２１に対応する位置には上部板２２ａのガス通路孔２３ａが形成されており、上部板２２ａのガス通路孔２３ａに対応する位置には下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂが形成されている。従って、ガス供給源２０から供給されるガスは、中空部１６に一旦導入された後、ガス供給孔２１、ガス通路孔２３ａ及びガス噴出孔２３ｂを介して、ウエハＷ上に均一に供給される。
【００２４】
上部電極２２の周縁には、シールドリング２４が取り付けられている。シールドリング２４は、プラズマの拡散を防止し、プラズマ発生領域に所望のプラズマ密度のプラズマを形成するために設けられている。
【００２５】
処理容器２の下方壁には、処理室３内のガスを排気するための排気管２５が接続されていると共に、この排気管２５には、真空引き機構（真空ポンプ）２６が接続されている。従って、処理時には、真空引き機構（真空ポンプ）２６を作動させることにより、処理室３内を所定の減圧雰囲気に真空引きすることができる。また、排気管２５と処理室３とが連通する部分には、スリット状の排気板２７が設けられている。
【００２６】
また、上部電極２２には、上部電極支持部材１５及びマッチング回路からなる上部整合器２８ａを介して、第１高周波電源２９ａが接続されている。一方、サセプタ７には、マッチング回路からなる下部整合器２８ｂを介して、第２高周波電源２９ｂが接続されている。従って、処理時には、まずサセプタ７上にウエハＷを載置し、処理室３内をガスの導入及び真空引きにより所定の減圧雰囲気に保つ。その後、上部電極２２に第１高周波電源２９ａから所定の高周波電力を印加すると、処理室３内にプラズマが励起され、さらに、サセプタ７には、第２高周波電源２９ｂから所定の高周波電力が印加され、励起されたプラズマが効果的にウエハＷの被処理面に引き込まれる。その結果、ウエハＷに対して、所望のエッチング処理を施すことができる。
【００２７】
また、処理容器２の外部には、図示しない光学式表面センサが設けられており、この光学式表面センサは、図示しない発光側光学系及び受光側光学系、ＣＰＵで構成されている。従って、発光側光学系より上部電極２２に光を照射し、反射した光を受光側光学系で感知して上部電極２２の表面状態を検出し、ＣＰＵでプラズマによって侵食される前の上部電極２２の表面状態と比較することにより、上部電極２２の寿命の有無を判断することができる。
【００２８】
ここで、上部電極２２の表面状態を検出する手段としては、光学式表面センサに限定されるものではない。例えば、電磁式表面センサや、処理時間及び処理回数から上部電極２２の寿命を判断する手段のように、上部電極２２の寿命を判断できれば、どのような手段でもよい。
【００２９】
次に、本発明を適用した上部電極２２の取り付けについて説明する。
【００３０】
図２に示したプラズマ処理装置３０は、上部板２２ａ及び下部板２２ｂ、シールドリング２４、上部電極用ねじ３１ａ、シールドリング用ねじ３１ｂの取り付け前の状態を示している。
【００３１】
上部電極２２を取り付ける際には、図２に示した状態から、上部板２２ａ及び下部板２２ｂを、上部電極用ねじ３１ａにより一緒に上部電極支持部材１５に固定する。さらに、上部電極２２の周辺をシールドリング２４で覆い、シールドリング２４を、シールドリング用ねじ３１ｂにより固定する。
【００３２】
次に、図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置１における、破線で囲った部分の上部電極２２の詳細な構成について説明する。
【００３３】
図３に示した上部電極２２の拡大図（図１の破線で囲った部分）は、本発明の第１実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａは、それの全部が電極面２２ｓに対して上部板２２ａの中心に向って斜めに設けられている。ここで、電極面２２ｓは、上部電極２２のプラズマ発生領域に面した部分である。従って、上部電極２２及びサセプタ７（図１参照）間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【００３４】
図４に示した上部電極２２の拡大図は、図３に示した第１実施例の上部電極２２が、プラズマによって侵食されたときの侵食部分３２を黒く塗りつぶして示したものであり、プラズマは、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓに当たるため、電極のさらに内部までは入り込まず、侵食部分３２は、上部電極支持部材１５には至っていない。
【００３５】
図５に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第２実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａは、それの下部板２２ｂに面する部分が電極面２２ｓに対して平行に設けられている。従って、上部電極２２及びサセプタ７間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【００３６】
また、図５に示した第２実施例の上部電極２２は、下部板２２ｂを、上部板２２ａに対して固定した第１の固定位置から回転によりスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としている。従って、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置を変えることができるので、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００３７】
図６に示した上部電極２２の拡大図は、図５に示した第２実施例の上部電極２２が、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用したときに、プラズマによって侵食されたときの侵食部分３２を黒く塗りつぶして示したものであり、プラズマは、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓに当たるため、電極のさらに内部までは入り込まず、侵食部分３２は、上部電極支持部材１５には至っていないと共に、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置が変わるので、上部板２２ａの下部板２２ｂに面する部分のガス通路孔２３ａの側面２３ｓが複数箇所侵食されている。
【００３８】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能とした構造は、本実施例にかかるものに限定されるものではない。例えば、下部板２２ｂに限定されず、上部板２２ａを回転によりスライドさせてもよいし、被処理体としてＬＣＤ用ガラス基板を用いた場合には、上部板２２ａの端部に、固定位置や電極の幅を調節するスペーサを挟みながら直線的にスライドさせてもよい。このように、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造なら、どのような構造でもよい。
【００３９】
図７に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第３実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａは、それの上部電極支持部材１５に面する部分及び下部板２２ｂに面する部分が電極面２２ｓに対して平行に設けられている。従って、上部電極２２及びサセプタ７間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【００４０】
また、図７に示した第３実施例の上部電極２２は、下部板２２ｂを、上部板２２ａに対して固定した第１の固定位置から回転によりスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としていると共に、上部板２２ａは、１８０度反転して、その両面を使用可能としている。従って、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置を変えることができると共に、上部板２２ａの一方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用した後、上部板２２ａを１８０度反転して、他方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用することができるので、電極の寿命が従来のものに比して著しく長くなる。
【００４１】
図８に示した上部電極２２の拡大図は、図７に示した第３実施例の上部電極２２が、上部板２２ａの一方の面をプラズマ発生領域側に向けて、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用した後、上部板２２ａを１８０度反転して、他方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用したときに、プラズマによって侵食されたときの侵食部分３２を黒く塗りつぶして示したものであり、プラズマは、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓに当たるため、電極のさらに内部までは入り込まず、侵食部分３２は、上部電極支持部材１５には至っていないと共に、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置が変わり、上部板２２ａを１８０度反転させるので、上部板２２ａの上部電極支持部材１５に面する部分のガス通路孔２３ａの側面２３ｓが複数箇所侵食されている。
【００４２】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方は、１８０度反転して、その両面を使用可能としたものは、本実施例にかかるものに限定されるものではない。例えば、電極面２２ｓに対して垂直にガス噴出孔２３ｂが設けられた下部板２２ｂでもよいし、図３に示した第１実施例の上部板２２ａのようにガス通路孔２３ａの全部が電極面２２ｓに対して斜めに設けられているものでもよい。このように、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方は、１８０度反転して、その両面を使用可能としたものなら、どのようなものでもよい。
【００４３】
図９に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第４実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの下部板２２ｂに面する部分が電極面２２ｓに対して平行に設けられていると共に、平行に設けられた部分のガス通路孔２３ａの側面２３ｓに沿った上部板２２ａの一部分を、分離可能な、例えば、シリコンからなるカートリッジ３３で構成している。従って、上部電極２２及びサセプタ７間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。また、プラズマによって侵食された部分を効率良く交換することが可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４４】
また、図９に示した第４実施例の上部電極２２は、下部板２２ｂを、上部板２２ａに対して固定した第１の固定位置から回転によりスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としている。従って、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置を変えることができるので、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４５】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方の一部分を、分離可能とした構成は、本実施例にかかるものに限定されるものではない。例えば、カートリッジ３３を下部板２２ｂのプラズマ発生領域側に面した部分に設けてもよい。このように、プラズマによって侵食され易い上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方の一部分を、分離可能とした構成としたものなら、どのような構成でもよい。
【００４６】
図１０に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第５実施例を示したものであり、図４に示したプラズマによって侵食された上部電極２２において、プラズマによって侵食された下部板２２ｂの一部を、プラズマによって侵食される前の電極面２２ｓに対して平行な面となるように下部板２２ｂの表面を研磨して削り取り、上部板２２ａ及び下部板２２ｂは１８０度反転し、削り取られた表面を有する下部板２２ｂの削り取られた厚さ分の厚さを持つ、例えば、シリコンからなるスペーサ３４を、上部板２２ａ及び削り取られた表面を有する下部板２２ｂ間に挟んだ状態を示している。従って、上部電極部分全体の厚さを変えることなく、下部板２２ｂの再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４７】
ここで、下部板２２ｂの表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法は、研磨に限定されるものではない。例えば、切断でもよい。このように、下部板２２ｂの表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法なら、どのような方法でもよい。
【００４８】
図１１に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第６実施例を示したものであり、プラズマによって侵食された従来の上部電極において、プラズマによって侵食された従来の上部電極の一部を、プラズマによって侵食される前の電極面２２ｓに対して平行な面となるように従来の上部電極の表面を研磨して削り取り、削り取られた表面を有する従来の上部電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つ、例えば、シリコンからなるスペーサを、上部電極支持部材１５及び削り取られた表面を有する従来の上部電極間に挟んだ状態を示している。従って、上部電極部分全体の厚さを変えることなく、従来の上部電極の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４９】
ここで、図１１においては、削り取られた従来の上部電極は下部板２２ｂとして、スペーサは上部板２２ａとして示されている。
【００５０】
ここで、従来の上部電極の表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法は、研磨に限定されるものではない。例えば、切断でもよい。このように、従来の上部電極の表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法なら、どのような方法でもよい。
【００５１】
次に、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としたときの上部板２２ａについて説明する。
【００５２】
図１２に示した上部板２２ａは、図５に示した第２実施例の上部板２２ａの全体をプラズマ発生領域側から見た場合を示した平面図であり、ガス通路孔２３ａは、第１の固定位置から回転により円周方向にスライドさせ、第２の固定位置で固定可能なように、下部板２２ｂに面する部分が同心円上に略円弧状（スリット）に設けられていると共に、１８０度反転して、その両面を使用可能なように、中心点対称に設けられている。
【００５３】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としたときの上部板２２ａは、かかるものに限定されるものではない。例えば、被処理体としてＬＣＤ用ガラス基板を用いた場合、上部板２２ａの端部に、固定位置や電極の幅を調節するスペーサを挟みながら直線的にスライドさせるには、ガス通路孔２３ａは、下部板２２ｂに面する部分を略直線状に設ければよい。このように、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としたときの上部板２２ａなら、どのようなものでもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態において、本発明を２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置に適用した実施の形態について説明したが、本発明はかかる装置に限定されるものではない。本発明は、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、被処理体としてウエハにかえて、例えば、ＬＣＤ用ガラス基板を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を適用した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置の縦断面図である。
【図２】本発明を適用した上部電極を取り付ける前の状態のプラズマ処理装置を示した斜視図である。
【図３】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第１実施例を示した上部電極（図１において破線で囲まれた部分）の拡大図である。
【図４】図３に示した上部電極が、プラズマによって侵食されたときの上部電極の拡大図である。
【図５】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第２実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図６】図５に示した上部電極が、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用したときの上部電極の拡大図である。
【図７】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第３実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図８】図７に示した上部電極が、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用した後、上部板を１８０度反転して使用したときの上部電極の拡大図である。
【図９】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第４実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図１０】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第５実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図１１】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第６実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図１２】図５に示した第２実施例の上部板の全体をプラズマ発生領域側から見た場合を示した平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 平行平板型プラズマエッチング装置
２ 処理容器
３ 処理室
４ 接地線
５ 絶縁支持板
６ ゲートバルブ
７ サセプタ（下部電極）
８ 昇降軸
９ 駆動モータ
１０ ベローズ
１１ 静電チャック
１２ 高圧直流電源
１３ フォーカスリング
１４ 絶縁支持部材
１５ 上部電極支持部材
１６ 中空部
１７ ガス導入管
１８ バルブ
１９ マスフローコントローラ
２０ ガス供給源
２１ ガス供給孔
２２ 上部電極
２２ａ 上部板
２２ｂ 下部板
２２ｓ 電極面
２３ａ ガス通路孔
２３ｂ ガス噴出孔
２３ｓ ガス通路孔の側面
２４ シールドリング
２５ 排気管
２６ 真空引き機構（真空ポンプ）
２７ 排気板
２８ａ 上部整合器
２８ｂ 下部整合器
２９ａ 第１高周波電源
２９ｂ 第２高周波電源
３０ プラズマ処理装置
３１ａ 上部電極用ねじ
３１ｂ シールドリング用ねじ
３２ 侵食部分
３３ カートリッジ
３４ スペーサ
Ｗ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置、特にプラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などのプラズマを用いて被処理体を処理する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセスにおいて、例えば、エッチングを行う際には、プロセスガス（以下、ガスという。）をガス導入機構により処理室内に導入し、プラズマを発生させ、前記プラズマを用いて被処理体であるウエハを処理するプラズマ処理装置が用いられている。
【０００３】
プラズマ処理装置、例えば、２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置において、ガス導入機構としては、ガス供給源から供給されたガスを、中空部に一旦導入した後、ウエハに対向して設置された一以上のガス噴出孔を有する電極から導入する機構が用いられており、ここで前記ガス噴出孔は、電極面に対して垂直に設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置におけるガス導入機構の電極では、上部電極及び下部電極間に発生したプラズマがガス噴出孔を通じて電極のさらに内部に入り込み、電極支持部材、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタし、それが金属汚染の原因となっていた。
【０００５】
プラズマがガス噴出孔を通じて電極のさらに内部に入り込むことを防止するために、例えば、特開平９−２７５０９３号公報では、ガス噴出孔を前記ガス噴出孔の一方の開口端から他方の開口端を見通せない構造としているが、ガス噴出孔の加工や、電極の寿命で、高コストになる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明の電極は、一以上のガス通路孔を有する上部板と、一以上のガス噴出孔を有する下部板とからなり、かつ前記上部板と前記下部板とを上下に分割可能な構成とすることで、前記上部板のガス通路孔及び前記下部板のガス噴出孔を別々に加工することができ、加工を高精度で、かつ低コストで行えるようになる。さらに、プラズマによって侵食され易い部分のみ、例えば、前記下部板のみを交換することが可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【０００７】
また、上部板のガス通路孔及び下部板のガス噴出孔の一方又は両方について、その一部又は全部を電極面に対して斜めに設ける、又はその一部を電極面に対して平行に設けることで、上部電極及び下部電極間に発生したプラズマがガス噴出孔及びガス通路孔を通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、プラズマが電極支持部材、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【０００８】
また、上部板及び下部板の一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造とすることで、上部板と下部板の接合面付近のプラズマによって侵食され易い部分を変えながら使用可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【０００９】
また、上部板及び下部板の一方又は両方は、１８０度反転して、その両面を使用可能としたことで、一方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用した後、１８０度反転して、他方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１０】
また、上部板及び下部板の一方又は両方の一部分を、分離可能な構成とすることで、侵食された部分を効率良く交換可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１１】
また、電極は、一以上のガス通路孔を有する上部板と、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する下部板と、一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する下部板の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、前記スペーサは、前記上部板及び前記削り取られた表面を有する下部板間、又は電極支持部材及び前記上部板間に挟んで使用可能としたことで、電極部分全体の厚さを変えることなく、下部板の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１２】
また、電極は、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する電極と、一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、前記スペーサは、電極支持部材及び前記削り取られた表面を有する電極間に挟んで使用可能としたことで、電極部分全体の厚さを変えることなく、電極の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００１３】
また、電極の表面を電極面に対して平行な面となるように削り取る工程と、一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取る工程により加工された電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサを、電極の一部分として取り付ける工程とを含む方法によりプラズマ処理装置の電極を交換することで、電極部分全体の厚さを変えることなく、電極の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明からも明らかなように、本発明の上部電極によれば、加工を高精度で、かつ低コストで行えるようになると共に、電極の寿命が従来のものに比して著しく長くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置に適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置１には、気密に保たれた処理容器２内に、処理室３が形成されていると共に、処理容器２は接地線４によって接地されている。また、処理容器２の底部には、絶縁支持板５が設けられている。そして、ウエハＷをゲートバルブ６から搬入して、絶縁支持板５の上部に、ウエハＷを載置すると共に、下部電極となるサセプタ７が配置されている。
【００１７】
サセプタ７は、絶縁支持板５及び処理容器２の底部を貫く昇降軸８によって昇降自在に支持されている。また、昇降軸８は、処理容器２の外部に設置されている駆動モータ９によって昇降自在な構造となっている。さらに、サセプタ７と絶縁支持板５との間には、昇降軸８の外周を囲むように伸縮自在な気密部材であるベローズ１０が設けられており、処理室３を気密に保つように構成されている。
【００１８】
また、サセプタ７の内部には、図示しない温度調節機構が設けられていると共に、図示しない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７を介してウエハＷを所定の温度に維持することができる。さらに、サセプタ７上には、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。そして、処理容器２の外部に設置された高圧直流電源１２から所定の高電圧を静電チャック１１に印加すると、クーロン力によりウエハＷが静電チャック１１上面に吸着して、保持される構成となっている。
【００１９】
また、静電チャック１１の外周で、かつサセプタ７の周縁を囲む位置には、プラズマ中のエッチャントイオンを効果的にウエハＷに入射させるためのフォーカスリング１３が配置されている。
【００２０】
処理室３の上部には、絶縁支持部材１４を介して、例えば、アルミニウムからなる略円盤状の上部電極支持部材１５が設けられている。この上部電極支持部材１５の内部には、中空部１６が形成されており、中空部１６には、ガス導入管１７が接続されている。さらに、ガス導入管１７には、バルブ１８及びマスフローコントローラ１９を介して、ガス供給源２０が接続されている。
【００２１】
上部電極支持部材１５には、中空部１６の下方に対応する位置に、一以上のガス供給孔２１が形成されている。さらに、上部電極支持部材１５の下面には、上部電極２２が密着して取り付けられていると共に、上部電極２２はサセプタ７と対向して配置されている。
【００２２】
また、上部電極２２は、導電性材料、例えば、シリコンからなる略円盤状であると共に、上部板２２ａ及び下部板２２ｂを有し、かつ上下に分割可能な構成となっている。そして、上部板２２ａには、一以上のガス通路孔２３が、また、下部板２２ｂには、一以上のガス噴出孔２３ｂがそれぞれ設けられている。従って、上部板２２ａのガス通路孔２３ａ及び下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂを別々に加工することができ、加工を高精度で、かつ低コストで行えるようになる。さらに、プラズマによって侵食され易い部分のみ、例えば、下部板２２ｂのみを交換することが可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００２３】
さらに、上部電極支持部材１５のガス供給孔２１に対応する位置には上部板２２ａのガス通路孔２３ａが形成されており、上部板２２ａのガス通路孔２３ａに対応する位置には下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂが形成されている。従って、ガス供給源２０から供給されるガスは、中空部１６に一旦導入された後、ガス供給孔２１、ガス通路孔２３ａ及びガス噴出孔２３ｂを介して、ウエハＷ上に均一に供給される。
【００２４】
上部電極２２の周縁には、シールドリング２４が取り付けられている。シールドリング２４は、プラズマの拡散を防止し、プラズマ発生領域に所望のプラズマ密度のプラズマを形成するために設けられている。
【００２５】
処理容器２の下方壁には、処理室３内のガスを排気するための排気管２５が接続されていると共に、この排気管２５には、真空引き機構（真空ポンプ）２６が接続されている。従って、処理時には、真空引き機構（真空ポンプ）２６を作動させることにより、処理室３内を所定の減圧雰囲気に真空引きすることができる。また、排気管２５と処理室３とが連通する部分には、スリット状の排気板２７が設けられている。
【００２６】
また、上部電極２２には、上部電極支持部材１５及びマッチング回路からなる上部整合器２８ａを介して、第１高周波電源２９ａが接続されている。一方、サセプタ７には、マッチング回路からなる下部整合器２８ｂを介して、第２高周波電源２９ｂが接続されている。従って、処理時には、まずサセプタ７上にウエハＷを載置し、処理室３内をガスの導入及び真空引きにより所定の減圧雰囲気に保つ。その後、上部電極２２に第１高周波電源２９ａから所定の高周波電力を印加すると、処理室３内にプラズマが励起され、さらに、サセプタ７には、第２高周波電源２９ｂから所定の高周波電力が印加され、励起されたプラズマが効果的にウエハＷの被処理面に引き込まれる。その結果、ウエハＷに対して、所望のエッチング処理を施すことができる。
【００２７】
また、処理容器２の外部には、図示しない光学式表面センサが設けられており、この光学式表面センサは、図示しない発光側光学系及び受光側光学系、ＣＰＵで構成されている。従って、発光側光学系より上部電極２２に光を照射し、反射した光を受光側光学系で感知して上部電極２２の表面状態を検出し、ＣＰＵでプラズマによって侵食される前の上部電極２２の表面状態と比較することにより、上部電極２２の寿命の有無を判断することができる。
【００２８】
ここで、上部電極２２の表面状態を検出する手段としては、光学式表面センサに限定されるものではない。例えば、電磁式表面センサや、処理時間及び処理回数から上部電極２２の寿命を判断する手段のように、上部電極２２の寿命を判断できれば、どのような手段でもよい。
【００２９】
次に、本発明を適用した上部電極２２の取り付けについて説明する。
【００３０】
図２に示したプラズマ処理装置３０は、上部板２２ａ及び下部板２２ｂ、シールドリング２４、上部電極用ねじ３１ａ、シールドリング用ねじ３１ｂの取り付け前の状態を示している。
【００３１】
上部電極２２を取り付ける際には、図２に示した状態から、上部板２２ａ及び下部板２２ｂを、上部電極用ねじ３１ａにより一緒に上部電極支持部材１５に固定する。さらに、上部電極２２の周辺をシールドリング２４で覆い、シールドリング２４を、シールドリング用ねじ３１ｂにより固定する。
【００３２】
次に、図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置１における、破線で囲った部分の上部電極２２の詳細な構成について説明する。
【００３３】
図３に示した上部電極２２の拡大図（図１の破線で囲った部分）は、本発明の第１実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａは、それの全部が電極面２２ｓに対して上部板２２ａの中心に向って斜めに設けられている。ここで、電極面２２ｓは、上部電極２２のプラズマ発生領域に面した部分である。従って、上部電極２２及びサセプタ７（図１参照）間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【００３４】
図４に示した上部電極２２の拡大図は、図３に示した第１実施例の上部電極２２が、プラズマによって侵食されたときの侵食部分３２を黒く塗りつぶして示したものであり、プラズマは、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓに当たるため、電極のさらに内部までは入り込まず、侵食部分３２は、上部電極支持部材１５には至っていない。
【００３５】
図５に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第２実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａは、それの下部板２２ｂに面する部分が電極面２２ｓに対して平行に設けられている。従って、上部電極２２及びサセプタ７間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【００３６】
また、図５に示した第２実施例の上部電極２２は、下部板２２ｂを、上部板２２ａに対して固定した第１の固定位置から回転によりスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としている。従って、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置を変えることができるので、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００３７】
図６に示した上部電極２２の拡大図は、図５に示した第２実施例の上部電極２２が、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用したときに、プラズマによって侵食されたときの侵食部分３２を黒く塗りつぶして示したものであり、プラズマは、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓに当たるため、電極のさらに内部までは入り込まず、侵食部分３２は、上部電極支持部材１５には至っていないと共に、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置が変わるので、上部板２２ａの下部板２２ｂに面する部分のガス通路孔２３ａの側面２３ｓが複数箇所侵食されている。
【００３８】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能とした構造は、本実施例にかかるものに限定されるものではない。例えば、下部板２２ｂに限定されず、上部板２２ａを回転によりスライドさせてもよいし、被処理体としてＬＣＤ用ガラス基板を用いた場合には、上部板２２ａの端部に、固定位置や電極の幅を調節するスペーサを挟みながら直線的にスライドさせてもよい。このように、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造なら、どのような構造でもよい。
【００３９】
図７に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第３実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａは、それの上部電極支持部材１５に面する部分及び下部板２２ｂに面する部分が電極面２２ｓに対して平行に設けられている。従って、上部電極２２及びサセプタ７間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。
【００４０】
また、図７に示した第３実施例の上部電極２２は、下部板２２ｂを、上部板２２ａに対して固定した第１の固定位置から回転によりスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としていると共に、上部板２２ａは、１８０度反転して、その両面を使用可能としている。従って、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置を変えることができると共に、上部板２２ａの一方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用した後、上部板２２ａを１８０度反転して、他方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用することができるので、電極の寿命が従来のものに比して著しく長くなる。
【００４１】
図８に示した上部電極２２の拡大図は、図７に示した第３実施例の上部電極２２が、上部板２２ａの一方の面をプラズマ発生領域側に向けて、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用した後、上部板２２ａを１８０度反転して、他方の面をプラズマ発生領域側に向けて使用したときに、プラズマによって侵食されたときの侵食部分３２を黒く塗りつぶして示したものであり、プラズマは、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓに当たるため、電極のさらに内部までは入り込まず、侵食部分３２は、上部電極支持部材１５には至っていないと共に、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置が変わり、上部板２２ａを１８０度反転させるので、上部板２２ａの上部電極支持部材１５に面する部分のガス通路孔２３ａの側面２３ｓが複数箇所侵食されている。
【００４２】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方は、１８０度反転して、その両面を使用可能としたものは、本実施例にかかるものに限定されるものではない。例えば、電極面２２ｓに対して垂直にガス噴出孔２３ｂが設けられた下部板２２ｂでもよいし、図３に示した第１実施例の上部板２２ａのようにガス通路孔２３ａの全部が電極面２２ｓに対して斜めに設けられているものでもよい。このように、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方は、１８０度反転して、その両面を使用可能としたものなら、どのようなものでもよい。
【００４３】
図９に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第４実施例を示したものであり、上部電極２２は、上部板２２ａと下部板２２ｂとを有し、上部板２２ａのガス通路孔２３ａの下部板２２ｂに面する部分が電極面２２ｓに対して平行に設けられていると共に、平行に設けられた部分のガス通路孔２３ａの側面２３ｓに沿った上部板２２ａの一部分を、分離可能な、例えば、シリコンからなるカートリッジ３３で構成している。従って、上部電極２２及びサセプタ７間に発生したプラズマが、下部板２２ｂのガス噴出孔２３ｂ及び上部板２２ａのガス通路孔２３ａを通じて電極のさらに内部に入り込むことを防ぐことができる。このため、上部電極支持部材１５、例えば、アルミニウムからなる冷却板をスパッタした際に起こる金属汚染を防ぐことができる。また、プラズマによって侵食された部分を効率良く交換することが可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４４】
また、図９に示した第４実施例の上部電極２２は、下部板２２ｂを、上部板２２ａに対して固定した第１の固定位置から回転によりスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としている。従って、プラズマが当たる上部板２２ａのガス通路孔２３ａの側面２３ｓの位置を変えることができるので、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４５】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方の一部分を、分離可能とした構成は、本実施例にかかるものに限定されるものではない。例えば、カートリッジ３３を下部板２２ｂのプラズマ発生領域側に面した部分に設けてもよい。このように、プラズマによって侵食され易い上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方又は両方の一部分を、分離可能とした構成としたものなら、どのような構成でもよい。
【００４６】
図１０に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第５実施例を示したものであり、図４に示したプラズマによって侵食された上部電極２２において、プラズマによって侵食された下部板２２ｂの一部を、プラズマによって侵食される前の電極面２２ｓに対して平行な面となるように下部板２２ｂの表面を研磨して削り取り、上部板２２ａ及び下部板２２ｂは１８０度反転し、削り取られた表面を有する下部板２２ｂの削り取られた厚さ分の厚さを持つ、例えば、シリコンからなるスペーサ３４を、上部板２２ａ及び削り取られた表面を有する下部板２２ｂ間に挟んだ状態を示している。従って、上部電極部分全体の厚さを変えることなく、下部板２２ｂの再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４７】
ここで、下部板２２ｂの表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法は、研磨に限定されるものではない。例えば、切断でもよい。このように、下部板２２ｂの表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法なら、どのような方法でもよい。
【００４８】
図１１に示した上部電極２２の拡大図は、本発明の第６実施例を示したものであり、プラズマによって侵食された従来の上部電極において、プラズマによって侵食された従来の上部電極の一部を、プラズマによって侵食される前の電極面２２ｓに対して平行な面となるように従来の上部電極の表面を研磨して削り取り、削り取られた表面を有する従来の上部電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つ、例えば、シリコンからなるスペーサを、上部電極支持部材１５及び削り取られた表面を有する従来の上部電極間に挟んだ状態を示している。従って、上部電極部分全体の厚さを変えることなく、従来の上部電極の再利用が可能になり、電極の寿命が従来のものに比して長くなる。
【００４９】
ここで、図１１においては、削り取られた従来の上部電極は下部板２２ｂとして、スペーサは上部板２２ａとして示されている。
【００５０】
ここで、従来の上部電極の表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法は、研磨に限定されるものではない。例えば、切断でもよい。このように、従来の上部電極の表面を電極面２２ｓに対して平行な面となるように削り取る方法なら、どのような方法でもよい。
【００５１】
次に、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としたときの上部板２２ａについて説明する。
【００５２】
図１２に示した上部板２２ａは、図５に示した第２実施例の上部板２２ａの全体をプラズマ発生領域側から見た場合を示した平面図であり、ガス通路孔２３ａは、第１の固定位置から回転により円周方向にスライドさせ、第２の固定位置で固定可能なように、下部板２２ｂに面する部分が同心円上に略円弧状（スリット）に設けられていると共に、１８０度反転して、その両面を使用可能なように、中心点対称に設けられている。
【００５３】
ここで、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としたときの上部板２２ａは、かかるものに限定されるものではない。例えば、被処理体としてＬＣＤ用ガラス基板を用いた場合、上部板２２ａの端部に、固定位置や電極の幅を調節するスペーサを挟みながら直線的にスライドさせるには、ガス通路孔２３ａは、下部板２２ｂに面する部分を略直線状に設ければよい。このように、上部板２２ａ及び下部板２２ｂの一方を、他方に対して固定した第１の固定位置からスライドさせ、第２の固定位置で固定可能な構造としたときの上部板２２ａなら、どのようなものでもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態において、本発明を２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置に適用した実施の形態について説明したが、本発明はかかる装置に限定されるものではない。本発明は、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、被処理体としてウエハにかえて、例えば、ＬＣＤ用ガラス基板を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を適用した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置の縦断面図である。
【図２】本発明を適用した上部電極を取り付ける前の状態のプラズマ処理装置を示した斜視図である。
【図３】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第１実施例を示した上部電極（図１において破線で囲まれた部分）の拡大図である。
【図４】図３に示した上部電極が、プラズマによって侵食されたときの上部電極の拡大図である。
【図５】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第２実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図６】図５に示した上部電極が、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用したときの上部電極の拡大図である。
【図７】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第３実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図８】図７に示した上部電極が、下部板２２ｂを回転によりスライドさせて変えながら使用した後、上部板を１８０度反転して使用したときの上部電極の拡大図である。
【図９】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第４実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図１０】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第５実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図１１】図１に示した２つの高周波電源を有する平行平板型プラズマエッチング装置における、本発明の第６実施例を示した上部電極の拡大図である。
【図１２】図５に示した第２実施例の上部板の全体をプラズマ発生領域側から見た場合を示した平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 平行平板型プラズマエッチング装置
２ 処理容器
３ 処理室
４ 接地線
５ 絶縁支持板
６ ゲートバルブ
７ サセプタ（下部電極）
８ 昇降軸
９ 駆動モータ
１０ ベローズ
１１ 静電チャック
１２ 高圧直流電源
１３ フォーカスリング
１４ 絶縁支持部材
１５ 上部電極支持部材
１６ 中空部
１７ ガス導入管
１８ バルブ
１９ マスフローコントローラ
２０ ガス供給源
２１ ガス供給孔
２２ 上部電極
２２ａ 上部板
２２ｂ 下部板
２２ｓ 電極面
２３ａ ガス通路孔
２３ｂ ガス噴出孔
２３ｓ ガス通路孔の側面
２４ シールドリング
２５ 排気管
２６ 真空引き機構（真空ポンプ）
２７ 排気板
２８ａ 上部整合器
２８ｂ 下部整合器
２９ａ 第１高周波電源
２９ｂ 第２高周波電源
３０ プラズマ処理装置
３１ａ 上部電極用ねじ
３１ｂ シールドリング用ねじ
３２ 侵食部分
３３ カートリッジ
３４ スペーサ
Ｗ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に保たれた処理容器内に配置され、被処理体を載置する載置台と、前記載置台に対向して配置された一以上のガス噴出孔を有する電極とを備えたプラズマ処理装置において、
前記電極が、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する電極と、
一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、
前記スペーサが、電極支持部材及び前記削り取られた表面を有する電極間に挟まれて使用可能としたことを特徴とする電極。
【請求項２】
気密に保たれた処理容器内に配置され、被処理体を載置する載置台と、前記載置台に対向して配置された一以上のガス噴出孔を有する電極とを備えたプラズマ処理装置において、
前記電極が、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する電極と、
一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、
前記スペーサが、電極支持部材及び前記削り取られた表面を有する電極間に挟まれて使用可能としたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
プラズマ処理装置の処理室内に、プロセスガスを導入する一以上のガス噴出孔を有する電極を交換する方法において、
前記電極の表面を電極面に対して平行な面となるように削り取る工程と、
一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取る工程により加工された電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサを、電極の一部分として取り付ける工程と、を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の電極を交換する方法。
【請求項１】
気密に保たれた処理容器内に配置され、被処理体を載置する載置台と、前記載置台に対向して配置された一以上のガス噴出孔を有する電極とを備えたプラズマ処理装置において、
前記電極が、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する電極と、
一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、
前記スペーサが、電極支持部材及び前記削り取られた表面を有する電極間に挟まれて使用可能としたことを特徴とする電極。
【請求項２】
気密に保たれた処理容器内に配置され、被処理体を載置する載置台と、前記載置台に対向して配置された一以上のガス噴出孔を有する電極とを備えたプラズマ処理装置において、
前記電極が、一以上のガス噴出孔を有し、かつ電極面に対して平行な面となるように削り取られた表面を有する電極と、
一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取られた表面を有する電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサとからなり、
前記スペーサが、電極支持部材及び前記削り取られた表面を有する電極間に挟まれて使用可能としたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
プラズマ処理装置の処理室内に、プロセスガスを導入する一以上のガス噴出孔を有する電極を交換する方法において、
前記電極の表面を電極面に対して平行な面となるように削り取る工程と、
一以上のガス通路孔を有し、かつ前記削り取る工程により加工された電極の削り取られた厚さ分の厚さを持つスペーサを、電極の一部分として取り付ける工程と、を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の電極を交換する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−４９５６７（Ｐ２０１１−４９５６７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８８７５（Ｐ２０１０−２０８８７５）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【分割の表示】特願２００１−３９７４９（Ｐ２００１−３９７４９）の分割
【原出願日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【分割の表示】特願２００１−３９７４９（Ｐ２００１−３９７４９）の分割
【原出願日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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