特許 5759718 プラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5759718

(24)【登録日】2015年6月12日

(45)【発行日】2015年8月5日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20150716BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20150716BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101B

   H05H1/46 M

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2010-290508(P2010-290508)

(22)【出願日】2010年12月27日

(65)【公開番号】特開2012-138497(P2012-138497A)

(43)【公開日】2012年7月19日

【審査請求日】2013年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】花岡 秀敏

【審査官】 内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１７５１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３９２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８６３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３８９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４８８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３５０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に配設され、被処理基板が載置される載置台を兼ねた下部電極と、
前記処理チャンバー内に、前記下部電極と対向するように配設された上部電極と、
前記下部電極に高周波電力を印加するための高周波電源と、
前記上部電極に直流電圧を印加するための直流電源と、
前記処理空間にプラズマ化される処理ガスを供給するための処理ガス供給機構と、
導電性材料から全体形状がリング状に形成され、少なくとも一部が前記処理空間に露出するように前記処理チャンバー内に配設され前記上部電極に印加される直流電圧に対する接地電位を形成するための直流電圧用グランド部材と、
前記直流電圧用グランド部材を上下動させて当該直流電圧用グランド部材の接地状態を調整可能とされた複数の上下動機構と、
前記下部電極上に配置された前記被処理基板の周囲を囲むように配設されたフォーカスリングと、
前記フォーカスリングの外周を囲むように配設されたカバーリングと、
を具備し、
前記直流電圧用グランド部材は、前記カバーリングより低い位置で前記下部電極の周囲を囲むように当該下部電極の側面に配置され、上昇時に電気的にフローティング状態、若しくは接地状態をとる
ことを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項2】

請求項１記載のプラズマ処理装置であって、
前記直流電圧用グランド部材が、シリコンから形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項3】

請求項１記載のプラズマ処理装置であって、
前記直流電圧用グランド部材が、アルミニウムの無垢材から形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項4】

請求項１〜３いずれか１項記載のプラズマ処理装置であって、
前記複数の上下動機構が夫々独立に上下動可能とされていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項5】

請求項１〜４いずれか１項記載のプラズマ処理装置であって、
前記直流電圧用グランド部材が、複数の円弧状部材から全体形状がリング状となるように形成され、前記上下動機構が前記円弧状部材毎に配設されていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項6】

請求項５記載のプラズマ処理装置であって、
前記直流電圧用グランド部材が、少なくとも４つ以上の前記円弧状部材から構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、半導体装置の製造工程においては、処理チャンバー内の載置台に配置した基板（例えば、半導体ウエハ）に、プラズマを作用させて各種の処理、例えば、エッチングや成膜を行うプラズマ処理装置が使用されている。また、このようなプラズマ処理装置として、基板を載置する載置台に対向して処理チャンバーの天井部等に上部電極を配設し、下部電極としての載置台と一対の対向電極を構成した容量結合型のプラズマ処理装置が知られている。

【0003】

上記の容量結合型のプラズマ処理装置としては、上部電極と下部電極との間に印加する高周波電力として、比較的に周波数の高いプラズマ生成用の第１の高周波電力と第１の高周波電力より周波数の低いイオン引き込み用の第２の高周波電力を、下部電極としての載置台に印加する構成のものが知られている。

【0004】

さらに、下部電極に高周波電力を印加するとともに、上部電極に直流電圧を印加するよう構成されたプラズマ処理装置も知られている。また、このように上部電極に直流電圧を印加するプラズマ処理装置において、高周波に対するグランドにセラミックコーティング等がなされている場合、直流電圧に対するグランド（接地電極）を構成するための直流電圧用グランド部材を別に設ける必要がある。このため、直流電圧用グランド部材として、載置台の周囲を囲むように導電性のリング状部材、例えば、シリコン製のリング状部材を、このリング状部材が処理チャンバー内に露出するよう設置することが知られている。さらに、このシリコン製のリング状部材を、複数の円弧状部材を溶融接合等で融着して構成することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１１４３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のように、下部電極に高周波電力を印加するとともに、上部電極に直流電圧を印加するよう構成されたプラズマ処理装置では、直流電圧に対するグランドとして作用する直流電圧用グランド部材が、処理チャンバー内に露出するように設置される。このように構成されたプラズマ処理装置において、本発明者等が詳査したところ、直流電圧用グランド部材としての導電性のリング状部材等の設置状態によって、基板の周方向の処理の均一性が悪化し、処理に偏りが発生する場合があることが判明した。このような導電性のリング状部材の設置状態による処理の偏りは、処理チャンバーを一旦大気開放し、導電性のリング状部材の設置状態を調節して修正しなければならず、その修正に時間と労力を要し、生産性の低下を招くという問題があった。

【0007】

本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、上部電極に印加される直流電圧に対するグランドとなる直流電圧用グランド部材の設置状態による処理の偏りを容易に修正することができ、均一な処理を効率良く実施することのできるプラズマ処理装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のプラズマ処理装置の一態様は、内部に処理空間を形成する処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に配設され、被処理基板が載置される載置台を兼ねた下部電極と、前記処理チャンバー内に、前記下部電極と対向するように配設された上部電極と、前記下部電極に高周波電力を印加するための高周波電源と、前記上部電極に直流電圧を印加するための直流電源と、前記処理空間にプラズマ化される処理ガスを供給するための処理ガス供給機構と、導電性材料から全体形状がリング状に形成され、少なくとも一部が前記処理空間に露出するように前記処理チャンバー内に配設され前記上部電極に印加される直流電圧に対する接地電位を形成するための直流電圧用グランド部材と、前記直流電圧用グランド部材を上下動させて当該直流電圧用グランド部材の接地状態を調整可能とされた複数の上下動機構と、前記下部電極上に配置された前記被処理基板の周囲を囲むように配設されたフォーカスリングと、前記フォーカスリングの外周を囲むように配設されたカバーリングと、を具備し、前記直流電圧用グランド部材は、前記カバーリングより低い位置で前記下部電極の周囲を囲むように当該下部電極の側面に配置され、上昇時に電気的にフローティング状態、若しくは接地状態をとることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、上部電極に印加される直流電圧に対するグランドとなる直流電圧用グランド部材の設置状態による処理の偏りを容易に修正することができ、均一な処理を効率良く実施することのできるプラズマ処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成を模式的に示す図。

【図2】図１のプラズマエッチング装置の要部構成を模式的に示す図。

【図3】図１のプラズマエッチング装置の要部構成を模式的に示す図。

【図4】直流電圧用グランド部材の接地状態が処理の均一性へ与える影響を調べた結果を示すグラフ。

【図5】直流電圧用グランド部材の接地状態が処理の均一性へ与える影響を調べた結果を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置としてのプラズマエッチング装置１０の概略構成を示す縦断面図である。

【0012】

プラズマエッチング装置１０は、気密に構成され、内部に処理空間ＰＳを形成する処理チャンバー１１を有している。この処理チャンバー１１は、円筒状とされ、例えば表面に陽極酸化被膜を形成されたアルミニウム等から構成されている。この処理チャンバー１１内には、被処理基板である半導体ウエハＷを水平に支持する円柱状の載置台１２が設けられている。

【0013】

処理チャンバー１１の内壁側面は、側壁部材１３で覆われ、処理チャンバー１１の内壁上面は上壁部材１４で覆われている。側壁部材１３及び上壁部材１４は、例えば、アルミニウムからなり、その処理空間ＰＳに面する面はイットリアや所定の厚さを有する陽極酸化被膜でコーティングされている。処理チャンバー１１は電気的に接地されているため、側壁部材１３及び上壁部材１４の電位は接地電位である。

【0014】

また、載置台１２は、導電性材料、例えば、アルミニウムからなる導電体部１５と、該導電体部１５の側面を覆う、絶縁性材料からなる側面被覆部材１６と、側面被覆部材１６の上に載置される、石英（Ｑｚ）からなるエンクロージャー部材１７と、絶縁性材料からなり、導電体部１５の下部に位置する載置台基部１５ａとを有する。

【0015】

処理チャンバー１１の内部には、処理チャンバー１１の内壁と載置台１２の側面との間に、処理空間ＰＳ内に導入された処理ガスを、処理チャンバー１１の外へ排気する流路として機能する排気流路１８が形成されている。この排気流路１８には、多数の通気穴を有する板状部材である排気プレート１９が配置されている。この排気プレート１９によって、排気流路１８と、処理チャンバー１１の下部空間である排気空間ＥＳとが仕切られている。排気空間ＥＳには粗引き排気管２０及び本排気管２１が開口しており、粗引き排気管２０には図示しないドライポンプが接続され、本排気管２１には図示しないターボ分子ポンプが接続されている。これらのドライポンプ及びターボ分子ポンプによって、処理空間ＰＳを所定の圧力の減圧雰囲気に設定可能とされている。

【0016】

一方、処理チャンバー１１の側壁には、半導体ウエハＷの搬入出口４４が設けられている。この搬入出口４４には、当該搬入出口４４を開閉するゲートバルブ４６が設けられている。

【0017】

載置台１２の導電体部１５には、第１の高周波電源２２が第１の整合器２３を介して接続されている。第１の高周波電源２２は、プラズマ発生用のものであり、比較的高い所定周波数（２７ＭＨｚ以上例えば４０ＭＨｚ）の高周波電力を導電体部１５に供給する。なお、第１の整合器２３は、導電体部１５からの高周波電力の反射を低減して高周波電力の導電体部１５への供給効率を高める。

【0018】

また、導電体部１５には、さらに第２の高周波電源２４が第２の整合器２５を介して接続されている。第２の高周波電源２４は、イオン引き込み用（バイアス用）のものであり、第１の高周波電源２２が供給する高周波電力より低い所定周波数（１３．５６ＭＨｚ以下、例えば３．２ＭＨｚ）の高周波電力を導電体部１５に供給する。

【0019】

載置台１２の上部には、誘電体内に電極板２６を収容した構造の静電チャック２７が配設されている。静電チャック２７の電極板２６には静電チャック用直流電源２８が電気的に接続されている。この静電チャック用直流電源２８から電極板２６に直流電圧が印加されることによって、半導体ウエハＷは、クーロン力又はジョンソン・ラーベック力によって静電チャック２７の上面に吸着保持されるようになっている。

【0020】

また、載置台１２の上部には、載置台１２の上面に吸着保持された半導体ウエハＷの周りを囲うように環状のフォーカスリング２９が配設されている。このフォーカスリング２９は、シリコン（Ｓｉ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などからなる。また、フォーカスリング２９の周囲には、フォーカスリング２９の側面を保護する、石英からなる環状のカバーリング３０が配設されている。

【0021】

載置台１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室３１が設けられている。この冷媒室３１には、チラーユニット（図示せず）から冷媒用配管３２を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）液が循環供給され、当該冷媒によって載置台１２の上面に吸着保持された半導体ウエハＷの処理温度が制御される。

【0022】

載置台１２の上面の半導体ウエハＷが吸着保持される吸着面には、複数の伝熱ガス供給孔３３が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔３３は、載置台１２内部に配置された伝熱ガス供給ライン３４を介して図示しない伝熱ガス供給部に接続され、この伝熱ガス供給部は、伝熱ガスとして例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスを、伝熱ガス供給孔３３を介して吸着面とウエハＷの裏面との間隙に供給する。

【0023】

また、載置台１２には、載置台１２の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３５が配置されている。これらのプッシャーピン３５は、半導体ウエハＷを吸着面に吸着保持してエッチング処理を施す際には、載置台１２内に収容される。そして、半導体ウエハＷを載置台１２に搬入・搬出する際には、プッシャーピン３５は吸着面から突出して半導体ウエハＷを載置台１２上に支持する。

【0024】

処理チャンバー１１の天井部には、載置台１２と対向するように上部電極としての機能を有するシャワーヘッド３６が配設されている。このシャワーヘッド３６と載置台１２は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能するようになっている。シャワーヘッド３６はバッファ室３７が内部に形成された、絶縁性材料からなる円板状のクーリングプレート３８と、このクーリングプレート３８に支持された上部電極板３９と、クーリングプレート３８を覆う蓋体４０とを備えている。

【0025】

上部電極板３９は、処理空間ＰＳにその下面が露出し、導電性材料、例えば、シリコンからなる円板状に形成されている。上部電極板３９の周縁部は絶縁性材料からなる環状のシールドリング４１によって覆われている。すなわち、上部電極板３９は、接地電位である処理チャンバー１１の壁部からクーリングプレート３８及びシールドリング４１によって電気的に絶縁されている。

【0026】

また、上部電極板３９は、上部直流電源４２と電気的に接続されている。この上部直流電源４２から上部電極板３９に、負の直流電圧を印加することよって、処理空間ＰＳに直流電圧が印加される。

【0027】

クーリングプレート３８のバッファ室３７には、処理ガス導入管４３が接続されている。この処理ガス導入管４３は、図示しない処理ガス供給部に接続されている。また、シャワーヘッド３６には、バッファ室３７を処理空間ＰＳに連通させる複数の貫通ガス孔４８が配設されている。シャワーヘッド３６は、処理ガス導入管４３からバッファ室３７へ供給された処理ガスを、貫通ガス孔４８を介して処理空間ＰＳへ供給する。

【0028】

図２にも示すように、処理チャンバー１１内には、断面形状がＬ字状で、全体形状が環状とされた直流電圧用グランド部材としての接地リング４５（グランド電極）が配設されている。接地リング４５は、導電性材料、例えば、シリコン又はアルミニウムの無垢材からなり、その外側面が、処理空間ＰＳに露出するよう配設されている。この接地リング４５は、上部電極板３９に印加される直流電圧のグランド電極として機能する。

【0029】

上記接地リング４５は、載置台１２の側面被覆部材１６の下方において載置台基部１５ａの側面を覆うように配置されている。したがって、少なくとも接地リング４５の外側部分は、処理空間ＰＳ中の排気流路１８部分に露出した状態となっている。この接地リング４５には、上部電極板３９から放出された電子が到達し、これによって、処理空間ＰＳ内に直流電流が流れるようになっている。この接地リング４５の詳細な構成については、後述する。

【0030】

上記構成のプラズマエッチング装置１０では、処理空間ＰＳに高周波電力を供給することにより、該処理空間ＰＳにおいてシャワーヘッド３６から供給された処理ガスから高密度のプラズマを生成し、さらに、処理空間ＰＳの直流電流によって、生成されたプラズマを所望の状態に保ち、該プラズマによってウエハＷにエッチング処理を施す。

【0031】

図３に示すように、本実施形態において、接地リング４５は、６つの円弧状部材４５ａ〜４５ｆから構成され、全体がリング状となるように構成されている。６つの円弧状部材４５ａ〜４５ｆは、それぞれ等しい大きさとされている。すなわち、１つのリング状部材を６等分したように構成されている。なお、このように、接地リング４５を複数の円弧状部材から構成する場合、少なくとも４つ以上とすることが好ましい。

【0032】

図２に示すように、円弧状部材４５ａ〜４５ｆの裏面側には、夫々上下動機構５０が配設されている。なお、図２には、各円弧状部材４５ａ〜４５ｆに対応して合計６つ配設された上下動機構５０のうちの１つのみが図示されている。

【0033】

上下動機構５０の駆動軸の上側端部は、各円弧状部材４５ａ〜４５ｆの裏面に夫々接続されている。そして、この上下動機構５０によって、図中矢印で示すように各円弧状部材４５ａ〜４５ｆを夫々独立に上下動させることができるように構成されている。これらの上下動機構５０は、円弧状部材４５ａ〜４５ｆを上下動させることによって、円弧状部材４５ａ〜４５ｆの接地電位への接続状態を変更する機能を有している。

【0034】

本実施形態では、円弧状部材４５ａ〜４５ｆは、図２に示すように下降させた状態で排気プレート１９と接触し、接地電位に接続された状態となる。そして、上下動機構５０によって円弧状部材４５ａ〜４５ｆを上昇させると、接地電位への接続状態が弱くなり、排気プレート１９と完全に非接触な状態となるまで上昇させることによって、円弧状部材４５ａ〜４５ｆを電気的にフローティング状態に設定できるようになっている。

【0035】

なお、上記とは逆に、円弧状部材４５ａ〜４５ｆを上昇させた状態で、円弧状部材４５ａ〜４５ｆが接地電位に接続された状態となり、下降させた状態で電気的にフローティング状態となるように構成してもよい。

【0036】

また、上記のように、接地リング４５を複数の円弧状部材４５ａ〜４５ｆから構成した場合、各円弧状部材４５ａ〜４５ｆが電気的に接続された状態としてもよい。さらに、上記のように、接地リング４５を複数の円弧状部材４５ａ〜４５ｆから構成するのではなく、一体に構成されたリング状の部材から接地リング４５を構成してもよい。この場合も、上下動機構５０は、周方向に沿って均一な間隔で複数、例えば少なくとも４つ以上配設し、夫々の上下動機構５０によって接地リング４５の各部の接地電位への接続状態を調節するよう構成する。

【0037】

図４（ａ）〜図４（ｃ）のグラフは、縦軸をエッチングレート、横軸を半導体ウエハ中心からの距離として、半導体ウエハＷ上の直交するＸ軸、Ｙ軸上のエッチングレートを測定した結果と、半導体ウエハＷのエッジから３ｍｍ中に入った周囲（径方向）のエッチングレートと均一性の値を示している。この際、一体的に構成された接地リング４５を使用し、この接地リング４５の接地状態を変更することによって、エッチング状態に現れる影響を調査したものである。なお、エッチング処理の条件は、
処理ガス：ＣＦ_４／Ａｒ＝５０／６００ｓｃｃｍ
圧力：５．３２Ｐａ（４０ｍＴｏｒｒ）
高周波電力：５００／２０００Ｗ
直流電圧：３００Ｖ
温度（載置台／天井部及び側壁部）：２０／１５０℃
ヘリウム圧力（センター／エッジ）：１９９５／５３２０Ｐａ（１５／４０Ｔｏｒｒ）
時間：６０秒
である。

【0038】

図４（ａ）は、接地リング４５の裏面側全体に、電気的接続状態を良好にするためのスパイラル状の電気的接続部材を配置した場合であり、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示した場合から、接地リング４５の裏面側に絶縁材（カプトン製）を配置して、接地電位への接続状態を変化させた場合を示しており、図４（ｂ）は、右側５０％の部位に絶縁材を配置した場合、図４（ｃ）は、全体に絶縁材を配置した場合を示している。図４（ｂ）に示すように、右側５０％の部位に絶縁材を配置した場合、絶縁材を配置しない場合に比べてエッチングレートの面内均一性が変化している。また、図４（ｃ）に示すように、接地リング４５全体をフローティング状態とすると、エッチングレートの面内均一性が著しく悪化し、現象としてプラズマリークが併発している。したがって、接地リング４５の少なくとも一部は、接地電位に接続された状態とすることが好ましい。

【0039】

図５（ａ）〜図５（ｃ）のグラフは、接地リング４５を取り付ける際の取付螺子の締め付けトルクを変化させた場合のエッチング状態に現れる影響を調査した結果と、半導体ウエハＷのエッジから３ｍｍ中に入った周囲（径方向）のエッチングレートと均一性の値を示すものである。図５（ａ）は、全ての取付螺子の締め付けトルク６ｋｇｆとした場合、図５（ｂ）は、１つの取付螺子のみを締め付けトルク６ｋｇｆとし他は締め付け無かった場合、図５（ｃ）は、全ての取付螺子を締め付け無かった場合を示している。

【0040】

これらの図５（ａ）〜図５（ｃ）のグラフに示されるように、取付螺子の締め付けトルクによっても、エッチングの面内均一性は変化し、全ての取付螺子を締め付け無かった場合、面内均一性は明らかに悪化している。

【0041】

上記のとおり、接地リング４５の一部の接地状態を部分的に変更することによって、エッチング処理の周方向の面内均一性が変化することを確認できた。したがって、上記実施形態に係るプラズマエッチング装置１０において、接地リング４５を構成する円弧状部材４５ａ〜４５ｆの接地状態を、上下動機構５０で円弧状部材４５ａ〜４５ｆを上下動させることによって変更し、エッチング処理の周方向の均一性を制御することができる。

【0042】

次に、上記構成のプラズマエッチング装置で、半導体ウエハＷに形成された薄膜をプラズマエッチングする手順について説明する。まず、ゲートバルブ４６が開かれ、半導体ウエハＷが図示しない搬送ロボット等により、図示しないロードロック室を介して搬入出口４４から処理チャンバー１１内に搬入され、載置台１２上に載置される。この後、搬送ロボットを処理チャンバー１１外に退避させ、ゲートバルブ４６を閉じる。そして、図示しない真空ポンプにより粗引き排気管２０及び本排気管２１を介して処理チャンバー１１内が排気される。

【0043】

処理チャンバー１１内が所定の真空度になった後、処理チャンバー１１内にはシャワーヘッド３６を介して所定の処理ガス（エッチングガス）が導入され、処理チャンバー１１内が所定の圧力に保持され、この状態で第１の高周波電源２２から載置台１２に、周波数が例えば４０ＭＨｚの高周波電力が供給される。また、第２の高周波電源２４からは、イオン引き込みのため、載置台１２に周波数が例えば３．２ＭＨｚの高周波電力（バイアス用）が供給される。このとき、静電チャック用直流電源２８から静電チャック２７の電極板２６に所定の直流電圧（例えば、プラス２５００Ｖの直流電圧）が印加され、半導体ウエハＷはクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により静電チャック２７に吸着される。

【0044】

上述のようにして下部電極である載置台１２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド３６と下部電極である載置台１２との間には電界が形成される。この電界により、半導体ウエハＷが存在する処理空間ＰＳには放電が生じ、それによって形成された処理ガスのプラズマにより、半導体ウエハＷ上に形成された薄膜がエッチング処理される。

【0045】

また、プラズマ処理中に上部直流電源４２からシャワーヘッド３６に直流電圧を印加することができるので次のような効果がある。すなわち、プロセスによっては、高い電子密度でかつ低いイオンエネルギーであるプラズマが要求される場合がある。このような場合に直流電圧を用いれば、半導体ウエハＷに打ち込まれるイオンエネルギーが抑えられつつプラズマの電子密度が増加されることにより、半導体ウエハＷのエッチング対象となる膜のエッチングレートが上昇すると共にエッチング対象の上部に設けられたマスクとなる膜へのスパッタレートが低下して選択性が向上する。

【0046】

この時、シャワーヘッド３６に印加される直流電圧に対する接地電極として作用する接地リング４５の取り付け状態によって、エッチング処理が周方向において不均一となる場合がある。このような場合、従来は、処理チャンバー１１を大気開放して、接地リング４５の取り付け状態を調整して処理の不均一性を解消していた。これに対して、本実施形態では、接地リング４５を構成する円弧状部材４５ａ〜４５ｆの接地状態を、上下動機構５０によって円弧状部材４５ａ〜４５ｆを上下に移動させることによって変更することにより、処理チャンバー１１を大気開放することなく、容易に迅速に処理の不均一性を解消することができる。これによって処理効率の大幅な向上を実現することができる。さらに、処理チャンバー１１間の処理の偏り（機差）を低減するための制御や、大口径（例えば、４５０ｍｍ）における均一性の制御としても、適用可能である。

【0047】

そして、上記したエッチング処理が終了すると、高周波電力の供給、直流電圧の供給及び処理ガスの供給が停止され、上記した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷが処理チャンバー１１内から搬出される。

【0048】

以上説明したとおり、本実施形態によれば、上部電極としてのシャワーヘッド３６に印加される直流電圧に対するグランドとなる直流電圧用グランド部材としての接地リング４５の設置状態による処理の偏りを容易に修正することができ、均一な処理を効率良く実施することができる。なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0049】

Ｗ……半導体ウエハ、１０……プラズマエッチング装置、１１……処理チャンバー、１２……載置台（下部電極）、３６……シャワーヘッド（上部電極）、４２……上部直流電源、４５……接地リング、４５ａ〜４５ｆ……円弧状部材、５０……上下動機構。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】