特許 6932070 フォーカスリング及び半導体製造装置

(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】6932070

(24)【登録日】2021年8月19日

(45)【発行日】2021年9月8日

(54)【発明の名称】フォーカスリング及び半導体製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20210826BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20210826BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101B

   H01L21/302 101G

   !H05H1/46 A

   !H05H1/46 M

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-229015(P2017-229015)

(22)【出願日】2017年11月29日

(65)【公開番号】特開2019-102521(P2019-102521A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年7月30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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】須川 直樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直行

(72)【発明者】

【氏名】永関 一也

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１６８６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０８７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２４３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２５８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６００１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７００１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２８０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４９９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３２８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１６１２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２、２１／３０６５、２１／４６１、

２１／６７−２１／６８３、

Ｈ０１Ｊ ３７／３０−３７／３６、

Ｈ０５Ｈ １／００− １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体製造装置用のフォーカスリングであって、
電気を通す上側の第１のフォーカスリング及び下側の第２のフォーカスリングと、
前記第１のフォーカスリングと前記第２のフォーカスリングとの間に配置され、前記第１のフォーカスリングと前記第２のフォーカスリングとを電気的に絶縁する絶縁部材と、を有し、
前記第２のフォーカスリングの上面の一部はプラズマ空間に露出する、
フォーカスリング。

【請求項2】

前記絶縁部材は、前記フォーカスリングの一部にリング状、スリット状又は島状に設けられる、
請求項１に記載のフォーカスリング。

【請求項3】

前記絶縁部材は、前記フォーカスリングからリング状、スリット状又は島状に露出する、
請求項２に記載のフォーカスリング。

【請求項4】

前記フォーカスリングの前記絶縁部材以外の部分を構成する物質は、半導体である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項5】

前記絶縁部材は、体積抵抗率が１×１０^１２〜１×１０^１７［Ω・ｃｍ］の範囲内の物質である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項6】

前記絶縁部材は、シリコン酸化物、シリコーン、アクリル又はエポキシのいずれかである、
請求項５に記載のフォーカスリング。

【請求項7】

前記フォーカスリングは、直流電流の入口となる接点から前記絶縁部材の配置により画定する前記フォーカスリングの経路に直流電流を通す、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項8】

前記フォーカスリングの経路を通る直流電流の出口となる前記フォーカスリングのリング状の表面の幅は、０．５ｍｍ以上である、
請求項７に記載のフォーカスリング。

【請求項9】

前記絶縁部材の厚さは、２μｍ〜７５０μｍの範囲である、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項10】

前記絶縁部材は、前記フォーカスリングの内周側、外周側又はその間において、所定の高さに１つ又は複数配置される、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項11】

前記絶縁部材は、前記フォーカスリングを分割した２以上の部材を電気的に接続しないように接着する接着剤である、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項12】

前記絶縁部材は、溶射により前記フォーカスリングの表面に形成される溶射膜である、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフォーカスリング。

【請求項13】

処理室内の載置台と、
前記載置台の上に設けられた静電チャックと、
前記静電チャックの上に載置され、被処理体の周縁部に置かれたフォーカスリングと、を有し、
前記フォーカスリングは、
電気を通す上側の第１のフォーカスリング及び下側の第２のフォーカスリングと、
前記第１のフォーカスリングと前記第２のフォーカスリングとの間に配置され、前記第１のフォーカスリングと前記第２のフォーカスリングとを電気的に絶縁する絶縁部材と、を有し、
前記第２のフォーカスリングの上面の一部はプラズマ空間に露出する、
半導体製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置用の部品及び半導体製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フォーカスリングは、半導体製造装置の処理室内において載置台上のウェハの周縁部に配置され、処理室内にてプラズマ処理が行われる際にプラズマをウェハＷの表面に向けて収束させる。このとき、フォーカスリングはプラズマに曝露され、消耗する。

【0003】

その結果、ウェハのエッジ部においてイオンの照射角度が斜めになり、エッチング形状にチルティング（tilting）が生じる。また、ウェハのエッジ部のエッチングレートが変動し、ウェハＷの面内におけるエッチングレートが不均一になる。そこで、フォーカスリングが所定以上消耗したときには新品のものに交換することが行われている。ところが、その際に発生する交換時間が生産性を低下させる要因の一つになっている。

【0004】

これに対して、直流電源から出力される直流電流をフォーカスリングに印加することで、エッチングレートの面内分布を制御することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２３９２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では、フォーカスリングの表面に形成されるシースの変化が大きく、プラズマの状態変化が大きくなるため、エッチングレート又はチルティングの制御性に欠けるという課題がある。

【0007】

同様に、フォーカスリング以外の半導体製造装置に用いられる部材であって、プラズマに露出することで消耗する部材では、部材の消耗により部材の表面に形成されるシースが変化し、それに応じてプラズマの状態が変化する。

【0008】

上記課題に対して、一側面では、本発明は、エッチングレート又はチルティングの少なくともいずれかの制御性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、一の態様によれば、半導体製造装置用のフォーカスリングであって、電気を通す上側の第１のフォーカスリング及び下側の第２のフォーカスリングと、前記第１のフォーカスリングと前記第２のフォーカスリングとの間に配置され、前記第１のフォーカスリングと前記第２のフォーカスリングとを電気的に絶縁する絶縁部材と、を有し、前記第２のフォーカスリングの上面の一部はプラズマ空間に露出する、フォーカスリングが提供される。

【発明の効果】

【0010】

一の側面によれば、エッチングレート又はチルティングの少なくともいずれかの制御性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る半導体製造装置の断面の一例を示す図。

【図2】フォーカスリングの消耗によるエッチングレート及びチルティングの変動を説明するための図。

【図3】一実施形態に係るフォーカスリングの断面の一例を示す図。

【図4】一実施形態に係るフォーカスリングの上面の一例を示す図。

【図5】一実施形態に係る絶縁部材の特性の一例を示す図。

【図6】一実施形態の変形例に係るフォーカスリングの断面の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

【0013】

［半導体製造装置］
まず、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置１の一例について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る半導体製造装置１の断面の一例を示す図である。本実施形態に係る半導体製造装置１は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）型の半導体製造装置である。

【0014】

半導体製造装置１は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の円筒型の処理容器１０を有し、その内部は、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理が行われる処理室となっている。処理容器１０は接地されている。

【0015】

処理容器１０の内部には、円板状の載置台１１が配設されている。載置台１１は、被処理体の一例としての半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」という。）を載置する。載置台１１は、静電チャック２５を有する。載置台１１は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成された筒状保持部材１２を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１３に支持されている。

【0016】

静電チャック２５は、アルミニウムから形成された基台２５ｃと、基台２５ｃ上の誘電層２５ｂとを有する。静電チャック２５の周縁部にはフォーカスリング３０が載置されている。静電チャック２５及びフォーカスリング３０の外周は、インシュレータリング３２により覆われている。インシュレータリング３２の内側面には、フォーカスリング３０及び基台２５ｃに接するようにアルミリング５０が設けられている。

【0017】

誘電層２５ｂには、導電膜からなる吸着電極２５ａが埋設されている。直流電源２６はスイッチ２７を介して吸着電極２５ａに接続されている。静電チャック２５は、直流電源２６から吸着電極２５ａに印加された直流電流によりクーロン力等の静電力を発生させ、該静電力によりウェハＷを吸着保持する。

【0018】

載置台１１には、第１高周波電源２１が整合器２１ａを介して接続されている。第１高周波電源２１は、プラズマ生成およびＲＩＥ用の第１の周波数（例えば、１３ＭＨｚの周波数）の高周波電力を載置台１１に印加する。また、載置台１１には、第２高周波電源２２が整合器２２ａを介して接続されている。第２高周波電源２２は、第１の周波数よりも低いバイアス印加用の第２の周波数（例えば、３ＭＨｚの周波数）の高周波電力を載置台１１に印加する。これにより、載置台１１は下部電極としても機能する。

【0019】

また、直流電源２８はスイッチ２９を介して給電ライン２１ｂに接続されている。直流電源２８と給電ライン２１ｂとの接続ポイントと第１高周波電源２１の間にはブロッキングコンデンサ２３が設けられている。ブロッキングコンデンサ２３は、直流電源２８からの直流電流を遮断し、直流電流が第１高周波電源２１へ流れないようにする。静電チャック２５は、直流電源２８から印加された直流電流によりクーロン力等の静電力を発生させ、該静電力によりフォーカスリング３０を吸着保持する。

【0020】

基台２５ｃ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。冷媒室３１には、チラーユニットから配管３３、３４を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給され、静電チャック２５を冷却する。

【0021】

また、静電チャック２５には、ガス供給ライン３６を介して伝熱ガス供給部３５が接続されている。伝熱ガス供給部３５は、伝熱ガスをガス供給ライン３６を介して静電チャック２５の上面とウェハＷの裏面の間の空間に供給する。伝熱ガスとしては、熱伝導性を有するガス、例えば、Ｈｅガス等が好適に用いられる。

【0022】

処理容器１０の側壁と筒状支持部１３との間には排気路１４が形成されている。排気路１４の入口には環状のバッフル板１５が配設されると共に、底部に排気口１６が設けられている。排気口１６には、排気管１７を介して排気装置１８が接続されている。排気装置１８は、真空ポンプを有し、処理容器１０内の処理空間を所定の真空度まで減圧する。また、排気管１７は可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（automatic pressure control valve）（以下、「ＡＰＣ」という）を有し、ＡＰＣは自動的に処理容器１０内の圧力制御を行う。さらに、処理容器１０の側壁には、ウェハＷの搬入出口１９を開閉するゲートバルブ２０が取り付けられている。

【0023】

処理容器１０の天井部にはガスシャワーヘッド２４が配設されている。ガスシャワーヘッド２４は、電極板３７と、該電極板３７を着脱可能に支持する電極支持体３８とを有する。電極板３７は、多数のガス通気孔３７ａを有する。電極支持体３８の内部にはバッファ室３９が設けられ、このバッファ室３９のガス導入口３８ａには、ガス供給配管４１を介して処理ガス供給部４０が接続されている。また、処理容器１０の周囲には、環状又は同心状に延びる磁石４２が配置されている。

【0024】

半導体製造装置１の各構成要素は、制御部４３に接続されている。制御部４３は、半導体製造装置１の各構成要素を制御する。各構成要素としては、例えば、排気装置１８、整合器２１ａ，２２ａ、第１高周波電源２１、第２高周波電源２２、スイッチ２７、２９、直流電源２６、２８、伝熱ガス供給部３５および処理ガス供給部４０等が挙げられる。

【0025】

制御部４３は、ＣＰＵ４３ａ及びメモリ４３ｂを備え、メモリ４３ｂに記憶された半導体製造装置１の制御プログラム及び処理レシピを読み出して実行することで、半導体製造装置１にエッチング等の所定の処理を実行させる。また、制御部４３は、所定の処理に応じて、ウェハＷやフォーカスリング３０を静電吸着するための静電吸着処理等を制御する。

【0026】

半導体製造装置１では、例えばエッチング処理の際、先ずゲートバルブ２０を開き、ウェハＷを処理容器１０内に搬入し、静電チャック２５上に載置する。直流電源２６からの直流電流を吸着電極２５ａに印加し、ウェハＷを静電チャック２５に吸着させ、直流電源２８からの直流電流を基台２５ｃに印加し、フォーカスリング３０を静電チャック２５に吸着させる。また、伝熱ガスを静電チャック２５とウェハＷの間に供給する。そして、処理ガス供給部４０からの処理ガスを処理容器１０内に導入し、排気装置１８等により処理容器１０内を減圧する。さらに、第１高周波電源２１及び第２高周波電源２２から第１高周波電力及び第２高周波電力を載置台１１に供給する。

【0027】

半導体製造装置１の処理容器１０内では、磁石４２によって一方向に向かう水平磁界が形成され、載置台１１に印加された高周波電力によって鉛直方向のＲＦ電界が形成される。これにより、ガスシャワーヘッド２４から吐出した処理ガスがプラズマ化し、プラズマ中のラジカルやイオンによってウェハＷに所定のプラズマ処理が行われる。

【0028】

［フォーカスリングの消耗］
次に、図２を参照して、フォーカスリング３０の消耗によって生じるシースの変化と、エッチングレート及びチルティングの変動について説明する。図２（ａ）に示すように、フォーカスリング３０が新品の場合、ウェハＷの上面とフォーカスリング３０の上面とが同じ高さになるようにフォーカスリング３０の厚さが設計されている。このとき、プラズマ処理中のウェハＷ上のシースとフォーカスリング３０上のシースとは同じ高さになる。この状態では、ウェハＷ上及びフォーカスリング３０上へのプラズマからのイオンの照射角度は垂直になり、この結果、ウェハＷ上に形成されるホール等のエッチング形状は垂直になり、エッチング形状が斜めになるチルティング（tilting）は生じない。また、ウェハＷの面内全体においてエッチングレートが均一に制御される。

【0029】

ところが、プラズマ処理中、フォーカスリング３０はプラズマに曝露され、消耗する。そうすると、図２（ｂ）に示すように、フォーカスリング３０の上面は、ウェハＷの上面よりも低くなり、フォーカスリング３０上のシースの高さはウェハＷ上のシースの高さよりも低くなる。

【0030】

このシースの高さに段差が生じているウェハＷのエッジ部においてイオンの照射角度が斜めになり、エッチング形状のチルティング（tilting）が生じる。また、ウェハＷのエッジ部のエッチングレートが変動し、ウェハＷの面内におけるエッチングレートに不均一が生じる。

【0031】

これに対して、本実施形態では、直流電源２８から出力される直流電流をフォーカスリング３０に印加することで、エッチングレートの面内分布及びチルティングを制御する。しかし、直流電流がフォーカスリング３０の上面全面からプラズマ空間に通されると、フォーカスリング３０の上面全面のシースが変化するため、プラズマの状態変化が大きくなり、エッチングレート及びチルティングの制御性に欠けることになる。

【0032】

そこで、本実施形態に係るフォーカスリング３０では、エッチングレート及びチルティングの制御性を向上させるために、フォーカスリング３０の上面の一部のシースが変化するようにフォーカスリング３０を構成する。

【0033】

［フォーカスリングの構成］
以下に、本実施形態に係るフォーカスリング３０の構成の一例について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係るフォーカスリング３０及びその周辺の断面の一例を示す図である。図４は、本実施形態に係るフォーカスリングの上面の一例を示す図である。

【0034】

本実施形態に係るフォーカスリング３０は、シリコンで形成された２つのリング状の部材３０ａ、３０ｂに分割されている。部材３０ａは、フォーカスリング３０の内周側にて上面にて突出する凸部３０ａ１を有する。フォーカスリング３０は、凸部３０ａ１がウェハＷの周縁部に近接するように静電チャック２５上に配置される。部材３０ａの凸部３０ａ１の外周側は、凸部３０ａ１よりも薄く、フラットな形状を有する。

【0035】

フォーカスリング３０の一部はリング状の絶縁部材３０ｃにより形成されている。本実施形態では、凸部３０ａ１の外周側にて部材３０ａの上部にリング状の絶縁部材３０ｃを介して部材３０ｂが載置されている。

【0036】

絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０を分割した部材３０ａと部材３０ｂを電気的に接続しないように接着させる接着剤であってもよい。絶縁部材３０ｃは、無機物のＳｉＯ_２、有機物のシリコーン、アクリル、エポキシのいずれかにより形成されている。部材３０ａと部材３０ｂの間には隙間３０ｄがあり、絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０の上面の隙間３０ｄからリング状に露出している。

【0037】

このようにして絶縁部材３０ｃと隙間３０ｄとによって部材３０ａと部材３０ｂとが接触しない構成とすることで、部材３０ａと部材３０ｂとを電気的に接続しないようにすることができる。

【0038】

ただし、絶縁部材３０ｃの形状は、リング状に限らない。例えば、絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０の一部に、スリット状又は島状に設けられてもよい。この場合においても、部材３０ａと部材３０ｂとが接触しない又は部材３０ａと部材３０ｂとが極力接触しないように、絶縁部材３０ｃ及び隙間を設けることで、部材３０ａと部材３０ｂとを電気的に接続しない又は電気的な接続を最小限にすることができる。

【0039】

図４に示すように、フォーカスリング３０の外径はφ３６０ｍｍであり、内径はφ３００ｍｍであるが、これに限らない。例えば、フォーカスリング３０の外径はφ３８０ｍｍであってもよいし、それ以外であってもよい。また、例えば、フォーカスリング３０の内径はφ３０２ｍｍであってもよいし、それ以外であってもよい。図３及び図４に示す凸部３０ａ１の上面のリング状の幅Ｌは、０．５ｍｍ以上であればよく、０．５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

【0040】

部材３０ａと部材３０ｂの間の隙間３０ｄは、１００μｍ以上になると、フォーカスリング３０及びウェハＷの上方にて生成されるプラズマが、隙間３０ｄに入り込み、異常放電が発生するおそれがある。このため、隙間３０ｄは、例えば、１００μｍ又はそれ以下に管理される。

【0041】

絶縁部材３０ｃは、体積抵抗率が１×１０^１２〜１×１０^１７［Ω・ｃｍ］の範囲内の物質であってもよい。例えば、絶縁部材３０ｃは、無機物のＳｉＯ_２か_、有機物のシリコーン、アクリル、エポキシのいずれかの膜であってもよい。図５を参照すると、ＳｉＯ_２の体積抵抗率は１×１０^１７［Ω・ｃｍ］である。また、エポキシの体積抵抗率は１×１０^１２〜１×１０^１７［Ω・ｃｍ］であり、アクリルの体積抵抗率は１×１０^１５［Ω・ｃｍ］であり、シリコーンの体積抵抗率は１×１０^１４〜１×１０^１５［Ω・ｃｍ］である。よって、ＳｉＯ_２、シリコーン、アクリル、エポキシのいずれの物質も体積抵抗率が１×１０^１２〜１×１０^１７［Ω・ｃｍ］の範囲内の物質である。

【0042】

図３に示す絶縁部材３０ｃの厚さＨは、２μｍ〜７５０μｍの範囲の厚さであってもよい。例えば、絶縁部材３０ｃがＳｉＯ_２の場合、絶縁部材３０ｃの厚さＨは、２μｍ〜３０μｍの範囲のいずれかの厚さであってもよい。絶縁部材３０ｃがシリコーン、アクリル、エポキシのいずれかの場合、絶縁部材３０ｃの厚さＨは、２μｍ〜７５０μｍの範囲のいずれかの厚さであってもよい。

【0043】

絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０の内周側、外周側又はその間の所定の高さに１つ又は複数配置されてもよい。所定の高さとは、フォーカスリング３０の上面であってもよいし、フォーカスリング３０の内部であってもよい。

【0044】

［直流電流の経路］
静電チャック２５には、直流電源２８から直流電流が印加される。図３に示すように、フォーカスリング３０と基台２５ｃとはアルミリング５０を介して電気的に安定して接続される。本実施形態では、アルミリング５０に接触するフォーカスリング３０の側面が、直流電流の入口となる接点である。ただし、接点の位置はこれに限らない。

【0045】

直流電流は、基台２５ｃ、アルミリング５０、フォーカスリング３０の順に流れる。フォーカスリング３０の内部では、絶縁部材３０ｃが抵抗層となり、直流電流は、絶縁部材３０ｃにより隔てられ、部材３０ａと分離した部材３０ｂ側には流れない。

【0046】

よって、直流電流は、フォーカスリング３０の内部において、直流電流の入口となる接点から絶縁部材３０ｃの配置により画定する経路に通される。つまり、直流電流は、部材３０ａの外周側面側から入り、内周側へ向かって流れ、直流電流の出口となる内周上面（リング状の凸部３０ａ１の上面）からプラズマ空間に通される。直流電流の出口となるリング状の凸部３０ａ１の上面の幅Ｌは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

【0047】

以上に説明したように、本実施形態に係るフォーカスリング３０によれば、直流電流の経路となる部材３０ａの凸部３０ａ１が、フォーカスリング３０の内周側にて上部に突出するように設けられている。また、絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０の外周側で部材３０ａと部材３０ｂを分離する。また、内周側では、部材３０ａと部材３０ｂが接触しないように隙間３０ｄが設けられている。かかる構成により、図４に示すフォーカスリング３０の上面のうち、内周側の凸部３０ａ１の上面からプラズマ空間へ直流電流を通し、外周側の部材３０ｂの上面からプラズマ空間へ直流電流を流さないようにすることができる。

【0048】

直流電流をフォーカスリング３０の上面全面からプラズマ空間に通した場合、フォーカスリング上に形成されるシースの変化が大きくなる。これにより、プラズマの状態変化が大きくなり、エッチングレート及びチルティングの制御性が悪くなる。これに対して、本実施形態によれば、直流電流は、絶縁部材３０ｃの配置により画定されるフォーカスリング３０の経路を通り、フォーカスリング３０の上面の一部からプラズマ空間に通される。これにより、フォーカスリング３０上のシースの変化を部分的にすることができ、かつシースを変化させたい領域のみ変化させることができる。このため、プラズマの状態変化が部分的かつ小さくなり、エッチングレート及びチルティングの制御性を向上させることができる。この結果、チルティングの発生を抑制し、エッチング形状を垂直にすることができる。また、ウェハＷの面内におけるエッチングレートを均一にすることができる。

【0049】

なお、図３では、フォーカスリング３０と基台２５ｃの間に隙間があり、直流電流は、電気的に接続された基台２５ｃ、アルミリング５０、フォーカスリング３０の順に流れるようにしたが、これに限らない。例えば、フォーカスリング３０の下面と基台２５ｃを接触させることで、フォーカスリング３０の下面が、直流電流の入口である接点となる。

【0050】

また、例えば、アルミリング５０とフォーカスリング３０を、フォーカスリング３０の下面で接触させた場合には、アルミリング５０に接触するフォーカスリング３０の下面が、直流電流の入口である接点となる。

【0051】

また、基台２５ｃの側面の直流電流を通したくない箇所は、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）等を溶射した溶射膜でコーティングすることが好ましい。

【0052】

［変形例］
最後に、本実施形態の変形例に係るフォーカスリング３０について、図６を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係るフォーカスリング３０の断面の一例を示す図である。

【0053】

（変形例１）
図６（ａ）の変形例１に係るフォーカスリング３０は、直流電流の出口となる部材３０ａの凸部３０ａ１が、リング状のフォーカスリング３０の外周側に設けられている。絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０の内周側で部材３０ａと部材３０ｂを分離する。外周側では、部材３０ａと部材３０ｂとが接触しないように隙間３０ｄが設けられている。その他の構成は、図３の本実施形態に係るフォーカスリング３０と同じである。

【0054】

変形例１において、直流電流は、部材３０ａの外周側から入って外周側を流れ、直流電流の出口となるリング状の凸部３０ａ１の上面からプラズマ空間に通される。
（変形例２）
図６（ｂ）の変形例２に係るフォーカスリング３０は、直流電流の出口となる部材３０ａの凸部３０ａ１が、リング状のフォーカスリング３０の中央に設けられている。絶縁部材３０ｃ１、３０ｃ２は、フォーカスリング３０の外周側と内周側で部材３０ａと部材３０ｂ１、及び部材３０ａと部材３０ｂ２を分離する。中央では、部材３０ａと部材３０ｂ１及び部材３０ｂ２とが接触しないように隙間が設けられている。その他の構成は、図３の本実施形態に係るフォーカスリング３０と同じである。

【0055】

変形例２において、直流電流は、部材３０ａの外周側から入り、中央に向けて流れ、中央のリング状の凸部３０ａ１の上面からプラズマ空間に通される。
（変形例３）
図６（ｃ）の変形例３に係るフォーカスリング３０は、直流電流の出口となる部材３０ａの凸部３０ａ１、３０ａ２が、リング状のフォーカスリング３０の外周側と中央との間及び内周側と中央との間に２つ設けられている。絶縁部材３０ｃ１、３０ｃ２、３０ｃ３は、フォーカスリング３０の外周側と中央と内周側で、部材３０ａと部材３０ｂ１、部材３０ａと部材３０ｂ２、及び部材３０ａと部材３０ｂ３を分離する。部材３０ａと部材３０ｂ１、部材３０ａと部材３０ｂ２及び部材３０ａと部材３０ｂ３とが接触しないように隙間が設けられている。その他の構成は、図３の本実施形態に係るフォーカスリング３０と同じである。

【0056】

変形例３において、直流電流は、部材３０ａの外周側から入り、中央に向けて流れ、外周側と内周側と中央との間のリング状の凸部３０ａ１、３０ａ２の上面からプラズマ空間に通される。変形例３では、凸部３０ａ１及び凸部３０ａ２の上面の合計の幅が０．５ｍｍ以上であればよく、０．５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
（変形例４）
図６（ｄ）の変形例４に係るフォーカスリング３０は、直流電流の出口となる部材３０ａの凸部３０ａ１が、フォーカスリング３０の内周側に設けられている。絶縁部材３０ｃは、フォーカスリング３０の上面に設けられている。この場合、絶縁部材３０ｃは、シート状のＳｉＯ_２等の部材を張り付けてもよいし、溶射によりＳｉＯ_２等の溶射膜を絶縁部材３０ｃとして成膜してもよい。ただし、この場合、絶縁部材３０ｃがフォーカスリング３０の上面にてプラズマに露出されるため、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）によりフォーカスリング３０をコーティングし、プラズマ耐性を高める必要がある。本実施形態では、フォーカスリング３０を複数の部材に分割する必要がない。

【0057】

変形例４において、直流電流は、部材３０ａの外周側から入り、内周側に向けて流れ、リング状の凸部３０ａ１の上面からプラズマ空間に通される。

【0058】

変形例１〜変形例４のいずれにおいても、フォーカスリング３０の上面の一部から直流電流をプラズマ空間へ通すことで、フォーカスリング３０上に形成されるシースの変化を小さくすることができる。これにより、プラズマの状態変化を小さくすることで、エッチングレート及びチルティングの制御性を向上させることができる。なお、半導体製造装置用の部品は、シリコン等の半導体であることが好ましい。

【0059】

以上、半導体製造装置用の部品及び半導体製造装置を上記実施形態により説明したが、本発明に係る半導体製造装置用の部品及び半導体製造装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【0060】

上記実施形態及び変形例では、フォーカスリング３０について説明したが、本発明に係る半導体製造装置用の部品は、これに限らない。半導体製造装置用の部品は、高周波電力及び直流電流を印加する部品であって、半導体製造装置に用いられる部品であればよい。一例としては、高周波電力及び直流電流を印加する上部電極に適用することができる。この場合においても、本発明によれば、上部電極がプラズマに露出することで消耗しても、エッチングレート及びチルティングの制御性を向上させることができる。ただし、エッチングレート及びチルティングの少なくともいずれかの制御性を向上させることができればよい。

【0061】

本発明に係る半導体製造装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプにも適用可能である。

【0062】

また、本明細書では、半導体製造装置１にて処理される被処理体の一例としてウェハＷを挙げて説明した。しかし、被処理体は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。

【符号の説明】

【0063】

１ ：半導体製造装置
１０ ：処理容器
１１ ：載置台
１５ ：バッフル板
１８ ：排気装置
２１ ：第１高周波電源
２２ ：第２高周波電源
２３ ：ブロッキングコンデンサ
２５ ：静電チャック
２５ａ：吸着電極
２５ｂ：誘電層
２５ｃ：基台
２６ ：直流電源
２８ ：直流電源
３０ ：フォーカスリング
３０ａ、３０ｂ：部材
３０ａ１：凸部
３０ｃ：絶縁部材
３０ｄ：隙間
３１ ：冷媒室
３５ ：伝熱ガス供給部
４３ ：制御部
５０ ：アルミリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】