CN101901744A - 等离子处理用圆环状零件及等离子处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供等离子处理用圆环状零件及等离子处理装置。其通过控制电场分布特性而能实现提高等离子处理的均匀性、成品率。该等离子处理装置包括：处理容器，包括内部能保持为真空的处理室；载置台，用于在该处理室内载置被处理基板并且兼作为下部电极；圆环状零件，配置为在该载置台上围绕上述被处理基板的周缘；上部电极，与上述下部电极相对地配置在上述下部电极的上方；供电体，用于向上述载置台供给高频电力；利用在上述处理室内产生的等离子体对上述被处理基板实施等离子处理，在上述圆环状零件的、与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布的环状的槽。

Description

等离子处理用圆环状零件及等离子处理装置

技术领域

本发明涉及在等离子处理室内围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘的等离子处理用圆环状零件、及具有该等离子处理圆环状零件的等离子处理装置。

背景技术

作为半导体器件、FPD(Flat Panel Display，平面显示器)的制造工艺中的蚀刻、堆积、氧化、溅射等的装置，广泛应用等离子处理装置。作为等离子处理装置之一的等离子蚀刻装置，在处理容器或反应室内平行地配置有上部电极和下部电极，将被处理基板(半导体晶圆、玻璃基板等)载置在下部电极上，基本上是通过匹配器对上部电极或对下部电极或对上部电极和下部电极两者施加等离子体生成用的高频电压。

通常，在上部电极上设有多个气体喷出孔，从这些气体喷出孔对整个基板喷射被等离子体化了的蚀刻气体，同时对被处理基板整面进行蚀刻。

通常，将平行平板型的等离子蚀刻装置的上部电极和下部电极平行配置，通过匹配器对上部电极或对下部电极施加等离子体生成用的高频电压。在两电极之间，被高频电场加速了的电子、从电极放出的二次电子或被加热了的电子与处理气体的分子发生电离碰撞，产生处理气体的等离子体。利用等离子体中的自由基、离子对基板表面实施期望的精细加工例如蚀刻加工。

在此，随着半导体集成电路的精细化，在等离子处理中越来越追求低压下的高密度等离子体。例如，在电容耦合型的等离子处理装置中，追求更高效率、更高密度、更低偏压的等离子处理。另外，随着半导体芯片尺寸的大面积化、被处理基板的大尺寸化，追求更大尺寸的等离子体，腔室(处理容器)越来越大型化。

但是，在伴随被处理基板的大尺寸化而形成大尺寸的等离子处理装置中，有电极(上部电极或下部电极)的中心部的电场强度比边缘部的电场强度高的倾向。结果，存在所生成的等离子体的密度在电极中心部侧和电极边缘部侧不同这样的问题。因此，存在这样的问题：在等离子体密度较高的部分等离子体的电阻率变低、在相对的电极上也会有电流集中在该等离子体密度较高的部分上，从而等离子体密度的不均匀性更严重。

另外，随着由被处理基板的大尺寸化引起的腔室的大型化，在蚀刻的实际工艺中，在因温度分布等原因引起的处理气体的流动产生的影响下，也存在等离子体密度在被处理基板的中心部和周缘部不同这样的问题。

等离子体密度的不均匀性导致使被处理基板的蚀刻速度产生差异、特别是由于被处理基板的周缘部不良而导致获得的器件的成品率变差。

针对上述问题，迄今为止对电极结构尝试了各种各样的设计。例如，为了解决该问题，公知有由高电阻构件构成高频电极的主面中心部的技术方案(专利文献1)。该项技术是：由高电阻构件构成电极的与高频电源相连接一侧的主面(等离子体接触面)的中央部，使电极主面上的、电极中心部的电场强度比电极外周部的电场强度相对降低，从而校正电场分布的不均匀性。

另外，在专利文献2所公开的等离子处理装置中，在与处理空间相对的电极的主面内埋入电介质，使相对于自电极主面放射到处理空间的高频电力的阻抗在电极中心部相对变大、在电极边缘部相对变小，从而提高电场分布的均匀性。

另一方面，为了提高被处理基板的边缘部的等离子体密度分布的均匀性，等离子处理装置在其处理室内设置圆环状的零件例如聚流环，该圆环状的零件配设为围绕被载置在载置台上的晶圆的外周。聚流环根据其种类不同具有由配置在内侧的环状的内聚流环构件、和配置为围绕该内聚流环构件的外周的环状的外聚流环构件构成的双重圆结构。通常，内聚流环构件由硅等导电性材料构成，外聚流环构件由石英等绝缘性材料构成。

内聚流环构件起到使等离子体集中在晶圆上的作用，外聚流环构件起到将等离子体封在晶圆上的绝缘体的作用。

在等离子处理中，由于来自等离子体的热量输入而使外聚流环构件的温度上升，但当温度不稳定时，外聚流环构件附近的自由基密度变得不均匀，晶圆的外缘部的等离子体密度也变得不均匀。结果，在晶圆的中央部和外缘部产生等离子处理效果的差异，难以对晶圆实施均匀的等离子处理。

因此，在专利文献3中，在外聚流环上形成有环状的槽，通过减小其热容量，能利用来自等离子体的热量输入来使外聚流环的温度急速上升且能容易维持高温，由此能确保晶圆周缘部的等离子体密度的均匀性，能在批量生产的最初期阶段去除附着在聚流环上的堆积物。

专利文献1：日本特开2000-323456号公报

专利文献2：日本特开2004-363552号公报

专利文献3：日本特开2007-67353号公报

但是，在上述专利文献1、2那样的高频放电方式的等离子处理装置中，由高电阻构件构成高频电极的主面中心部存在因焦耳热导致的高频电力的耗费(能量损失)变多这样的问题。

另外，在如专利文献1、2那样在电极的主面埋入电介质的技术中，电极主面上的阻抗分布特性被电介质的材质及形状曲线固定，存在针对多种多样的工艺或工艺条件的改变不能灵活地对应这样的问题。

另外，在专利文献3中，通过在外聚流环上设置槽来减小热容量。由此，通过在短时间内使温度上升和温度的稳定化来确保晶圆周缘部的等离子体密度分布的均匀性。

但是，晶圆周缘部的等离子体密度分布的均匀性不仅需要确保温度的稳定性，还需要将晶圆周缘部的电场分布调整为期望的电场分布、电场强度。

在专利文献3中，通过在外聚流环上设置槽来减小热容量从而确保温度的稳定性。但是，由该温度的稳定带来的等离子体密度分布的均匀性是确保温度稳定之前的期间的等离子体密度分布的均匀性，不是将电场分布调整为所期望的电场分布、电场强度。因此，在专利文献3中，不能解决将电场分布调整为所期望的电场分布这样的问题。

另外，在专利文献3中，通过在外聚流环上设置槽来减小其热容量，从而确保等离子体密度分布的均匀性。但是，为了使晶圆端部的蚀刻速度、沉积速度形成为所期望的值，需要将晶圆端部的周边上表面的电场分布调整为所期望的值，但专利文献3不能解决该问题。

发明内容

本发明是鉴于上述以往技术的问题点而做成的，其目的在于提供一种等离子处理用圆环状零件及等离子处理装置，其通过将晶圆周缘部的电场分布调节为所期望的分布而能够实现提高等离子处理的均匀性和成品率。

用于解决上述问题的技术方案1所述的发明是一种等离子处理用圆环状零件，其配置为围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘，其特征在于，在与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个环状的槽，该环状的槽用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布。这是由于：通过在围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘的圆环状零件上形成环状的槽，能改变被处理基板周缘部的电场分布。

技术方案2所述的发明以技术方案1所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其特征在于，上述槽形成在内侧周缘部。这是由于：通过将槽形成在圆环状零件的与被处理基板接触的内侧，能更良好地调整被处理基板周缘部的电场分布。

技术方案3所述的发明以技术方案1或2所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其特征在于，利用上述槽的形状将阻抗调整为期望的值。这是由于：利用槽的形状改变其阻抗，由此能调整电场分布。

技术方案4所述的发明以技术方案1～3中任一项所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其特征在于，从该等离子处理用圆环状零件的、距离径向内侧端部为该等离子处理用圆环状零件宽度的30％以内的位置开始朝向径向外侧，以规定宽度形成上述槽。这是由于：若从圆环状零件的距离与被处理基板相接触的内侧端部超过圆环状零件宽度的30％的位置开始形成槽，则难以调整被处理基板周缘部的电场分布。

技术方案5所述的发明以技术方案1～4中任一项所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其特征在于，在该等离子处理用圆环状零件的、距离径向内侧端部为该等离子处理用圆环状零件宽度的80％以内的区域，以规定宽度形成上述槽。这是由于：若在圆环状零件的距离与被处理基板端部相接触的内侧端部超过圆环状零件宽度的80％的区域形成槽，则对被处理基板周缘部的电场分布的影响较少。

技术方案6所述的发明以技术方案1～5中任一项所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其特征在于，上述槽的深度至少为圆环状零件的厚度的70％以下。这是由于：在圆环状零件的内部形成槽时，若其深度(将圆环状零件沿水平方向设置时的垂直方向的长度)超过圆环状零件的厚度的70％，则圆环状零件的寿命会因等离子体冲击所产生的磨损而缩短。

技术方案7所述的发明以技术方案1～6中任一项所述的等离子处理用圆环状零件为基础，其特征在于，该等离子处理用圆环状零件至少由石英、碳、硅、碳化硅及陶瓷材料的任一种形成。

技术方案8所述的发明是一种等离子处理装置，包括：处理室，其内部能保持为真空；载置台，其用于在该处理室内载置被处理基板并且兼作为下部电极；圆环状零件，其配置为在该载置台上围绕上述被处理基板的周缘；上部电极，其与上述下部电极相对地配置在上述下部电极的上方；供电体，其用于向上述载置台供给高频电力；利用在上述处理室内产生的等离子体对上述被处理基板实施等离子处理，其特征在于，在上述圆环状零件的与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个环状的槽，该环状的槽用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布。这是由于：通过在围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘的圆环状零件上形成环状的槽，能改变被处理基板周缘部的电场分布。

技术方案9所述的发明以技术方案8所述的等离子处理装置为基础，其特征在于，上述槽形成在内侧周缘部。这是由于：通过将槽形成在圆环状零件的与被处理基板接触的内侧，能更良好地调整被处理基板周缘部的电场分布。

技术方案10所述的发明以技术方案8或9所述的等离子处理装置为基础，其特征在于，利用上述槽的形状将上述圆环状零件的阻抗调整为期望的值。这是由于：利用槽的形状改变其阻抗，由此能调整电场分布。

技术方案11所述的发明以技术方案8～10中任一项所述的等离子处理装置为基础，其特征在于，从上述圆环状零件的、距离径向内侧端部为该圆环状零件宽度的30％以内的位置开始，以规定宽度形成上述槽。这是由于：若从圆环状零件的距离与被处理基板相接触的内侧端部超过圆环状零件宽度的30％的位置开始形成槽，则难以调整被处理基板周缘部的电场分布。

技术方案12所述的发明以技术方案8～11中任一项所述的等离子处理装置为基础，其特征在于，在上述圆环状零件的距离径向内侧端部为该圆环状零件宽度的80％以内的区域，以规定宽度形成上述槽。这是由于：若在圆环状零件的距离与被处理基板端部相接触的内侧端部超过圆环状零件宽度的80％的区域形成槽，则对被处理基板周缘部的电场分布的影响较小。

技术方案13所述的发明以技术方案8～12中任一项所述的等离子处理装置为基础，其特征在于，上述槽的深度至少为上述圆环状零件的厚度的70％以下。这是由于：在圆环状零件的内部形成槽时，若其深度(将圆环状零件沿水平方向设置时的垂直方向的长度)超过圆环状零件的厚度的70％，则圆环状零件的寿命会因等离子体冲击所产生的磨损而缩短。

技术方案14所述的发明以技术方案8～13中任一项所述的等离子处理装置为基础，其特征在于，上述圆环状零件至少由石英、碳、硅、碳化硅及陶瓷材料的任一种形成。

采用本发明的等离子处理装置，通过调节晶圆周缘部的电场分布，能容易且自由地调节晶圆周缘的蚀刻速度或沉积速度，能提高等离子处理的均匀性、成品率。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的等离子处理装置的结构的纵剖视图。

图2是以往型聚流环及槽形成型聚流环的剖视图。

图3是例示了槽形状的图。

图4是表示氧化膜的蚀刻速度的曲线图。

图5是表示渗氮(nitride)物的蚀刻速度的曲线图。

图6是表示溅射速度的特性的曲线图。

图7是表示沉积速度的特性的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明将基于本发明的等离子处理装置适用于蚀刻装置的一实施方式。但是，本发明并不限定于该实施方式。

图1表示本发明的一实施方式的等离子处理装置1的整体的概略结构。该等离子处理装置包括具有处理室的圆筒形的腔室，该处理室例如由铝、不锈钢等构成且其内部能被气密地密封。在此，该等离子处理装置构成为下部双频施加方式的容量耦合型等离子处理装置，但本发明并不限定于此，可以为上下双频施加方式或单频施加方式的等离子处理装置。

在处理室内，水平地配置有用于支承作为被处理基板的例如半导体晶圆(以下称为晶圆)15的基座2。基座2由铝等导电性材料构成，兼作为RF电极。为了利用静电吸附力保持晶圆15，在基座2的上表面设有由陶瓷等电介质构成的静电吸盘16。在静电吸盘16的内部埋入有由导电体例如铜、钨等导电膜构成的内部电极17。基座2支承于陶瓷等绝缘性的筒状保持部3。筒状保持部3支承于处理室的筒状支承部4，在筒状保持部3的上表面配置有以环状围绕基座2的上表面的聚流环5。在聚流环5的外侧配置有圆环状的罩环25。

静电吸盘16通过与晶圆15相接触而进行热交换，来作为调节晶圆15的温度的热交换板使用。在晶圆15的外侧配置有作为等离子处理用圆环状零件之一的聚流环5。在该实施方式中，聚流环5是单一型的，但也可以是被分割为外侧聚流环和内侧聚流环的两分割型的聚流环。聚流环5与晶圆15相应地使用例如由Si、SiC、C、SiO₂等材料构成的构件。

在处理室的侧壁与筒状支承部4之间形成有环状的排气路6，在该排气路6的入口或中途安装有环状的挡板7。排气路6的底部通过排气管8与排气装置9相连接。排气装置9具有涡轮分子泵等真空泵，能将处理室内的等离子处理空间减压到所期望的真空度。在处理室的侧壁外表面安装有用于开闭晶圆15的搬入搬出口10的闸阀11。

在基座2的背面(下表面)及上部电极21上连接着从匹配器13(13a、13b)的输出端子延伸出的圆柱形或圆筒形的供电棒14(14a、14b)的上端。在双频施加方式中使用的第1及第2高频电源12a、12b通过匹配器13及供电棒14与基座2及上部电极21电连接。供电棒14例如由铜或铝等导体构成。

第1高频电源12a输出主要用于在基座2的上方生成等离子体的、频率比较高的例如60MHz的第1高频电力。另一方面，第2高频电源12b输出主要用于将离子引入到基座2上的晶圆15的、频率比较低的例如2MHz的第2高频电力。在第1高频电源12a侧的阻抗和负载(主要是电极、等离子体、腔室)侧的阻抗之间进行匹配的是匹配器13a，在第2高频电源12b侧的阻抗和负载侧的阻抗之间进行匹配的是匹配器13b。

静电吸盘16是在膜状或板状的电介质中埋入片状或网眼状的由导电体构成的内部电极17而成的，静电吸盘16一体形成或一体固定在基座2的上表面上。内部电极17与配置在处理室外的直流电源及供电线(例如覆盖线)电连接，利用自直流电源施加的直流电压能通过库伦力将晶圆15吸附保持在静电吸盘16上。

在处理室的顶部设有与基座2平行地相面对的上部电极21。上部电极21形成为内部为中空结构的圆板状，在上部电极21的下表面侧设有多个气体喷出孔22，从而形成簇射头。并且，利用气体导入管23将从处理气体供给部供给来的蚀刻气体导入到上部电极21内的中空部分，从该中空部分通过气体喷出口22将蚀刻气体均匀且分散地供给到处理室内。另外，上部电极21例如由Si、SiC等材料构成。

在静电吸盘16与晶圆15的背面之间通过气体供给管24供给有来自导热气体供给部(未图示)的导热气体、例如He气，该导热气体用于促进静电吸盘16、即基座2与晶圆15之间的热传导。

该等离子处理装置的主要特征在于：为了获得晶圆15的特性、以及能形成最适于各种等离子处理工艺的电场强度和电场分布的阻抗特性而使用形成有圆环状的槽的聚流环5。

图2是表示以往等离子处理所使用的以往型聚流环(图2的(a))和本发明的一实施方式的槽形成型聚流环(图2的(b))的截面形状的图。图2所示的聚流环都是单一性(也称作一体型)的聚流环。但是，本发明并不限定于单一型，也可以适用于例如被分割为内聚流环和外聚流环这两个环的分割型聚流环中的任一个环或两个环。作为聚流环的材料，例如可以由与晶圆15相同的材料(Si)形成，或由石英、碳、碳化硅、陶瓷材料(氧化钇(Y₂O₃)、二氧化硅)等的任一种形成。聚流环5为了支承晶圆15的周缘端部而被载置在静电吸盘16上。

利用图2的(b)说明本发明的一实施方式的槽形成型聚流环。图2的(b)所示的槽形成型聚流环在与静电吸盘16相接触的面(聚流环的背面)侧形成有槽51。优选该槽形成在聚流环的背面侧。这是由于：当使形成有槽的一面侧暴露于等离子体中时，槽会因等离子体的冲击而磨损，使槽形状逐渐发生变化。还由于：在通过切削加工等形成槽的情况下，与另一面相比较，因等离子体的冲击可能会使尘埃的产生率变高。

图2的(b)所示的槽51的形状的深度(将聚流环5水平设置时的垂直方向的长度)优选为聚流环的厚度的70％左右，更优选为50％以下。这是由于：当槽51的深度超过聚流环的厚度的70％时，因等离子体的冲击导致的聚流环5的磨损会使聚流环5的寿命变短。另外，在确保聚流环的刚性方面，也优选槽51的深度为聚流环的厚度的70％以下。另外，图2的(b)所示的槽形成型聚流环的槽51的深度形成为大约0.4mm。在此，槽51的深度是厚度大约为3.6mm的聚流环5的厚度的大约1/9。

另外，槽51的形状的径向的宽度优选为聚流环的径向的宽度的80％以下。例如，图2的(b)所示的槽形成型聚流环的槽51的宽度形成为大约40mm。在此，槽51的宽度相当于宽度为100mm的聚流环5的宽度的2/5(40％)。

另外，槽51优选从聚流环的靠近晶圆15一侧的端部开始形成或从该聚流环的靠近晶圆15一侧的端部起的径向宽度的30％以内的位置向径向外侧形成。这是由于：通过在不受离子冲击的范围内、尽可能地从聚流环的靠近晶圆15一侧的端部开始形成槽51，能更容易调整晶圆15的表面上的电场分布。

综上所述，为了使晶圆15表面上的电场分布为最佳，最好将槽51的形状形成为期望的形状。图3是例示了本发明的槽形状的图。图3的(a)是表示从聚流环5的内侧端部附近形成半椭圆形形状的槽51时的槽形状的图。图3的(b)是表示在内侧端部形成梯形的槽51并且在梯形的槽51的径向外侧形成四边形的槽51时的槽形状的图。图3的(c)是表示在聚流环5的内部形成3个圆形的中空槽51时的图。由于本发明是为了获得期望的电场分布而在聚流环上形成槽，因此，最好是根据所期望的电场分布形成最适合的槽。

实施例

实施例1

准备两个图2的(b)所示的聚流环5作为组装入等离子处理装置1的聚流环。在其中一个聚流环的槽51内几乎无间隙地埋入导热率为1W/MK的导热片。以下，在本说明书中，将上述几乎无间隙地埋入了导热率为1W/MK的导热片的聚流环称为槽形成聚流环1W型。并且，在另一个聚流环的槽51内几乎无间隙地埋入导热率为17W/MK的导热片。以下，在本说明书中，将上述几乎无间隙地埋入了导热率为17W/MK的导热片的聚流环称为槽形成聚流环17W型。并且，准备图2的(a)所示的以往型的聚流环作为上述两个聚流环的比较例。以下，在本说明书中，将该聚流环称为以往型聚流环。

接着，分别准备3组在表面形成了氧化膜的直径为300mm的无图形晶圆(以下称为晶圆Ox)和在表面上形成了渗氮物的直径为300mm的无图形晶圆(以下称为晶圆Ni)。然后，供给由C₄F₆/Ar/O₂(18/225/10)构成的处理气体，在上述无图形晶圆(晶圆Ox、晶圆Ni)上设置以往型的聚流环、槽形成聚流环1W型、槽形成聚流环17W型，对晶圆Ox和晶圆Ni分别实施60秒钟等离子处理。另外，此时的上部电极的温度/处理室的壁面温度/静电吸盘的底面温度为60℃/60℃/45℃。

图4是表示在上述的等离子处理条件下，晶圆Ox的蚀刻速度的曲线图，图5是表示在上述的等离子处理条件下，晶圆Ni的蚀刻速度的曲线图。另外，图4及图5所示的曲线图的横轴的“0”点表示晶圆中心点，用毫米为单位表示从该“0”点起到径向右侧150mm，用毫米为单位表示从该“0”点起到径向左侧150mm。另外，纵轴是氧化膜的蚀刻速度(nm/分钟)或渗氮物的蚀刻速度(nm/分钟)。

如图4所示，在晶圆Ox上设置以往型聚流环并实施等离子处理时的氧化膜的蚀刻速度，在晶圆中心部分的蚀刻速度大约为187nm/分钟，而随着往晶圆端部去其蚀刻速度逐渐变大，在距离晶圆端部为大约30mm的位置为最大，大约是195nm/分钟。并且，从该处到最端部为大致相同的蚀刻速度。

与此相对，设置槽形成聚流环1W型并实施了等离子处理的晶圆Ox，晶圆中心部的蚀刻速度(大约为187nm/分钟)为与以往型的蚀刻速度大致相同，而随着往晶圆端部去其蚀刻速度逐渐变大，在距离晶圆端部为大约30mm的位置为197nm/分钟，并且，从该处到最端部，蚀刻速度急剧上升，最端部的蚀刻速度大约为218nm/分钟。

另外，如图4所示，槽形成聚流环17W型的蚀刻速度的特性与槽形成聚流环1W型大致相同。

图5是表示在晶圆Ni上设置以往型聚流环并在上述条件下实施等离子处理时的渗氮物的蚀刻速度的曲线图。如图5所示，晶圆中心部分的蚀刻速度大约为-2nm/分钟，这表示在晶圆中心部堆积有CxFy。另外，随着往晶圆端部去蚀刻速度的负数的绝对值变大(CxFy的堆积速度变大)，从距离晶圆端部大约50mm的位置到最端部沉积(堆积)速度变大。

与此相对，设置槽形成聚流环1W型并实施了等离子处理的晶圆Ni，具有在晶圆中心部的蚀刻速度为比以往型绝对值稍大的负数(大约为-4nm/分钟)、但随着往晶圆端部去从负数变成正数的特性。即，显示出在距离晶圆端部大约为25mm的位置堆积和蚀刻相抵消，随着继续往晶圆端部去，蚀刻速度进一步上升的特性。

槽形成聚流环17W型的晶圆Ni的蚀刻速度特性与槽形成聚流环1W型相比虽然在蚀刻速度值上存在差异，但其特性本身与槽形成聚流环1W型大致相同。

由上述可知，根据埋入在槽51内的导热片的导热率的不同，蚀刻特性不会产生较大差异。这是由于：在聚流环5上形成槽51所产生的影响不是由热容量的变化引起的，而是由于聚流环5的阻抗的变化而使其周边的电场分布发生变化。结果，引起等离子体(电荷)对晶圆15的冲击强度发生变化。因此，为了获得期望的电场分布，根据施加等离子处理的材料改变槽51的形状，就能在期望的位置形成期望的电场分布。由此，能使对晶圆15施加的等离子处理均匀化。

实施例2

接着，调查了溅射速度的特性，与实施例1同样地准备槽形成聚流环1W型和槽形成聚流环17W型这两种聚流环作为组装入等离子处理装置1的聚流环5，并且，准备以往型的聚流环作为上述两个聚流环的比较例。

与实施例1同样地准备3张直径300mm的无图形晶圆。然后，将等离子处理室内减压到35毫托，供给由Ar/O₂(1225/15)构成的处理气体，在无图形晶圆上设置以往型的聚流环、槽形成聚流环1W型、槽形成聚流环17W型，实施60秒钟等离子处理。另外，此时的上部电极的温度/处理室的壁面温度/静电吸盘的底面温度为60℃/60℃/45℃。

图6是表示在上述的等离子处理条件下，上述3种聚流环产生的溅射速度的特性的曲线图。另外，图6所示的曲线图的横轴的“0”点表示晶圆中心点，用毫米为单位表示从该“0”点起到径向右侧150mm，用毫米为单位表示从该“0”点起到径向左侧150mm。另外，纵轴的溅射速度的单位是nm/分钟。

如图6的(a)所示，设置以往型的聚流环并实施等离子处理时的无图形晶圆的溅射速度，在晶圆中心部分的溅射速度大约为15nm/分钟。随着往晶圆端部去其溅射速度逐渐变小，从距离晶圆端部大约为40mm的位置开始急剧地减小，最端部的溅射速度大约为13nm/分钟。

与此相对，设置槽形成聚流环1W型并实施了等离子处理的无图形晶圆，在其晶圆中心部的溅射速度大约为17nm/分钟。从距离晶圆端部大约40mm的位置开始溅射速度逐渐减小，但从距离晶圆端部大约为10mm的位置到最端部转变为逐渐增加，最端部的溅射速度大约为19nm/分钟，显示出与以往型聚流环正相反的特性。

槽形成聚流环17W型的溅射速度的特性与槽形成聚流环1W型大致相同。

图6的(b)是表示使图6的(a)所示的3种聚流环的溅射速度标准化的图表。如图6的(b)所示，溅射特性几乎没有因为埋入到槽51内的导热片的导热率的差异而产生差异。由此可知，在聚流环5上形成槽51，与其说是通过改变热容量而使其周围的电场分布发生变化，不如说是通过改变聚流环5的阻抗而使其周围的电场分布发生变化。结果，认为是等离子体的冲击强度发生变化，溅射速度也发生了变化。

实施例3

接着，调查了沉积速度的特性，与实施例1、2同样地准备槽形成聚流环1W型和槽形成聚流环17W型这两种聚流环作为组装入等离子处理装置1的聚流环5，准备以往型的聚流环作为上述两个聚流环的比较例。

准备3张直径300mm的无图形晶圆。将等离子处理室内减压到35毫托，供给由C₄F₆/Ar(18/1225)构成的处理气体，在无图形晶圆上设置以往型的聚流环、槽形成聚流环1W型、槽形成聚流环17W型，实施60秒钟等离子处理。另外，此时的上部电极的温度/处理室的壁面温度/静电吸盘的底面温度为60℃/60℃/45℃。

图7是表示在上述的等离子处理条件下，在无图形晶圆上设置以往型、槽形成1W型、槽形成17W型这3种聚流环时的沉积速度的特性的曲线图。另外，图7所示的曲线图的横轴的“0”点表示晶圆中心点，用毫米为单位表示从该“0”点起到径向右侧150mm，用毫米为单位表示从该“0”点起到径向左侧150mm。另外，纵轴的沉积速度的单位是nm/分钟。

如图7的(a)所示，设置以往型的聚流环并实施等离子处理时的无图形晶圆的沉积速度，在晶圆中心部分的沉积速度大约为80nm/分钟。随着往晶圆端部去其沉积速度逐渐变大，从距离晶圆端部大约为50mm的位置开始急剧地增加，在最端部沉积速度大约为105nm/分钟。

与此相对，在无图形晶圆的外周设置槽形成聚流环1W型并实施等离子处理时，在晶圆中心部的沉积速度与以往型大致相同大约为80nm/分钟，从距离晶圆端部大约50mm的位置开始与以往型相反沉积速度开始减小，在其最端部的沉积速度大约为70nm/分钟。

如图7的(a)所示，槽形成聚流环17W型的沉积速度的特性与槽形成聚流环1W型大致相同。

图7的(b)是表示使图7的(a)所示的3种聚流环的沉积速度标准化的曲线图。如图7的(b)所示，与实施例1、实施例2同样地，沉积特性没有因埋入到槽51内的导热片的导热率的差异而产生差异。由此可知，在聚流环5上形成槽15，与其说是通过改变热容量而使其周围的电场分布发生变化，不如说是通过改变聚流环5的阻抗而其周围的电场分布发生变化。结果，认为是等离子体的冲击强度发生变化，沉积速度也发生了变化。

由以上的见解可知，通过在聚流环上形成槽，且改变该槽形状，能在期望的位置形成期望的电场分布。由此可知，能将蚀刻速度、沉积速度在期望位置调整为期望值。

本发明不限定于等离子蚀刻装置，也能适用于等离子体CVD、等离子体氧化、等离子体氮化、溅射等其它等离子处理装置。另外，本发明的被处理基板不限定于半导体晶圆，也能是平板显示用的各种基板、光掩模、CD基板、印刷基板等。

Claims (14)

1.一种等离子处理用圆环状零件，其配置为围绕被实施等离子处理的被处理基板的周缘，其特征在于，

该等离子处理用圆环状零件在与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个环状的槽，该环状的槽用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布。

2.根据权利要求1所述的等离子处理用圆环状零件，其特征在于，上述槽形成在内侧周缘部。

3.根据权利要求1或2所述的等离子处理用圆环状零件，其特征在于，利用上述槽的形状将阻抗调整为期望的值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子处理用圆环状零件，其特征在于，从该等离子处理用圆环状零件的、距离径向内侧端部为该等离子处理用圆环状零件宽度的30％以内的位置向径向外侧，以规定宽度形成上述槽。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的等离子处理用圆环状零件，其特征在于，在该等离子处理用圆环状零件的、距离径向内侧端部为该等离子处理用圆环状零件宽度的80％以内的区域，以规定宽度形成上述槽。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的等离子处理用圆环状零件，其特征在于，上述槽的深度至少为该等离子处理用圆环状零件的厚度的70％以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的等离子处理用圆环状零件，其特征在于，该等离子处理用圆环状零件至少由石英、碳、硅、碳化硅及陶瓷材料的任一种形成。

8.一种等离子处理装置，包括：处理室，其内部能保持为真空；载置台，其用于在该处理室内载置被处理基板并且兼作为下部电极；圆环状零件，其配置为在该载置台上围绕上述被处理基板的周缘；上部电极，其与上述下部电极相对地配置在上述下部电极的上方；供电体，其用于向上述载置台供给高频电力；利用在上述处理室内产生的等离子体对上述被处理基板实施等离子处理，其特征在于，

在上述圆环状零件的、与生成等离子体的等离子体生成空间侧相反一侧的面上形成至少一个环状的槽，该环状的槽用于将上述等离子体生成空间的电场分布调整为期望的电场分布。

9.根据权利要求8所述的等离子处理装置，其特征在于，上述槽形成在上述圆环状零件的内侧周缘部。

10.根据权利要求8或9所述的等离子处理装置，其特征在于，利用上述槽的形状将上述圆环状零件的阻抗调整为期望的值。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，从上述圆环状零件的、距离径向内侧端部为该圆环状零件宽度的30％以内的位置向径向外侧，以规定宽度形成上述槽。

12.根据权利要求8～11中任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，在上述圆环状零件的、距离径向内侧端部为该圆环状零件宽度的80％以内的区域，以规定宽度形成上述槽。

13.根据权利要求8～12中任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，上述槽的深度至少为上述圆环状零件的厚度的70％以下。

14.根据权利要求8～13中任一项所述的等离子处理装置，其特征在于，上述圆环状零件至少由石英、碳、硅、碳化硅及陶瓷材料的任一种形成。

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