JP2009032768A - 載置台およびプラズマアッシング処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、装置の大型化を招くことなく被処理物の主面に対して斜めの方向からイオンを入射させることができる載置台およびプラズマアッシング処理装置を提供する。
【解決手段】プラズマアッシング処理される被処理物を載置する載置台であって、高周波を印加することによりプラズマを発生可能とした電極と、前記電極の上に設けられ、前記電極の上面に対して前記被処理物を傾斜した状態で載置可能とした傾斜手段と、を備えたことを特徴とする載置台が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、載置台およびプラズマアッシング処理装置に関する。

プラズマを利用してレジストを除去するプラズマアッシング処理は、半導体や液晶ディスプレイをはじめとする各種の産業分野において広く利用されている。「プラズマアッシング処理」とは、具体的には、半導体ウェーハ等の基板の表面に回路パターンを加工するエッチング時や、イオン注入（ion implantation：以下、「インプラ」という）時のマスクとして用いられたレジストを、酸素プラズマなどとの反応により分解除去するプロセスである。

また、プラズマアッシング処理を実施可能なものとして、チャンバ内に一対の電極を平行に配設し、一方の電極に高周波電源を接続したプラズマアッシング処理装置（以下、アッシング装置という）や、チャンバ内に一個の電極を配設し、電極に高周波電源を接続すると伴にチャンバを接地して一対の電極を構成させたアッシング装置などが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

このようなアッシング装置においては、一対の電極間に放電を起こさせてプラズマを発生させ、発生したプラズマにより反応性ガスを分解、活性化させて中性活性種、イオン（プラスイオン）、電子などを生成し、中性活性種やイオンをレジストに作用させることでアッシング処理を行っている。

この場合、生成されたイオンは、セルフバイアスにより被処理物の主面に対して垂直な方向からレジストに入射するが、インプラのマスクとして用いられたレジストは、表面に除去が困難な変質層を有しているため、被処理物の主面に対して垂直な方向のみからイオンを入射させると、「フェンス残り」と呼ばれる残渣が残る場合がある。

ここで、被処理物の主面に対して斜めの方向からイオンを入射させるプラズマエッチング装置が提案されている（特許文献２を参照）。

特許文献２に開示されているプラズマエッチング装置は、磁力線に対して斜めに傾けられた試料台（被処理物を載置する台）を備え、磁力線に沿って入射してくるイオンを被処理物の主面に対して斜めの方向から入射させることができるようになっている。

しかしながら、特許文献２に開示された技術でアッシング装置におけるイオンの入射方向を制御するものとすれば、試料台（被処理物を載置する台）の近傍に磁力線を発生させるための装置が必要となりアッシング装置の大型化を招くことになる。また、試料台と磁力線を発生させるための装置との間で異常放電が生じてパーティクルが発生するなどのおそれもあった。
特開２００５−２５１８３７号公報 特開昭５７−１６４９８６号公報

本発明は、装置の大型化を招くことなく被処理物の主面に対して斜めの方向からイオンを入射させることができる載置台およびプラズマアッシング処理装置を提供する。

本発明の一態様によれば、プラズマアッシング処理される被処理物を載置する載置台であって、高周波を印加することによりプラズマを発生可能とした電極と、前記電極の上に設けられ、前記電極の上面に対して前記被処理物を傾斜した状態で載置可能とした傾斜手段と、を備えたことを特徴とする載置台が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、大気よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、前記チャンバ内に反応性ガスを導入するガス導入手段と、前記チャンバ内を排気する排気手段と、上記の載置台と、を備えたことを特徴とするプラズマアッシング装置が提供される。

本発明によれば、装置の大型化を招くことなく被処理物の主面に対して斜めの方向からイオンを入射させることができる載置台およびプラズマアッシング処理装置が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。
尚、説明の便宜上、ウェーハ上にマスクとして形成されたレジストをアッシング処理する場合を例にとり説明をする。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
図１に示すように、本実施の形態に係るアッシング装置１は、減圧雰囲気を維持可能なチャンバ２を備えている。チャンバ２内のプラズマＰの発生部の下方には、ウェーハ（被処理物）Ｗを載置保持するための載置台１０が配設されている。

載置台１０にはチャンバ２と絶縁されている下部電極３が備えられ、また、下部電極３にはウェーハＷを保持するための図示しない静電チャックが内蔵されている。そして、下部電極３には、ブロッキングコンデンサ６を介して高周波電源７が接続されており、チャンバ２は接地されている。そのため、チャンバ２の上部と下部電極３とで一対の電極を構成し、チャンバ２の上部と下部電極３との間でプラズマＰを発生させることができるようになっている。また、下部電極３の外周は、絶縁性リング８で覆われている。

チャンバ２側壁の上部には、プラズマＰの発生部に反応性ガス（アッシングガス）Ｇを導入するためのガス導入口４が設けられ、チャンバ２の底部にはチャンバ２内を排気Ｅするためのガス排気口５が設けられている。また、ガス導入口４には図示しないガス導入手段が接続され、ガス排気口５には真空ポンプのような図示しない排気手段が接続されている。

下部電極３の上面には、傾斜手段９が設けられており、傾斜手段９の上面がウェーハＷの載置面となっている。傾斜手段９は、絶縁性材料からなるものとすることができ、耐プラズマ性を考慮すれば、例えば、石英、アルミナ、イットリアなどからなるものとすることが好ましい。尚、金属などの導電性材料の表面に石英、アルミナ、イットリアなどの絶縁性材料を被覆したものを用いるようにすることもできる。
ここで、下部電極３の端面（上面）に対する傾斜手段９の傾斜角度θを、０°を超え、３０°以下とすることが好ましい。

次に、傾斜手段９についてさらに説明をする。
プラズマＰの中で発生したイオン（プラスイオン）４６と電子のうち、質量の軽い電子は動きが速く、下部電極３とチャンバ２の壁面にすぐに到達する。下部電極３に到達した電子は、ブロッキングコンデンサ６により移動を阻止され下部電極３を負に帯電させる。下部電極３の帯電圧は４００Ｖ〜１０００Ｖ程度に達するが、これを「陰極降下」という。

一方、チャンバ２は接地されているため、到達した電子は移動が阻止されず、チャンバ２はほとんど帯電しない。
そして、この陰極降下により発生する垂直な電界に沿ってイオン４６が下部電極３、ウェーハＷの方向に移動し、ウェーハＷ上のレジストに入射することで物理的なアッシング処理が行われる。尚、プラズマＰの中で発生した中性活性種は、主に重力により下降してウェーハＷ上のレジストに到達し、化学的なアッシング処理が行われる。

前述のような電子の移動により、プラズマＰと下部電極３との間には電位差が生じる。プラズマＰ中の電子は、下部電極３、チャンバ２の壁面側に移動するのでプラズマＰの電位Ｖｐはプラス電位となる。一方、チャンバ２は接地されているためその電位Ｖａはゼロ（０）となる。また、下部電極３では前述のように陰極降下が起こり、その電位（セルフバイアス電圧）Ｖｃはマイナス電位となる。この電位Ｖｃは、電子とイオン４６との質量差（移動の差）に基づいて自然に発生するため、下部電極３にセルフバイアスが発生することになる。

このようにプラズマＰと下部電極３との間に電位差があると、プラズマＰ中のイオン４６が引き寄せられ、イオン４６がたくさん集まった状態ができる。これが「イオンシース」と呼ばれるものである。そして、前述したように、プラズマＰから引き寄せられたイオン４６は加速されてウェーハＷ上のレジストと衝突し、アッシング処理がなされることになる。尚、イオン４６が入射しても、電子は動きが速いのですぐに別の電子が下部電極３に到達して、陰極降下の電位Ｖｃは一定に保たれることになる。

図２は、変質層を有するレジストをアッシング処理する様子を例示するための模式断面図である。
図２（ａ）に示すように、インプラのマスクとしてウェーハ４２上に形成され、インプラがされることによりイオンが注入されたレジスト４５には、レジスト４５の表面に形成された変質層（硬化層）４４と、変質層の下のイオンが注入されていない未変質層（バルク層）４３とが存在することになる。

このようなレジスト４５をアッシング処理で除去しようとする場合、セルフバイアスによりイオン４１は下部電極３の端面（上面）に対して垂直な方向から入射しようとする。そのため、イオン４１は、下部電極３の端面（上面）に載置されたウェーハ４２の主面に対しても垂直な方向から入射しようとする。

このようなイオン４１の入射によりレジスト４５を除去する場合、入射方向に対して垂直な方向のレジスト４５は入射されるイオンに対向する面積が多いので除去しやすいが、入射方向に対して平行な方向のレジスト４５は入射されるイオンに対向する面積が少ないので除去がしにくい。そのため、図２（ｂ）に示すように、最も除去がし難いレジスト４５の側壁（変質層４４）の一部が「フェンス残り」と呼ばれる残渣４４ａとして残る場合がある。

「フェンス残り」を抑制するためには、ウェーハＷの主面に対して傾いた方向からイオンを入射させるようにすれば入射されるイオンに対向する面積が増えるので、有効である。ここで、イオン４６は、セルフバイアスにより発生した下部電極３の端面（上面）に対して垂直な方向の電界に沿って入射してくる。そのため、下部電極３の端面（上面）を傾斜させて、傾斜面にウェーハＷを載置させるようにしても、イオン４６は下部電極３の端面（上面）に対して垂直な方向からウェーハＷに入射することになるので、結局はウェーハＷの主面に対して垂直な方向から入射することになってしまう。

これに対し本実施の形態においては、下部電極３の端面（上面）とウェーハＷとの間に傾斜手段９を設けるようにしているので、セルフバイアスにより発生した電界の向きに対してウェーハＷの主面を傾けることができる。そのため、ウェーハＷの主面に対して傾いた方向からレジストにイオン４６を入射させることができるので、変質層４４を有するレジスト４５をアッシング処理する場合であっても「フェンス残り」の発生を抑制したアッシング処理を行うことができる。この場合、特許文献２に開示されている技術のように磁力線を発生させるための装置などを必要とすることもないので、装置の大型化を招くこともない。

また、下部電極３の端面（上面）とウェーハＷとの間には、少なくともその表面が絶縁性材料からなる傾斜手段９が設けられているので、下部電極３の端面（上面）とウェーハＷとの間には隙間が存在しない。そのため、ウェーハＷが下部電極３の端面（上面）から離隔するように傾けられていても、下部電極３の端面（上面）とウェーハＷとの間で異常放電が発生するおそれもない。

また、傾斜手段９の傾斜角度θを、０°を超え、３０°以下とすれば、変質層４４を有するレジスト４５をアッシング処理する場合であっても「フェンス残り」の発生を抑制しつつ、効率の高いアッシング処理を行うことができる。

また、回路パターンを加工するエッチング時に用いられたマスクのように変質層４４がないレジストをアッシング処理する場合であっても、残渣の抑制されたアッシング処理を行うことができる。この場合も、傾斜手段９の傾斜角度θを、０°を超え、３０°以下とすれば、残渣の発生を抑制しつつ、効率の高いアッシング処理を行うことができる。

次に、図１、図２を用いアッシング装置１の作用について説明をする。
まず、ウェーハＷが図示しない搬送装置により、これも図示しないチャンバ２の側壁に設けられた搬入搬出口からチャンバ２内に搬入される。搬入されたウェーハＷは、図示しない受け渡し装置により傾斜手段９の上面に受け渡される。受け渡されたウェーハＷは、下部電極３に内蔵された図示しない静電チャックにより保持される。図示しない搬送装置がチャンバ２の外に退避した後、図示しない搬入搬出口が閉じられ、チャンバ２が密閉される。

次に、図示しない排気手段を作動させ、チャンバ２内を所定の圧力まで減圧する。そして、所定量の反応性ガス（アッシングガス）Ｇをガス導入口４から、チャンバ２内のプラズマＰが発生する空間に向けて導入する。ここで、反応性ガスＧとしては、例えば、Ｏ_２、Ｏ_２とＣＦ_４との混合ガスなどを例示することができるが、これらに限定されるわけではなく、レジストの材質やプロセス条件に合わせて適宜変更することができる。そして、高周波電源７より１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の高周波電力を下部電極３に供給する。下部電極３とチャンバ２の上部とが電極を構成するため、電極間に放電が起こりプラズマＰが発生する。発生したプラズマＰにより反応性ガスＧが分解、活性化され中性活性種、イオン、電子などが生成される。この生成された中性活性種やイオンなどがレジストに作用することでアッシング処理が行われる。

本実施の形態においては、傾斜手段９を設けるようにしているので、ウェーハＷの主面に対して傾いた方向からイオン４６がレジスト４５に入射される。そのため、変質層４４を有するレジスト４５をアッシング処理する場合であっても「フェンス残り」の発生を抑制したアッシング処理を行うことができる。

また、傾斜手段９の傾斜角度θを、０°を超え、３０°以下としているので、変質層４４を有するレジスト４５をアッシング処理する場合であっても「フェンス残り」の発生を抑制しつつ、効率の高いアッシング処理を行うことができる。

また、回路パターンを加工するエッチング時に用いられたマスクのように変質層４４がないレジストをアッシング処理する場合であっても、残渣の抑制されたアッシング処理を行うことができる。この場合も、傾斜手段９の傾斜角度θを、０°を超え、３０°以下としているので、残渣の発生を抑制しつつ、効率の高いアッシング処理を行うことができる。
また、下部電極３の端面（上面）とウェーハＷとの間には、少なくともその表面が絶縁性材料からなる傾斜手段９が設けられているので、下部電極３の端面（上面）とウェーハＷとの間で異常放電が発生するおそれもない。

図３は、本発明の第２の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
尚、図１で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
前述したように、プラズマＰと下部電極３との間には電位差が生じる。
本発明者は検討の結果、プラズマＰと下部電極３との間の誘電率を制御することができれば、セルフバイアスすなわち下部電極３の電位Ｖｃを制御することができるので、イオンの入射方向も制御できるとの知見を得た。

すなわち、プラズマＰと下部電極３との間の誘電率を高くすれば、下部電極３の電位Ｖｃを高くすることができるので、イオンを引き寄せる力を強くすることができ、イオンの入射方向を誘電率の高い方向へ向かせることができる。

そのため、傾斜手段を複数の範囲に分割して、それぞれの範囲毎に誘電率を変更できるようにすれば、イオンの入射方向の調整をすることができる。また、誘電率を変えることで下部電極３の電位Ｖｃを変えることができるので、引き寄せられるイオンの量を変えることができ、アッシングレートの調整をすることもできる。そのため、アッシング処理の面内均一性を向上させることができる。

図３に示すように、アッシング装置２５に設けられた傾斜手段９０は同心状に分割され、下部電極３の外周側に設けられた傾斜手段９０ａ、下部電極３の中央側に設けられた傾斜手段９０ｃ、傾斜手段９０ａと傾斜手段９０ｃとの間に設けられた傾斜手段９０ｂを備えている。そして、それぞれの傾斜手段の誘電率をアッシング処理にとって最適なものとすることで、残渣が残らず、また、処理の面内均一性を向上させたアッシング処理を行うことができる。

図３に例示をしたものでは、傾斜手段９０を３分割しているが、これに限定されるわけではなく、分割数は適宜変更することができる。また、図３に例示をしたものでは、傾斜手段９０を同心状に分割しているが、これに限定されるわけではなく、分割の形態は適宜変更することができる。例えば、放射状に分割することもできるし、賽の目状に分割することもできる。また、分割面間に隙間を有するものとすることもできるが、アッシング処理の面内均一性を向上させるためには、少なくとも分割面が当接する程度に近接していることが好ましい。

尚、アッシング装置２５の作用については、傾斜手段９０を分割し、各分割範囲毎に誘電率を変更できること以外は、図１で説明をしたものと同等のためその説明は省略する。

図４は、本発明の第３の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
また、図５は、誘電率の制御が可能な傾斜手段を例示するための模式断面図である。
尚、図１で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図４、図５に示すように、アッシング装置２６に設けられた傾斜手段９１は同心状に分割され、下部電極３の外周側に設けられた傾斜手段９１ａ、下部電極３の中央側に設けられた傾斜手段９１ｃ、傾斜手段９１ａと傾斜手段９１ｃとの間に設けられた傾斜手段９１ｂを備えている。

そして、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの内部にはそれぞれ空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃは、絶縁性材料からなるものとすることが好ましい。ただし、金属などの表面を絶縁性材料で覆うようにしたものとすることもできる。

また、誘電率の制御を行うための物質を空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給することで誘電率の制御を行う制御手段１１が設けられている。制御手段１１には、誘電率の制御を行うための物質を収納する例えばタンクのような収納手段１３と、収納手段１３に収納された誘電率の制御を行うための物質を空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給する供給手段１４と、空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給された誘電率の制御を行うための物質を回収して収納手段１３に戻す回収手段１５などが設けられている。尚、図中の矢印は誘電率の制御を行うための物質の流れ方向を示している。

供給手段１４には、収納手段１３と空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを連通する絶縁体からなる配管１６が設けられており、配管１６の収納手段１３側には収納手段１３に収納された誘電率の制御を行うための物質を汲み上げて空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給をする例えばポンプのような供給器１７が設けられている。また、供給器１７の下流側（空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃ側）においては、配管１６が各空間毎に分岐されており、分岐された配管１６ａにはそれぞれの管路を開閉するための開閉弁１８が設けられている。尚、供給器１７として誘電率の制御を行うための物質を汲み上げるものを例示したが、例えば、収納手段１３の内圧を上げて誘電率の制御を行うための物質を押し出すようなものとすることもできる。また、誘電率の制御を行うための物質が加圧状態にある場合（例えば、収納手段１３がガスなどの高圧タンクのような場合）には、供給器１７を設けないようにすることもできる。

回収手段１５には、収納手段１３と空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを連通する絶縁体からなる配管１９が設けられている。また、配管１９の上流側（空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃ側）では、配管１９が各空間毎に分岐されており、分岐された配管１９ａにはそれぞれの管路を開閉するための開閉弁２０が設けられている。また、開閉弁２０の下流の配管１９にはフィルタ２１が設けられ、フィルタ２１によりゴミなどが除かれた後に収納手段１３に回収されるようになっている。尚、フィルタ２１は必ずしも必要ではなく、省くこともできる。

また、図５に例示をしたものでは、供給手段１４により新たに供給された誘電率の制御を行うための物質により押し出されるようにして回収が行われるが、回収手段１５の配管１９にもポンプなどを設けて誘電率の制御を行うための物質を積極的に回収するようにすることもできる。

また、各空間毎に開閉弁１８、開閉弁２０が設けられているので、それぞれの空間に満たされる誘電率の制御を行うための物質の量、すなわち誘電率を個別に制御することができるようになっている。

尚、図５に例示をしたものでは、傾斜手段９１を３分割しているが、これに限定されるわけではなく、分割数は適宜変更することができる。
また、ウェーハＷの大きさが小さいなどのためにアッシング処理の面内均一性を調整する必要性が少ないなどの場合には、傾斜手段９１を分割しないようにすることもできる。

また、図５に例示をしたものでは、傾斜手段９１を同心状に分割しているが、これに限定されるわけではなく、分割の形態は適宜変更することができる。例えば、放射状に分割することもできるし、賽の目状に分割することもできる。ただし、ウェーハＷの面内均一性における制御性を考慮すれば、同心状などとして、傾斜手段９１（ウェーハＷ）の中心からの距離に応じた範囲毎に分割することが好ましい。

尚、分割面間に隙間を有するものとすることもできるが、アッシング処理の面内均一性を向上させるためには、少なくとも分割面が当接する程度に近接していることが好ましい。

この制御手段１１により、誘電率の制御を行うための物質が空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給されるので、それぞれの空間に満たされる物質の量や、物質の有する固有の誘電率などにより傾斜手段９１の誘電率が制御できることになる。そして、傾斜手段９１の誘電率が制御されることで、セルフバイアスすなわち下部電極３の電位Ｖｃを制御することができ、また、ウェーハＷの面内を分割するようにして当該制御を行うことができるのでイオンの入射方向の調整やアッシング処理の面内均一性を向上させることができる。

ここで、誘電率の制御を行うための物質は、誘電率の制御が可能であれば特に限定されるものではない。ただし、供給や回収の容易さの観点からは、流動性を有する物質であることが好ましい。そのようなものとしては、例えば、ヘリウムなどの気体、液体、半流動体、液体や気体に固体粒子が添加されたものなどを例示することができる。

また、誘電率の制御性の観点からは、ある程度の誘電率をも有していることが好ましい。そのようなものとしては、例えば、絶縁性を有するフッ化炭素系の液体（例えば、フロリナート（登録商標）やガルデンなど）、絶縁油、絶縁性流動体である超純水、エチレングリコール、グリセリン、高分子材料を溶媒に溶解させたものなどのような液体、液体や気体に高分子材料や無機材料の微粒子を添加したもの、シリコングリースのような半流動体などを例示することができる。ただし、これらのものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

また、誘電率の制御を行うための物質の絶縁性が低い場合には、この物質を伝わり高周波電力が外部に漏れるおそれがある。そのため、絶縁性が低い物質を用いる場合には、例えば、絶縁性を有する開閉弁１８、開閉弁２０を用い、開閉弁１８、開閉弁２０を閉じて各空間に絶縁性が低い物質を閉じ込めてから高周波電力を供給するようにすることが好ましい。尚、誘電率の制御を行うための物質の絶縁性が高い場合には、この物質が配管内を流れているときであっても高周波電力を供給することができる。

また、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃに設けられた空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに同一の誘電率を有する物質（例えば、同じ種類の液体）を供給することとしているが、各空間毎に異なる誘電率を有する物質（例えば、種類を変えたり、添加するものの割合を変えるようにしたもの）を供給するようにすることもできる。

次に、このアッシング装置２６の作用について説明をする。
まず、ウェーハＷの搬入や図示しない排気手段の作動に先立って、傾斜手段９１の誘電率が所定の値に設定される。
収納手段１３に収納された誘電率の制御を行うための物質を供給器１７で汲み上げて空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給する。この際、開閉弁１８、開閉弁２０が開かれ、各空間に誘電率の制御を行うための物質が循環するようにして供給可能とされる。

次に、各配管１９ａを流れる物質の流量が開閉弁１８が図示しない絞り手段で絞られたり、開閉弁２０が閉じられるなどして空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに所定量の誘電率の制御を行うための物質が満たされる。この際、空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内の物質の量は、供給量と回収量との差を計測することで知ることもできるし、各空間に液面などを検知する手段を設けてその量を検知するようにすることもできる。

次に、開閉弁１８、開閉弁２０が閉じられ、所定量の誘電率の制御を行うための物質が空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに密閉されることで、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの誘電率が設定される。すなわち、空間内に占める誘電率の制御を行うための物質の割合、物質固有の誘電率などで傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの誘電率が決定し設定されることになる。この際、絶縁性を有する開閉弁１８、開閉弁２０を用いるものとすれば、誘電率の制御を行うための物質が絶縁性の低い物質であっても、これを伝わり高周波電力が外部に漏れるおそれがない。

尚、誘電率の制御を行うための物質として絶縁性の高い物質を用いるものとすれば、これを伝わり高周波電力が外部に漏れるおそれがないので、開閉弁１８、開閉弁２０は絶縁性を有さないものであってもよい。また、開閉弁１８、開閉弁２０を閉じずに誘電率の制御を行うための物質を循環させて、空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに所定量の物質が満たされるようにすることもできる。この際、誘電率の制御を行うための物質を循環させるようにすれば、ウェーハＷの温度制御をも行うことができる。

また、各配管１６ａに設けられた開閉弁１８、各配管１９ａに設けられた開閉弁２０などを個別に制御することで空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内の物質の量を個別に制御することができるので、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの誘電率を個別に制御することができる。

そのため、セルフバイアスの分布すなわち下部電極３の電位Ｖｃの分布を傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃ毎に制御することができるので、イオンの入射方向やアッシングレートを調整することができ、残渣が残らず、また、処理の面内均一性を向上させたアッシング処理を行うことができる。

このようにして、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの誘電率が設定された後にウェーハＷのアッシング処理が行われる。尚、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの誘電率の調整は、アッシング処理中においても行うことができる。例えば、アッシング処理をしたウェーハＷの面内均一性に基づいて、傾斜手段９１ａ、９１ｂ、９１ｃの誘電率を個別的に調整するようにすることもできる。
尚、アッシング装置２６のその他の作用に関しては、図１で説明をしたものと同様のためその説明は省略する。

本実施の形態においては、制御手段１１により、誘電率の制御を行うための物質（例えば、フッ化炭素系の液体や液体に高分子材料や無機材料の微粒子を添加したものなど）が空間１２ａ、１２ｂ、１２ｃに供給されるので、それぞれの空間に満たされる物質の量などにより傾斜手段９１の誘電率が制御されることになる。

そして、傾斜手段９１の誘電率が制御されることで、セルフバイアスすなわち下部電極３の電位Ｖｃを制御することができ、また、ウェーハＷの面内を分割するようにして当該制御を行うことができるので、各分割範囲毎にイオンの入射方向やアッシングレートを調整することができる。そのため、アッシング処理の面内均一性を向上させることもできる。

また、高周波電力や処理圧力などのようなプラズマパラメータを変更することなくセルフバイアスすなわち下部電極３の電位Ｖｃを制御することができるので、プラズマ密度が影響を受けることがなく予期せぬ処理の変動が生じることもない。

本実施の形態においては、空間に満たされる物質の量などをプロセス条件などとともに設定することができ、また、アッシング装置２６の図示しない記憶手段などにレシピとして予め記憶させておくようにすることもできる。このようにすれば、プロセス条件やウェーハＷの品種、サイズなどが変わった場合でも迅速、かつ、機動的に最適条件を設定することができる。その結果、生産性を向上させることもできる。

図６は、本発明の第４の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図４で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本実施の形態に係るアッシング装置３０には、セルフバイアスすなわち下部電極３の電位Ｖｃを測定するための電極３１が設けられている。電極３１の上面はプラズマが発生する空間に向けて露出されており、下端は下部電極３と電気的に接続されている。そして、電極３１とブロッキングコンデンサ６との間にはセルフバイアス測定手段３２が接続されている。

セルフバイアス測定手段３２としては、例えば、電極３１を介して流れる電流を測定し、その測定値に基づいてセルフバイアスすなわち下部電極３の電位Ｖｃを知るものとすることができる。また、電極３１に発生した電位を図示しないセルフバイアス測定用の電圧計で測定するものとすることもできる。

このようにして測定された電位などは下部電極３の電位Ｖｃと同一ではないが、一定の相関関係が認められるので、予め実験などにより求められた補正値により補正をすることで下部電極３の電位Ｖｃを知ることができる。

本実施の形態においては、このようにして測定された下部電極３の電位Ｖｃに基づいて傾斜手段９１の誘電率を調整することで、最適な条件でアッシング処理を行うことができる。この場合、調整は操作者の判断により行うこともできるし、予め実験などで求めたパラメータなどを用いて図示しない制御手段により自動的に行われるようにすることもできる。そして、例えば、プロセス条件の微調整や経時変化などでセルフバイアスに変動が発生した場合であっても、他のプラズマパラメータを変更することなく最適な条件でのアッシング処理を行うことができる。

尚、説明の便宜上、本発明の実施の形態に係るアッシング装置の用途として半導体装置（ウェーハ）のアッシング処理を説明したが、例えば、液晶表示装置、位相シフトマスク、太陽電池、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems) などのアッシング処理についても適用させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。

前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、アッシング装置１、アッシング装置２５、アッシング装置２６、アッシング装置３０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本発明の第１の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。 変質層を有するレジストをアッシング処理する様子を例示するための模式断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。 誘電率の制御が可能な傾斜手段を例示するための模式断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。

符号の説明

１ アッシング装置、３ 下部電極、９ 傾斜手段、９ａ〜９ｃ 傾斜手段、１０ 載置台、１１ 制御手段、１２ａ〜１２ｃ 空間、１３ 収納手段、１４ 供給手段、１５ 回収手段、１６ 配管、１６ａ 配管、１７ 供給器、１８ 開閉弁、１９ 配管、１９ａ 配管、２０ 開閉弁、２５ アッシング装置、２６ アッシング装置、３０ アッシング装置、３１ 電極、３２ セルフバイアス測定手段、４６ イオン、９０ 傾斜手段、９０ａ〜９０ｃ 傾斜手段、９１ 傾斜手段、９１ａ〜９１ｃ 傾斜手段、Ｐ プラズマ、Ｗ 被処理物

Claims (7)

1. プラズマアッシング処理される被処理物を載置する載置台であって、
   高周波を印加することによりプラズマを発生可能とした電極と、
   前記電極の上に設けられ、前記電極の上面に対して前記被処理物を傾斜した状態で載置可能とした傾斜手段と、
   を備えたことを特徴とする載置台。
2. 前記傾斜手段は、前記電極の上面に対して前記被処理物を０°を超え、３０°以下の範囲で傾斜させること、を特徴とする請求項１記載の載置台。
3. 傾斜手段は、少なくともその表面が絶縁性材料からなること、を特徴とする請求項１または２に記載の載置台。
4. 前記傾斜手段は複数の範囲に分割され、前記範囲毎に誘電率の変更が可能なこと、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の載置台。
5. 前記傾斜手段は、内部に空間を有し、
   誘電率の制御を行うための流動性を有する物質を収納する収納手段と、
   前記収納手段に収納された前記物質を前記空間に供給する供給手段と、
   前記空間に供給された前記物質を前記収納手段に回収する回収手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の載置台。
6. 前記流動性を有する物質は、絶縁性を有する液体であること、を特徴とする請求項５記載の載置台。
7. 大気よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、
   前記チャンバ内に反応性ガスを導入するガス導入手段と、
   前記チャンバ内を排気する排気手段と、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載の載置台と、
   を備えたことを特徴とするプラズマアッシング装置。

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