(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置の処理室内に発生するパーティクルを低減しウエハの処理の歩留まりを向上させる。【解決手段】プラズマ処理装置を、真空容器内部に配置され内側でプラズマが形成される処理室と、この処理室内の下方に配置されその上面に処理対象のウエハが載せられる試料台と、処理室の試料台上面上方で試料台と対向して配置され処理室の内側にプラズマを形成するための電界が透過する誘電体製の窓部材と、真空容器の外側で処理室の外周を囲んで配置されて処理質の内側に磁界を形成するコイルと、試料室の内部で試料台と窓部材との間に配置されて試料台に向かって下向きに末広がりの形状を有した誘電体製の筒状の部材と、この筒状の部材で内側に誘電体窓と筒状の部材との間から処理用のガスを供給する複数のガス供給口と、筒状の部材の外側からプラズマが形成される処理室内に処理用のガスを供給する複数のガス供給口とを備えて構成した。【選択図】図１
2020004782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内部に配置され内側でプラズマが形成される処理室と、前記処理室内の下方に配置されその上面に処理対象のウエハが載せられる試料台と、前記処理室の前記試料台上面上方で前記試料台と対向して配置され前記処理室の前記内側に前記プラズマを形成するための電界が透過する少なくとも１つの誘電体製の窓部材と、前記真空容器の外側で前記処理室の外周を囲んで配置されて前記処理室の前記内側に磁界を形成するコイルと、前記処理室の内部で前記試料台と前記誘電体製の窓部材との間に配置されて前記試料台に向かって下向きに末広がりの形状を有した誘電体製の筒状の部材と、前記筒状の部材の内側に前記誘電体製の窓部材と前記筒状の部材との間から処理用のガスを供給する複数のガス供給口と、前記筒状の部材の外側から前記プラズマが形成される前記処理室内に処理用のガスを供給する複数のガス供給口とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記筒状の部材は、前記筒状の部材の内側壁面が、前記コイルが形成する前記磁界の磁力線の向きに沿って、前記試料台に向かって下方に向かうに伴って外側に傾斜して末広がりとなる形状を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記試料台上に載せられた前記ウエハは、前記筒状の部材の下端部から前記筒状の部材の内側壁面の前記磁界の磁力線の向きに沿った下向き末広がりの方向に投影された範囲の内側に配置されたプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
前記窓部材の外周側部分の下面下方で前記筒状の部材の外側を囲んで配置され当該筒状の部材の外側の空間に面して前記処理用のガスを前記処理室の中央側に向けて供給する前記ガス供給口を備えたリング状部材を備えたプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
前記筒状の部材の前記内側の空間上方の前記窓部材の下面と上面との間の厚さは、前記筒状の部材の外側の空間の厚さより大きくされたプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
前記筒状の部材の高さ方向上端と下端との間で前記内側と外側との空間を連通する開口を備え、この開口を通して前記電界と前記磁界とにより形成される電子サイクロトロン共鳴面が形成されるプラズマ処理装置。
【請求項７】
真空容器と、
前記真空容器の内部で被処理試料を載置する載置台と、
前記真空容器の上部に前記載置台と対抗して配置されて誘電体材料で形成された誘電体窓と、
前記真空容器の上部から前記誘電体窓を介して前記真空容器の内部に高周波波電力を供給する電力供給部と、
前記真空容器の外部に配置されて前記真空容器の内部に磁界を発生させる磁界発生部と、
前記真空容器の内部に処理ガスを供給するガス供給部と
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記誘電体窓と前記載置台との間に配置されて前記ガス供給部から供給された前記処理ガスを前記真空容器の内部に供給する多数の細孔が形成されたシャワープレートと、
前記ガス供給部から供給された前記処理ガスを前記真空容器の壁面に形成された多数の細孔を介して前記真空容器の内部に環状に供給する環状ガス供給部と、
前記シャワープレートから供給された前記処理ガスと前記環状ガス供給部から供給された前記処理ガスとを前記真空容器の内部で分離するガス分離部と
を更に備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項７記載のプラズマ処理装置であって、前記ガス分離部は、前記シャワープレートに取り付けられており、前記シャワープレートに取り付けられた位置から前記載置台の方向に向かって末広がりの円筒状の形状を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項８記載のプラズマ処理装置であって、前記ガス分離部は、下端部の前記載置台に一番近い部分の外径が、前記載置台に載置された被処理試料の外径よりも小さいことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置であって、前記ガス分離部は、前記末広がりの円筒形状に内面に沿って前記載置台の方向に延長させた線が前記載置台の高さの部分において前記載置台に載置された被処理試料の外径よりも外側を通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、真空容器内の処理室内部を減圧した処理室内部に処理ガスを導入しつつ、半導体ウエハ等の基板状の試料を処理するプラズマ処理装置に係り、処理室内に複数の導入孔から処理用ガスを導入して試料を処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かねてより、半導体集積回路の製造ではプラズマエッチング処理装置が用いられてきた。プラズマエッチング処理では、所定の真空度まで減圧された処理室内部に導入されたガスを真空容器外部から供給された電界等によりプラズマ化し、プラズマ内に生じた反応性の高い粒子が被処理体であるウエハの表面と物理的、化学的に反応することにより加工が行われる。
【０００３】
プラズマエッチング処理装置には、プラズマ生成方式によりＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）等に分類される。このうちＥＣＲ方式のプラズマエッチング処理装置は低圧領域であっても高密度のプラズマが得られるといった特長を有する。
【０００４】
プラズマエッチング処理においては、製造される半導体集積回路の歩留まり向上のため、ウエハを面内で均一にエッチングすることが求められる。特に近年では、集積回路内部のトランジスタの寸法の微細化、及び構造の複雑化により、求められる均一性のレベルが一層厳しくなっている。一方、ウエハの外縁部ではウエハ内外での材料の不連続性や電界集中などによりウエハ中心部とは環境が異なるため、均一なプラズマエッチング処理の実現には、エッチング反応のウエハ面内分布制御技術が不可欠である。
【０００５】
従来におけるウエハ面内分布制御技術の一例（特開２０１７−６９５４０号公報。以下特許文献１）では、処理室上方に複数の区画を設け、各区画においてガス種、プラズマ電力等を各々独立に制御する技術が開示されている。前記技術では、処理室上方の複数の区画ごとにプラズマ電力等が異なるプラズマを発生させることで、ウエハの場所ごとに異なるエッチング結果をもたらす。これによりエッチング処理の面内分布を制御し、ウエハを面内で均一にエッチングすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−６９５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来技術では、次の点について十分な考慮がなされていなかった。すなわち、上記従来技術では処理室を区切る壁が設けられたことによって表面積が増えるため、処理室壁面がプラズマに晒されることにより発生するパーティクルが増加するという点である。発生したパーティクルはウエハ上に落下し、付着することにより当該箇所のプラズマエッチングを妨げるため、加工不良が発生してしまう。特に、上記従来技術においては壁面がウエハ直上に存在するため、前記加工不良の問題がより顕著に現れてしまうという問題があった。
【０００８】
また特許文献１に記載されている従来技術はＩＣＰ方式のプラズマエッチング処理装置に係るものであるが、ＥＣＲ方式のプラズマエッチング処理装置で同様の手法を用いる場合、処理室内部に存在する磁力線に沿ってイオンが輸送されるため、区画壁内部を通る磁力線とウエハが交差する箇所と、それ以外の磁力線とウエハが交差する箇所では、ウエハ表面上に到達するイオンの数が異なることとなり、このようなイオンの密度の分布がウエハ表面の処理の結果に影響を与えてしまうという、所謂「転写」が生じてしまい、処理の歩留まりが損なわれてしまうという問題が生じていた点について、上記従来技術では十分に考慮されていなかった。
【０００９】
本発明の目的は、従来技術の課題を解決して、処理室内に発生するパーティクルを低減しウエハの処理の歩留まりを向上させたプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、真空容器内部に配置され内側でプラズマが形成される処理室と、この処理室内の下方に配置されその上面に処理対象のウエハが載せられる試料台と、処理室の試料台上面上方で試料台と対向して配置され処理室の内側にプラズマを形成するための電界が透過する少なくとも１つの誘電体製の窓部材と、真空容器の外側で処理室の外周を囲んで配置されて処理質の内側に磁界を形成するコイルと、試料室の内部で試料台と窓部材との間に配置されて試料台に向かって下向きに末広がりの形状を有した誘電体製の筒状の部材と、この筒状の部材で内側に誘電体窓と筒状の部材との間から処理用のガスを供給する複数のガス供給口と、筒状の部材の外側からプラズマが形成される処理室内に処理用のガスを供給する複数のガス供給口とを備えたプラズマ処理装置により達成される。また、上記課題を解決するために、本発明では、真空容器と、この真空容器の内部で被処理試料を載置する載置台と、真空容器の上部に試料台と対抗して配置されて誘電体材料で形成された誘電体窓と、真空容器の上部から誘電体窓を介して真空容器の内部に高周波波電力を供給する電力供給部と、真空容器の外部に配置されて真空容器の内部に磁界を発生させる磁界発生部と、真空容器の内部に処理ガスを供給するガス供給部とを備えたプラズマ処理装置において、誘電体窓と載置台との間に配置されてガス供給部から供給された処理ガスを真空容器の内部に供給する多数の細孔が形成されたシャワープレートと、ガス供給部から供給された処理ガスを真空容器の壁面に形成された多数の細孔を介して真空容器の内部に環状に供給する環状ガス供給部と、シャワープレートから供給された処理ガスと環状ガス供給部から供給された処理ガスとを真空容器の内部で分離するガス分離部とを更に備えて構成した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、処理室内に分離壁を備えつつも、この分離壁から発生するパーティクルを低減することにより、ウエハの加工不良を抑制しつつ、プラズマエッチングにおけるウエハ面内分布制御性の向上した真空処理装置が提供できる。また真空処理装置がＥＣＲ方式のプラズマエッチング装置であるときに、分離壁がウエハ上に転写しないウエハ面内分布制御性が向上した真空処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示した実施例に係るプラズマ処理装置の一部の断面図、及び前記真空処理室と接続されるガス供給機構の構成の概略を模式的に示す図である。
【図３】図１に示した実施例に係るプラズマ処理装置の真空処理室における真空処理室内の分離壁の部分の構成の概略を模式的に示した縦断面図である。
【図４】図１に示した実施例の変形例に係るプラズマ処理装置における真空処理室内の分離壁の部分の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図５】図１に示した実施例の別の変形例に係るプラズマ処理装置における真空処理室内の分離壁の部分の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１４】
真空容器内部に配置され内側でプラズマが形成される処理室と、この処理室内の下方に配置されその上面に処理対象のウエハが載せられる試料台と、処理室の試料台上面上方でこれと対向して配置され処理室内にプラズマを形成するための電界が透過する少なくとも１つの誘電体製の窓部材と、真空容器外側で処理室の外周を囲んで配置されて処理質の内側に磁界を形成するコイルと、試料室の内部で試料台と窓部材との間に配置されて試料台に向かって下向きに末広がりの形状を有した誘電体製の筒状の部材と、この筒状の部材で内側に誘電体窓と筒状の部材との間から処理用のガスを供給する複数のガス供給口と、筒状の部材の外側からプラズマが形成される処理室内に処理用のガスを供給する複数のガス供給口と、を有する。
【００１５】
さらに、筒状の部材は、その内側壁面が、コイルが形成する磁界の磁力線の向きに沿って、下方に向かうに伴って外側に傾斜して末広がりとなっており、また試料台上に載せられた前記ウエハは、筒状の部材の下端部から内側壁面の磁界の磁力線の向きに沿った下向き末広がりの方向に投影された範囲の内側に配置されている。
【００１６】
以下、図面を用いて本願発明に係るプラズマ真空処理装置の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１７】
図１乃至図３を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施の形態に関わるプラズマ処理装置の模式的な構成の一例を示す概略図である。
【００１８】
図１に示すプラズマ処理装置１００は、その一例であるマイクロ波ＥＣＲプラズマエッチング装置である。ここでは、真空処理室１０４の内部に設置された電極、真空処理室１０４の外部に設置された電界及び磁界の発生装置、並びに電源等が模式的に示されている。
【００１９】
図１に示す本発明の実施例に係るプラズマ処理装置１００は、真空処理室１０４を備える。真空処理室１０４の内部には試料台である電極１２５が設置され、電極１２５の上部には被処理材であるウエハ１２６が載置されている。真空処理室１０４ではガス供給機構１０５から真空処理室１０４に供給されたガスが、真空処理室１０４の外部に設置された電界発生手段及び磁界発生手段により発生した電界及び磁界によってプラズマ化しており、それによりウエハ１２６がプラズマエッチング処理される。
【００２０】
真空処理室１０４は、容器１０１の上部にシャワープレート１０２、さらに上部に誘電体窓１０３が設置された構成となっており、容器１０１は誘電体窓１０３によって気密封止されている。
【００２１】
真空処理室１０４の外部にはガス供給機構１０５があり、第一のガス配管１０６及び第二のガス配管１０９を備えている。第一のガス配管１０６は誘電体窓１０３とシャワープレート１０２との間に設けられた空間１０７に接続され、シャワープレート１０２に設けられた複数の細孔１０８を通じて真空処理室１０４と連通している。一方、第二のガス配管１０９は容器１０１の壁内部に設けられた環状空間１１０と接続され、この環状空間１１０と真空処理室１０４の間に設けられた複数の細孔１１１を通じて、真空処理室１０４と連通している。
【００２２】
真空処理室１０４の下部には可変コンダクタンスバルブ１１２を有し、この可変コンダクタンスバルブ１１２を通じて接続されたターボ分子ポンプ１１３により排気される。ターボ分子ポンプ１１３はさらに粗引きポンプ１１４と接続されている。可変コンダクタンスバルブ１１２とターボ分子ポンプ１１３及び粗引きポンプ１１４は、それぞれ制御部１５０と接続しており、制御部１５０によって制御される。
【００２３】
真空処理室１０４には圧力計１１５が接続されており、この圧力計１１５の値によって制御部１５０で可変コンダクタンスバルブ１１２の開度をフィードバック制御し、真空処理室１０４の圧力を所望の値に制御している。
【００２４】
プラズマ処理装置１００の上部にはマイクロ波電源１１６が設けられており、このマイクロ波電源１１６の周波数は例えば２．４５ＧＨｚである。マイクロ波電源１１６より発生したマイクロ波は、自動整合器１１７、方形導波管１１８、方形円形導波管変換器１１９、円形導波管１２０を通じて、空洞共振器１２１へと伝搬する。自動整合器１１７は反射波を自動的に抑制する働きがあり、また空洞共振器１２１はマイクロ波電磁界分布をプラズマ処理に適した分布に調整する働きを持つ。マイクロ波電源１１６は、制御部１５０で制御される。
【００２５】
空洞共振器１２１の下部には、マイクロ波導入窓である誘電体窓１０３、及びシャワープレート１０２を挟んで真空処理室１０４が設けられており、空洞共振器１２１で分布が調整されたマイクロ波は、誘電体窓１０３及びシャワープレート１０２を介して真空処理室１０４へ伝搬する。
【００２６】
真空処理室１０４及び空洞共振器１２１の周囲には電磁石を構成するソレノイドコイル１２２、１２３、１２４が配置されており、制御部１５０で制御されたコイル電源１４０により、各ソレノイドコイル１２２，１２３，１２４に電流を流すことで電磁石として作動し、真空処理室１０４内部に磁界が形成される。
【００２７】
以上のように真空処理室１０４の内部に高周波電界及び磁界が形成されると、電界及び磁界の強さが特定の関係となる領域（例えば２．４５ＧＨｚの電界であれば磁界の強さが０．０８７５Ｔとなる領域）において、後述する電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によるプラズマが形成される。
【００２８】
以下にＥＣＲについて詳細に説明する。真空処理室１０４内部に存在する電子はローレンツ力により、ソレノイドコイル１２２，１２３，１２４によって発生した磁界の磁力線に沿って回転しながら移動する。このときマイクロ波電源１１６より伝搬したマイクロ波の周波数が前記回転の周波数と一致すると電子が共鳴的に加速され、プラズマが効果的に加熱される。これをＥＣＲと呼ぶ。
【００２９】
ＥＣＲが発生する領域（ＥＣＲ面）は磁界分布により制御できるため、制御部１５０によりコイル電源１４０を介してソレノイドコイル１２２、１２３、１２４の各々に流れる電流を制御することで真空処理室１０４内部の磁界分布を制御し、真空処理室１０４の内部におけるプラズマ発生領域を制御することができる。またプラズマ中の荷電粒子の拡散は磁力線に対して垂直な方向へは抑制されるため、磁界分布制御によりプラズマの拡散を制御し、プラズマの損失を低減することも可能である。これらの効果によりウエハ１２６の上方におけるプラズマの分布を制御し、プラズマ処理の均一性を向上することができる。
【００３０】
電極１２５はＥＣＲ面の下側に位置し、図示していない梁により真空処理室１０４に固定されている。電極１２５及び真空処理室１０４は略円筒形であり、各々の円筒の中心軸は同一である。プラズマ処理装置１００にはロボットアーム等の搬送装置（図示せず）が備えられており、被処理材であるウエハ１２６は、前記搬送装置により電極１２５上部に搬送される。ウエハ１２６は電極１２５の上面に形成された静電吸着電極（図示せず）の静電吸着により電極１２５上に保持される。
【００３１】
電極１２５にはバイアス用高周波電源１２７が整合器１２８を介して接続されており、バイアス用高周波電源１２７を通じてウエハ１２６にバイアス電圧が印加される。バイアス用高周波電源１２７からはマイクロ波電源１１６の周波数より低い、例えば周波数４００ｋＨｚの高周波が印加される。
【００３２】
プラズマ中のイオンがウエハ１２６の側に引き込まれる量はバイアス電圧に依存するため、制御部１５０でバイアス用高周波電源１２７を制御してウエハ１２６に発生させるバイアス電圧を調整することにより、プラズマ処理形状（エッチング形状の分布）を制御することができる。
【００３３】
また電極１２５には温度制御機構１２９が搭載されており、電極１２５を通じてウエハ１２６の温度を制御することでもプラズマ処理形状の制御が可能である。
【００３４】
以上の構成は、すべて制御部１５０の制御用コンピュータに接続され、適切なシーケンスで動作するよう、そのタイミング及び動作量が制御されている。動作シーケンスの詳細なパラメータはレシピと呼ばれ、制御は予め設定されたレシピに基づいて行われる。レシピは通常、複数のステップから構成されている。ステップ毎にガス供給機構１０５から真空処理室１０４に供給するガス種・ガス流量等の処理条件が設定されており、各ステップは予め設定された順序及び時間で実行される。
【００３５】
図２は、図１に示した実施例に係る真空処理室１０４の一部、及び真空処理室１０４と接続されるガス供給機構１０５の詳細を示す断面図である。
【００３６】
ガス供給機構１０５には複数のガス源１３０が接続されている。ガス供給機構１０５は前記各ガス源１３０に対応する複数のマスフローコントローラ１３１を備え、各々対応する前記各ガス源１３０と接続されている。前記各マスフローコントローラ１３１は各々第一のバルブ１３２及び第二のバルブ１３３を備え、第一のバルブ１３２は第一のガス配管１０６と、第二のバルブ１３３は第二のガス配管１０９と、それぞれ連通している。
【００３７】
ガス源１３０から第一のガス配管１０６に供給されたガスは、誘電体窓１０３及びシャワープレート１０２で囲まれた空間１０７に導入され、シャワープレート１０２の細孔１０８を通じて、真空処理室１０４の中央付近から供給される。
【００３８】
一方、ガス源１３０から第二のガス配管１０９に供給されたガスは、容器１０１の壁内部の環状空間１１０に導入され、容器１０１に形成された細孔１１１を通じて、真空処理室１０４の外縁部から供給される。細孔１０８および細孔１１１はコンダクタンスが小さくなるよう直径が小さくなっており、第一のガス配管１０６及び第二のガス配管１０９の位置に寄らず、どの細孔１０８および１１１からも真空処理室１０４の内部に均等にガスが供給される。
【００３９】
ガス供給機構１０５は、制御部１５０で予め設定されたレシピに従い、各マスフローコントローラ１３１、各第一のバルブ１３２、各及び第二のバルブ１３３が各々制御されることで、第一のガス配管１０６及び第二のガス配管１０９に供給するガスの種類、流量、及び供給時間が制御される。
【００４０】
シャワープレート１０２は下部に分離壁１３４を備える。分離壁１３４は、以下で説明するようにウエハ１２６に近づくにつれて直径が大きくなる、逆漏斗状の筒である。分離壁１３４の形状は略軸対称であり、対称の軸の位置は真空処理室１０４の中心軸の位置と一致している。また分離壁１３４は誘電体で構成されており、マイクロ波を遮蔽しない。
【００４１】
分離壁１３４により真空処理室１０４の内部においてＥＣＲが発生する領域（ＥＣＲ面１３６）は、分離壁１３４の内側及び外側に分離される。細孔１０８は全て分離壁１３４の内側に配置され、また細孔１１１は全て分離壁１３４の外側に配置される。その結果、細孔１０８を通じて真空処理室１０４の内部に供給されるガスは分離壁１３４の内側で、細孔１１１を通じて真空処理室１０４の内部に供給されるガスは、分離壁１３４の外側で各々プラズマ化され、かつ、プラズマ化した各ガスは互いに混合することなく分離壁１３４のウエハ１２６側の端まで輸送される。
【００４２】
図３は、真空処理室１０４のうち、特にプラズマの生成及び輸送に係る部分の詳細を示した断面図である。なお、図３においては容器１０１、ソレノイドコイル１２２、１２３、１２４等の表示を省略している。
【００４３】
制御部１５０でコイル電源１４０からソレノイドコイル１２２、１２３、１２４に流す電流を制御することにより、ソレノイドコイル１２２、１２３、１２４により磁場が形成される。このうち、真空処理室１０４には、磁力線１３５に沿った磁場が形成される。真空処理室１０４を囲うソレノイドコイル１２２、１２３、１２４（図１参照）の長さは有限であるため、ソレノイドコイル１２２、１２３、１２４の中心軸方向において考えると、磁力線１３５はソレノイドコイル１２２、１２３、１２４の中心で最も密であり、中心から離れるにつれて互いの間隔は広がっていく。そのため、磁力線１３５はシャワープレート１０２からウエハ１２６に向かうに従って広がった形状となる。
【００４４】
分離壁１３４は磁力線１３５に沿った形状をしている。ガスのプラズマ化により生じた真空処理室１０４内部のイオンは磁力線１３５に沿って移動するため、分離壁１３４を磁力線１３５に沿った形状にすることで、分離壁１３４に衝突する荷電粒子を減少させ、パーティクルの発生を抑制することができる。
【００４５】
分離壁１３４の内径は、ウエハ１２６の端部１２６ａを通る磁力線によって形成される仮想的な逆漏斗状の筒よりも大きく形成されている。すなわち、図３に示した断面図において、分離壁１３４の内側の壁面に沿った線をウエハ１２６の側に伸ばしたとき、ウエハ１２６と同じ高さの部分において、ウエハ１２６の端部１２６ａよりも外側でウエハ１２６と交わらない位置を通ることを示している。その結果、分離壁１３４の内部の壁面近傍を通る磁力線１３５ａは、電極１２５に載置されたウエハ１２６の位置でウエハ１２６の端部１２６ａより外側を通ることとなり、分離壁１３４の形状がウエハ１２６に転写されることを抑制できる。これにより、分離壁から発生するパーティクルを低減することにより、ウエハの加工不良を抑制しつつ、プラズマエッチングにおけるウエハ面内分布制御性の向上させることができるようになった。
【００４６】
また分離壁１３４の下端部の外径Ｄ２は、ウエハ１２６の直径Ｄ１よりも小さい。そのため、細孔１１１を介して分離壁１３４の外側から導入されるガスの効果を、効率的にウエハ１２６の端部１２６ａ近傍の外縁部に及ぼすことが可能となる。
【００４７】
なお分離壁１３４の表面は、プラズマの浸食によるパーティクル発生を抑制するため、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）によってコーティングされていてもよい。
【００４８】
以上の構成により、分離壁１３４から発生するパーティクルを抑制しつつ、制御部１５０でガス供給機構１０５を制御して、マスフローコントローラ１３１から第一のバルブ１３２を介しシャワープレート１０２に形成された細孔１０８を通じて真空処理室１０４の中央付近から供給されるガス、及びマスフローコントローラ１３１から第二のバルブ１３３を介し容器１０１に形成された細孔１１１を通じて外縁部から供給されるガスを独立に制御することで、ウエハ１２６上におけるガス組成及び濃度の分布を効果的に制御し、エッチング形状の分布制御（プラズマ処理形状の制御）を行うことが可能である。
【００４９】
[変形例１]  
図４を用いて、本発明の実施例についての第一の変形例を説明する。なお、既に説明した図１乃至図３に示されたものと同一の符号が付された構成は、同一の機能を有する部分であるので、その構成については説明を省略する。
【００５０】
図４は本変形例に係る分離壁２３４の断面図を示す。本変形例と実施例との差異は、実施例が分離壁１３４とシャワープレート１０２が一体となった部品であるのに対し、本変形例では分離壁２３４が、シャワープレート２０２と分離した部品となっている点である。本変形例では分離壁２３４は真空処理室１０４を分離するための筒状部２３４ａと、真空処理室１０４に固定するための鍔状部２３４ｂから構成されている。
【００５１】
分離壁２３４の上部にはシャワープレート２０２が配置されている。シャワープレート２０２は、中央部２０２ａが周辺部２０２ｂより厚くなっている。中央部２０２ａは分離壁２３４と嵌まり合う大きさであり、中央部２０２ａの厚みは、分離壁２３４の鍔状部２３４ｂの厚みとシャワープレート２０２の周辺部２０２ｂの厚みの合計と略同一である。そのため、マイクロ波がシャワープレート２０２の中央部２０２ａを伝播する距離と、シャワープレート２０２の周辺部２０２ｂと分離壁２３４の鍔状部２３４ｂとが重なり合った部分を伝搬するときの距離が略同一となり、分離壁２３４の筒状部２３４ａの内側と外側での電界の差を抑制することが可能である。
【００５２】
誘電体部品はプラズマにより削れるため定期的に交換する必要があるが、本変形例では分離壁２３４とシャワープレート２０２が分離しているため、分離壁２３４とシャワープレート２０２を各々別の時期に交換することが可能である。そのため分離壁２３４の厚みとシャワープレート２０２の厚みを独立に設計することが可能である。
【００５３】
[変形例２]  
図５は、本発明の実施例についての第二の変形例である。なお、変形例１の場合と同様に、既に説明したものと同一の符号が付された構成は、同一の機能を有する部分であるので、その構成については説明を省略する。
【００５４】
図５は、本変形例に係る分離壁３３４の断面図である。分離壁３３４は、この分離壁３３４とＥＣＲ面１３６が交わる領域の周辺に開口部３３７を備える。ＥＣＲ面１３６においては、プラズマ密度が高くプラズマの浸食がより顕著であるため、この領域の分離壁３３４を削減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能である。また、分離壁３３４に開口部３３７を設けたことにより分離壁３３４の内側と外側のガスが混合するものの、開口部３３７はＥＣＲ面１３６の周辺部のみであるため全体に占める割合は小さく、内側と外側のガスを分離する分離壁３３４の効果の大部分は維持される。
【００５５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００５６】
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる。
【００５７】
なお、上記実施の形態で説明した構造や方法については、上記実施の形態のものに限定されるものではなく、様々な応用例が含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１００  プラズマ処理装置
１０２、２０２  シャワープレート
１０３  誘電体窓
１０４  真空処理室
１０５  ガス供給機構
１１２  可変コンダクタンスバルブ
１１３  ターボ分子ポンプ
１１４  粗引きポンプ
１１５  圧力計
１１６  マイクロ波電源
１１７  自動整合器
１２１  空洞共振器
１２２、１２３、１２４  ソレノイドコイル
１２５  電極
１２６  ウエハ
１２７  バイアス用高周波電源
１２９  温度制御機構
１３０  ガス源
１３１  マスフローコントローラ
１３４，２３４，３３４  分離壁
１４０  コイル電源
１５０  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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