(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の被処理基板を収容してプラズマ処理を行う処理チャンバ内に配置され、前記被処理基板を支持する基板載置台であって、
前記被処理基板の裏面全体と接触する円形の支持面を有し、前記支持面で前記被処理基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部上に配置され、前記支持面よりも大きな外径を有するとともに前記被処理基板よりも小さい内径を有する円環状のカバー部材と、
前記カバー部材の下方において前記基板支持部に形成された穴部に収容され、前記カバー部材を上下動させるリフトピンと、
前記リフトピンを上下動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部と、
を備え、
前記カバー部材が、前記支持面に直交する方向からみて前記支持面に支持された前記被処理基板の周囲を囲むように、かつ、前記被処理基板の表面と前記被処理基板の表面に対向する該カバー部材の裏面との間に空隙が形成されるように配置され、
前記制御部は、エッチング処理時の前記空隙の長さがアッシング処理時の前記空隙の長さと比べて長くなるように前記駆動機構を制御する、
基板載置台。
【請求項２】
前記支持面が、円柱状の前記基板支持部の一端面であり、前記被処理基板の直径と同一又は前記被処理基板の直径よりも大きい直径を有する請求項１に記載の基板載置台。
【請求項３】
前記カバー部材は、該カバー部材の中心軸が前記基板支持部の中心軸と同軸となるように配置される請求項１又は２に記載の基板載置台。
【請求項４】
前記カバー部材が、前記被処理基板の外縁と前記被処理基板の外縁から０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた位置との間を覆うように配置される請求項１〜３の何れか一項に記載の基板載置台。
【請求項５】
前記カバー部材の内径が、前記被処理基板の外径よりも０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ小さく形成される請求項１〜４の何れか一項に記載の基板載置台。
【請求項６】
前記カバー部材は、
前記支持面の直径よりも内径が大きいリング状の本体部と、
前記本体部の内周の一端部に設けられ、前記本体部の径方向内側に突出され該カバー部材の内径を形成する庇部と、
を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の基板載置台。
【請求項７】
前記基板支持部が、複数の基板が貼り合わされて形成された貼り合わせ基板を前記被処理基板として支持する請求項１〜６の何れか一項に記載の基板載置台。
【請求項８】
前記基板支持部が、石英ガラスからなる基板を含む複数の基板が貼り合わされて形成された貼り合わせ基板を前記被処理基板として支持する請求項７に記載の基板載置台。
【請求項９】
円形の被処理基板を収容してプラズマ処理を行う処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置され、前記被処理基板を支持する基板載置台と、
を備え、
前記基板載置台は、
前記被処理基板の裏面全体と接触する円形の支持面を有し、前記支持面で前記被処理基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部上に配置され、前記支持面よりも大きな外径を有するとともに前記被処理基板よりも小さい内径を有する円環状のカバー部材と、
前記カバー部材の下方において前記基板支持部に形成された穴部に収容され、前記カバー部材を上下動させるリフトピンと、
前記リフトピンを上下動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部と、
を有し、
前記カバー部材が、前記支持面に直交する方向からみて前記支持面に支持された前記被処理基板の周囲を囲むように、かつ、前記被処理基板の表面と前記被処理基板の表面に対向する該カバー部材の裏面との間に空隙が形成されるように配置され、
前記制御部は、エッチング処理時の前記空隙の長さがアッシング処理時の前記空隙の長さと比べて長くなるように前記駆動機構を制御する、
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、基板載置台及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置には、被処理基板であるウェハの周囲を囲むように、フォーカスリングと称されるリング状の部材を配置したものがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載のフォーカスリングは、ウェハを支持する支持面の直径がウェハの直径よりも僅かに小さくされた基板支持部を備える基板載置台の周囲に配置される。フォーカスリングを備えることで、プラズマが閉じ込められるとともに、ウェハ面内のバイアス電位の縁面効果による不連続性が緩和され、ウェハの中央部と同様にその外縁部においても、均一で良好な処理を行うことができる。【０００３】
しかし、特許文献１記載のように、ウェハの面積よりも小さい面積で基板載置台の上面を形成した場合には、ウェハの外縁部が基板載置台の上面の外縁部よりも外側に突出する。このため、基板載置台の熱がウェハの外縁部に十分に伝達できなくなり、ウェハの外縁部の冷却が不十分となり、結果、外縁部のエッチング特性が低下するおそれがある。このため、特許文献２記載のプラズマ処理装置では、基板載置台の上面の中央に第１の熱伝達用ガス拡散領域が形成され、基板載置台の上面の外縁部に第２の熱伝達用ガス拡散領域が形成されている。この構成によって、ウェハの外縁部を局所的に、かつ高速に冷却または昇温させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７７３６９号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体デバイスの製造分野では、微細化によって集積度を上げる試みが多く行われている。また、近年では三次元実装と呼ばれる半導体デバイスの積層によって単位面積あたりの集積度を上げる試みが盛んに行われている。このような三次元実装される半導体デバイスに貫通電極を形成するために、ＴＳＶ（Through-Silicon  Via）技術を用いてウェハに貫通孔を形成する試みも行われている。さらには、貫通孔を形成するためのウェハがサポートウェハに接着剤を介して貼り合わされた「貼り合わせウェハ」をエッチングする試みもなされている。【０００６】
このような貫通孔又はビアホールのホールを形成する工程では、ホール深さが例えば１００μｍ以上の深さが要求されているので、所定の深さになるまでエッチング処理を続ける必要がある。連続的にエッチング処理を行うと、プラズマからの入熱によってウェハ面内での温度分布の偏りがより顕著になるおそれがある。この場合、ウェハ面内におけるエッチングレートの均一性やウェハ面内のホール深さの均一性が損なわれるおそれがあるだけでなく、垂直なホール形状の実現も困難となってしまう。このため、特許文献１及び特許文献２に記載の基板載置台においても、ウェハの外周部において積極的に伐熱することが望まれている。すなわち、当技術分野では、基板面内におけるホール深さの均一性の向上を実現することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、伐熱不均一を解消するためには、基板から基板載置台への熱伝導効率を向上させることが重要であり、基板裏面の全体を載置台の上面である支持面に接触させる構成を採用することが優れた解決手段であることを見出すとともに、この解決手段を採用するためには、載置台の支持面の外縁をプラズマから適切に保護する構成が必要であることを見出した。【０００８】
すなわち、本発明の一側面に係る基板載置台は、基板支持部と、カバー部材とを備える。基板支持部は、被処理基板の裏面全体と接触する円形の支持面を有し、支持面で被処理基板を支持する。カバー部材は、円環状の部材であり、支持面よりも大きな外径を有するとともに被処理基板よりも小さい内径を有する。このカバー部材は、支持面に直交する方向からみて支持面に支持された被処理基板の周囲を囲むように配置される。【０００９】
この基板載置台によれば、基板の裏面全体が支持面と接触するため、基板の外縁部まで均一に温度制御をすることができる。このため、基板面内における温度差を小さくすることが可能となり、ホール深さの均一性を実現することができる。また、支持面よりも大きな外径を有するとともに被処理基板よりも小さい内径を有するカバー部材を用いることで、基板支持部の支持面の外縁及び基板の外縁を覆うことができるので、基板支持部の支持面の外縁及び基板の外縁部が直接プラズマに晒されることを回避しながら、基板の外縁部まで均一に温度制御をすることが可能となる。よって、基板面内における温度分布の均一化を図ることで、基板面内におけるホール深さの均一性の向上を実現することができる。【００１０】
一実施形態では、支持面が、円柱状の基板支持部の一端面であり、被処理基板の直径と同一又は被処理基板の直径よりも大きい直径を有してもよい。このように構成することで、被処理基板の裏面全体を支持面へ接触させることができる。【００１１】
一実施形態では、カバー部材は、該カバー部材の中心軸が基板支持部の中心軸と同軸となるように配置されてもよい。このように構成することで、被処理基板の外縁を均一に覆うことができる。【００１２】
一実施形態では、カバー部材が、被処理基板の外縁と被処理基板の外縁から０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた位置との間を覆うように配置されてもよい。被処理基板の外縁を上記範囲で覆うことで、被処理基板の外縁において適切な電界の調整を行うことができる。【００１３】
一実施形態では、カバー部材の内径が、被処理基板の外径よりも０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ小さく形成されていてもよい。このように内径を形成することで、被処理基板の外縁において適切な電界の調整を行うことができる。【００１４】
一実施形態では、カバー部材が、被処理基板の表面と被処理基板の表面に対向する該カバー部材の裏面との間に空隙が形成されるように配置されてもよい。このように配置することで、通常の被処理基板だけでなく、複数の基板が貼り合わされることで厚みが増した貼り合わせ基板を用いた場合であっても、基板支持部の支持面の外縁及び基板の外縁部が直接プラズマに晒されることを回避しながら、基板の外縁部まで均一に温度制御をすることができる。【００１５】
一実施形態では、カバー部材は、支持面の直径よりも内径が大きいリング状の本体部と、本体部の内周の一端部に設けられ、本体部の径方向内側に突出され該カバー部材の内径を形成する庇部と、を有してもよい。このように構成することで、庇部の径方向内側への突き出し量を調整して基板外縁部における電界の調整を行うことができる。【００１６】
一実施形態では、基板支持部が、複数の基板が貼り合わされて形成された貼り合わせ基板を被処理基板として支持してもよい。複数の基板が貼り合わされることで厚みが増した貼り合わせ基板を用いた場合であっても、上述した基板温度の均一性の向上の効果を奏することができる。【００１７】
一実施形態では、基板支持部が、石英ガラスからなる基板を含む複数の基板が貼り合わされて形成された貼り合わせ基板を被処理基板として支持してもよい。断熱材である石英ガラスが含まれた貼り合わせ基板を用いた場合であっても、上述した基板温度の均一性の効果を奏することができるので、上述した基板温度の均一性の向上の効果を奏することができる。【００１８】
本発明の他の側面に係るプラズマ処理装置は、円形の被処理基板を収容してプラズマ処理を行う処理チャンバと、処理チャンバ内に配置され、被処理基板を支持する基板載置台と、を備える。基板載置台は、基板支持部と、カバー部材とを備える。基板支持部は、被処理基板の裏面全体と接触する円形の支持面を有し、支持面で被処理基板を支持する。カバー部材は、円環状の部材であり、支持面よりも大きな外径を有するとともに被処理基板よりも小さい内径を有する。このカバー部材は、支持面に直交する方向からみて支持面に支持された被処理基板の周囲を囲むように配置される。【００１９】
このプラズマ処理装置によれば、基板の裏面全体が支持面と接触するため、基板の外縁部まで均一に温度制御をすることができる。このため、基板面内における温度差を小さくすることが可能となり、ホール深さの均一性を実現することができる。また、支持面よりも大きな外径を有するとともに被処理基板よりも小さい内径を有するカバー部材を用いることで、基板支持部の支持面の外縁及び基板の外縁を覆うことができるので、基板支持部の支持面の外縁及び基板の外縁部が直接プラズマに晒されることを回避しながら、基板の外縁部まで均一に温度制御をすることが可能となる。よって、基板面内における温度分布の均一化を図ることで、基板面内におけるホール深さの均一性の向上を実現することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の種々の側面及び実施形態によれば、基板面内におけるホール深さの均一性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】ベベルカバーリングの周辺を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その１）である。
【図４】静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その２）である。
【図５】静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その３）である。
【図６】静電チャックにウェハが支持される際の、ウェハ及びベベルカバーリングの状態を模式的に示す断面図（その４）である。
【図７】上側リング部材の庇部により覆われた状態で静電チャックに支持されているウェハの状態を拡大して示す断面図である。
【図８】ウェハの外周部を覆う上側カバー部材が設けられていない場合に、ウェハの外周部においてウェハの基体表面に表面荒れが生ずる様子を説明するための断面図である。
【図９】ウェハに形成される貫通孔が傾斜する様子を説明するための断面図である。
【図１０】エッチングにより形成された貫通孔の中心軸の垂直方向からの傾斜角を、ウェハの外縁からの距離の異なる各点で測定した結果を示すグラフである。
【図１１】実験例１、２の異なる条件を用いてアッシングしたときのレジストのアッシングレートを、ウェハの外縁からの距離の異なる各点で測定した結果を示すグラフである。
【図１２】アッシングの前後におけるレジスト膜の厚さを、ウェハの外縁からの距離の異なる各点で測定した結果を示すグラフである。
【図１３】貼り合わせウェハの構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】貼り合わせウェハの製造方法を説明するための図であり、各工程におけるウェハの状態を模式的に示す断面図（その１）である。
【図１５】貼り合わせウェハの製造方法を説明するための図であり、各工程におけるウェハの状態を模式的に示す断面図（その２）である。
【図１６】イオンとラジカルの振る舞いの違いを説明する概要図である。
【図１７】エッチングレート及びアッシングレートのクリアランス長依存性を示すグラフである。
【図１８】図１７の一部の範囲を示すグラフである。
【図１９】ベベルカバーリングの高さ位置（クリアランスの長さ）を調整したプラズマ処理のフローチャートである。
【図２０】ベベルカバーリングの高さ位置（クリアランスの長さ）を説明する概要図である。
【図２１】ベベルカバーリングの高さ位置を調整しない場合における、エッチングレート及びアッシングレートの面内位置依存性を示すグラフである。
【図２２】ベベルカバーリングの高さ位置を調整した場合における、エッチングレート及びアッシングレートの面内位置依存性を示すグラフである。
【図２３】Ｓｉ基板面内温度のシミュレーション結果である。（ａ）は比較例１の基板載置台に載置した場合のシミュレーション結果、（ｂ）は実施例１の基板載置台に載置した場合のシミュレーション結果である。
【図２４】ＳｉＯ２基板面内温度のシミュレーション結果である。（ａ）は比較例２の基板載置台に載置した場合のシミュレーション結果、（ｂ）は実施例２の基板載置台に載置した場合のシミュレーション結果である。
【図２５】比較例３の基板載置台及び実施例３の基板載置台における中心位置に依存した電界のシミュレーション結果である。
【図２６】比較例４の基板載置台及び実施例４，５の基板載置台に載置された基板にホールを形成する際の条件である。
【図２７】比較例４の基板載置台に載置された基板に形成されたホールの断面ＳＥＭ像である。
【図２８】図２７に示すホールのデータである。
【図２９】実施例４の基板載置台に載置された基板に形成されたホールの断面ＳＥＭ像である。
【図３０】図２９に示すホールのデータである。
【図３１】実施例５の基板載置台に載置された基板に形成されたホールの断面ＳＥＭ像である。
【図３２】図３１に示すホールのデータである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。プラズマ処理装置は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理チャンバ１を有している。この処理チャンバ１は、円筒状とされ、例えばアルミニウム等から構成されている。処理チャンバ１内には、被処理基板である半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）Ｗを水平に支持する基板載置台９４が収容されている。基板載置台９４は、載置台２、静電チャック６及びベベルカバーリング５を備える。なお、載置台２及び静電チャック６は、本発明の一形態における基板支持部に相当し、ベベルカバーリング５は、本発明の一形態におけるカバー部材に相当する。また、ウェハＷは例えばシリコンからなる。
【００２４】
載置台２は、円柱状を呈し、例えばアルミニウム等で構成されており、下部電極としての機能を有する。この載置台２は、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持される。また、載置台２及び支持台４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３ａが設けられている。載置台２の上方の外周には、円環状のベベルカバーリング５が設けられている。ベベルカバーリング５の詳細な構成については、後述する。
【００２５】
載置台２には、第１の整合器１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続され、また、第２の整合器１１ｂを介して第２のＲＦ電源１０ｂが接続される。第１のＲＦ電源１０ａは、プラズマ発生用のものであり、この第１のＲＦ電源１０ａからは所定周波数（２７ＭＨｚ以上例えば１００ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２に供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂは、イオン引き込み用（バイアス用）のものであり、この第２のＲＦ電源１０ｂからは第１のＲＦ電源１０ａより低い所定周波数（３２ＭＨｚ以下、例えば１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２に供給される。一方、載置台２の上方には、載置台２と平行に対向するように、上部電極としての機能を有するシャワーヘッド１６が設けられており、シャワーヘッド１６及び載置台２は、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。なお、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極である載置台２とは、本発明の一形態における照射部に相当する。
【００２６】
載置台２の上面には、静電チャック６が設けられている。静電チャック６は、円板状を呈し、該静電チャック６の一方の主面（一端面）がウェハＷを支持するための支持面６ｅとされる。支持面６ｅは、円形を呈し、ウェハＷの裏面全体と接触して円板状のウェハＷを支持する。すなわち、支持面６ｅの直径は、ウェハＷの直径と同一か、又はウェハＷの直径よりも大きくされており、支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と熱的に接触した構成とされている。この静電チャック６は、絶縁体６ｂの間に電極６ａを介在させて構成されており、電極６ａには直流電源１２が接続される。そして、電極６ａに直流電源１２から直流電圧が印加されることにより、電極６ａとウェハＷとの間にクーロン力が発生し、発生したクーロン力によってウェハＷの裏面全体が支持面６ｅに吸着される。このようにして、ウェハＷは静電チャック６の支持面６ｅに支持される。
【００２７】
支持台４の内部には、冷媒流路４ａが形成されており、冷媒流路４ａには、冷媒入口配管４ｂ、冷媒出口配管４ｃが接続される。そして、冷媒流路４ａの中に適宜の冷媒、例えば冷却水等を循環させることによって、支持台４及び載置台２を所定の温度に制御可能な構成とされている。また、載置台２等を貫通するように、ウェハＷの裏面側にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（ウェハＷと熱交換する冷却ガス：バックサイドガス）を流通させるためのバックサイドガス供給配管３０が設けられており、このバックサイドガス供給配管３０は、図示しないバックサイドガス供給源に接続される。上記構成により、静電チャック６によって支持面６ｅに吸着支持されたウェハＷは、所定の温度に制御される。ウェハＷは裏面全体が支持面６ｅに接触しているため、ウェハＷと支持面６ｅとの熱伝導が好適に行われる。
【００２８】
前述したシャワーヘッド１６は、処理チャンバ１の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド１６は、本体部１６ａと電極板をなす上部天板１６ｂとを備えており、絶縁性部材１７を介して処理チャンバ１の上部に支持される。本体部１６ａは、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなり、その下部に上部天板１６ｂを着脱自在に支持できるように構成されている。
【００２９】
本体部１６ａの内部には、ガス拡散室１６ｃが設けられ、このガス拡散室１６ｃの下部に位置するように、本体部１６ａの底部には、多数のガス通流孔１６ｄが形成されている。また、上部天板１６ｂには、当該上部天板１６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔１６ｅが、上記したガス通流孔１６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室１６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバ１内にシャワー状に分散されて供給される。なお、本体部１６ａ等には、冷媒を循環させるための図示しない配管が設けられており、プラズマエッチング処理中にシャワーヘッド１６を所望温度に冷却可能な構成とされている。
【００３０】
本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへエッチング用の処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｆが形成されている。このガス導入口１６ｆにはガス供給配管１４ａが接続されており、このガス供給配管１４ａの他端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供給源１４が接続される。ガス供給配管１４ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１４ｂ、及び開閉弁Ｖ１が設けられている。そして、処理ガス供給源１４からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管１４ａを介してガス拡散室１６ｃに供給され、このガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバ１内にシャワー状に分散されて供給される。
【００３１】
また、本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへアッシング用の処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｇが形成されている。このガス導入口１６ｇにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、アッシング用の処理ガスを供給する処理ガス供給源１５が接続される。ガス供給配管１５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５ｂ、及び開閉弁Ｖ２が設けられている。そして、処理ガス供給源１５からプラズマエッチングのための処理ガスが、ガス供給配管１５ａを介してガス拡散室１６ｃに供給され、このガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバ１内にシャワー状に分散されて供給される。
【００３２】
前述した上部電極としてのシャワーヘッド１６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７１を介して可変直流電源７２が電気的に接続される。この可変直流電源７２は、オン・オフスイッチ７３により給電のオン・オフが可能な構成とされている。可変直流電源７２の電流電圧ならびにオン・オフスイッチ７３のオン・オフは、後述する制御部９０によって制御される。なお、後述のように、第１のＲＦ電源１０ａ、第２のＲＦ電源１０ｂから高周波が載置台２に印加されて処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部９０によりオン・オフスイッチ７３がオンとされ、上部電極としてのシャワーヘッド１６に所定の直流電圧が印加される。
【００３３】
処理チャンバ１の天井部には、環状又は同心状に延在する磁場形成機構１７ａが設けられている。この磁場形成機構１７ａは、処理空間における高周波放電の開始（プラズマ着火）を容易にして放電を安定に維持するよう機能する。また、処理チャンバ１の側壁からシャワーヘッド１６の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体１ａが設けられている。この円筒状の接地導体１ａは、その上部に天壁を有している。
【００３４】
処理チャンバ１の底部には、排気口８１が形成されており、この排気口８１には、排気管８２を介して排気装置８３が接続される。排気装置８３は、真空ポンプを有しており、この真空ポンプを作動させることにより処理チャンバ１内を所定の真空度まで減圧する。一方、処理チャンバ１の側壁には、ウェハＷの搬入出口８４が設けられており、この搬入出口８４には、当該搬入出口８４を開閉するゲートバルブ８５が設けられている。
【００３５】
処理チャンバ１の側部内側には、内壁面に沿ってデポシールド８６が設けられている。デポシールド８６は、処理チャンバ１にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止する。このデポシールド８６のウェハＷと略同じ高さ位置には、グランドに対する電位が制御可能に接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）８９が設けられており、これにより異常放電が防止される。また、デポシールド８６の下端部には、内壁部材３ａに沿って延在するデポシールド８７が設けられている。デポシールド８６，８７は、着脱自在とされている。
【００３６】
次に、ベベルカバーリング５の詳細な構成について説明する。図２は、ベベルカバーリング５の周辺を拡大して模式的に示す断面図である。図１及び図２に示すように、ベベルカバーリング５は、上側リング部材５１、下側リング部材５２、リフトピン５３及び駆動機構５４を有する。
【００３７】
上側リング部材５１は、リング状の部材であって、静電チャック６の支持面６ｅに直交する方向からみて支持面６ｅに支持されたウェハＷの周囲を囲むように配置される。上部リング部材５１は、本体部５１ａ及び庇部５１ｂを有する。本体部５１ａは、支持面６ｅの直径ＤＢよりも外径ＤＡ及び内径が大きい円筒部材（リング形状の部材）である。庇部５１ｂは、本体部５１ａの内周壁の一端部の全周に亘り、本体部５１ａの内周壁よりも径方向内側に突出するように設けられている。庇部５１ｂは、支持面６ｅの外縁と、静電チャック６に支持されているウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域（外縁部）とを庇部５１ｂが覆うように設けられている。すなわち、支持面６ｅの直径ＤＢ及びウェハＷの直径ＤＯよりも、庇部５１ｂによって形成された窓の直径ＤＩが小さくなるように、庇部５１ｂが設けられている。そして、この上側リング部材５１は、該上側リング部材５１の中心軸Ｍ１が載置台２及び静電チャック６の中心軸Ｍ２と同軸となるように配置される。また、上側リング部材５１は、ウェハＷの表面とウェハＷの表面に対向する上側リング部材５１の裏面（すなわち庇部５１ｂの裏面）との間に空隙Ｋが形成されるように配置されている。上側リング部材５１は、庇部５１ｂにより、プラズマがウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域に回り込むことを防止する。上側リング部材５１として、石英又はイットリア（Ｙ２Ｏ３）を用いることができ、何れの材料であっても、ウェハＷの外周部ＷＥ近傍における電界を調整することが可能である。
【００３８】
下側リング部材５２は、上側リング部材５１に対応したリング形状を有している。下側リング部材５２の上面には、リング形状の溝５２ａが形成されている。上側リング部材５１は、下側リング部材５２の上面に形成されたリング形状の溝５２ａに本体部５１ａが嵌合することによって、水平方向に拘束される。
【００３９】
下側リング部材５２は、周方向に沿って複数箇所（例えば３箇所）に、下側リング部材５２を上下に貫通する貫通孔５２ｂが形成されている。上側リング部材５１の貫通孔５２ｂに対応する部分には、突起部５１ｃが形成されている。上側リング部材５１は、下側リング部材５２に形成された貫通孔５２ｂに突起部５１ｃが嵌合することによって下側リング部材５２に対する周方向に沿った移動が拘束される。下側リング部材５２として、石英を用いることができる。
【００４０】
上側リング部材５１の突起部５１ｃの下面には、穴部５１ｄが形成されている。リフトピン５３は、上側リング部材５１に形成された穴部５１ｄに対応して静電チャック６に形成された穴部６ｃ内に、上下動可能に設けられており、駆動機構５４により上下駆動される。リフトピン５３が上昇するとき、リフトピン５３の先端が、上側リング部材５１の穴部５１ｄの上面を押し上げることによって、上側リング部材５１が上昇する。
【００４１】
静電チャック６は、リフトピン６１及び駆動機構６２を有する。リフトピン６１２は、静電チャック６に形成された穴部６ｄ内に、上下動可能に設けられており、駆動機構６２により上下駆動される。リフトピン６１が上昇するとき、リフトピン６１の先端が、ウェハＷを押し上げることによって、ウェハＷが上昇する。
【００４２】
上記構成のプラズマ処理装置は、制御部９０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部９０には、ＣＰＵを備えプラズマ処理装置の各部を制御するプロセスコントローラ９１と、ユーザインターフェース９２と、記憶部９３とが設けられている。
【００４３】
ユーザインターフェース９２は、工程管理者がプラズマ処理装置を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００４４】
記憶部９３には、プラズマ処理装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ９１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインターフェース９２からの指示等にて任意のレシピを記憶部９３から呼び出してプロセスコントローラ９１に実行させることで、プロセスコントローラ９１の制御下で、プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したりすることも可能である。或いは、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用することも可能である。
【００４５】
次に、プラズマエッチング方法について説明する。図３から図６は、静電チャック６にウェハＷが支持される際の、ウェハＷ及びベベルカバーリング５の状態を模式的に示す断面図である。
【００４６】
始めに、静電チャック６にウェハＷが支持されていない状態で（図３参照）、リフトピン５３が駆動機構５４により上昇し、上昇したリフトピン５３により上側リング部材５１が突き上げられて上昇する（図４参照）。
【００４７】
次いで、ゲートバルブ８５が開かれ、表面にレジストパターンが形成されているウェハ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８４から処理チャンバ１内の静電チャック６上に搬入される。すると、リフトピン６１が駆動機構６２により上昇し、上昇したリフトピン６１によりウェハＷが搬送ロボットから受け取られる（図５参照）。
【００４８】
次いで、搬送ロボットを処理チャンバ１外に退避させ、ゲートバルブ８５を閉じる。そして、リフトピン６１が駆動機構６２により下降し、ウェハＷが静電チャック６に載置される（図６参照）。更に、直流電源１２から静電チャック６の電極６ａに所定の直流電圧が印加され、ウェハＷはクーロン力により静電吸着され、支持される。すなわち、ウェハＷは、裏面全体が静電チャック６の支持面６ｅに接触した状態で支持される。
【００４９】
次いで、リフトピン５３が駆動機構５４により下降するのに伴って、上側リング部材５１が下降する。このときの状態は、図２に示した状態と同じである。そして、支持面６ｅの外縁及びウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域が、上側リング部材５１の庇部５１ｂにより覆われる。
【００５０】
なお、本実施形態では、上側リング部材５１の下降の前に、静電チャック６によるウェハＷの静電吸着を行う例について説明した。しかし、上側リング部材５１が下降した後に、静電チャック６によるウェハＷの静電吸着を行ってもよい。
【００５１】
図７は、上側リング部材５１の庇部５１ｂにより覆われた状態で静電チャック６に支持されているウェハＷの状態を拡大して示す断面図である。図７に示すように、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅Ｌの領域において、ウェハＷは上側カバー部材５１により覆われているものとする。また、ウェハＷの表面にはレジストパターンが形成されているものの、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅Ｌ１の領域において、レジストＰＲは除去されており、ウェハＷの基体表面が露出しているものとする。従って、下記式（１）
Ｌ＞Ｌ１                                                （１）
に示すように、所定幅Ｌは、少なくとも所定幅Ｌ１よりも大きくてもよい。ここで、上側リング部材５１の内径をＤＩとし、ウェハＷの外径をＤＯとするとき（図２参照）、ＤＩ、ＤＯ、Ｌは、下記式（２）
Ｌ＝（ＤＯ−ＤＩ）／２                                  （２）
の関係を満たす。従って、式（１）、式（２）に基づいて、下記式（３）
ＤＩ＜ＤＯ−２Ｌ１                                      （３）
の関係を満たしてもよい。すなわち、上側リング部材５１の庇部５１ｂの内径ＤＩは、ウェハＷの外径ＤＯと、所定幅Ｌ１とに基づいて定められたものであってもよい。
【００５２】
次いで、排気装置８３の真空ポンプにより排気口８１を介して処理チャンバ１内が排気される。そして、エッチング用の処理ガスのプラズマをウェハＷに照射することによって、エッチング処理を行う。
【００５３】
エッチング処理においては、処理チャンバ１内が所定の真空度になった後、処理チャンバ１内に処理ガス供給源１４から所定の処理ガス（エッチングガス）が導入され、処理チャンバ１内が所定の圧力に保持される。レジストパターンをマスクとしてウェハＷの基体であるＳｉをエッチングするときは、処理ガスとして、例えばＣｌ２、Ｃｌ２＋ＨＢｒ、Ｃｌ２＋Ｏ２、ＣＦ４＋Ｏ２、ＳＦ６、Ｃｌ２＋Ｎ２、Ｃｌ２＋ＨＣｌ、ＨＢｒ＋Ｃｌ２＋ＳＦ６等のいわゆるハロゲン系ガスを用いることができる。あるいは、ウェハＷの表面にＳｉＯ２、ＳｉＮ等のハードマスク膜が単層又は複数層形成されており、レジストパターンをマスクとしてそれらのハードマスク膜をエッチングするときは、処理ガスとして、例えばＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２等のＣＦ系ガスと、Ａｒガス等の混合ガス、またはこの混合ガスに必要に応じて酸素を添加したガス等を用いることができる。このような処理ガスを導入した状態で、第１のＲＦ電源１０ａから載置台２に、周波数が例えば１００ＭＨｚの高周波電力が供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂからは、イオン引き込みのため、載置台２に周波数が例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力（バイアス用）が供給される。
【００５４】
そして、下部電極である載置台２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１６と下部電極である載置台２との間には電界が形成される。ウェハＷが存在する処理空間には放電が生じ、この放電によって形成された処理ガスのプラズマがウェハＷに照射される。照射されたプラズマにより、外周部ＷＥにおける所定領域が上側カバー部材５１により覆われた状態で、静電チャック６に支持されているウェハＷの表面がウェハＷの表面に形成されたレジストパターンをマスクとして異方性エッチングされる。
【００５５】
そして、上記したエッチング処理が終了すると、引続いて、残存するレジストを除去するアッシング処理が行われる。すなわち、アッシング用の処理ガスのプラズマをウェハＷに照射することによって、エッチング処理を行う。
【００５６】
アッシング処理においては、処理チャンバ１内が所定の真空度になっている状態で、処理チャンバ１内に、処理ガス供給源１５から所定の処理ガス（アッシングガス）が導入され、処理チャンバ１内が所定の圧力に保持される。処理ガスとして、例えばＯ２ガス、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、Ｈ２Ｏガス、Ｏ３ガス等のガスを用いることができる。このような処理ガスを導入した状態で、第１のＲＦ電源１０ａから載置台２に、周波数が例えば１００ＭＨｚの高周波電力が供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂからは、イオン引き込みのため、載置台２に周波数が例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力（バイアス用）が供給される。
【００５７】
そして、下部電極である載置台２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１６と下部電極である載置台２との間には電界が形成される。ウェハＷが存在する処理空間には放電が生じ、この放電によって形成された処理ガスのプラズマがウェハＷに照射される。照射されたプラズマにより、外周部ＷＥにおける所定領域が上側カバー部材５１により覆われた状態で静電チャック６に支持されているウェハＷの表面に残存するレジストがアッシングされることによって除去される。
【００５８】
このようにして、エッチング処理とアッシング処理が行われた後、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、前述の手順とは逆の手順で、ウェハＷが処理チャンバ１内から搬出される。
【００５９】
以上、本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、ウェハＷをエッチングする際に、ウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域において表面荒れが発生することを抑制することができる。例えば、レジストパターンが形成されているものの、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域においてレジストが除去されたウェハＷの場合には、ウェハＷの基体表面が露出した状態でエッチングされることになる。そのため、露出したウェハＷの基体表面がプラズマに曝されることによって、図８に示すように、ウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域においてウェハＷの基体表面に表面荒れ、いわゆるブラックシリコンが発生することがある。一方、本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域において、ウェハＷは上側カバー部材５１により覆われている。これにより、エッチング処理において、ウェハＷの外周部ＷＥにおける所定領域にプラズマが回り込むのを防止することができる。そのため、ウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域において露出しているウェハＷの基体表面がプラズマに曝されず、ウェハＷの外周部ＷＥにおいてウェハＷの基体表面に表面荒れが発生することを防止することができる。すなわち、ウェハＷの外周部ＷＥを保護することができる。
【００６０】
また、本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、レジストパターンが形成されたウェハＷをエッチングして貫通孔を形成する際に、上側カバー部材５１の庇部５１ｂの突き出し量を調整することによって、ウェハＷの外周部ＷＥにおいて、貫通孔の垂直方向からの傾斜角の発生を抑制することができる。以下、この作用効果について詳細を説明する。
【００６１】
ウェハＷの外周部ＷＥを覆う上側カバー部材５１が設けられているとき、上側カバー部材５１の庇部５１ｂの先端付近では、ウェハＷに形成される貫通孔Ｖが傾斜することがある。すなわち、図９に示すように、貫通孔Ｖの中心軸は、水平方向となす角をθとするとき、垂直方向から傾斜角（９０−θ）で傾斜する。これは、庇部５１ｂによりプラズマがウェハＷの外周部ＷＥに回り込むことが防止される一方、プラズマの照射方向も傾くためであると考えられる。
【００６２】
傾斜角（９０−θ）と庇部５１ｂの突き出し量との関係について、以下測定を行った。なお、以下に示す測定は、ベベルカバーリング５による特性を確認するために行ったため、静電チャック６の支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と接触しない基板載置台９４を用いて測定したが、後述する実施例で確認されるとおり、静電チャック６の支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と接触する基板載置台９４を用いて測定した場合であっても同様の効果を奏する。図１０は、ＤＯ＝３００ｍｍとし、Ｌ＝１．７ｍｍ（ＤＩ＝２９６．６ｍｍ）又はＬ＝１．０ｍｍ（ＤＩ＝２９８ｍｍ）とした例において、エッチングにより形成された貫通孔Ｖの中心軸の垂直方向からの傾斜角（９０−θ）を、ウェハＷの外縁からの距離の異なる各点で測定した結果を示すグラフである。黒抜きの点がＬ＝１．０ｍｍのときを示し、白抜きの点がＬ＝１．７ｍｍのときを示す。なお、図１０では、傾斜角（９０−θ）＝０のときに中心軸が全く傾斜していないことを意味し、傾斜角（９０−θ）が大きいときに中心軸も大きく傾斜することを意味する。
【００６３】
Ｌ＝１．７ｍｍ及びＬ＝１．０ｍｍのいずれの場合でも、ウェハＷの外縁からの距離が大きい領域、すなわちウェハＷの中心部側の領域では、（９０−θ）が０に略等しいため、貫通孔Ｖは略垂直方向に沿って形成されており、ほとんど傾斜していない。そして、Ｌ＝１．７ｍｍ及びＬ＝１．０ｍｍのいずれの場合においても、ウェハＷの外縁からの距離が小さい領域、すなわちウェハＷの外周部側の領域では、上側カバー部材５１の庇部５１ｂの先端に近づくにつれて、貫通孔Ｖの傾斜角（９０−θ）は増加する。
【００６４】
また、Ｌ＝１．０ｍｍのときは、Ｌ＝１．７ｍｍのときに比べ、ウェハＷの外縁からの距離が等しい位置では、傾斜角（９０−θ）が小さい。すなわち、所定幅Ｌが小さいほど、貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角（９０−θ）は小さくなる。これは、上記した式（２）によれば、上側カバー部材５１の庇部５１ｂの内径ＤＩが大きいほど、貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角（９０−θ）は小さくなることを意味する。
【００６５】
なお、上側カバー部材５１に対するウェハＷの相対位置の位置決め精度を考慮して突き出し量を調整してもよい。ここで、上側カバー部材５１に対するウェハＷの相対位置の位置決め精度を±ａ０とする。また、前述した搬送ロボット又はリフトピン６１等のウェハＷの搬送系に起因するウェハＷの位置決め精度を±ａ１とし、リフトピン５３又はベベルカバーリング５の形状精度に起因するベベルカバーリング５の位置決め精度を±ａ２とする。すると、下記式（４）
ａ０＝ａ１＋ａ２                                        （４）
に示すように、上側カバー部材５１に対するウェハＷの相対位置の位置決め精度±ａ０の絶対値ａ０は、ウェハＷの位置決め精度±ａ１の絶対値ａ１と、ベベルカバーリング５の位置決め精度±ａ２の絶対値ａ２との和に等しくなる。
【００６６】
このとき、所定幅Ｌは、位置決め精度に起因する変動を加味した場合でも所定幅Ｌ１未満にならないような値に設計されることが好ましい。もし仮に所定幅Ｌが所定幅Ｌ１未満になると、ウェハＷの外周部ＷＥであってレジストが除去されており、ウェハＷの基体表面が露出している領域がプラズマに曝されるからである。従って、位置決め精度に起因する変動を加味したときの所定幅Ｌの範囲（Ｌ±ａ０）における最小値（Ｌ−ａ０）が所定幅Ｌ１に等しくなるときに、ウェハＷの外周部ＷＥを保護して表面荒れの発生を抑制しつつ、貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角（９０−θ）を最小にすることができる。なお、図７では、位置決め精度に起因する変動を加味したときの所定幅Ｌの最小値（Ｌ−ａ０）が、幅寸法Ｌ１に等しくなる場合を示している。
【００６７】
あるいは、位置決め精度に起因する変動を加味したときの所定幅Ｌの最小値（Ｌ−ａ０）が、所定幅Ｌ１に所定のマージンαを加味した値（Ｌ１＋α）に等しくなるようにしてもよい。すなわち、下記式（５）
Ｌ＝Ｌ１＋（ａ０＋α）                                  （５）
に示すように、所定幅Ｌが、所定幅Ｌ１と、上側カバー部材５１に対するウェハＷの相対位置の位置決め精度ａ０及びマージンαに基づく所定幅（ａ０＋α）との和になるように定められたものであってもよい。従って、式（５）、式（２）に基づいて、下記式（６）
ＤＩ＝ＤＯ−２（Ｌ１＋ａ０＋α）                        （６）
の関係を満たしてもよい。すなわち、上側リング部材５１の庇部５１ｂの内径ＤＩは、ウェハＷの外径ＤＯと、所定幅Ｌ１と、位置決め精度ａ０に応じた所定幅（ａ０＋α）に基づいて定められたものであってもよい。これにより、ウェハＷの外周部ＷＥを保護して表面荒れの発生を抑制しつつ、貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角（９０−θ）を最小にすることができる。
【００６８】
また、本実施形態に係るプラズマ処理装置においては、ベベルカバーリング５の材料は特に限定されない。以下ではベベルカバーリング５の材料と貫通孔Ｖの水平方向に対する角度θに関する測定結果を示す。ここでは、Ｌ＝１．７ｍｍとし、上側リング部材５１として石英又はイットリア（Ｙ２Ｏ３）を用いた場合、及び、Ｌ＝１．０ｍｍとし、上側リング部材５１としてイットリア（Ｙ２Ｏ３）を用いた場合の３つの例について、形成される貫通孔Ｖの水平方向に対する角度θ（°）を、ウェハの中心からの距離の異なる各点で測定した結果を表１に示す。
【表１】
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表１の上段と中段に示す結果を比較すると、イットリア（Ｙ２Ｏ３）よりなる上側リング部材５１を用いた場合には、等しい内径（ＤＩ＝２９６．６ｍｍ）を有し、石英よりなる上側リング部材５１を用いた場合と略等しく、９０°に略近い角度θが得られる。イットリアが石英よりもプラズマ耐性に優れている点を考慮すると、上側リング部材５１としてイットリアを用いることによって、ウェハＷの外周部ＷＥを保護するとともに、上側リング部材５１を長寿命化することができる。
【００６９】
一方、表１の中段と下段に示す結果を比較すると、イットリア（Ｙ２Ｏ３）よりなり、互いに異なる内径（ＤＩ＝２９６．６ｍｍ）を有する上側リング部材５１を用いた場合には、上側リング部材５１の内径ＤＩが大きいほど、９０°により近い角度θが得られる。従って、上側リング部材５１の内径ＤＩが大きいほど、貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角の発生を抑制できる。
【００７０】
以上説明したように、上側カバー部材５１の庇部５１ｂの内径ＤＩが大きいほど、貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角（９０−θ）は小さくなること、及び、できるだけ内径ＤＩが大きい方が成膜領域を広く確保できることを鑑みて、例えばウェハＷの外縁からの距離（すなわち図７に示すＬ）が１．０ｍｍよりも小さく設定されているとよい。一方、ブラックシリコンの発生しない範囲で、内径ＤＩを大きくする必要がある。このため、例えば、ウェハＷの外縁からの距離（すなわち図７に示すＬ）が０．３ｍｍよりも小さくならないように庇部５１ｂを突き出してもよい。このように、Ｌ＝０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲となるように設定されていてもよい。すなわち、内径ＤＩが、ウェハＷの外径ＤＯよりも０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ小さく形成されてもよい。
【００７１】
また、本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、ウェハＷに残存するレジストをアッシングする際に、上側カバー部材５１の庇部５１ｂの突き出し量を調整することによって、ウェハＷの外周部ＷＥにおいてアッシングレートが低下することを抑制できる。以下では、このアッシングレートの低下の抑制について説明する。
【００７２】
図１１は、異なる条件（実験例１、２）を用いてアッシングしたときのレジストのアッシングレートを、ウェハＷの外縁からの距離の異なる各点で測定した結果を示すグラフである。実験例１、２の条件は、以下の通りである。
（実験例１）
処理装置内圧力      ：３００ｍＴｏｒｒ
高周波電源パワー（上部電極／下部電極）：０／１５００Ｗ
処理ガスの流量      ：Ｏ２＝３００ｓｃｃｍ
処理時間            ：３０秒
（実験例２）
処理装置内圧力      ：１００ｍＴｏｒｒ
高周波電源パワー（上部電極／下部電極）：０／２０００Ｗ
処理ガスの流量      ：Ｏ２＝１３００ｓｃｃｍ
処理時間            ：３０秒
【００７３】
図１１に示すように、ウェハＷの外縁からの距離が小さくなるほど、すなわちウェハ外周側ほど、アッシングレートが低下する。これは、上側カバー部材５１によりプラズマがウェハＷの外周部ＷＥに回り込むことが防止される一方で、上側カバー部材５１の近傍でアッシングレートが低下することを示している。実験例１では、外縁から３ｍｍの位置におけるアッシングレートに対する外縁から０．３ｍｍの位置におけるアッシングレートの比は、１０％程度である。
【００７４】
しかしながら、実験例２では、実験例１に比べ、全領域でアッシングレートが増加している。また、外縁から３ｍｍの位置におけるアッシングレートに対する外縁から０．３ｍｍの位置におけるアッシングレートの比は、５０％程度まで増加している。従って、プロセス条件を最適化することにより、上側カバー部材５１に覆われているウェハＷの外周部ＷＥにおいても、アッシングレートの低下を抑制することができる。
【００７５】
図１２は、上側カバー部材５１の内径がＤＩ＝２９６．６ｍｍ及びＤＩ＝２９８ｍｍの場合について、アッシングの前後におけるレジスト膜の厚さを、ウェハＷの外縁からの距離の異なる各点で測定した結果を示すグラフである。なお、上側カバー部材５１の内径がいずれの値であるときも、アッシング前のレジスト膜の厚さは、等しいものとする。
【００７６】
ウェハＷの外縁からの距離が０．５ｍｍの位置において、ＤＩ＝２９８ｍｍのときのアッシング後のレジスト膜の厚さは、ＤＩ＝２９６．６ｍｍのときのアッシング後のレジスト膜の厚さよりも小さい。すなわち、上側カバー部材５１の内径を大きくすることによって、上側カバー部材５１に覆われているウェハＷの外周部ＷＥにおいても、アッシングレートの低下を抑制することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、ウェハＷの裏面全体が支持面６ｅと接触するため、ウェハＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることができる。エッチングはラジカル反応が支配的に寄与するため、プラズマ照射によるウェハＷの温度の上昇を制御する必要がある。特に、貫通孔又はビアホールを形成する工程では、ウェハＷをプラズマに長時間晒す必要があるため、プラズマ照射によるウェハＷの温度の上昇を積極的に抑える必要がある。ウェハＷ面内において温度差が生じないように温度を制御しなければ、ウェハＷ面内においてエッチングレートの不均一の要因となるとともに、ホール深さの不均一性に影響する。本実施形態に係るプラズマ処理装置では、ウェハＷの裏面全体が支持面６ｅと接触する構成を採用することで、ウェハＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることができるとともに、ウェハＷ面内におけるエッチングレートを均一にすることが可能となる。よって、ウェハＷ面内においてホール深さの均一性を向上させることができる。また、単に支持面６ｅの直径ＤＳをウェハＷの直径ＤＯよりも大きくした場合には、支持面６ｅがプラズマに直接晒されるおそれがある。本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、支持面６ｅの外縁及びウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域を覆うベベルカバーリング５を用いることで、支持面６ｅの外縁及びウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域が直接プラズマに曝されることを回避することができる上に、ベベルカバーリング５の庇部５ｂの径方向内側への突き出し量を調整して電界調整を行い、ホール形状を最適化することができる。すなわち、ホール形状を最適化することと、ウェハＷ面内におけるホール深さの均一性を向上させることを両立することができる。
【００７８】
なお、上記実施形態で用いるウェハは、複数のウェハを貼り合わせて形成された貼り合わせ基板（貼り合わせウェハ）であってもよい。図１３は、貼り合わせウェハＬＷの構成を模式的に示す断面図である。貼り合わせウェハＬＷは、デバイスウェハＷと、サポートウェハＳＷを有する。デバイスウェハＷは、表面Ｗａにトランジスタ等の半導体装置が形成された基板である。サポートウェハＳＷは、デバイスウェハＷを、裏面Ｗｂを研削して薄化したときに、薄化されたデバイスウェハＷを補強するための基板である。サポートウェハＳＷは、例えば石英ガラスからなる。デバイスウェハＷは、接着剤Ｇを介してサポートウェハＳＷに貼り合わされる。貼り合わせ基板は、例えば、三次元実装される半導体装置に採用される。この貼り合わせ基板には、貫通電極を形成するために、ＴＳＶ（Through-Silicon Via）技術を用いて貫通孔が形成される。
【００７９】
図１４及び図１５は、貼り合わせウェハを採用した半導体装置の製造方法を説明するための図であり、各工程におけるウェハの状態を模式的に示す断面図である。
【００８０】
始めに、シリコンウェハ等よりなるデバイスウェハＷの表面にトランジスタ１０１を形成し、トランジスタ１０１が形成されたデバイスウェハＷ上に層間絶縁膜１０２を形成する（図１４（ａ））。
【００８１】
次いで、層間絶縁膜１０２上に、配線構造１０３を形成する。層間絶縁膜１０２上に、配線層１０４、絶縁膜１０５を交互に積層するとともに、絶縁膜１０５を貫通して上下の配線層１０４間を電気的に接続するビアホール１０６を形成する（図１４（ｂ））。
【００８２】
次いで、デバイスウェハＷを上下反転させ、接着剤Ｇを介してサポートウェハＳＷと貼り合わせることによって貼り合わせウェハＬＷを準備する。サポートウェハＳＷは、デバイスウェハＷを、裏面Ｗｂを研削して薄化したときに、薄化されたデバイスウェハＷを補強し、反りを防ぐ支持体となる基板であり、例えばシリコンウェハ等よりなる。そして、貼り合わせウェハＬＷを、例えば研削装置に備えられた支持部に支持し、ウェハＷの裏面Ｗｂ側を研削し、研削前の厚さＴ１が所定厚さＴ２になるように薄化する（図１４（ｃ））。所定厚さＴ２を、例えば５０〜２００μｍとすることができる。
【００８３】
なお、図１４では、図示を容易にするために、層間絶縁膜１０２及び配線構造１０３の厚さが誇張して描かれているが、実際は、層間絶縁膜１０２及び配線構造１０３の厚さは、ウェハＷの基体自体の厚さに比べ極めて小さい（図１５においても同様）。
【００８４】
また、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥにおいて接着剤Ｇが露出している。次いで、ウェハＷの裏面Ｗｂにレジストを塗布し、露光し、現像することによって、図示しないレジストパターンを形成する。そして、ウェハＷの裏面Ｗｂにレジストパターンが形成された貼り合わせウェハＬＷを、上述したプラズマエッチング方法と同様にエッチングして貫通孔Ｖを形成する。そして、貫通孔Ｖが形成された貼り合わせウェハＬＷのウェハＷの裏面Ｗｂに残存するレジストを、上述したプラズマエッチング方法と同様にアッシングして除去する（図１５（ａ））。貫通孔Ｖの径を、例えば１〜１０μｍとすることができる。また、貫通孔Ｖの深さは、ウェハＷの裏面Ｗｂを研削して薄化した後のウェハＷの基体自体の厚さに相当するものであり、前述したように例えば５０〜２００μｍとすることができる。
【００８５】
次いで、貫通孔Ｖの内周面を被覆するように、例えばポリイミド等の絶縁膜１０７を形成し、内周面が絶縁膜１０７で被覆された貫通孔Ｖ内に、電解めっき法等により貫通電極１０８を形成する（図１５（ｂ））。
【００８６】
次いで、サポートウェハＳＷをウェハＷから剥がすことによって、薄化され、貫通電極１０８が形成されたウェハＷを得る。例えば紫外光（ＵＶ光）を照射することによって、光反応性の接着剤Ｇの接着力を低下させて剥がすことができる（図１５（ｃ））。
【００８７】
貼り合わせウェハＬＷは、外周部ＷＥにおいて、外縁から所定幅の外周領域（外縁部）が、上側カバー部材により覆われている。これにより、エッチング処理において、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥに、プラズマが回り込むのを防止することができる。そのため、貼り合わせウェハＬＷのウェハＷの外周部ＷＥであってウェハＷの外縁から所定幅の領域において露出しているウェハＷの基体表面がプラズマに曝されず、ウェハＷの外周部ＷＥにおいてウェハＷの基体表面に表面荒れが発生することを防止することができる。
【００８８】
また、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥにおいて、ウェハＷとサポートウェハＳＷとの間には、接着剤Ｇが露出している。そのため、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥにおいて露出した接着剤Ｇがプラズマに曝されず、接着剤Ｇが剥がれてダストが発生すること、及び、ウェハ同士が剥がれることを防止できる。更に、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥが脆性化すること、及び、クラックが発生することを防止できる。すなわち、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥを保護することができる。
【００８９】
さらに、貼り合わせウェハＬＷの裏面全体が支持面６ｅと接触するため、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることができる。シリコンエッチングはラジカル反応が支配的に寄与するため、貼り合わせウェハＬＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることによって、ホール深さの均一性や垂直なホール形状を実現することが可能となる。貼り合わせウェハＬＷを用いた場合には、単体のウェハＷを用いた場合に比べて厚みが増すため、ウェハ面内における温度にバラツキが生じやすくなる。特に、サポートウェハＳＷとして、石英ガラスを採用した場合には、サポートウェハＳＷが断熱材として機能するため、ウェハ面内における温度差が一層顕著になる傾向にある。このため、ウェハＬＷの裏面全体が支持面６ｅと接触する構成を採用することで、ウェハＬＷの外周部ＷＥまで均一に温度制御をすることができるとともに、ウェハＬＷ面内におけるエッチングレートを均一にすることが可能となる。よって、ウェハＬＷ面内においてホール深さの均一性を向上させることができる。また、単に支持面６ｅの直径ＤＳをウェハＬＷの直径よりも大きくした場合には、支持面６ｅがプラズマに直接晒されるおそれがある。本実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、支持面６ｅの外縁及びウェハＬＷの外周部ＷＥであってウェハＬＷの外縁から所定幅の領域を覆うベベルカバーリング５を用いることで、支持面６ｅの外縁及びウェハＬＷの外周部ＷＥであってウェハＬＷの外縁から所定幅の領域が直接プラズマに晒されることを回避することができる上に、ベベルカバーリング５の庇部５ｂの径方向内側への突き出し量を調整して電界調整を行い、ホール形状を最適化することができる。すなわち、ホール形状を最適化することと、ウェハＷ面内におけるホール深さの均一性を向上させることを両立することができる。
【００９０】
さらに、上述した実施形態では、図２に示すように、ベベルカバーリング５を静電チャック６上に配置した状態でエッチング処理及びアッシング処理を行う場合を説明したが、プラズマ処理の目的に応じてベベルカバーリング５の高さ位置を変更してもよい。すなわち、上側リング部材５１を下側リング部材５２から離間させた状態で維持しながらプラズマ処理を行ってもよい。例えば、ＴＳＶ技術を用いてウェハＷに貫通孔を形成した場合、ウェハＷ上に堆積物が付着する場合がある。堆積物は無機物からなるため、イオンエッチング処理で除去可能である。しかしながら、ベベルカバーリング５によって覆われたウェハＷ端部に付着した堆積物については、除去することが困難である。また、有機物からなるレジストをアッシングする場合も、ベベルカバーリング５の庇部５１ｂが影響してウェハＷ端部のレジスト除去処理が均一にできないおそれがある。以下、詳細を説明する。
【００９１】
図１６は、プラズマ処理におけるイオンとラジカルの振る舞いの違いを説明する概要図である。図１６の（ａ）は、プラズマ処理時のイオンの振る舞いを説明する図、図１６の（ｂ）は、プラズマ処理時のラジカルの振る舞いを説明する図である。図１６の（ａ）,（ｂ）に示すように、プラズマが生成される場合には、プラズマと境界（処理チャンバ１の内壁、ウェハＷ上面、及びベベルカバーリング５の上面等）との間にイオンシースが形成される。
【００９２】
図１６の（ａ）に示すように、イオンは等電位の電界面に対して直交する方向に加速する。イオンは直線的に移動するため、ベベルカバーリング５の庇部５１ｂの下面とウェハＷ上面との間のクリアランスＣ１へ進入する前に、ウェハＷや庇部５１ｂに衝突する。このため、イオンはクリアランスＣ１には進入しづらい傾向にある。例えばクリアランスＣ１の長さがイオンシースの長さよりも小さい場合には、イオンはクリアランスＣ１に進入しづらくなる。よって、ベベルカバーリング５を静電チャック６上に配置した状態では、ウェハＷ端部に付着した無機物からなる堆積物を除去することが困難である。
【００９３】
一方、図１６の（ｂ）に示すように、ラジカルによる反応を用いて行う等方的なアッシング処理にあっては、ラジカルは電荷やイオンシースとは無関係に自由に拡散する。このため、ラジカルは、イオンに比べてクリアランスＣ１へ進入することが容易といえる。しかし、ラジカルを用いたアッシング処理の場合であっても、クリアランスＣ１内に位置するウェハＷの端部のアッシングレートは、ウェハＷの中心部分のアッシングレートと比較して減少する傾向にある。以下、測定データを示す。
【００９４】
図１７は、ウェハＷの端部のエッチングレート及びアッシングレートと、クリアランスＣ１の長さとの関係を示すグラフであり、図１８は、図１７の点線で示す部分を拡大したグラフである。図１７,１８では、堆積物（無機物：ここでは一例としてＳｉＯ２とした）のエッチングレート及びレジスト（有機物）のアッシングレートをクリアランスＣ１の長さを変化させて測定し、プロットした。横軸がクリアランスＣ１の長さ、左側の縦軸が堆積物のエッチングレート、右側の縦軸がレジストのアッシングレートである。ここでは、クリアランスＣ１の長さの変化に対する各レートの変化の挙動を比較するために、異なるスケールのエッチングレート及びアッシングレートを同一のグラフで示している。このため、堆積物の凡例については左側の縦軸の値を参照し、レジストの凡例については右側の縦軸の値を参照する。図１７,１８に示すＤｏｗｎ位置は、例えば図２に示すように、上側リング部材５１を下側リング部材５２上に配置した位置であり、図１７に示すＵｐ位置は、例えば図４に示すように、ウェハＷを搬入出する際の上側リング部材５１の配置位置である。すなわち、クリアランスＣ１の長さが大きくなるほど、上側リング部材５１は高い位置へ移動する。なお、処理条件は以下のとおりとした。
（エッチング条件）
処理装置内圧力      ：３００ｍＴｏｒｒ
高周波電源パワー（上部電極／下部電極）：０／４８００Ｗ
処理ガスの流量      ：ＣＦ４／Ｃ４Ｆ８／Ｏ２／Ａｒ＝２００／７０／１５０／１００ｓｃｃｍ
（アッシング条件）
処理装置内圧力      ：２００ｍＴｏｒｒ
高周波電源パワー（上部電極／下部電極）：０／２０００Ｗ
処理ガスの流量      ：Ｏ２＝３５０ｓｃｃｍ
【００９５】
図１７に示すように、Ｄｏｗｎ位置からＵｐ位置へ除々にクリアランスＣ１の長さを長くしていくと、エッチングレート及びアッシングレートが除々に上昇し、クリアランスＣ１の長さが約４ｍｍ以上となると、ほぼ一定の値となることが確認された。このように、エッチングレートだけでなく、アッシングレートについてもクリアランスＣ１の長さに依存して変化することが確認された。すなわち、エッチング処理時及びアッシング処理時において、クリアランスＣ１の長さを調整することで、ウェハＷの中央と端部とのレート差を小さくすることができることが確認された。そして、図１８に示すように、堆積物のエッチングレートは、クリアランスＣ１の長さが０ｍｍ〜約０．５ｍｍの範囲では増加せず、約０．５ｍｍ〜約０．７ｍｍの範囲で急激に上昇していることが確認された。一方、レジストのアッシングレートは、クリアランスＣ１の長さが０ｍｍ〜約０．１ｍｍの範囲で急激に上昇していることが確認された。このように、イオンが主体となるエッチング処理については、ラジカルが主体となるアッシング処理に比べて、クリアランスＣ１を大きく設定する必要があることが確認された。
【００９６】
上記の結果に基づいて、ベベルカバーリングの高さ位置（クリアランスＣ１の長さ）を調整したプラズマ処理の流れを説明する。図１９は、ベベルカバーリングの高さ位置（クリアランスＣ１の長さ）を調整したプラズマ処理のフローチャートである。図１９に示す制御処理は、上述した制御部９０によって各構成機構が動作することで実現する。
【００９７】
図１９に示すように、ウェハＷを搬入して、静電チャック６上に載置する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、上述したウェハＷの搬入方法と同一となる。すなわち、最初に静電チャック６上にウェハＷが支持されていない状態で上側リング部材５１をＵｐ位置へ移動させる。図２０は、上側リング部材５１の高さ位置を説明する図である。図２０に示すように、上側リング部材５１をＵｐ位置に移動させた場合には、庇部５１ｂの下面とウェハＷ上面との間のクリアランスＣ１の長さはＨ１となる。この状態でレジストが塗布されたウェハＷを搬入して静電チャック６上に配置する。
【００９８】
次に、ＴＳＶ技術を用いてウェハＷに貫通孔を形成する（Ｓ１２）。まず、エッチング処理をする前に、制御部９０は、リフトピン５３を下降させて上側リング部材５１をＤｏｗｎ位置へ移動させる。図２０に示すように、上側リング部材５１をＤｏｗｎ位置に移動させた場合には、庇部５１ｂの下面とウェハＷ上面との間のクリアランスＣ１の長さはＨ４（Ｈ４＜Ｈ１）となる。この状態で貫通孔を形成するためのエッチング処理を行う。
【００９９】
次に、Ｓ１２の処理で生成されてウェハＷ上に付着した堆積物を除去するトリートメント処理を行う（Ｓ１４）。まず、制御部９０は、リフトピン５３を所定の高さまで上昇させて上側リング部材５１をＤｏｗｎ位置からより高い位置（堆積物除去時の位置）へ上昇させる。これにより、庇部５１ｂの下面とウェハＷ上面との間のクリアランスＣ１の長さはＨ２（Ｈ４＜Ｈ２≦Ｈ１）となる。次に、クリアランスＣ１の長さをＨ２に保持した状態で、堆積物を除去するエッチング処理を行う。このように上側リング部材５１を移動させることによって、ウェハＷの端部に付着した堆積物も適切に除去することができる。
【０１００】
次に、レジストを除去するアッシング処理を行う（Ｓ１４）。制御部９０は、リフトピン５３を下降させ、上側リング部材５１をＳ１４の堆積物除去時の位置からレジスト除去時の位置へ移動させる。図２０に示すように、上側リング部材５１をレジスト除去時の位置へ移動させた場合には、庇部５１ｂの下面とウェハＷ上面との間のクリアランスＣ１の長さはＨ３（Ｈ４＜Ｈ３≦Ｈ２≦Ｈ１）となる。次に、クリアランスＣ１の長さをＨ３に保持した状態で、レジストを除去するアッシング処理を行う。このように上側リング部材５１を移動させることによって、ウェハＷの端部のレジストを中央部のレジストと同様のレートで除去することができる。すなわち、アッシングレートの面内均一性を向上させることができる。
【０１０１】
次に、ウェハＷを搬出する（Ｓ１８）。Ｓ１８の処理では、最初に上側リング部材５１をＵｐ位置へ移動させる。この状態でウェハＷを搬出する。Ｓ１８の処理が終了すると、図１９に示す制御処理を終了する。
【０１０２】
図２１,２２は、堆積物（無機物：ここでは一例としてＳｉＯ２とした）のエッチングレート及びレジスト（有機物）のアッシングレートの位置依存性を示すグラフである。図２１は、上側リング部材５１をＤｏｗｎ位置（クリアランスＣ１の長さが０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍ）に配置してエッチング処理及びアッシング処理した場合のグラフであり、図２２は、上側リング部材５１をＵｐ位置（クリアランスＣ１の長さが２２．５ｍｍ）に配置してエッチング処理及びアッシング処理した場合のグラフである。横軸がウェハ中心からの距離であり、左側の縦軸が堆積物のエッチングレート、右側の縦軸がレジストのアッシングレートである。ここでは、ウェハ中心からの距離の変化に対する各レートの変化の挙動を比較するために、異なるスケールのエッチングレート及びアッシングレートを同一のグラフで示している。このため、堆積物の凡例については左側の縦軸の値を参照し、レジストの凡例については右側の縦軸の値を参照する。グラフ中のカバー領域は、上側リング部材５１の庇部５１ｂの鉛直方向直下に位置する領域である。エッチング条件及びアッシング条件は、図１７,１８の条件と同一とした。
【０１０３】
図２１に示すように、上側リング部材５１をＤｏｗｎ位置に配置してエッチング処理及びアッシング処理した場合には、カバー領域のエッチングレート及びアッシングレートが、カバー領域以外のエッチングレート及びアッシングレートに比べて低下していることが確認された。特に、エッチングレートについては大きく低下しており、堆積物が適切に除去できていないことが確認された。一方、図２２に示すように、上側リング部材５１をＵｐ位置に配置してエッチング処理及びアッシング処理した場合には、カバー領域のエッチングレート及びアッシングレートは、カバー領域以外のエッチングレート及びアッシングレートとほぼ同様であることが確認された。すなわち、上側リング部材５１をＵｐ位置に配置することで、エッチングレート及びアッシングレートの面内均一性が向上することが確認された。
【０１０４】
以上、一実施形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０５】
例えば、上記実施形態においては基板載置台が処理チャンバの下部に配置される例を説明したが、基板載置台は、支持面を下向きにして処理チャンバの上部に配置される場合であってもよい。
【実施例】
【０１０６】
以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例及び比較例について述べる。【０１０７】
（温度均一性の比較）
支持面６ｅの直径を変化させた基板載置台を用いて、ウェハ面内の温度均一性をシミュレーションにより検証した。ウェハＷは、直径３００ｍｍとした。
（実施例１）
支持面６ｅを直径３０２ｍｍとした。ウェハＷはシリコンウェハを用いた。
（実施例２）
支持面６ｅを直径３０２ｍｍとした。ウェハＷは石英ウェハを用いた。
（比較例１）
支持面６ｅを直径２９６ｍｍとした。ウェハＷはシリコンウェハを用いた。
（比較例２）
支持面６ｅを直径２９６ｍｍとした。ウェハＷは石英ウェハを用いた。【０１０８】
上記実施例１及び比較例１のシミュレーション結果を図２３に示す。図２３の（ａ）は、比較例１におけるシミュレーション結果、図２３の（ｂ）は、実施例１におけるシミュレーション結果である。図２３では色合いに応じて温度を表現している。図２３の（ａ）に示すように、比較例１においては、シリコンウェハの中心側の温度が約１３℃であり、外周部の温度が約２０℃となった。すなわち、シリコンウェハの中心側と外周部との温度差が約７℃であった。なお、図２３（ａ）では、約１．７５℃単位の等高線を記載しており、外縁部において温度の不均一が生じていることがわかる。一方、図２３の（ｂ）に示すように、実施例１においては、シリコンウェハの中心側の温度が約１４℃であり、外周部の温度が約１５℃となった。すなわち、シリコンウェハの中心側と外周部との温度差が約１℃であった。なお、図２３（ｂ）では、約０．３℃単位の等高線を記載しており、外縁部においても温度の不均一が生じていないことがわかる。このように、支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と接触することで、シリコンウェハの中心側と外周部との温度差が改善されることが確認された。【０１０９】
また、上記実施例２及び比較例２のシミュレーション結果を図２４に示す。図２４の（ａ）は、比較例２におけるシミュレーション結果、図２４の（ｂ）は、実施例２におけるシミュレーション結果である。図２４では色合いに応じて温度を表現している。図２４の（ａ）に示すように、比較例２においては、石英ウェハの中心側の温度が約６０℃であり、外周部の温度が約２００℃となった。すなわち、石英ウェハの中心側と外周部との温度差が約１４０℃であった。石英ウェハでは、シリコンウェハに比べて極めて大きな温度差が生じることが確認された。これは石英ウェハが断熱材であるため熱を逃がしにくいためであると考えられる。なお、図２４（ａ）では、約２８℃単位の等高線を記載しており、外縁部において温度の不均一が生じていることがわかる。一方、図２４の（ｂ）に示すように、実施例２においては、石英ウェハの中心側の温度が約２８℃であり、外周部の温度が約３０℃となった。すなわち、シリコンウェハの中心側と外周部との温度差が約２℃であった。なお、図２４（ｂ）では、約０．３℃単位の等高線を記載しており、外縁部においても温度の不均一が生じていないことがわかる。このように、支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と接触することで、断熱材である石英ウェハを用いた場合であっても中心側と外周部との温度差が改善されることが確認された。すなわち、石英ウェハを含む貼り合わせ基板であっても、基板面内温度を均一にすることができることが示唆された。【０１１０】
（電界分布の比較）
次に、支持面６ｅの直径を変化させた基板載置台において、ベベルカバーリング５の下部シース電界分布をシミュレーションした。ベベルカバーリング５の材料は石英、シースは５ｍｍとし、印加電圧を１００ＭＨｚ、１Ｗとした。
（実施例３）
支持面６ｅを直径３０２ｍｍとした。
（比較例３）
支持面６ｅを直径２９０ｍｍとした。【０１１１】
上記実施例３及び比較例３のシミュレーション結果を図２５に示す。図２５は、横軸が基板載置台の中心からの距離（ｍｍ）、縦軸が電界Ｅ（Ｖｏｌｔ／ｍ）である。実施例３の結果を白抜きの円で示し、比較例３の結果を黒塗りの円で示している。図２５に示すように、ベベルカバーリング５を用いた場合には、支持面６ｅの直径を変化させた場合であっても電界分布に大きな差がないことが確認された。すなわち、電界分布は、支持面６ｅの直径よりもベベルカバーリング５の庇部５ｂの突き出し量が支配的に影響することが確認された。従って、支持面６ｅの直径を変化させた場合（すなわち、支持面６ｅの直径をウェハＷの直径と同一又はそれ以上に大きく変化させた場合）であっても、レジストパターンが形成されたウェハＷをエッチングして貫通孔Ｖを形成する際に、ベベルカバーリング５の庇量を調整することでウェハＷの外周部ＷＥにおいて貫通孔Ｖの垂直方向からの傾斜角の発生を抑制することができるという測定結果を適用することが可能であることが確認された。つまり、支持面６ｅの直径を変化させた場合であってもホール形状の最適化を図る手法を適用できることが確認された。【０１１２】
（ホール深さの均一性の比較）
次に、支持面６ｅの直径を変化させた基板載置台において、それぞれエッチングを行い、ホール形状及び深さを検証した。
（実施例４）
支持面６ｅを直径３０２ｍｍとした。ウェハは、レジストが塗布されたシリコンウェハとした。ウェハの直径は、３００ｍｍとした。ウェハの中心（０ｍｍ）から７５ｍｍ、１１５ｍｍ、１３０ｍｍ、１４０ｍｍ、１４５ｍｍの位置に深さ５５μｍのホールを形成した。ホール形成に関する条件は、図２６に示す条件とした。図２６に示すように、４ステップの条件でホールを形成した。ステップ１では、処理空間内の圧力を２１５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電源の１００ＭＨｚの高周波電力を２８００Ｗ、バイアス用の３．２ＭＨｚの高周波電力を１００Ｗとし、処理時間は１０秒とした。処理ガスの条件としては、シリコンエッチングに寄与するＦラジカルを生成するＳＦ６を９０ｓｃｃｍ、シリコンエッチングに寄与するＦラジカルを生成するとともにホール側壁を保護するＳｉＯ２膜を形成するためのＳｉＦ４を１２００ｓｃｃｍ、ホール側壁を保護するＳｉＯ２膜を形成するためのＯ２を１１０ｓｃｃｍ（処理中に７５ｓｃｃｍ追加）、ホール形状コントロールのためのＨＢｒを１００ｓｃｃｍとした。なお、バイアス用の３．２ＭＨｚの高周波電力を導入する理由は、レジストとシリコンウェハとの境界で亀裂が発生することを抑制するためである。ステップ２では、処理空間内の圧力を２１５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電源の１００ＭＨｚの高周波電力を３４００Ｗとし、処理時間は６０秒とした。処理ガスの条件としては、ＳＦ６を１４０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ４を９００ｓｃｃｍ、Ｏ２を１４０ｓｃｃｍ（処理中に７５ｓｃｃｍ追加）、ＨＢｒを１５０ｓｃｃｍとした。なお、ＨＢｒを増加する理由は、ＳＦ６が反応して生成されたＳｉＦ４が深さに応じてホールから抜けにくくなり、底の形状が先細りするため、底の形状を横に広げるべく増加させている。ステップ３では、処理空間内の圧力を２１５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電源の１００ＭＨｚの高周波電力を３４００Ｗとし、処理時間は１２０秒とした。処理ガスの条件としては、ＳＦ６を１４０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ４を９００ｓｃｃｍ（処理中に１００ｓｃｃｍ追加）、Ｏ２を１４０ｓｃｃｍ（処理中に７５ｓｃｃｍ追加）、ＨＢｒを１８０ｓｃｃｍとした。ステップ４では、処理空間内の圧力を２１５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ電源の１００ＭＨｚの高周波電力を３４００Ｗとし、処理時間は８５秒とした。処理ガスの条件としては、ＳＦ６を１４０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ４を９００ｓｃｃｍ（処理中に１００ｓｃｃｍ追加）、Ｏ２を１２５ｓｃｃｍ（処理中に７５ｓｃｃｍ追加）、ＨＢｒを２００ｓｃｃｍとした。なお、目標とするホールの深さを５５μｍとしたため、処理時間のトータルが４分３５秒として設定したが、ホールの深さに応じて長く設定してもよい。例えばＴＳＶ技術が必要な貼り合わせウェハの場合には、ホール深さの要求が１００μｍ以上となるため、より長い処理時間を設定する必要がある。上記条件で形成したホールを断面ＳＥＭで観察した。
（実施例５）
ウェハの中心（０ｍｍ）から７５ｍｍ、１１５ｍｍ、１３０ｍｍ、１４０ｍｍ、１４５ｍｍ、１４７ｍｍの位置にホールを形成した。その他の条件は、実施例４と同じである。
（比較例４）
支持面６ｅを直径２９０ｍｍとした。その他の条件は、実施例４と同じである。【０１１３】
図２７は、比較例４の断面ＳＥＭ像である。図２８は、図２７に示すホールの形状・深さを示すデータである。図２８において、「Ｄｅｐｔｈ」はホールの深さ、「Ｔｏｐ  ＣＤ」はホール上部の直径、「ＢＴＭ  ＣＤ」はホールの底の直径、「Ｔ／Ｂ  ＣＤ  ｒａｔｉｏ」は、「Ｔｏｐ  ＣＤ」と「ＢＴＭ  ＣＤ」の比、「Ｔａｐｅｒ」は、ホールの傾斜角度、「Ｕｎｉｆ．」は基板面内における深さ均一性を評価した値である。均一性は、計測された「Ｄｅｐｔｈ」の最大値と最小値を求め、最大値と最小値との差分を、最大値と最小値との合計値で除算して百分率表示させた値である。図２９は、実施例４の断面ＳＥＭ像である。図３０は、図２９に示すホールの形状・深さを示すデータである。図３１は、実施例５の断面ＳＥＭ像である。図３２は、図３１に示すホールの形状・深さを示すデータである。【０１１４】
図２７，２１に示すように、比較例４では、中心側の領域よりも１４０ｍｍより外側の領域においてホールの深さが浅くなり、深さの均一性が４．９％となることが確認された。これに対して、図２９，２３に示すように、実施例４では、中心側の領域よりも１４０ｍｍより外側の領域においてホールの深さが改善され、深さの均一性が２．５％となることが確認された。このように、支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と接触することで、ホールの深さの均一性が改善されることが確認された。また、中心から１４５ｍｍより外側の領域を考慮して深さの均一性を算出した比較例の場合には、深さの均一性が６．７％となるところ、図３１，２５に示すように、実施例５では深さの均一性が４．９％となることが確認された。従って、支持面６ｅがウェハＷの裏面全体と接触することで、ホールの深さの均一性が改善されることが確認された。
【符号の説明】
【０１１５】
１…処理チャンバ、２…載置台、４…支持台、５…ベベルカバーリング、５ｂ…庇部、６…静電チャック、１６…シャワーヘッド、５１…上側リング部材、５２…下側リング部材、９０…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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２７】
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【図２９】
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【図３１】
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