(57)【要約】【課題】異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができるコスト安価なプラズマ処理装置、及びこれを用いた半導体製造装置、並びに板状の製品の製造方法を提供する。【解決手段】チャンバーを有し、チャンバーの内部に導入したガスのプラズマを発生させて、チャンバーの内部に設置された半導体ウェハ（被処理物）に対して、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、チャンバーの上方及び外周外方にそれぞれ設けられた上部部材２及び側壁部材３の接合部の形状を、曲率中心がチャンバーの内部に設定された湾曲状に形成した。【選択図】図２
2009043919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーを有し、前記チャンバーの内部に導入したガスのプラズマを発生させて、当該チャンバーの内部に設置された被処理物に対し、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記チャンバーの上方及び外周外方にそれぞれ設けられた上部部材及び側壁部材を備え、
前記上部部材と前記側壁部材との接合部の形状を、曲率中心が前記チャンバーの内部または外部に設定された湾曲状に形成した、
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記側壁部材では、前記上部部材に接合される接合部分の形状が、前記チャンバーの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記上部部材では、前記側壁部材に接合される接合部分の形状が、前記チャンバーの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されている請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記側壁部材には、アルミニウムを母材とするとともに、前記チャンバーの内側表面に、アルミニウムの酸化皮膜が形成された材料が用いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置を用いて、半導体基板に対し、プラズマ処理を行う半導体製造装置。
【請求項６】
被処理物をチャンバーの内部に設置してプラズマ処理を行うプラズマ処理工程を含む板状の製品の製造方法であって、
前記プラズマ処理工程を、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置を用いて行うことを特徴とする板状の製品の製造方法。
【請求項７】
前記プラズマ処理工程を行うことにより、被処理物に対して、ゲート電極を形成する請求項６に記載の板状の製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板やガラス基板などの被処理物にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置、及びこれを用いた半導体製造装置、並びに板状の製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置などの半導体装置では、その素子パターン寸法の微細化が年々進みつつあり、製造過程で半導体基板上に付着するパーティクルは歩留りを低下させる要因としてますます深刻化している。また、このようなパーティクルの発生要因には、例えばドライエッチング装置を用いて、半導体基板に対するドライエッチング処理（プラズマエッチング処理）を行った場合に、当該ドライエッチング装置のチャンバー内部での異常放電によるチャンバー構成部材からの発塵が挙げられる。
【０００３】
以下、図７〜図１１を参照して、従来のドライエッチング装置、及びこの従来のドライエッチング装置での異常放電によるパーティクルの問題点について具体的に説明する。
【０００４】
まず図７及び図８を参照して、従来のドライエッチング装置について具体的に説明する。
【０００５】
図７は従来のドライエッチング装置の要部構成を説明する図であり、図８は上記従来のドライエッチング装置での上部部材と側壁部材との接合部の近傍でのガスの流れを説明する図である。
【０００６】
図７において、従来のドライエッチング装置５０は、上部部材５０ａと側壁部材５０ｂとで囲まれるとともに、内部を真空状態で保持可能に構成されたチャンバー５０Ｃを具備している。また、このチャンバー５０Ｃの内部には、下部電極５０ｃと、下部電極５０ｃ上に置かれた基部５０ｄ１及び円筒状部５０ｄ２を有するフォーカスリング５０ｄとが設けられており、被処理物としての半導体ウェハｈが円筒状部５０ｄ２の内部に載置されるようになっている。そして、従来のドライエッチング装置５０では、チャンバー５０Ｃの内部を真空に保持した状態で、当該内部に所定のエッチングガスを導入し、さらに下部電極５０ｃを通じて半導体ウェハｈに高周波電力を印加することにより、上部部材５０ａと半導体ウェハｈとの間にプラズマを発生させて、当該半導体ウェハｈに対するドライエッチング処理を行うようになっている。
【０００７】
また、この従来のドライエッチング装置５０では、上記エッチングガスは５０ｍTorr程度の圧力でチャンバー５０Ｃの内部に導入されるが、上記ドライエッチング処理の際には、図８に矢印ｂにて図示するように、上部部材５０ａの中央付近から導入されたエッチングガスは、側壁部材５０ｂの方向に流れ、当該側壁部材５０ｂに沿ってチャンバー５０Ｃの下方に排気される。このようにエッチングガスが流れるので、従来のドライエッチング装置５０では、上部部材５０ａと側壁部材５０ｂとの接触部である、チャンバー５０ＣのコーナーＣｒから例えば半径１０ｍｍ以内の近傍部分で、当該エッチングガスの滞留が起こり易くなっていた。このため、従来のドライエッチング装置５０では、コーナーＣｒにおいて、局所的にプラズマの密度が高くなり易かった。また、従来のドライエッチング装置５０では、電界が集中するチャンバー５０Ｃの角部、つまり上部部材５０ａと側壁部材５０ｂとで直角に構成されているコーナーＣｒにおいて、電界集中が起こり易くなり、プラズマの密度が高い当該コーナーＣｒで異常放電が発生し易かった。さらに、従来のドライエッチング装置５０では、異常放電が発生すると、側壁部材５０ｂのアルミ母材が露出し、パーティクルＰａが半導体ウェハｈ上に付着した（図７を参照。）。
【０００８】
続いて、図９〜図１１を参照して、従来のドライエッチング装置５０での上記パーティクルＰａの問題点を具体的に説明する。尚、以下の説明では、シリコン酸化膜が表面に堆積された半導体ウェハｈ上に付着したパーティクルＰａを例示して説明する。
【０００９】
図９は上記従来のドライエッチング装置を使用した場合に半導体ウェハ上に飛散したパーティクルの具体例を説明する図であり、図９（ａ）及び図９（ｂ）はそれぞれパーティクルの形状及びその元素分析結果を示す図であり、図９（ｃ）及び図９（ｄ）はそれぞれ別のパーティクルの形状及びその元素分析結果を示す図である。図１０は上記従来のドライエッチング装置を使用した場合での半導体ウェハ上のパーティクルの飛散分布を説明する図であり、図１１は上記従来のドライエッチング装置でのパーティクルの発生トレンドの調査結果の一例を示すグラフである。
【００１０】
従来のドライエッチング装置５０では、例えば図９（ａ）に“ｄ１”にて示す直径が０．３μｍ程度の球状のパーティクルＰａ１、あるいは図９（ｃ）に“ｄ２”にて示す長径が１．０μｍ程度の楕円状のパーティクルＰａ２が、上記異常放電にて生じて半導体ウェハｈのシリコン酸化膜上に付着する。尚、これらのパーティクルＰａ１、Ｐａ２は、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope）の撮像画像を図面化したものである。
【００１１】
また、パーティクルＰａ１、Ｐａ２では、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（Energy Dispersive X-ray Spectrometer）による分析結果である、図９（ｂ）及び図９（ｄ）にそれぞれ示すように、いずれも「Ｓｉ」、「Ｏ」、及び「Ａｌ」が検出されている。これらの検出元素のうち、「Ｓｉ」と「Ｏ」は半導体ウェハｈ起因の元素であり、「Ａｌ」は上記側壁部材５０ｂの組成に由来する、パーティクル自体の成分と考えられる。
【００１２】
また、従来のドライエッチング装置５０では、パーティクルＰａは半導体ウェハｈ上に対して均一に飛散するものでなく、上記フォーカスリング５０ｄなどの影響で付着し易い領域と付着し難い領域とが半導体ウェハｈ上に生じた。すなわち、従来のドライエッチング装置５０でプラズマエッチング処理を半導体ウェハｈに施した後、当該半導体ウェハｈの表面を光学式欠陥検査装置にて検査すると、例えば図１０に示すように、三日月状の領域ｍでは、飛散したパーティクルＰａが少なかった。また、三日月状の領域ｍに近い領域にパーティクルＰａが密集し、遠ざかるに従いパーティクルＰａが減少する傾向があった。これは、図７に示した従来のドライエッチング装置５０では、チャンバー５０ＣのコーナーＣｒにおいて、異常放電が発生し、そのコーナーＣｒからパーティクルＰａが放出されると、フォーカスリング５０ｄの影になった部分はパーティクルＰａが付着しにくく、そうでない部分には付着し易いためであると考えられる。
【００１３】
より具体的には、従来のドライエッチング装置５０では、図７の一点鎖線の矢印にしめすように、パーティクルＰａはコーナーＣｒから半導体ウェハｈ上に飛散して付着する。このとき、パーティクルＰａの飛散距離は、半導体ウェハｈの表面から上記円筒状部５０ｄ２の先端までの高さ寸法（図７に“Ｈ１”にて図示）、及び当該表面からコーナーＣｒまでの高さ寸法（図７に“Ｈ２”にて図示）にほぼ規定され、その最小飛散距離は、図７に“Ｌ１”及び“Ｌ２”にてそれぞれ示す円筒状部５０ｄ２の内面からの離間寸法及びコーナーＣｒからの離間寸法となる。言い換えれば、上記離間寸法Ｌ１が、図１０に示した三日月状の領域ｍでの外周から半導体ウェハｈの中心に最も近い箇所までの最大距離に実質的に等しく、パーティクルＰａは、同図１０に示したように、エッチングガス等の影響がなければ、円筒状部５０ｄ２上を通過して、三日月状の領域ｍの外側領域に飛散して、半導体ウェハｈ上に付着する。尚、高さ寸法Ｈ１、Ｈ２、離間寸法Ｌ１及びＬ２の具体的な寸法は、３７ｍｍ、８３ｍｍ、３９ｍｍ、及び８７ｍｍである。
【００１４】
また、図１１の曲線６０に示すように、上記のような異常放電が発生すると日ごとにパーティクル数が非常にばらつき、従来のドライエッチング装置５０では、半導体装置の製造歩留まりが不安定になった。尚、縦軸のパーティクル個数は、半導体ウェハ１枚あたりに付着した粒径０．２μｍ以上のパーティクルＰａの個数を示している。
【００１５】
そこで、従来のドライエッチング装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、耐プラズマ性の高いイットリア（Ｙ2Ｏ3）膜を側壁部材などの表面に設けることが提案されている。すなわち、この従来のドライエッチング装置では、チャンバーの内壁を上記イットリア膜にてコーティングすることによって、プラズマ放電によるチャンバー内壁の表面劣化を抑制して、パーティクルの発生を低減可能とされていた。
【特許文献１】特開２００５−６０８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のような従来のドライエッチング装置（プラズマ処理装置）では、イットリウム（Ｙ）のような稀少元素を使用していたので、装置コストが著しく高騰するという問題点があった。それゆえ、従来のプラズマ処理装置では、異常放電の発生を抑えて、パーティクルの発生を低減することと、装置コストの低減することとの両立を図ることは困難であった。
【００１７】
上記の課題に鑑み、本発明は、異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができるコスト安価なプラズマ処理装置、及びこれを用いた半導体製造装置、並びに板状の製品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明にかかるプラズマ処理装置は、チャンバーを有し、前記チャンバーの内部に導入したガスのプラズマを発生させて、当該チャンバーの内部に設置された被処理物に対し、プラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記チャンバーの上方及び外周外方にそれぞれ設けられた上部部材及び側壁部材を備え、
前記上部部材と前記側壁部材との接合部の形状を、曲率中心が前記チャンバーの内部または外部に設定された湾曲状に形成したことを特徴とするものである。
【００１９】
上記のように構成されたプラズマ処理装置における上記接合部の形状は、曲率中心がチャンバーの内部または外部に設定された湾曲状に形成されているので、プラズマ処理を実施したときに当該接合部に上記ガスの滞留が生じるのを防止することができるとともに、電界が集中するのを防ぐことができる。この結果、上記従来例と異なり、装置コストの高騰を防ぎつつ、異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができる。したがって、コスト安価なプラズマ処理装置を構成することができる。
【００２０】
また、上記プラズマ処理装置において、前記側壁部材では、前記上部部材に接合される接合部分の形状が、前記チャンバーの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されていることが好ましい。
【００２１】
この場合、上記接合部において、ガス滞留の発生及び電界集中の発生を確実に防ぐことが可能となって、異常放電の発生を抑えて、パーティクルの発生をも確実に低減することができるプラズマ処理装置を構成することができる。
【００２２】
また、上記プラズマ処理装置において、前記上部部材では、前記側壁部材に接合される接合部分の形状が、前記チャンバーの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されていることが好ましい。
【００２３】
この場合、上記接合部において、ガス滞留の発生及び電界集中の発生を確実に防ぐことが可能となって、異常放電の発生を抑えて、パーティクルの発生をも確実に低減することができるプラズマ処理装置を構成することができる。
【００２４】
また、上記プラズマ処理装置において、前記側壁部材には、アルミニウムを母材とするとともに、前記チャンバーの内側表面に、アルミニウムの酸化皮膜が形成された材料が用いられてもよい。
【００２５】
この場合、コスト安価なプラズマ処理装置をより確実に、かつ、容易に構成することができる。
【００２６】
また、本発明の半導体製造装置は、上記いずれかのプラズマ処理装置を用いて、半導体基板に対し、プラズマ処理を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
上記のように構成された半導体製造装置では、異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができるコスト安価なプラズマ処理装置が用いられているので、装置コストを容易に低減できるとともに、半導体基板を用いた半導体装置の製造歩留りを容易に向上させることができる半導体製造装置を構成することができる。
【００２８】
また、本発明の板状の製品の製造方法は、被処理物をチャンバーの内部に設置してプラズマ処理を行うプラズマ処理工程を含む板状の製品の製造方法であって、
前記プラズマ処理工程を、上記いずれかのプラズマ処理装置を用いて行うことを特徴とするものである。
【００２９】
上記のように構成された板状の製品の製造方法では、上記プラズマ処理工程が異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができるコスト安価なプラズマ処理装置を用いて行われるので、板状の製品の製造歩留りを容易に向上させることができる。
【００３０】
また、上記板状の製品の製造方法において、前記プラズマ処理工程を行うことにより、被処理物に対して、ゲート電極を形成することが好ましい。
【００３１】
この場合、高精細なゲート電極の形成工程を高精度に、かつ、簡単に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができるコスト安価なプラズマ処理装置、及びこれを用いた半導体製造装置、並びに板状の製品の製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明のプラズマ処理装置、半導体製造装置、及び板状の製品の製造方法を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、従来例との対比を容易なものとするために、本発明を半導体ウェハにドライエッチング処理を行う、平行平板型ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）方式のドライエッチング装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００３４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるドライエッチング装置の要部構成を説明する図である。図において、本実施形態のドライエッチング装置１は、減圧可能に構成されたチャンバー１Ｃと、チャンバー１Ｃを囲むように当該チャンバー１Ｃの上方及び外周外方にそれぞれ設けられた上部部材２及び側壁部材３とを備えている。また、ドライエッチング装置１は、チャンバー１Ｃの内部に設けられた下部電極４と、下部電極４上に置かれた基部５ａ及び円筒状部５ｂを有するフォーカスリング５とを具備しており、被処理物としての半導体ウェハＨが円筒状部５ｂの内部に載置された状態で、プラズマ処理としての所定のドライエッチング処理が当該半導体ウェハＨに対して、行われるようになっている。また、このドライエッチング装置１は、半導体ウェハＨから半導体集積回路などの半導体装置を製造する半導体製造装置に用いられている。
【００３５】
また、ドライエッチング装置１には、ガス供給装置（原動側）６からドライエッチング処理に用いられる、エッチングガス等の複数種類のプロセスガスが適宜供給されるようになっている。具体的には、ドライエッチング装置１とガス供給装置６との間には、ドライエッチング装置１の内部に設けられたガス導入路に接続されたガス導入管８ａ及びプロセスガス毎に設置された細管８ｂを有するガス管８と、対応するプロセスガス単位に細管８ｂの途中に設置されたマスフローコントローラー（Mass flow controller）９及びバルブ１０とを備えたガスボックス７が設けられており、ドライエッチング装置１での処理内容に応じたプロセスガスが、対応するマスフローコントローラー９により流量制御された後、チャンバー１Ｃの内部に供給されるよう構成されている。
【００３６】
また、ドライエッチング装置１では、上部部材２側に設けられたガス供給部によってチャンバー１Ｃの内部にプロセスガスを均一に導入するように構成されている。具体的にいえば、上部部材２には、上部電極としての上部リッド２ａと、上部リッド２ａのチャンバー１Ｃ側に設置されるとともに、石英からなる石英天板２ｂとが設けられている。石英天板２ｂには、上記ガス導入路に接続されたガス導入室２ｂ１と、一端部及び他端部がガス導入室２ｂ１及びチャンバー１Ｃにそれぞれ接続された複数のガス導入口２ｂ２とが設けられており、プロセスガスは複数のガス導入口２ｂ２によってチャンバー１Ｃの内部に均一に供給される。
【００３７】
また、ドライエッチング装置１では、圧力調整バルブ１１がチャンバー１Ｃの下部に設置されており、その下流側にはターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）１２が接続されている。そして、ドライエッチング装置１では、圧力調整バルブ１１の開度を調整することによって排気量が調節され、チャンバー１Ｃの内部の圧力（真空度）を所定の値に設定可能となっている。
【００３８】
さらに、ドライエッチング装置１では、図示しない高周波電源から、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波を下部電極４に印加することによってチャンバー１Ｃの内部に導入されたプロセスガスのプラズマを発生させて、放電させる。
【００３９】
次に、図２及び図３を参照して、上部部材２と側壁部材３との接合部について具体的に説明する。
【００４０】
図２は図１に示した上部部材と側壁部材との接合部を示す拡大平面図であり、図３は図２に示した接合部の近傍でのガスの流れを説明する図である。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態のドライエッチング装置１では、図２に示すように、上部部材２と側壁部材３との接合部が、チャンバー１Ｃの外側に向かって突出して丸みを有するように、曲率中心がチャンバー１Ｃの内部に設定された湾曲状に形成されている。具体的には、上記側壁部材３は、アルミニウムを母材とするアルミ母材３ａと、このアルミ母材３ａのチャンバーの内側表面に形成されるとともに、アルミニウムの酸化皮膜であるアルマイト膜３ｂとによって構成されている。また、側壁部材３では、上部部材２に接合される接合部分３ｂ１の形状が、チャンバー１Ｃの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されている。また、上部部材２の上部リッド２ａはアルミニウム主体の材料を用いて構成されており、この上部リッド及び側壁部材３は接地されている。一方、上部部材２では、チャンバー１Ｃ側にＳｉＯ2を用いた石英天板２ｂを採用することにより、アルミニウムを主体とする上部リッド２ａや側壁部材３などのチャンバー内部構成物からの金属汚染の回避が容易であり、さらにはドライエッチング処理でのプラズマ耐性が高いためであるからである。
【００４２】
さらに、本実施形態のドライエッチング装置１では、図２に示したように、上部部材２と側壁部材３との接合部、つまりチャンバー１Ｃのコーナーがラウンド形状に構成されているので、ドライエッチング処理の際でのプロセスガス（エッチングガス）は、図３の矢印Ｂにて示すように、上記コーナーに滞留することなく、石英天板２ｂ及びアルマイト膜３ｂに沿って円滑に流れるようになっている。これにより、本実施形態のドライエッチング装置１では、均一なプラズマをチャンバー１Ｃ内部で生成することができる。しかも、本実施形態のドライエッチング装置１では、コーナーを構成する接合部分３ｂ１がアルマイト膜３ｂで被覆されている点とも相まって、当該接合部分３ｂ１に反応生成物が比較的安定して付着することが可能となり、電界が接合部分３ｂ１に集中するのを防ぐことができる。
【００４３】
ここで、上記のように構成された本実施形態のドライエッチング装置１の動作について、図４を参照して具体的に説明する。
【００４４】
図４は上記ドライエッチング装置を用いて、ゲート電極を形成する工程を示す製造工程図であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）はそれぞれゲート電極が形成される前及び後での半導体ウェハの状態を示す図である。
【００４５】
図４（ａ）において、半導体ウェハＨ上には、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜ｇ１が形成され、このゲート絶縁膜ｇ１上にポリシリコン膜ｇ２が形成されている。そして、この中間生成物に対して、本実施形態のドライエッチング装置を用いて、所定の形状のトランジスタのゲート電極が形成される。具体的には、チャンバー１Ｃの内部には、例えば塩素、臭化水素、酸素、及びヘリウムがプロセスガスとして導入され、かつ、チャンバー１Ｃの内圧が５〜１００ｍTorrに制御されている。そして、下部電極４に１３．５６ＭＨｚの高周波を印加してプラズマを生成することにより、図４（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜ｇ１及びポリシリコン膜ｇ２を所定の形状にエッチングして、ポリシリコン膜ｇ２を用いたトランジスタのゲート電極を形成する。また、このゲート電極では、そのゲート長は例えば１００ｎｍであり、さらには隣接するゲート電極の間隔寸法は、例えば０．１５〜０．２５μｍ程度である。このようなゲート間隔が非常に小さく、かつ、微細な寸法のゲート電極を容易に形成することができる。
【００４６】
尚、上記の説明以外に、本実施形態のドライエッチング装置１は、例えば半導体製造工程のうち、素子分離のドライエッチング処理、トランジスタ形成のドライエッチング処理、コンタクトホールのドライエッチング処理、メタル配線のドライエッチング処理に使用することができる。
【００４７】
以上のように構成された本実施形態のドライエッチング装置１では、曲率中心がチャンバーの内部に設定された湾曲状に、上部部材２と側壁部材３との接合部が形成され、ドライエッチング処理（プラズマ処理）を実施したときに当該接合部にエッチングガス（プラズマガス）の滞留が生じるのを防止することができるとともに、電界が集中するのを防ぐことができる。これにより、本実施形態のドライエッチング装置１では、上記従来例と異なり、装置コストの高騰を防ぎつつ、異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができる。したがって、コスト安価なドライエッチング装置（プラズマ処理装置）１を構成することができる。
【００４８】
また、本実施形態のドライエッチング装置１では、側壁部材３の、上部部材２に接合される接合部分３ｂ１の形状が、チャンバー１Ｃの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されている。これにより、上記接合部において、ガス滞留の発生及び電界集中の発生を確実に防ぐことが可能となって、異常放電の発生を抑えて、パーティクルの発生をも確実に低減することができるドライエッチング装置１を構成することができる。
【００４９】
ここで、本願発明者らの検証試験の試験結果例について、図５を参照して具体的に説明する。
【００５０】
図５は、上記ドライエッチング装置でのパーティクルの発生トレンドの調査結果の一例を示すグラフである。尚、縦軸のパーティクル個数は、半導体ウェハ１枚あたりに付着した粒径０．２μｍ以上のパーティクルの個数を示している。
【００５１】
本実施形態のドライエッチング装置１では、半導体ウェハに付着するパーティクルの個数は、図５の曲線３０に示すように、図１１の曲線６０に示した従来品に比べて、非常に少なく安定していることが実証された。
【００５２】
また、本実施形態のドライエッチング装置１では、側壁部材３がアルミ母材３ａとアルマイト膜３ｂとを用いて構成されているので、コスト安価なドライエッチング装置１をより確実に、かつ、容易に構成することができる。すなわち、本実施形態のドライエッチング装置１では、稀少元素のイットリウム（Ｙ）を含んだイットリア（Ｙ2Ｏ3）膜を用いた特許文献１に記載の従来例と異なり、チャンバー１Ｃの側壁部材として従来より広く使用され、かつ、低コストであるアルミ母材/アルミナコートの構造からなる部材が使用されているので、ドライエッチング装置１の低コスト化をより確実に、かつ、簡単に行うことができる。
【００５３】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態にかかるドライエッチング装置における、上部部材と側壁部材との接合部を示す拡大平面図である。図において、本実施形態と第１の実施形態との主な相違点は、上部部材側に湾曲状の接合部分を設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００５４】
すなわち、図６に示すように、本実施形態のドライエッチング装置１では、上部部材２の石英天板２ｂにおいて、側壁部材３に接合される接合部分２ｂ１の形状が、チャンバー１Ｃの内部に曲率中心が設定されるとともに、５ｍｍ以上〜２０ｍｍ以下の曲率半径を有する湾曲状に形成されている。これにより、本実施形態のドライエッチング装置１では、第１の実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【００５５】
また、本実施形態のドライエッチング装置１では、図６に示すように、側壁部材３が平坦に構成されているので、第１の実施形態に比べて、異常放電の発生をより防ぐことができる。さらに、上記接合部（コーナー）が異常放電が起こってもスパッタされにくい石英天板２ｂ側に設けられているので、第１の実施形態と同様に、エッチングガスが滞留し難いとともに、均一なプラズマを生成でき、かつ、反応生成物を比較的安定して付着させることができる。このように、本実施形態のドライエッチング装置１では、異常放電がコーナーで発生し難く、このコーナーからのパーティクル発生を、第１の実施形態に比べて、大幅に低減することができる。
【００５６】
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５７】
例えば、上記の説明では、半導体ウェハにドライエッチング処理を行う、平行平板型ＲＩＥ方式のドライエッチング装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はチャンバーの上方及び外周外方にそれぞれ設けられた上部部材及び側壁部材を有するとともに、これらの上部部材と側壁部材との接合部の形状を、曲率中心がチャンバーの内部または外部に設定された湾曲状に形成したものであればよく、チャンバーの内部に導入したガスのプラズマを発生させて、当該チャンバーの内部に設置された被処理物に対し、プラズマ処理を行う、各種のプラズマ処理装置に適用することができる。すなわち、上記の各実施形態とは反対に、曲率中心がチャンバーの外部に設定されて、チャンバーの内側に向かって膨出して丸みを有するように湾曲状に形成された接合部を用いることもできる。また、被処理物は半導体ウェハに限定されず、液晶表示装置やＰＤＰに使用されるガラス基板等の板状の製品でもよい。
【００５８】
また、上記の説明では、減圧可能なチャンバーを備えたドライエッチング装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表面洗浄処理や表面改質処理等の大気圧下でのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置にも適用することができる。
【００５９】
また、上記の各実施形態では、上部部材及び側壁部材の一方に、湾曲状の接合部分を設けた場合について説明したが、上部部材及び側壁部材の両方に湾曲状の接合部分を設けて、これら上部部材及び側壁部材が一体化されたときに、上記のような湾曲状の接合部が構成されるものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、異常放電の発生を抑えることができ、パーティクルの発生を低減することができるコスト安価なプラズマ処理装置、及びこれを用いた半導体製造装置、並びに板状の製品の製造方法に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるドライエッチング装置の要部構成を説明する図である。
【図２】図１に示した上部部材と側壁部材との接合部を示す拡大平面図である。
【図３】図２に示した接合部の近傍でのガスの流れを説明する図である。
【図４】上記ドライエッチング装置を用いて、ゲート電極を形成する工程を示す製造工程図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれゲート電極が形成される前及び後での半導体ウェハの状態を示す図である。
【図５】上記ドライエッチング装置でのパーティクルの発生トレンドの調査結果の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるドライエッチング装置における、上部部材と側壁部材との接合部を示す拡大平面図である。
【図７】従来のドライエッチング装置の要部構成を説明する図である。
【図８】上記従来のドライエッチング装置での上部部材と側壁部材との接合部の近傍でのガスの流れを説明する図である。
【図９】上記従来のドライエッチング装置を使用した場合に半導体ウェハ上に飛散したパーティクルの具体例を説明する図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれパーティクルの形状及びその元素分析結果を示す図であり、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ別のパーティクルの形状及びその元素分析結果を示す図である。
【図１０】上記従来のドライエッチング装置を使用した場合での半導体ウェハ上のパーティクルの飛散分布を説明する図である。
【図１１】上記従来のドライエッチング装置でのパーティクルの発生トレンドの調査結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１  ドライエッチング装置（プラズマ処理装置）
１Ｃ  チャンバー
２  上部部材
２ｂ１  接合部分
３  側壁部材
３ｂ１  接合部分
Ｈ  半導体ウェハ（被処理物）
ｇ２  ゲート電極
【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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