JP7285152B2

JP7285152B2 - プラズマ処理装置

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Publication number: JP7285152B2
Application number: JP2019126710A
Authority: JP
Inventors: 哲也斉藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2039-07-08
Also published as: US20210013004A1; US11335542B2; KR102407353B1; KR20210006286A; TW202115767A; JP2021012960A

Description

本開示は、プラズマ処理装置に関する。

特許文献１には、薄膜の堆積またはエッチング等を目的としたプラズマ処理を実行するプラズマ処理装置が開示されている。このプラズマ処理装置は、処理容器と、処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、処理容器内に設けられ、ウェハが載置される載置台と、載置台の上方に設けられた上部電極と、上部電極及び載置台の少なくともいずれか一方に高周波電力を供給することによって、処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部とを有する。そして、このプラズマ処理装置では、処理容器の側壁と載置台の側面とによって排気流路が形成され、排気流路の底部には、排気口を形成する排気管が配設され、排気管には排気装置が接続されている。

特開２０１６－１１５８４８号公報

本開示にかかる技術は、処理容器の側壁における上部に環状に設けられ且つ処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路をプラズマ処理装置に用いる場合において、プラズマ処理量がウェハ中央に比べてウェハ外周部で減少するのを抑制する。

本開示の一態様は、プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、減圧可能に構成され、基板を収容する処理容器と、処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、前記処理容器の上部側に、前記載置台と対向するように設けられ、当該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、前記処理容器の側壁における上部に環状に設けられ、前記処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路と、を有し、前記載置台及び前記ガス導入部は、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するための高周波電源に接続され、前記排気路は、接地され、当該プラズマ処理装置は、さらに、前記排気路の前記開口を覆うように設けられると共に接地されるプラズマ分布調整部材を有し、前記プラズマ分布調整部材は、複数の貫通孔が形成され、前記プラズマ分布調整部材における、前記排気路の前記開口を覆う部分の開口率は、５０％以上８０％以下である。

本開示によれば、処理容器の側壁における上部に環状に設けられ且つ処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路をプラズマ処理装置に用いる場合において、プラズマ処理量がウェハ中央に比べてウェハ外周部で減少するのを抑制することができる。

本実施形態にかかるプラズマ処理装置としてのエッチング装置の構成の概略を模式的に示す説明図である。プラズマ分布調整部材の貫通孔形成部分の拡大側面図である。プラズマ分布調整部材を設けることの効果を具体的に説明する図である。プラズマ分布調整部材を設けることの効果を具体的に説明する図である。プラズマ分布調整部材の貫通孔の形状の他の例を示す図である。シャワープレートの他の例を示す側面図である。シャワープレートの別の例を示す断面図である。図７のシャワープレートの下面図である。シャワープレートのさらに別の例を示す側面図である。

半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に対して、エッチング処理や成膜処理等の各種プラズマ処理が行われる。
上記プラズマ処理を行うプラズマ処理装置は、例えば、処理容器と、処理容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、処理容器内に設けられ、ウェハが載置される載置台と、載置台の上方に設けられた上部電極と、を有する。そして、上部電極及び載置台に高周波電力を供給することによって、処理容器内において処理ガスのプラズマが生成される。
また、従来のプラズマ処理装置では、処理容器の底壁側から当該処理容器内の排気が行われている。例えば、特許文献１では、処理容器の側壁と載置台の側面とによって排気流路が形成され、排気流路の底部には、排気口を形成する排気管が配設されている。

ところで、プラズマ処理装置として、近年、ＡＬＥ（Atomic Layer Etching）処理用等、処理容器内の容量が小さいものが開発されてきている。このようなプラズマ処理装置では、特許文献１と異なる排気路が用いられ、具体的には、処理容器の側壁における上部に環状に設けられ、処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路が用いられることがある。しかし、本発明者らが鋭意調査したところによれば、上述のような排気路が用いられる場合、上部電極に６０ＭＨｚ等の高い高周波電力を供給するとき等において、エッチング量等のプラズマ処理量がウェハ中央に比べてウェハ外周部で少なく、ウェハ面内でプラズマ処理が不均一になることがある。

そこで、本開示にかかる技術は、処理容器の側壁における上部に環状に設けられ且つ処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路を用いる場合において、プラズマ処理量がウェハ中央に比べてウェハ外周部で減少するのを抑制する。

以下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す説明図である。図２は、後述のプラズマ分布調整部材の貫通孔形成部分の拡大側面図である。
図１の例のプラズマ処理装置１は、例えば、自然酸化膜を除去するエッチング行うエッチング装置として構成されている。具体的には、プラズマ処理装置１は、スパッタエッチングやＡＬＥにより自然酸化膜のエッチングを行うエッチング装置として構成されている。

プラズマ処理装置１（以下、エッチング装置１）は、減圧可能に構成され、基板としてのウェハＷを収容する処理容器１０を有する。ウェハＷの直径は例えば３００ｍｍである。
処理容器１０は、有底の円筒形状に形成された容器本体１１を有する。容器本体１１は、導電性の金属、例えばアルミ含有金属であるＡ５０５２からなっている。また、容器本体１１は接地される。
容器本体１１の側壁には、ウェハＷの搬入出口１１ａが設けられており、この搬入出口１１ａには、当該搬入出口１１ａを開閉するゲートバルブ１２が設けられている。また、容器本体１１上には、処理容器１０の側壁の一部をなす、後述の排気ダクト６０が設けられている。

処理容器１０内には、ウェハＷが水平に載置される、平面視で円形の載置台２０が設けられている。この載置台２０は下部電極を構成する。載置台２０の上部には静電チャック２１が設けられている。載置台２０の内部には、ウェハＷを加熱するためのヒータ（図示せず）が設けられている。

載置台２０に対しては、処理容器１０の外部に設けられている高周波電源３０から、整合器３１を介して、バイアス用の高周波電力、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。静電チャック２１に対しては、処理容器１０の外部に設けられている直流電源３２から、直流電圧が印加される。直流電圧のＯＮ－ＯＦＦは、スイッチ３３によってなされる。

載置台２０の下面中央部には、処理容器１０の底壁に形成された開口１３を通じて当該底壁を貫通し、上下方向に延在する支持部材２２の上端部が接続されている。支持部材２２の下端部は昇降機構２３に接続されている。昇降機構２３の駆動によって、載置台２０は、一点鎖線で示す搬送位置と、その上方の第１の処理位置と、さらにその上方の第２の処理位置の間とを、上下に移動することができる。搬送位置とは、処理容器１０の搬入出口１１ａから処理容器１０内に進入するウェハＷの搬送機構（図示せず）と後述の支持ピン２６ａとの間で、ウェハＷを受け渡している時に、載置台２０が待機する位置である。また、第１の処理位置とは、ウェハＷにスパッタエッチング処理が行われる位置であり、第２の処理位置とは、ウェハＷにＡＬＥ処理が行われる位置である。

また、支持部材２２における処理容器１０の外側には、フランジ２４が設けられている。そして、このフランジ２４と、処理容器１０の底壁における支持部材２２の貫通部との間には、支持部材２２の外周部を囲むように、ベローズ２５が設けられている。これによって、処理容器１０の気密が保たれる。

処理容器１０内における載置台２０の下方には、複数、例えば３本（２本のみ図示）の支持ピン２６ａを有するウェハ昇降部材２６が配置されている。ウェハ昇降部材２６の下面側には支持柱２７が設けられており、支持柱２７は、処理容器１０の底壁を貫通して、処理容器１０の外側に設けられた昇降機構２８に接続されている。したがって、ウェハ昇降部材２６は、昇降機構２８の駆動によって上下動自在であり、また、上下動することにより、支持ピン２６ａが、載置台２０に形成された貫通孔２０ａを介して載置台２０の上面から突没する。
昇降機構２８と、処理容器１０の底壁における支持柱２７の貫通部との間には、支持柱２７の外周を囲むように、ベローズ２９が設けられている。これによって、処理容器１０の気密が保たれる。

処理容器１０における排気ダクト６０の上側には、円環状の絶縁支持部材４０が設けられている。絶縁支持部材４０の下面側には、絶縁部材として石英からなるシャワーヘッド支持部材４１が設けられている。シャワーヘッド支持部材４１には、処理容器１０内に処理ガスを導入するガス導入部であり上部電極を構成するシャワーヘッド４２が支持されている。シャワーヘッド支持部材４１によるシャワーヘッド４２の支持は、具体的には、シャワーヘッド４２が処理容器１０の上部側に位置すると共に載置台２０と対向するように行われる。
また、シャワーヘッド４２は、円板状のヘッド本体部４３と、ヘッド本体部４３に接続されたシャワープレート４４とを有しており、ヘッド本体部４３とシャワープレート４４との間には、ガス拡散空間Ｓが形成されている。ヘッド本体部４３とシャワープレート４４とは金属製である。なお、シャワープレート４４の直径はウェハＷと略同一である。ヘッド本体部４３には、ガス拡散空間Ｓに通ずる２つのガス導入孔４３ａが形成され、シャワープレート４４には、ガス拡散空間Ｓから通ずる多数のガス吐出孔４４ａが形成されている。

ガス導入孔４３ａには、処理ガスを処理容器１０に供給するガス供給機構５０が設けられている。図示は省略するが、ガス供給機構５０には、各処理ガスの供給源や、該供給源からの処理ガスを一時的に貯留する貯留タンクや、流量制御弁が設けられている。

また、シャワーヘッド４２に対しては、処理容器１０の外部に設けられている高周波電源３４から、整合器３５を介して、プラズマ生成用の高周波電力、例えば６０ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。

さらに、処理容器１０の側壁における上部には、環状に形成された排気路としての排気ダクト６０が、載置台２０に対して同心となるように、設けられている。排気ダクト６０は、処理容器１０の中心側に開口する開口６０ａが内周全周に亘って形成されるように、例えば断面視Ｕ字状に形成された部材を円環状に湾曲させて構成されている。なお、排気ダクト６０において上記Ｕ字状をなす溝の深さは例えば４５ｍｍ程度であり、開口６０ａからシャワーヘッド４２までの最短距離は例えば５０ｍｍ程度である。
排気ダクト６０における外周壁の一部には、排気口６０ｂが形成されている。排気口６０ｂには、排気管６１の一端部が接続されている。排気管６１の他端部は、例えば真空ポンプや開閉弁などにより構成される排気装置６２が接続されている。また、排気ダクト６０は、導電性の金属、例えばアルミ含有金属であるＡ５０５２からなり、容器本体１１と同電位とされる。つまり、排気ダクト６０も接地される。

さらにまた、処理容器１０内には、その側壁に沿って、排気ダクト６０の開口６０ａを覆うように、プラズマ分布調整部材（以下、プラズマ調整部材）７０が設けられている。プラズマ調整部材７０は、導電性の金属、例えばアルミ含有金属であるＡ５０５２からなっている。また、プラズマ調整部材７０は接地される。さらに、プラズマ調整部材７０の表面は、セラミックス溶射または陽極酸化処理により耐プラズマコーティングされている。セラミックス溶射の材料としては例えばイットリアが用いられる。

このプラズマ調整部材７０は、円筒状に形成された胴部７１を有し、載置台２０に対して同心となるように設けられている。胴部７１は、処理容器１０の側壁の内周面全体を覆うように形成され、また、胴部７１における、少なくとも排気ダクト６０と対向する部分に、複数の貫通孔７１ａが形成されている。胴部７１の厚さは例えば７ｍｍである。

各貫通孔７１ａの貫通方向視形状は、例えば、図２に示すように、上下方向長さが排気ダクト６０の開口６０ａより長い楕円状（具体的には角丸長方形状）である。
また、複数の貫通孔７１ａは、全て同じ形状を有し、一様に分布するように形成されている。
さらに、貫通孔７１ａは、胴部７１における、排気ダクト６０の開口６０ａを覆う部分の開口率が５０％以上８０％以下となるように、形成される。なお、以下では、「プラズマ調整部材７０の開口率」とは、この開口率を意味するものとする。例えば、直径３００ｍｍのウェハＷに対するプラズマ調整部材７０の胴部７１の直径が４６０ｍのときに、面積が８７２ｍｍ^２の長穴を６０個設け、プラズマ調整部材７０の有効領域の面積を上下方向長さが５０ｍｍとすると開口率を７３％にすることができる。

また、プラズマ調整部材７０の下端部は、処理容器１０の中心側に延び出すように形成され、当該処理容器１０の底壁に接合される。具体的には、プラズマ調整部材７０は、胴部７１の下端から処理容器１０の中心側に延び出すように形成された固定部７２を有する。そして、固定部７２と処理容器１０の底壁とが螺合等により接合されることにより、プラズマ調整部材７０は処理容器１０内で固定される。

以上のように構成されるエッチング装置１には、制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、エッチング装置１における後述のウェハ処理を実現するためのプログラム等が格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

続いて、エッチング装置１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
このウェハ処理では、まず、スパッタエッチング処理により自然酸化膜の異方性エッチングが行われ、次いで、ＡＬＥ処理により自然酸化膜の等方性エッチングが行われる。

スパッタエッチング処理では、まず、ゲートバルブ１２が開かれ、処理容器１０に隣接する真空雰囲気の搬送室（図示せず）から、搬入出口１１ａを介して、ウェハＷを保持した搬送機構（図示せず）が処理容器１０内に挿入される。そして、ウェハＷが、前述の搬送位置に位置する載置台２０の上方に搬送される。このとき、処理容器１０内は、排気ダクト６０を介して排気され、所望の圧力に調整されている。次いで上昇した支持ピン２６ａの上にウェハＷが受け渡され、その後、上記搬送機構は処理容器１０から抜き出され、ゲートバルブ１２が閉じられる。それと共に、支持ピン２６ａの下降、載置台２０の上昇が行われ、載置台２０上にウェハＷが載置される。続いて、載置台２０が前述の第１の処理位置へ移動される。第１の処理位置は、例えば、載置台２０の上面からシャワープレート４４の下面までの距離が４０ｍｍとなる位置である。

次に、ガス供給機構５０から、処理容器１０に、処理ガスとしてＡｒガスが供給される。また、高周波電源３４からシャワーヘッド４２に６０ＭＨｚの高周波電力が供給され、高周波電源３０から載置台２０に、１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。
これにより、処理容器１０内にＡｒガスのプラズマが生成され、当該プラズマ内のＡｒイオンがウェハＷの表面に衝突し、当該ウェハＷの表面に形成された自然酸化膜が異方的にエッチングされる。

ＡＬＥ処理も行うエッチング装置１では、Ａｒガスのプラズマを用いたスパッタエッチングの際、シャワーヘッド４２から載置台２０までの距離に対して、シャワーヘッド４２から接地された排気ダクト６０までの距離が比較的近い。そのため、本実施形態と異なり、排気ダクト６０の開口６０ａを覆うようにプラズマ調整部材７０を設けない場合、Ａｒガスのプラズマが、開口６０ａを通り排気ダクト６０内まで広がる。その結果、ウェハＷの外周部の上空のプラズマ密度が低くなるため、ウェハＷの外周部のエッチング量が中央部に比べて減少する。それに対し、本実施形態のように、接地されるプラズマ調整部材７０を設けることで、排気ダクト６０内まで広がるＡｒガスのプラズマの量を削減することができるため、ウェハＷの外周部上空においてプラズマ密度が低下するのを防ぐことができる。したがって、ウェハＷの外周部のエッチング量が中央部に比べて減少するのを抑制することができる。また、プラズマ調整部材７０には貫通孔７１ａが形成されているため、排気ダクト６０の開口６０ａを塞ぐように当該プラズマ調整部材７０を設けても排気特性が損なわれることがない。

エッチング後、シャワーヘッド４２への高周波電力の供給及び載置台２０への高周波電力の供給が停止される。ただし、Ａｒガスの供給は継続され、処理容器１０内がＡｒガスによりパージされる。パージが完了するとスパッタエッチング処理は終了する。

ＡＬＥ処理は、パージ工程を間に挟んで、例えば、Ｃｌ_２ガスによるプラズマ処理工程と、Ａｒガスによるプラズマ処理工程とを交互に繰り返すことによって行われる。このＡＬＥ処理に際し、載置台２０は前述の第２の処理位置へ移動される。第２の処理位置は、例えば、載置台２０上の上面からシャワープレート４４の下面までの距離が１０～４０ｍｍとなる位置である。

ＡＬＥ処理における、Ｃｌ_２ガスによるプラズマ処理工程では、ガス供給機構５０から、処理容器１０に、Ｃｌ_２ガスが供給される。
この工程では、処理容器１０内に、Ｃｌ_２がウェハ表面の自然酸化膜に吸着される。
この工程後、処理容器１０内がＡｒガスによりパージされる。

続くＡｒガスによるプラズマ処理工程では、Ａｒガスが処理容器１０に供給される。また、高周波電源３４からシャワーヘッド４２に６０ＭＨｚの高周波電力が供給され、載置台２０に対しては、処理容器１０の外部に設けられている高周波電源３０から、整合器３１を介して、バイアス用の高周波電力、１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。
これにより、処理容器１０内にＡｒガスのプラズマが生成され、当該プラズマ内のＡｒイオンにより、当該ウェハＷの表面の自然酸化膜におけるＣｌイオン等が吸着された部分が除去される。
この工程後、処理容器１０内がＡｒガスによりパージされる。

ＡＬＥ処理では、上述の各工程を繰り返すことで、ウェハＷ上のアスペクト比の高い底部分へ効率的にエッチングガスを供給でき、自然酸化膜をエッチングすることができる。

ＡＬＥ処理後、スパッタエッチング処理時のウェハＷの搬入と逆の手順でウェハＷが処理容器１０から搬出される。

以上のように、本実施形態では、エッチング装置１が、減圧可能に構成され、ウェハＷを収容する処理容器１０と、処理容器１０内に設けられ、ウェハＷが載置される載置台２０と、処理容器１０の上部側に、載置台２０と対向するように設けられ、当該処理容器１０内に処理ガスを導入するシャワーヘッド４２と、処理容器１０の側壁における上部に環状に設けられ、処理容器１０の中心側に向けて開口する開口を有する排気ダクト６０と、を有する。また、載置台２０及びシャワーヘッド４２が、処理容器１０内において処理ガスのプラズマを生成するための高周波電源３０、３４に接続され、排気ダクト６０が接地されている。そして、このエッチング装置１には、さらに、排気ダクト６０の開口６０ａを覆うように、接地されたプラズマ調整部材７０が設けられている。したがって、排気ダクト６０内まで広がるプラズマの量を削減することができるため、ウェハＷの外周部のスパッタエッチング量がウェハ中央部に比べて減少するのを抑制することができる。また、プラズマ調整部材７０には複数の貫通孔７１ａが形成されているため、当該プラズマ調整部材７０によって排気特性が損なわれることがない。

図３及び図４は、プラズマ調整部材７０を設けることの効果を具体的に説明する図である。図３は、プラズマ調整部材７０が設けられていないエッチング装置を用いて上記スパッタエッチング処理を行った際のエッチング量の分布を示す図である。ここで用いたエッチング装置は、プラズマ調整部材７０が設けられていない点でのみ、上述のエッチング装置１と異なる。図４は、プラズマ調整部材７０が設けられたエッチング装置１を用いて上記スパッタエッチング処理を行った際のエッチング量の分布を示す図である。使用されたプラズマ調整部材７０は、図２の形状の貫通孔７１ａを有しており、その開口率が７７％であった。図３及び図４において、横軸はウェハＷの中心からの位置、縦軸はＡｒガスのエッチング速度（＝エッチング量／処理時間）を示す。なお、図３及び図４の結果が得られた時のスパッタエッチング処理条件は以下の通りである。
処理容器１０内の圧力：５ｍＴｏｒｒ
シャワーヘッド４２への供給電力：５０Ｗ
載置台２０への供給電力：９００Ｗ
シャワープレート４４の下面から載置台２０の上面までの距離；４０ｍｍ
Ａｒガスの流量：３０ｓｃｃｍ
載置台２０の温度：３０℃
処理時間：２０秒

図３に示すように、プラズマ調整部材７０が設けられていない場合、エッチング量は、ウェハＷの中央部に比べ、ウェハＷの外周部が減少していた。また、プラズマ調整部材７０が設けられていない場合、エッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵは、８．８％であった。なお、エッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵは、以下の式で表されるものである。
ＮＵ＝（（エッチング量の標準偏差）／（エッチング量の平均値））×１００

一方、図４に示すように、プラズマ調整部材７０を設けた場合、ウェハＷの外周部のエッチング量がウェハＷの中央部と同等であった。また、上述の例のプラズマ調整部材７０を設けた場合、エッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵは８．７％であり、プラズマ調整部材７０を設けない場合に比べて向上していた。

さらに、本実施形態によれば、プラズマ調整部材７０の開口率を変えることで、排気ダクト６０の開口６０ａを占める接地電位の割合を調節することができるため、プラズマの分布を調整し、ウェハＷ外周部のスパッタエッチング量を制御することができる。

プラズマ調整部材７０の開口率は７７％以上とすること、すなわち、開口６０ａが接地電位となる部材で覆われる割合を２３％以下とすることが好ましい。本発明者らが鋭意調査したところによれば、上記開口率が７７％未満であり、開口６０ａが接地電位となる部材で覆われる割合が２３％を超える場合、ウェハＷの外周部のエッチング量が増加することにより、面内不均一性が、プラズマ調整部材７０を設けない場合に比べて悪化することがあるからである。

また、プラズマ調整部材７０の開口率は８０％以下とすることが好ましい。上記開口率が８０％を超える場合、プラズマ調整部材７０の加工が困難になり、また、当該部材７０の強度が低下するからである。

さらに、本実施形態では、プラズマ調整部材７０の複数の貫通孔７１ａが、全て同じ形状を有し、一様に分布するように形成されている。したがって、ウェハＷのエッチング量の周方向に関する分布を均一にすることができる。

さらにまた、本実施形態では、プラズマ調整部材７０が、セラミックス溶射または陽極酸化処理により耐プラズマコーティングされている。したがって、スパッタエッチング処理やＡＬＥ処理の際に、プラズマ調整部材７０がプラズマによりダメージを受けるのを防止することができる。

図５は、プラズマ調整部材７０の貫通孔７１ａの形状の他の例を示す図である。
貫通孔７１ａの貫通方向視形状は、図２のような楕円状に限られない。例えば、貫通孔７１ａの貫通方向視形状は、図５に示すように、排気ダクト６０の開口６０ａの上下方向長さ未満の直径を有する円形状であってもよい。この場合も、プラズマ調整部材７０の開口率が７７％以上となるように、貫通孔７１ａが形成されていることが好ましい。

以上では、シャワープレート４４における、載置台２０上のウェハＷと対向する部分は平坦に形成されていた。シャワープレート４４の形状はこれに限られない。

図６は、シャワープレートの他の例を示す側面図である。
図のシャワープレート２００は、円板状に形成された円板部２０１と、円板部２０１の中央部分から下側に突出する凸部２０２とを有する。なお、このシャワープレート２００にも、図１のものと同様、ガス吐出孔（図示せず）が形成されている。
このシャワープレート２００を用いることにより、中心のプラズマ密度を変化させることにより、エッチング量を変化させることができる。
そのため、ウェハＷの外周部のエッチング量を変えずに、ウェハＷの中央部のエッチング量を減少させることができる。したがって、プラズマ調整部材７０だけを設けてもウェハＷの中央部のエッチング量が他の部分に比べて多いとき等に、このシャワープレート２００を併用することにより、スパッタエッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵを向上させることができる。

なお、円板部２０１の厚さＴは例えば９ｍｍである。
また、凸部２０２の径方向の幅Ｋは、例えばウェハＷの半径以下である１５０ｍｍ以下とすることが好ましい。当該幅Ｋを大きくし過ぎると、単にシャワープレート４４を厚くしたときと同様になってしまうからである。
凸部２０２の高さＨは例えば３ｍｍ以下とすることが好ましい。本発明者らが、鋭意調査したところによれば、ウェハＷの中央部と外周部との間の部分である中間部分のスパッタエッチング量は、凸部２０２を設けることにより減少するが、上記高さＨが３ｍｍを超える場合、その減少幅が大きくなり、かえってスパッタエッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵの向上の妨げになるからである。

図７は、シャワープレートの別の例を示す断面図、図８は、図７のシャワープレートの下面図である。
図７及び図８のシャワープレート２１０は、その下面に、当該シャワープレート２１０と同心の環状溝２１１を有する。このシャワープレート２１０を用いることにより、環状溝２１１に対向する、ウェハＷの中央部と外周部との間の部分である中間部分のスパッタエッチング量を、下面が平坦なシャワープレート４４を用いる場合よりも増加させることができる。したがって、プラズマ調整部材７０だけを設けてもウェハＷの上記中間部のエッチング量が他の部分に比べて少ないとき等に、このシャワープレート２１０を併用することにより、スパッタエッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵを向上させることができる。
なお、このシャワープレート２１０にも、図１のものと同様、ガス吐出孔（図示せず）が形成されている。

図９は、シャワープレートのさらに別の例を示す側面図である。
図６のシャワープレート２００の凸部２０２は、プレート下面中央部のみで円錐台形状を形成していたが、図９のシャワープレート２２０の凸部２２１は、プレート下面全体で円錐台形状を形成している。
このシャワープレート２２０であっても、プラズマ調整部材７０と併用することにより、スパッタエッチング量のウェハ面内不均一性ＮＵを向上させることができる。
なお、このシャワープレート２２０にも、図１のものと同様、ガス吐出孔（図示せず）が形成されている。

以上では、エッチング装置を例に説明したが、成膜処理等、プラズマを用いる他の処理を行う装置にも本実施形態にかかるプラズマ処理装置を適用することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、
減圧可能に構成され、基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記処理容器の上部側に、前記載置台と対向するように設けられ、当該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、
前記処理容器の側壁における上部に環状に設けられ、前記処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路と、を有し、
前記載置台及び前記ガス導入部は、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するための高周波電源に接続され、
前記排気路は、接地され、
当該プラズマ処理装置は、さらに、前記排気路の前記開口を覆うように設けられると共に接地されるプラズマ分布調整部材を有し、
前記プラズマ分布調整部材は、複数の貫通孔が形成されている、プラズマ処理装置。
前記（１）によれば、プラズマ処理量が基板中央に比べて基板外周部で減少するのを抑制することができる。

（２）前記プラズマ分布調整部材における、前記排気路の前記開口を覆う部分の開口率は、５０％以上８０％以下である、前記（１）に記載のプラズマ処理装置。
前記（２）によれば、プラズマ処理量の基板面内均一性を向上させることができる。

（３）前記貫通孔の貫通方向視形状は、前記排気路の前記開口の上下方向長さ未満の直径を有する円形状である、前記（１）または（２）に記載のプラズマ処理装置。

（４）前記貫通孔の貫通方向視形状は、上下方向長さが前記排気路の前記開口より長い楕円状である、前記（１）または（２）に記載のプラズマ処理装置。

（５）前記複数の貫通孔は、全て同じ形状を有し、一様に分布するように形成されている、前記（１）～（４）のいずれか１に記載のプラズマ処理装置。
前記（５）によれば、プラズマ処理量の周方向に関する分布を均一にすることができる。

（６）前記プラズマ分布調整部材の表面は、セラミックス溶射または陽極酸化処理により耐プラズマコーティングされている、前記（１）～（５）のいずれか１に記載のプラズマ処理装置。
前記（６）によれば、プラズマ処理の際にプラズマ分布調整部材がダメージを受けるのを防ぐことができる。

（７）前記プラズマ分布調整部材の下端部は、前記処理容器の中心側に延び出すように形成されており、前記処理容器の底壁に接合される、前記（１）～（６）のいずれか１に記載のプラズマ処理装置。

（８）前記ガス導入部は、下面中央が下方に突出する凸部を有する、前記（１）～（７）のいずれか１に記載のプラズマ処理装置。
前記（８）によれば、プラズマ処理量の基板面内均一性をさらに向上させることができる。

（９）前記ガス導入部の凸部は、円錐台状である、前記（８）に記載のプラズマ処理装置。

（１０）前記ガス導入部の下面に、当該ガス導入部と同心の環状溝が設けられている、前記（１）～（９）のいずれか１に記載のプラズマ処理装置。
前記（１０）によれば、プラズマ処理量の基板面内均一性をさらに向上させることができる。

１プラズマ処理装置
１０処理容器
２０載置台
３０、３４高周波電源
４２シャワーヘッド
６０排気ダクト
６０ａ開口
７０プラズマ分布調整部材
７１ａ貫通孔
Ｗウェハ

Claims

プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、
減圧可能に構成され、基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記処理容器の上部側に、前記載置台と対向するように設けられ、当該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、
前記処理容器の側壁における上部に環状に設けられ、前記処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路と、を有し、
前記載置台及び前記ガス導入部は、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するための高周波電源に接続され、
前記排気路は、接地され、
当該プラズマ処理装置は、さらに、前記排気路の前記開口を覆うように設けられると共に接地されるプラズマ分布調整部材を有し、
前記プラズマ分布調整部材は、複数の貫通孔が形成され、
前記プラズマ分布調整部材における、前記排気路の前記開口を覆う部分の開口率は、５０％以上８０％以下である、プラズマ処理装置。
前記貫通孔の貫通方向視形状は、前記排気路の前記開口の上下方向長さ未満の直径を有する円形状である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、
減圧可能に構成され、基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記処理容器の上部側に、前記載置台と対向するように設けられ、当該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、
前記処理容器の側壁における上部に環状に設けられ、前記処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路と、を有し、
前記載置台及び前記ガス導入部は、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するための高周波電源に接続され、
前記排気路は、接地され、
当該プラズマ処理装置は、さらに、前記排気路の前記開口を覆うように設けられると共に接地されるプラズマ分布調整部材を有し、
前記プラズマ分布調整部材は、複数の貫通孔が形成され、
前記貫通孔の貫通方向視形状は、上下方向長さが前記排気路の前記開口より長い楕円状である、プラズマ処理装置。
前記複数の貫通孔は、全て同じ形状を有し、一様に分布するように形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
前記プラズマ分布調整部材の表面は、セラミックス溶射または陽極酸化処理により耐プラズマコーティングされている、請求項１～４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であって、
減圧可能に構成され、基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記処理容器の上部側に、前記載置台と対向するように設けられ、当該処理容器内に処理ガスを導入するガス導入部と、
前記処理容器の側壁における上部に環状に設けられ、前記処理容器の中心側に開口する開口が内周側に形成された排気路と、を有し、
前記載置台及び前記ガス導入部は、前記処理容器内において処理ガスのプラズマを生成するための高周波電源に接続され、
前記排気路は、接地され、
当該プラズマ処理装置は、さらに、前記排気路の前記開口を覆うように設けられると共に接地されるプラズマ分布調整部材を有し、
前記プラズマ分布調整部材は、複数の貫通孔が形成され、
前記プラズマ分布調整部材の下端部は、前記処理容器の中心側に延び出すように形成されており、前記処理容器の底壁に接合される、プラズマ処理装置。
前記ガス導入部は、下面中央が下方に突出する凸部を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
前記ガス導入部の凸部は、円錐台状である、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
前記ガス導入部の下面に、当該ガス導入部と同心の環状溝が設けられている、請求項１～８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。