特許 7244447 プラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-13

(45)【発行日】2023-03-22

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230314BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20230314BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/302 101D

H05H1/46 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020026843

(22)【出願日】2020-02-20

(65)【公開番号】P2021132125

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2022-05-12

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中谷 侑亮

(72)【発明者】

【氏名】園田 靖

(72)【発明者】

【氏名】田中 基裕

【審査官】高柳 匡克

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１６４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１７５８９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０７９９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４３１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２３７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９４５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１９００３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料がプラズマ処理される処理室と、プラズマを生成するためのマイクロ波の高周波電力を供給する高周波電源と、前記処理室内に磁場を形成する磁場形成機構と、前記試料が載置される試料台と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽する第１の遮蔽板と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽し前記第１の遮蔽板の下方に配置される第２の遮蔽板とを備えるプラズマ処理装置において、
前記第１の遮蔽板は、複数の第１の開口部を有し、
前記第２の遮蔽板は、複数の第２の開口部を有し、
前記第２の開口部の各々は、前記第１の開口部の各々を通過した磁力線の各々が前記第２の遮蔽板と交差する位置に配置されていない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において、
平面図における、前記第１の開口部および前記第２の開口部は、円形であり、
前記第２の開口部の各々の直径は、前記第２の遮蔽板の中心から外周に向かって漸化しながら大きくなっていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記第１の開口部及び前記第２の開口部が放射状に配置され、前記第１の遮蔽板の厚さをａ、前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板の間隔をｂ、前記第１の開口部を通過する磁力線と前記第１の遮蔽板の厚さ方向とのなす角をθ、前記第１の遮蔽板および前記第２の遮蔽板の平面図における、前記第１の開口部と前記第２の開口部が重複する部分の所定方向の幅をsとした場合、前記ａ、前記ｂ、前記θ及び前記ｓの各々がｓ≦（ａ＋ｂ）ｔａｎθの関係を満たし、
前記所定方向は、前記第２の遮蔽板の径方向であることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
平面図における、前記第１の開口部および前記第２の開口部は、円形またはスリット状であることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項5】

請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
平面図における、前記第１の開口部および前記第２の開口部は、スリット状であり、
前記第１の開口部のスリットと前記第２の開口部のスリットは、同心円状に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項6】

請求項５に記載のプラズマ処理装置において、
前記第１の開口部のスリットの幅は、前記第２の開口部のスリットの幅より狭いことを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項7】

試料がプラズマ処理される処理室と、プラズマを生成するためのマイクロ波の高周波電力を供給する高周波電源と、前記処理室内に磁場を形成する磁場形成機構と、前記試料が載置される試料台と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽する第１の遮蔽板と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽し前記第１の遮蔽板の下方に配置される第２の遮蔽板とを備えるプラズマ処理装置において、
前記磁場形成機構により形成された磁力線の方向の変化を基に前記第１の遮蔽板の開口部を通過する磁力線が前記第２の遮蔽板の開口部を通過しないように前記第２の遮蔽板の開口部に対する前記第１の遮蔽板の開口部の相対変位または前記第１の遮蔽板の開口部に対する前記第２の遮蔽板の開口部の相対変位を制御する駆動機構をさらに備え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、プラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程においては、半導体装置に含まれるコンポーネントの微細化や集積化への対応が求められている。例えば、集積回路やナノ電気機械システムにおいて、構造物のナノスケール化がさらに推進されている。

【0003】

通常、半導体デバイスの製造工程において、微細パターンを成形するためにリソグラフィ技術が用いられる。この技術は、レジスト層の上にデバイス構造のパターンを適用し、レジスト層のパターンによって露出した基板を選択的にエッチング除去するものである。その後の処理工程において、エッチング領域内に他の材料を堆積させれば、集積回路を形成できる。

【0004】

特に近年では、半導体デバイスに対し、市場からの省電力・高速化の要求が高まり、デバイス構造の複雑化・高集積化の傾向が顕著である。例えばロジックデバイスにおいては、積層させたナノワイヤでチャネルを構成したGAA(Gate All Around)の適用が検討されており、GAAのエッチング工程では、従来の異方性エッチングによる垂直加工に加え、ナノワイヤ形成のため等方性エッチングによる側方への加工が必要となる。

【0005】

ここで、異方性エッチングとは、イオンによりラジカルの反応を促進する、イオンアシスト反応を利用したエッチングであり、等方性エッチングとは、ラジカルのみによる表面反応を主体としたエッチングである。したがって、プラズマエッチング装置には、イオンとラジカルの両方を照射してエッチングを行う機能と、ラジカルのみを照射してエッチングを行う機能の両方が必要になりつつある。

【0006】

例えば、エッチング深さを高精度に制御する原子層エッチングでは、ラジカルのみを試料に照射する第１ステップと、イオンを試料に照射する第２ステップとを交互に繰り返して、エッチング深さを制御する方法が検討されている。このエッチング方法は、第１ステップで試料表面にラジカルを吸着させた後、第２ステップで希ガスのイオンを照射して試料表面に吸着したラジカルを活性化させることでエッチング反応を生じさせて、エッチング深さを高精度に制御するものである。

【0007】

また、例えば多品種少量生産の量産工場において、イオンとラジカルの両方を照射する異方性エッチングと、ラジカルのみを照射する等方性エッチングの両方の機能を有するエッチング装置を設置することで、１台のエッチング装置で複数の工程を実行でき、それにより省スペースの実現とともに、設備コストを大幅に低減できる。

【0008】

このように、半導体デバイス加工で用いられるプラズマエッチング装置には、イオンとラジカルの両方を照射してエッチングを行う機能と、ラジカルのみを照射してエッチングを行う機能の両方が求められるようになっている。

【0009】

このような要求に対して、特許文献１において、イオンの入射を遮蔽する遮蔽板をチャンバ内に設置し、前記遮蔽板の下方でプラズマを生成することでイオンとラジカルの両方を照射するプラズマ処理を実行し、あるいは前記遮蔽板の上方でプラズマを生成することでラジカルのみによる処理を実行することが可能な装置が提案されている。

【0010】

また、ラジカルのみによる処理をより高精度に行うためには、イオンの遮蔽性を高める必要がある。このような要求に対して、特許文献２において、プラズマ生成室と処理室の間に間隔を開けて重ね合わせた複数の板状の隔壁部材を備え、板状部材にそれぞれ複数の貫通孔を形成し、それぞれの貫通孔が他の板状部材の貫通孔と互いに重ならないようにずらして配置することで、プラズマ生成室で生成されたプラズマから発生する紫外線と水素イオンを遮蔽して水素ラジカルのみを処理室に供給可能な装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１８－０９３２２６号公報

【文献】特開２００９－０１６４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

ところで、イオンとラジカルの両方を照射してエッチングを行う工程と、ラジカルのみを照射してエッチングを行う工程の双方を同一チャンバ内で高精度に実施する場合において、試料のエッチングレートを向上させるには、等方性エッチング時に、十分なイオン遮蔽性を保持しつつ、失活するラジカル量を極力抑制する必要がある。

【0013】

ところが、特許文献１に示す２枚構造遮蔽板の場合、下部のドーナッツ状の遮蔽板の上面におけるラジカル失活量が多く、また斜め孔構造遮蔽板の場合、イオン遮蔽性を高めるために貫通孔部分を高アスペクト比とする必要があり、孔の内壁でのラジカル失活量が多いという課題がある。

【0014】

また、特許文献２の技術では、遮蔽板下部でのプラズマ生成ができず、イオンおよびラジカル照射の切り替えができないという課題がある。さらに、イオン軌道が上部遮蔽板と下部遮蔽板の両方の孔を通過する場合があり、イオン遮蔽性が不十分となる可能性がある。

【0015】

本発明は、等方性エッチング時に、試料へのイオン入射を抑制しつつ、失活するラジカル量を極力抑制するプラズマ処理装置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】

【0016】

上記課題を解決するために、代表的な本発明にかかるプラズマ処理装置の一つは、試料がプラズマ処理される処理室と、プラズマを生成するためのマイクロ波の高周波電力を供給する高周波電源と、前記処理室内に磁場を形成する磁場形成機構と、前記試料が載置される試料台と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽する第１の遮蔽板と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽し前記第１の遮蔽板の下方に配置される第２の遮蔽板とを備えるプラズマ処理装置において、前記第１の遮蔽板は、複数の第１の開口部を有し、前記第２の遮蔽板は、複数の第２の開口部を有し、前記第２の開口部の各々は、前記第１の開口部の各々を通過した磁力線の各々が前記第２の遮蔽板と交差する位置に配置されていないことにより達成される。
さらに、代表的な本発明にかかるプラズマ処理装置の一つは、試料がプラズマ処理される処理室と、プラズマを生成するためのマイクロ波の高周波電力を供給する高周波電源と、前記処理室内に磁場を形成する磁場形成機構と、前記試料が載置される試料台と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽する第１の遮蔽板と、前記試料台へ入射するイオンを遮蔽し前記第１の遮蔽板の下方に配置される第２の遮蔽板とを備えるプラズマ処理装置において、
前記磁場形成機構により形成された磁力線の方向の変化を基に前記第１の遮蔽板の開口部を通過する磁力線が前記第２の遮蔽板の開口部を通過しないように前記第２の遮蔽板の開口部に対する前記第１の遮蔽板の開口部の相対変位または前記第１の遮蔽板の開口部に対する前記第２の遮蔽板の開口部の相対変位を制御する駆動機構をさらに備えることにより達成される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、等方性エッチング時に、試料へのイオン入射を抑制しつつ、失活するラジカル量を極力抑制するプラズマ処理装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略全体構成断面図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態に係る第１の遮蔽板を示す平面図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態に係る第２の遮蔽板を示す平面図である。

【図4】図４は、図２、図３に示す遮蔽板を重ね合わせた平面図である。

【図5】図５は、遮蔽板、イオン、ラジカル、磁力線の関係を模式的に示す拡大断面図である。

【図6】図６は、本発明の第１の実施形態に係る遮蔽板と、特許文献１に記載の遮蔽板のそれぞれを用いた場合の試料上のラジカル濃度分布を示すグラフである。

【図7】図７は、遮蔽板の厚さと２枚の遮蔽板間の距離と貫通孔の孔径の関係を模式的に示す拡大断面図である。

【図8】図８は、本発明の第１の実施形態に係る第１の遮蔽板の変形例を示す平面図である。

【図9】図９は、本発明の第１の実施形態に係る第２の遮蔽板の変形例を示す平面図である。

【図10】図１０は、図８、図９に示す遮蔽板を重ね合わせた平面図である。

【図11】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る遮蔽板を示す拡大断面図である。

【図12】図１２は、本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略全体構成断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本明細書中、処理室内で「上方」とはマグネトロンに近い側を言い、「下方」とは試料台に近い側を言う。また、「等方性エッチング時」とは、ラジカルのみによる試料表面反応を主体としたエッチングを行う時をいう。

【0020】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略全体構成断面図を図１に示す。本実施形態の装置では、高周波電源であるマグネトロン１０３から誘電体窓１１１を介して真空処理室１１７に供給される２．４５ＧＨｚのマイクロ波（高周波電力）と、磁場形成機構であるソレノイドコイル１０８の作る磁場との電子サイクロトロン共鳴(ＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ、ＥＣＲ)によって、真空処理室１１７内にプラズマを生成することができる。このようなプラズマ処理装置をＥＣＲプラズマ処理装置という。

【0021】

また、試料台１１５に載置した試料１１６に整合器１２３を介して高周波電源１２４が接続されている。真空処理室１１７の内部は、バルブ１２１を介してポンプ１２２に接続されており、バルブ１２１の開度によって内部圧力を調節できるようになっている。

【0022】

また、本プラズマ処理装置は、真空処理室１１７の内部に誘電体製の遮蔽板（遮蔽ユニット）１１２を有する。遮蔽板１１２は、試料台１１５へ入射するイオンを遮蔽する第１の遮蔽板１１３、および試料台１１５へ入射するイオンを遮蔽し第１の遮蔽板１１３の下方に配置される第２の遮蔽板１１４からなり、第２の遮蔽板１１４は第１の遮蔽板１１３の下方に間隔をあけて平行に設置される。遮蔽板１１２により、真空処理室１１７内を、第１の領域１１８と第２の領域１１９とに分割している。

【0023】

本実施形態で用いたプラズマ処理装置は、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、磁場強度０．０８７５Ｔの面付近でプラズマを生成できるという特性を有する。このため、プラズマ生成領域が遮蔽板１１２と誘電体窓１１１の間（第１の領域１１８）に位置するように磁場を調整すれば、遮蔽板１１２の誘電体窓１１１側でプラズマを生成でき、発生したイオンは遮蔽板１１２をほとんど通過できないことから、ラジカルのみを試料１１６に照射することができる。この時、試料１１６では、ラジカルのみによる表面反応を主体とした等方性エッチングが進行する。

【0024】

これに対し、プラズマ生成領域が遮蔽板１１２と試料１１６の間（第２の領域１１９）に位置するように磁場を調整すれば、遮蔽板１１２より試料１１６側でプラズマを生成でき、イオンとラジカルの両方を試料１１６に供給できる。この時、試料１１６ではイオンによりラジカルの反応を促進する、イオンアシスト反応を利用した異方性エッチングが進行する。

【0025】

なお、遮蔽板１１２の高さ位置に対するプラズマ生成領域の高さ位置の調整あるいは切り替え（上方か下方か）、それぞれの高さ位置を保持する期間の調整等は、制御装置１２０を用いて行うことができる。

【0026】

図２は、本発明の第１の実施形態に係る第１の遮蔽板１１３を示す平面図である。第１の遮蔽板１１３には同じ孔径の貫通孔（第１の開口部）１３０が面内一様に配置されている。本実施形態で「一様」とは、径の差が等しい同心円（半径ゼロである場合を含む）を描いたときに、同じ円上に中心点を有する貫通孔１３０が周方向に等しいピッチで配置されていることをいう。径方向に沿って貫通孔１３０が連続している場合、径方向のピッチが等しいと、より好ましい。

【0027】

図３は、本発明の第１の実施形態に係る第２の遮蔽板１１４を示す平面図である。第２の遮蔽板１１４の全面に配置されている貫通孔（第２の開口部）１３１は、等方性エッチング時に第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０を通過する磁力線が第２の遮蔽板１１４と交差する箇所以外の箇所に配置されている。換言すれば、貫通孔１３１の各々は、貫通孔１３０の各々を通過した磁力線の各々が第２の遮蔽板１１４と交差する位置に配置されていない。平面図で見て、貫通孔１３０，１３１はそれぞれ円形を有し、放射状に配置されている。

【0028】

本実施形態のプラズマ処理装置では、真空処理室１１７の上部から下部に向かうほど磁力線の間隔が広がった磁場配置となっているため、図３の第２の遮蔽板１１４に配置されている貫通孔１３１は、第２の遮蔽板１１４の中心に近いものほど孔径が小さく、外周に近いものほど孔径が大きくなっている。すなわち、貫通孔１３１の各々の直径は、第２の遮蔽板１１４の中心から外周に向かって漸化しながら大きくなっている。

【0029】

図４は、図２、図３に示す遮蔽板を重ね合わせた平面図であり、貫通孔１３１を点線で示している。第１の遮蔽板１１３と第２の遮蔽板１１４は、間隔を開けて真空処理室１１７の中に保持されている。

【0030】

ここで、遮蔽板、イオン、ラジカル、磁力線の関係を拡大断面図で模式的に示すと図５のようになる。第１の領域１１８のプラズマから生成されたイオン１４０は電荷をもつため、磁力線１５０に沿った螺旋運動をする電子との両極性拡散により、軌道１５１に示すように移動する。一方、ラジカル１４１は電荷をもたないため、流体の流れに沿って、第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０、および第２の遮蔽板１１４の貫通孔１３１を通過し、第２の領域１１９へ移動する。

【0031】

ここで、等方性エッチング時において、第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０を通過する磁力線が第２の遮蔽板１１４と交差する箇所以外の箇所に第２の遮蔽板１１４の貫通孔１３１を配置しているため、イオン１４０は第２の領域１１９へ移動できず、試料１１６まで到達しない。これによりイオン遮蔽が可能になる。

【0032】

また、第１の遮蔽板１１３、第２の遮蔽板１１４には、全面に貫通孔１３０、１３１が配置されているため、試料１１６に到達するラジカル１４１の分布は試料１１６の面内で均一となる。さらに、第２の遮蔽板１１４には、等方性エッチング時に第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０を通過した磁力線１５０と交差する位置以外の全ての位置に貫通孔１３１を設置できる。このため、イオンの遮蔽性を向上しつつ、ラジカル１４１が遮蔽板１１２を通過する際に遮蔽板１１２に衝突して失活する割合を減少させることができ、試料１１６に到達するまでに失活するラジカル１４１の量を極力抑制することができる。

【0033】

以上により、等方性エッチング時に、試料へのイオン入射を抑制しつつ、試料表面に到達するラジカルの分布を均一化させ、かつ、失活するラジカル量を極力抑制することができる。

【0034】

なお、図２および図３では、貫通孔１３０および貫通孔１３１は同心円状および放射状に配置されているが、この配置に限るものではなく、等方性エッチング時に第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０を通過する磁力線が第２の遮蔽板１１４と交差する箇所以外の箇所に、第２の遮蔽板１１４の貫通孔１３１が配置されているという関係を満たしていれば、格子状配置などでも良い。なお、格子状配置においても貫通孔は一様に配置されていると好ましく、かかる場合、「一様」とは行方向および列方向に並んだ貫通孔のピッチが等しいことを言う。

【0035】

ここで、本実施形態の遮蔽板と、比較例としての特許文献１における１枚構造遮蔽板および２枚構造遮蔽板とをそれぞれを用いた場合の、試料１１６上のラジカル濃度分布を計算した結果を図６に示す。図６に示すように、本実施形態の遮蔽板を用いることで、試料１１６において１枚構造遮蔽板よりもラジカル濃度分布が面内均一となり、かつ、２枚構造遮蔽板よりも大きなラジカル濃度が得られることが分かる。

【0036】

図７は、遮蔽板の厚さと、２枚の遮蔽板間の距離と、貫通孔の孔径の関係を説明するために用いる遮蔽板の拡大断面図である。ここで、第１の遮蔽板１１３の厚さをａ、第１の遮蔽板１１３と第２の遮蔽板１１４の間隔をｂ、第２の遮蔽板１１４の厚さをｃ、第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０の上面の縁部内方を通過する磁力線１５０と第１の遮蔽板１１３の厚さ方向（真空処理室１１７の軸線方向）とのなす角をθとする。

【0037】

各寸法ａ、ｂ、ｃは、真空処理室１１７の垂直方向の長さと比較して十分に小さいため、１つの磁力線１５０により規定される角θは、（ａ＋ｂ＋ｃ）の範囲において一定とみなすことができる。この時、真空処理室１１７を上方より平面視した場合、第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０と、第２の遮蔽板１１４の貫通孔１３１とが重なる重複部分が生じる。第２の遮蔽板１１４の上面で、この重複部分の第２の遮蔽板１１４の中心から外周方向に向かう方向（径方向）の長さをｓとする時、ｓの上限を（ａ＋ｂ）ｔａｎθとすることで、試料１１６へのイオン入射を抑制することができる。

【0038】

なお、本発明は上記した実施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、図８および図９の平面図に示すように、第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０は第１の遮蔽板１１３の貫通スリット１６０に置き換えることが可能であり、第２の遮蔽板１１４の貫通孔１３１は第２の遮蔽板１１４の貫通スリット１６１に置き換えることが可能である。この時、図８、図９に示す遮蔽板を重ね合わせた平面図を示すと図１０のようになるが、ここでは貫通スリット１６１を点線で示す。同心円状に配置される貫通スリット１６０，１６１の周方向長さ及びピッチはそれぞれ等しいと好ましい。また、貫通スリット１６１は、第２の遮蔽板１１４の中心に近いものほど幅が狭く、外周に近いものほど幅が大きくなっていると好ましい。貫通スリット１６０の幅は、平面図で見て、貫通スリット１６１の幅より狭いと好ましい。

【0039】

また、図８および図９では、貫通スリット１６０および貫通スリット１６１は同心円状および放射状に配置されているが、この配置に限るものではなく、格子状配置などでも良い。

【0040】

［実施形態２］
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る遮蔽板を示す拡大断面図である。本実施形態の装置では、ソレノイドコイル１０８に流す電流値によって、磁力線の分布が変化する。具体的には、等方性エッチング時に上記電流値を連続的に変化させると磁力線の分布が磁力線１５０－１から磁力線１５０－２まで連続的に変化する。すなわち、第２の遮蔽板１１４の上面と磁力線の交差する位置が距離Ｌだけ変位する。

【0041】

本実施形態では、第１の遮蔽板１１３には、第１の実施形態と同様に同じ孔径の貫通孔１３０が面内一様に配置されている。また、第２の遮蔽板１１４の全面に配置されている貫通孔１３１は、等方性エッチング時に第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０を通過する磁力線が第２の遮蔽板１１４と交差する箇所以外の箇所に配置されている。そして、等方性エッチング時に第２の遮蔽板１１４の上面と磁力線１５０の交差する位置の上記電流値の変化に伴う変位距離Ｌの分、第２の遮蔽板１１４の貫通孔１３１の孔径を小さくしている。

【0042】

なお、第１の遮蔽板１１３と第２の遮蔽板１１４は、間隔を開けて真空処理室１１７の中に保持されている。これにより、等方性エッチング時に、上記電流値を変化させてもイオンの遮蔽性が保たれ、ソレノイドコイル１０８に流す上記電流値を可変とすることができる。

【0043】

等方性エッチング時に、試料へのイオン入射を抑制しつつ、試料表面に到達するラジカルの分布を均一化させ、かつ、失活するラジカル量を極力抑制することができる機構については、図５に示す第１の実施形態と同様であるため重複記載を省略する。

【0044】

［実施形態３］
図１２は、本発明の第３の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略全体構成断面図である。本実施形態の装置では、ソレノイドコイル１０８に流す電流値を変更することによって、磁力線１５０の分布を変化させることができる。具体的には、上記電流値を連続的に変化させることで、磁力線１５０の分布も連続的に変化する。すなわち、第２の遮蔽板１１４の上面と磁力線１５０の交差する位置が、連続的に変位する。

【0045】

本実施形態では、第１の遮蔽板１１３には、第１の実施形態と同様に同じ孔径の貫通孔１３０が面内一様に配置されている。また、第２の遮蔽板１１４の全面に配置されている貫通孔１３１は、等方性エッチング時に第１の遮蔽板１１３の貫通孔１３０を通過する磁力線が第２の遮蔽板１１４と交差する箇所以外の箇所に配置されている。ここでは、等方性エッチング時に第２の遮蔽板１１４の上面と磁力線１５０の交差する位置の上記電流値の変化に伴う変位分、第１の遮蔽板１１３と第２の遮蔽板１１４の間隔ｂを変化させる。

【0046】

ここで、間隔ｂの制御は、駆動制御装置（駆動機構）１７０からの制御に従い、ソレノイドコイル１０８に流す電流値に応じて、不図示のアクチュエータを駆動して第１の遮蔽板１１３または第２の遮蔽板１１４（すなわち貫通孔１３０または貫通孔１３１）を、上下に相対変位させることにより行うことができる。これにより、等方性エッチング時に、上記電流値を変化させてもイオンの遮蔽性が保たれ、ソレノイドコイル１０８に流す上記電流値を可変とすることができる。

【0047】

等方性エッチング時に、試料へのイオン入射を抑制しつつ、試料表面に到達するラジカルの分布を均一化させ、かつ、失活するラジカル量を極力抑制することができる機構については、図５に示す第１の実施形態と同様であるため重複記載を省略する。

【0048】

上記した実施形態は、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。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施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。

【符号の説明】

【0049】

１０３…マグネトロン、１０８…ソレノイドコイル、１１１…誘電体窓、１１２…遮蔽板、１１３…第１の遮蔽板、１１４…第２の遮蔽板、１１５…試料台、１１６…試料、１１７…真空処理室、１１８…第１の領域、１１９…第２の領域、１２０…制御装置、１２１…バルブ、１２２…ポンプ、１２３…整合器、１２４…高周波電源、１３０…第１の遮蔽板１１３の貫通孔、１３１…第２の遮蔽板１１４の貫通孔、１４０…イオン、１４１…ラジカル、１５０…磁力線、１５１…イオン１４０の軌道、１６０…第１の遮蔽板１１３の貫通スリット、１６１…第２の遮蔽板１１４の貫通スリット、１７０…駆動制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】