(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が配置されるとともにプロセスガスが導入される処理空間を形成し、前記処理空間と外部とを連通する開口が設けられた処理容器と、
全部又は一部が石英で構成されており、前記処理容器に着脱自在であって、前記処理容器に取り付けた場合に前記開口を塞ぐ隔壁と、
前記隔壁が有する前記石英を介して前記処理空間に導入され、前記プロセスガスをプラズマ化する電磁波を生成する電磁波生成部とを備えるドライエッチング装置であって、
前記石英の処理空間側の面が研磨面となっていると共に、
前記研磨面は、Ｒａ０．０５μｍ以下に研磨加工が施された面である
ことを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項２】
前記隔壁は、
石英を有し、平板状の本体部と、
前記本体部が有する前記石英の前記処理空間側の面を覆う石英を有する平板状のカバー部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング装置。
【請求項３】
前記カバー部が有する前記石英の前記本体部側の面は、少なくともエッチングを開始する前は前記研磨面よりも粗い表面粗さを有する
ことを特徴とする請求項２に記載のドライエッチング装置。
【請求項４】
前記処理容器は、前記開口を上部に有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のドライエッチング装置。
【請求項５】
プラズマを利用して基板をエッチングするドライエッチング装置において、プロセスガスをプラズマ化するための電磁波が伝播する石英を覆うカバー部であって、
前記プロセスガスが導入される処理空間側の少なくとも一面に、Ｒａ０．０５μｍ以下に研磨加工が施された研磨面を有する石英を備える
ことを特徴とするドライエッチング装置に使用されるカバー部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを利用して基板をエッチングするドライエッチング装置、及びドライエッチング装置に使用される誘電体のカバー部に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面をエッチングするための装置の１つに、プラズマを利用するドライエッチング装置がある。従来、ドライエッチング装置は、プラズマにより基板の表面をエッチングする処理空間を形成する処理容器を備え、処理容器の一部は、石英等を材料とする誘電体で構成された隔壁を有する（例えば、特許文献１及び２参照）。また、ドライエッチング装置は、高周波電源が電気的に接続されており、電磁波を生成するコイルを隔壁の外に備える。処理空間には、例えばフッ素系のプロセスガスが導入される。高周波電源からコイルに電力が供給されると、コイルで発生した電磁波が、誘電体を通じて処理空間のプロセスガスに作用し、これによって、処理空間にプラズマが発生する。
【０００３】
このようなドライエッチング装置では、プラズマによって誘電体が次第に消耗して削られてしまう。誘電体が薄くなると、やがて誘電体は自重等の負荷に耐えられずに損壊することになる。そのため誘電体は、損壊する前に定期的に交換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１１３５７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のドライエッチング装置では、誘電体を交換した直後はエッチングレートが低下するという問題がある。特に、シリコン基板の表面に幅数μｍのトレンチや直径数十μｍのビアを六フッ化硫黄（ＳＦ６）等のフッ素系ガスを主成分としたガスを用いてエッチングを行う場合にこのエッチングレートの低下の問題が顕著に現れる。このため、エッチングレートを許容範囲で安定化させるために、従来、誘電体を交換した後に１０数時間のダミー放電が実施されてきた。そのため、誘電体を交換する都度、ダミー放電のためにプラズマ処理装置の長時間のダウンタイムが発生する。
【０００６】
このようなダウンタイムを発生させない、又は短くすることが望まれているが、誘電体を交換した後にエッチングレートが低下する原因はこれまで不明であった。本願の発明者らは、鋭意研究を積み重ねることによって、その原因を解明し、本発明を完成させるに到った。
【０００７】
本発明は、未使用の誘電体を取り付けた直後から、又は極めて短い時間のダミー放電をするだけで、望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることが可能なドライエッチング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】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明の第１形態は、基板が配置されるとともにプロセスガスが導入される処理空間を形成し、前記処理空間と外部とを連通する開口が設けられた処理容器と、全部又は一部が誘電体で構成されており、前記処理容器に着脱自在であって、前記処理容器に取り付けた場合に前記開口を塞ぐ隔壁と、前記隔壁が有する誘電体を介して前記処理空間に導入され、前記プロセスガスをプラズマ化する電磁波を生成する電磁波生成部とを備えるドライエッチング装置であって、前記誘電体の処理空間側の面が研磨面となっている。
【０００９】
本発明の第２形態は、第１形態に係る装置であって、前記研磨面は、Ｒａ０．０５μｍ以下に研磨加工が施された面である。
【００１０】
本発明の第３形態は、第１又は第２形態に係る装置であって、前記隔壁は、誘電体を有し、平板状の本体部と、前記本体部が有する誘電体の前記処理空間側の面を覆う誘電体を有する平板状のカバー部とを有する。
【００１１】
本発明の第４形態は、第１から第３のいずれか１つの形態に係る装置であって、前記カバー部が有する誘電体の前記本体部側の面は、少なくともエッチングを開始する前は前記研磨面よりも粗い表面粗さを有する。
【００１２】
本発明の第５形態は、第１から第４のいずれか１つの形態に係る装置であって、前記処理容器は、前記開口を上部に有する。
【００１３】
また上述の課題を解決するために、本発明の第６形態は、プラズマを利用して基板をエッチングするドライエッチング装置において、プロセスガスをプラズマ化するための電磁波が伝播する誘電体を覆うカバー部であって、少なくとも一面に研磨面を有する誘電体を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、未使用の誘電体を取り付けた直後から、又は極めて短い時間のダミー放電をするだけで、望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るドライエッチング装置を前方から見た断面図
【図２】ドライエッチング装置の平面図（ＩＣＰユニット開放状態）
【図３】ドライエッチング装置の隔壁近傍の拡大図
【図４】隔壁のカバー部の平面図
【図５】カバー部を交換した後のエッチングレートの変化の一例を示す図
【図６】一変形例に係るカバー部の断面図
【図７】ドライエッチング装置においてカバー部の交換手順を示す模式図
【図８】ドライエッチング装置においてカバー部の交換手順を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るドライエッチング装置を前方から見た断面図である。なお、実施形態では、便宜上、図１の紙面左から右へ向かう方向を左右方向（ｘ軸の正方向）、紙面手前から奥へ向かう方向を前後方向（ｙ軸の正方向）、紙面上から下へ向かう方向を上下方向（ｚ軸の負方向）として説明する。
【００１８】
本発明に係るドライエッチング装置１０は、プラズマ１２ａ，１２ｂを利用して基板１４をエッチングするドライエッチング装置である。エッチング処理の対象となる基板１４は典型的には、シリコン、シリコン酸化膜、レジスト、シリコンナイトライド等を主たる材料とする。
【００１９】
ドライエッチング装置１０は、図１に示すように、基板１４をエッチングするための処理空間１６を形成する処理容器１８と、石英等の誘電体を材料とする平板であって、処理容器１８に設けられた開口２０を塞ぐ隔壁２２と、処理空間１６にプラズマ１２ａ，１２ｂを発生させるように、隔壁２２を介して処理空間１６に導入される電磁波を生成する電磁波生成部としてのコイル２４などにより構成されるＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ユニット８とを備える。また、ドライエッチング装置１０の各部は、作業者の入力を受け付け、また所定のソフトウェアプログラムを実行するコントローラ２６により制御される。コントローラ２６は、ドライエッチング装置１０の内部又は外部に適宜設けられてよい。
【００２０】
処理容器１８は、例えば中心軸が上下方向を向く円柱状、角柱状等の形状を有する処理空間１６を内部に形成する。処理容器１８には、エッチングの対象物であるシリコン製の基板１４を処理空間に保持するサセプタ２８が固定される。エッチング時の処理空間１６には、サセプタ２８に支持された基板１４が固定位置に配置されるとともに、処理容器１８に設けられた導入口（図示せず）を介してプロセスガス（エッチングガス）が導入され、真空圧で維持される。
【００２１】
通常の場合、基板１４はサセプタ２８によって、処理空間１６の水平断面（ｘｙ面における断面）内の中心（又は重心）付近に位置付けられる。また、プロセスガスは、例えばフッ素系のガスであり、プラズマエッチングに適用される真空圧は、例えば高真空圧である。
【００２２】
また、処理容器１８は、処理容器１８の外部と処理空間１６とを連通する開口２０をその上部、より詳細には例えば基板１４の上方に位置する部分に有する。さらに処理容器１８は、開口２０を取り囲む上部に隔壁２０を装着する隔壁装着部１９を有している。処理容器１８の側部には、処理空間１６と処理容器１８の外部との間で基板１４の搬入出口として機能する開口が設けられており、この開口には例えば開閉操作可能なゲートバルブ３０が設けられている。ゲートバルブ３０を開放することにより、基板１４の搬入出作業を行うことができ、ゲートバルブ３０を閉止することにより、処理空間１６の真空圧を維持して、所定のエッチング処理を行うことが可能となる。なお、図示しないが、処理容器１８の側面に処理容器１８の外部から処理空間１６を見ることができるビューポート（視認用窓部）を設けても良い。
【００２３】
隔壁２２は、石英等の誘電体を材料とする平板であって、サセプタ２８によって支持される基板１４から所定の距離だけ離間した位置に、処理容器１８の開口２０を塞ぐように取り付けられる部材である。隔壁２２は、処理容器１８の隔壁装着部１９に装着され、後述するカバー部を交換する際には隔壁装着部１９から取り外される。
【００２４】
隔壁２２が処理容器１８の隔壁装着部１９に取り付けられた場合に、隔壁２２と処理容器１８との間には気密構造が形成される。気密構造は例えば、隔壁２２と処理容器１８との間に弾性部材を介在させること等によって実現される。これによって、処理空間の真空圧を維持することができる。
【００２５】
隔壁２２は、誘電体を材料とする厚手の平板である本体部（隔壁本体部）３６と、本体部３６の下面（処理空間側の面）を覆うカバー部（隔壁カバー部）３８とを有する。カバー部３８は誘電体を材料とする平板であり、カバー部３８の厚さは、本体部３６よりも薄く、例えば４ｍｍ程度である。
【００２６】
カバー部３８の上面（本体部側の面）の表面粗さは、エッチングを開始する前には（未使用状態において）Ｒａ０．１５μｍ程度である。これに対して、カバー部３８の下面（処理空間側の面）３９は、その表面がエッチングを開始する前にカバー部３８の上面よりも細かく研磨された研磨面である。研磨面の表面粗さは、Ｒａ０．０５μｍ以下あって、好ましくはＲａ０．０３μｍ程度である。
【００２７】
ここで、Ｒａは表面の粗さを表す指標の一例であって、算術平均粗さ、中心線平均粗さと呼ばれるものであり、具体的には、粗さ曲線から平均線の方向に一定の長さだけ抜き取り、この抜き取った部分において平均線と粗さ曲線によって囲まれた領域の面積をその抜き取った長さで平均した値を（μｍ）で表したものである。
【００２８】
カバー部３８は、処理空間側の面がプラズマによって侵食される。そのため侵食が進んだ誘電体を適宜交換する必要がある。上述のように、隔壁２２が処理容器１８に対して着脱自在に設けられることによって、カバー部３８の交換作業が容易になる。また、カバー部３８を備えることによって、隔壁２２全体を交換する場合よりも、交換に掛かるコストを低減することができる。
【００２９】
なお、カバー部３８の詳細な構成については、図３及び図４を参照して後述する。
【００３０】
図１に示すように、ＩＣＰユニット８は、コイル２４と、処理容器１８に取り付けられた状態の隔壁２２を周縁部の上面側より押さえる隔壁押さえ部６と、隔壁押さえ部６に取り付けられてコイル２４全体を覆うカバー部７とを備える。さらに、隔壁押さえ部６は、ヒンジ部５を介して処理容器１８に取り付けられており、図７の模式図に示すように、ＩＣＰユニット８全体がヒンジ部５を介して開閉可能な構成が採用されている。また、図１および図７に示すように、隔壁押さえ部６が、隔壁２２の周縁部上に配置された状態にて、処理容器１８に設けられたクランプ４と隔壁押さえ部６に設けられた係止部３とを係合させることで、ＩＣＰユニット８を処理容器１８に解除可能に固定できる。なお、隔壁押さえ部６には、ＩＣＰユニット８の開閉動作を行うための把手２が設けられている。
【００３１】
コイル２４は、ドライエッチング装置１０の前方断面図である図１に示すように、複数のらせん構造を備えたコイルである。ＩＣＰユニット８の閉止状態にて、コイル２４は、処理容器１８の外部であって隔壁２２の上方近傍に配置される。
【００３２】
コイル２４は、第１の高周波電源４０に電気的に接続される。深掘り加工の場合、コイル２４には通常の加工の場合よりも大きい３０００〜４０００Ｗ程度の高周波電力が第１の高周波電源４０より投入される。これによって、図１においてプラズマの分布状態を示す仮想線１２ａ，１２ｂで示すように、処理空間１６のカバー部３８の近傍にトロイダル状又はドーナツ状のプラズマ１２ａが発生し、拡散しながら下方へ進行したプラズマ１２ｂが基板１４に到達する。これによって、基板１４がエッチングされる。
【００３３】
また、サセプタ２８には、内部電極（図示せず）が内蔵されており、この内部電極に高周波電力を投入する第２の高周波電源２９が備えられている。第２の高周波電源２９によりサセプタ２８の内部電極に高周波電力を投入することにより、処理空間１６にて発生したプラズマ１２ａ、１２ｂをサセプタ２８側へ引き付けるバイアスを付与することができる。
【００３４】
ここで、図１のドライエッチング装置１０において、ＩＣＰユニット８を開放した状態の隔壁２２および処理容器１８等の上面図を図２に示す。
【００３５】
図１および図２に示すように、隔壁２２において、円盤形状を有する本体部３６は、円盤形状を有するカバー部３８よりも大きな直径を有するように形成されている。本体部３６の周縁部の下面側と処理容器１８との間にはＯリングやガスケットなどのシール部材３２ａが配置されており、隔壁２２の本体部３６と処理容器１８との間に連続的な機密構造が形成される。
【００３６】
本体部３６よりも一回り小さな直径を有するカバー部３８と処理容器１８との間には弾性部材３２ｂが配置されている。この弾性部材３２ｂは、カバー部３８と処理容器１８との間の緩衝材（クッション材）として機能させることを目的として用いられる。また、図２に示すように、カバー部３８と処理容器１８との間にはこの弾性部材３２ｂが部分的に配置されていない複数の通気部３３が設けられている。この通気部３３を通して、本体部３６とカバー部３８との間の空間（隙間）と処理空間１６とを通気させることで、両空間の間の圧力差が生じないようにしている。このように通気部３３を設けることで、圧力差によりカバー部３８が割れることを防止できる。なお、弾性部材３２ｂとしてＯリングを用いても良いが、その場合はカバー部３８に貫通孔を少なくとも一箇所形成して、本体部３６とカバー部３８との間の空間と処理空間１６との間の通気を確保する。
【００３７】
図３及び図４を参照して、カバー部３８の詳細な構成について説明する。図３は、プラズマエッチング装置１０の隔壁２２の近傍を拡大して示す図である。図４は、カバー部３８を上方から見た図である。
【００３８】
カバー部３８は、上述のように、上面が本体部３６に対向した面であり、下面３９が処理空間１６に対向した研磨面である。上面には、図示するように、窪みとして複数の穴（有底孔）４２が設けられる。穴４２が上面に設けられるため、下面３９の表面を粗くすることがなく、下面３９を研磨面とすることによる上述の効果は低減しない。
【００３９】
穴４２は、プラズマによる侵食が進行しやすい領域内に設けられており、最低限厚さに等しい深さを有する。最低限厚さとは、カバー部３８の構造上の強度を考慮した場合にカバー部３８が最低限備えるべき厚さとして決定されるものをいう。このような深さの穴を設けた場合、プラズマによる侵食が穴４２の底面にまで進行し、穴４２が貫通した時が交換時期となるため、作業者は、カバー部３８の穴４２の状態を観察することによって、カバー部３８の交換時期を容易に知ることができる。
【００４０】
ここで、プラズマによる侵食が進行しやすい領域は、カバー部３８の近傍で高密度のプラズマが発生する部分に対応し、電磁波生成部の形状、配置等によって異なり得る。電磁波生成部が本実施形態に係るコイル２４である場合、上述のように、カバー部３８の近傍にトロイダル状又はドーナツ状のプラズマ１２ａが発生する。そのため、プラズマによる侵食が進行しやすい領域は、上方から見た場合に、図４に示すような２つの半径が異なる同心円４４ａ，４４ｂによって囲まれる領域４４ｃとなる。
【００４１】
実施形態では、穴４２は、同心円４４ａ，４４ｂによって囲まれる領域４４ｃ内の３つの同心円のそれぞれに９０度間隔で、半径方向に並ぶように設けられている（図４参照）。穴４２は、いずれも最低限厚さに等しい深さを有する（図３参照）。
【００４２】
穴４２の各々の直径は、作業者がビューポートを介して交換時期を視認することができる程度であればよく、望ましくは、カバー部３８の構造上の強度にほとんど影響を与えない大きさであって、例えば０．５〜２．０ｍｍ程度である。
【００４３】
これまで説明した構成を備えたドライエッチング装置１０の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００４４】
作業者が、ＩＣＰユニット８を開放した状態にて、ドライエッチング装置１０に、未使用のカバー部３８（エッチングを開始する前のカバー部３８）を取り付ける。その後、ＩＣＰユニットを閉止して、それぞれのクランプ４と係止部３とを係合させて、隔壁押さえ部６により隔壁２２の周縁部を上面側より押さえ付けた状態にて、ＩＣＰユニット８を処理容器１８に固定する。
【００４５】
次に、作業者がゲートバルブ３０を開放してサセプタ２８に未処理の基板１４をセットする。その後、ゲートバルブ３０を閉止して処理空間１６が密閉された後、処理空間１６が適切な真空圧となるように制御されながら、処理空間１６にプロセスガスが導入される。
【００４６】
第１の高周波電源４０からコイル２４に高周波電力を投入するとともに、第２の高周波電源２９からサセプタ２８の内部電極に高周波電力を投入する。第１の高周波電源４０からコイル２４に電力が投入されると、コイル２４が電磁波を生成する。電磁波は隔壁２２の誘電体を伝播し、処理空間１６に電磁界が生じる。電磁界の作用によりプロセスガスがイオン化され、隔壁２２の近傍にトロイダル状又はドーナツ状のプラズマ１２ａが発生する。サセプタ２８の内部電極への高周波電力の投入により、プラズマ１２ａが基板１４へ向けて引き付けられるように下方へ拡散する。隔壁２２から基板１４までは所定の距離だけ離間しているため、この拡散過程でプラズマ１２ｂの密度が均一化される。均一化したプラズマ１２ｂが基板１４に到達することによって、基板１４のエッチング処理が開始される。
【００４７】
基板１４のエッチング処理が終了すると、作業者は、ゲートバルブ３０を通して処理済みの基板１４を処理空間１６から取り出し、続けて、未処理の基板１４をサセプタ２８にセットする。セットされた基板１４にエッチング処理が行われる。エッチング処理が終了すると、作業者は、処理済みの基板１４を取り出し、以降、同様に未処理の基板１４のセット、エッチング処理、及び処理済みの基板１４の取り出しを繰り返す。
【００４８】
このように基板１４のエッチング処理を繰り返す間に、カバー部３８は次第に削られる。カバー部３８が最低限厚さになるとカバー部３８を交換する必要があるため、作業者は、カバー部３８の穴４２をゲートバルブ３０の開口やビューポートから定期的に観察することによって、カバー部３８の交換時期であるか否かを容易に確認することができる。具体的には、プラズマによって穴４２の底面まで削られて、穴４２が貫通している場合には、カバー部３８は、プラズマによって消耗され、最低限厚さになっているため、作業者はカバー部３８の交換時期であると容易に知ることができる。
【００４９】
カバー部３８の穴４２が貫通している場合、作業者は、ドライエッチング装置１０から消耗したカバー部３８を交換する交換作業を行う。具体的には、図７に示すように、クランプ４と係止部３との係合を解除して、ＩＣＰユニット８を持ち上げて、ＩＣＰユニット８を開放状態とする。次に、図８に示すように、隔壁２２の本体部３６を処理容器１８の隔壁装着部１９から取り外して、最低限厚さに達するまで削られたカバー部３８を処理容器１８の隔壁装着部１９から取り外す。その後、未使用のカバー部３８を処理容器１８の隔壁装着部１９に取り付け、本体部３６を処理容器１８の隔壁装着部１９に再度取り付ける。この際、作業者は、未使用のカバー部３８の研磨面をサセプタ２８側へ向けて処理容器１８の弾性部材３２ｂの上に載置する。なお、必要に応じてシール部材３２ａや弾性部材３２ｂの交換作業も併せて行う。その後、ＩＣＰユニット８を閉止状態として、クランプ４と係止部３とを係合させて、ＩＣＰユニット８を処理容器１８に固定する。これにより、カバー部３８の交換作業は完了する。隔壁２２が開口２０に着脱自在であるため、作業者はカバー部３８を容易に交換することができる。また、ＩＣＰユニット８が開閉可能な構成を採用しているため、隔壁２２の着脱作業および隔壁２２の機密構造の形成作業を容易に行うことができる。
【００５０】
このように、作業者は、視認により交換時期を容易に知ることができるため、従来のようにカバー部３８の厚さを計測するための時間及び手間を省くことができる。カバー部３８の厚さを計測するためには、上記の交換作業、カバー部３８の厚さを計測する作業、カバー部３８を取り付け前に拭く作業、隔壁２２をドライエッチング装置１０に取り付ける組立作業、及び処理空間１６にエッチングガスを導入して真空にする作業等の一連の作業を行う必要がある。このような一連の作業には、多くの時間及び手間を要する。視認のみによって交換時期を知ることができれば、その時間及び手間を省くことができ、生産効率を向上させることが可能になる。仮に、図７のようにＩＣＰユニット８を開放状態としなければカバー部３８の穴４２を目視できない場合であっても、上記の一連の作業のうち少なくとも、カバー部３８を計測する作業及び拭く作業を省くことができ、生産効率を向上させることが可能になる。
【００５１】
ここで、カバー部３８を交換した後のエッチングレートの変化の一例（実施例）を図５に示す。横軸がカバー部３８を交換した後にコイル２４に高周波（ＲＦ）電力を供給する時間（ＲＦ放電時間（Ｈ））を示し、縦軸がシリコン基板のエッチングレート（Ｓｉエッチングレート（μｍ／ｍｉｎ））を示す。図５において、例えばエッチングレート８．５〜１１．５μｍ／ｍｉｎの範囲が望ましいエッチングレートであるエッチングレートの管理範囲となっている。エッチング処理は、シリコン基板の表面に直径数十μｍのビアを形成する処理であり、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を主成分とするガスを用いた。本実施例のエッチングレートの変化との比較のため、従来のカバー部を使用した場合の従来例のエッチングレートの変化を示している。
【００５２】
同図から分かるように、従来例では１１〜１２時間程度のダミー放電をした後にエッチングレートが所定の管理範囲に収まるが、本実施例に係るドライエッチング装置１０はカバー部３８を交換した直後から、エッチングレートが所定の管理範囲に収まっている。これは、新しいカバー部３８の処理空間側の面が研磨面であることによる効果である。このように、カバー部３８の処理空間側の面を研磨面とすることによって、隔壁２２を交換した直後から、望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることが可能になる。
【００５３】
従来、カバー部３８を交換した直後に、エッチングレートが低下する原因は不明であったが、発明者らは、カバー部３８の処理空間側の面を研磨面とすることによって、カバー部３８を交換した直後から望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることができることを解明した。
【００５４】
ドライエッチング装置では、エッチングによって生じた反応生成物が処理容器の内壁面に付着してもこれが容易に剥離して処理対象物の上面に落下するのを防止するという理由から、内壁面はある程度粗い面がよいとされており、カバー部３８の表面においても、フライス盤等の工作機械で加工された粗い表面のまま使用することは特に問題視されることはなかった。しかし、粗い表面は滑らかな面に比べて表面積が大きく、且つ、局所的なエッジも多いためプラズマで消耗しやすい性質を有している。加えて処理対象物がシリコンでカバー部が石英（ＳｉＯ２）の場合は、エッチングにより生成される反応生成物と同じ成分を有するデポがカバー部の消耗によって発生する。このため、交換直後の従来のカバー部では、過剰な消耗で処理空間内のデポの量が増大し、処理対象物の表面では見かけ上の反応生成物の分圧が高まってエッチングとのバランスが悪化し、結果としてエッチングレートが低下する現象を生じさせていた。そしてエッチングによる消耗が進行してカバー部の表面が滑らかになると、生成されるデポの量も少なくなって再付着とエッチングのバランスが正常な状態となり、エッチングレートが所定の管理範囲に収まるようになるものと考えられる。前述のダミー放電によってエッチングレートが回復するのはこのためであると考えられる。
【００５５】
これに対し、本実施形態に係るカバー部は、処理空間側の面が研磨面となっているため、交換直後であってもプラズマによる消耗量は増加せず、長時間のダミー放電を行う必要はない。
【００５６】
このように、本実施形態に係るドライエッチング装置１０によると、未使用のカバー部３８を取り付けた直後から、又は極めて短い時間のダミー放電をするだけで、望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることが可能になる。
【００５７】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以下の変形例及びそれら変形例を矛盾なく組合せたものも含む。
【００５８】
（隔壁に関する変形例）
実施形態では、隔壁２２が本体部３６及びカバー部３８を備えるとしたが、ドライエッチング装置は、一体的な隔壁を備えてもよい。一体的な隔壁は全体が誘電体から構成されてもよく、枠体等とともに誘電体を備えてもよい。隔壁が一体的である場合、隔壁が有する誘電体の下面が研磨面である。これによっても、誘電体を含む一体的な隔壁を交換した直後から、又はその後に極めて短い時間のダミー放電をするだけで、望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることが可能になる。
【００５９】
実施形態では、本体部３６及びカバー部３８はいずれも誘電体を材料とする平板であるとしたが、これに限定されない。本体部及びカバー部は、例えば湾曲した形状であってもよい。これによって、種々の電磁波生成部に適した形状の本体部及びカバー部を適用することができる。
【００６０】
また、例えば、本体部及びカバー部の一方又は両方は、開口２０に嵌合する枠体と、枠体に取り付けられた１つ又は複数の誘電体とから形成されてもよい。両方が枠体を有する場合、本体部及びカバー部は、上方から見て、それぞれの誘電体が重なり合うように配置される。これにより、本体部及びカバー部の厚さ方向（上下方向）の全体にわたって誘電体が配置された部分が設けられることになり、当該部分を介して電磁波が処理空間に伝播する。このように、枠体を備えることによって、本体部及びカバー部の強度を向上させることができる。
【００６１】
実施形態ではカバー部３８の処理空間側の面のみが研磨面である例を挙げたが、少なくとも処理空間側の面が研磨面であればよく、カバー部３８の両面が研磨面であってよい。実施形態のように、カバー部３８の片面のみを研磨面とする、すなわち、カバー部３８の本体部側の面をその処理空間側の面（下面３９）よりも粗くする方が、両面を研磨面とするよりも、カバー部３８の製造に掛かる手間及びコストを低減することができる。
【００６２】
（カバー部の穴に関する変形例）
カバー部の穴は、カバー部の下面の表面粗さを小さくするためには、実施形態のように上面に設けられることが望ましいが、カバー部の下面に設けられてもよい。また、上述の変形例の１つのように、隔壁が一体的である場合、その一体的な隔壁の下面に穴が設けられる。このように、下面に穴が設けられる場合、穴は、カバー部の厚さから最低限厚さを除いた厚さに等しい深さを有する。これによって、プラズマによる侵食が穴の底面にまで進行した時にカバー部３８が最低限厚さになっており、その時をカバー部の交換時期として作業者は容易に知ることができる。
【００６３】
実施形態ではすべての穴の深さが同じであるとしたが、複数の穴は異なる深さのものを含んでもよい。その一例を図６に示す。図６は、一変形例に係るカバー部４６の穴４８ａ，４８ｂ，４８ｃを通る直径における、カバー部の断面図を示す。カバー部４６は、半径方向に深さが異なる穴４８ａ，４８ｂ，４８ｃをその上面に有しており、穴４８ａ，４８ｂ，４８ｃの深さは、半径方向に次第に浅くなっている。カバー部４６の中心から最も離れた穴４８ａは、最低限厚さに等しい深さを有する。従って、プラズマの侵食によって、その穴４８ａが貫通した時が交換時期となる。
【００６４】
この場合、プラズマによる侵食が進行すると、カバー部４６の中心に近い穴４８ｃから次第に、中心から遠い穴４８ｂ，４８ａへと順に貫通する。カバー部４６の中心から最も離れた穴４８ａが貫通する前に穴４８ｃ，４８ｂが貫通するため、これによって、作業者は、カバー部４６の交換時期が近づいていることを容易に知ることができ、カバー部４６を交換するための準備を適宜行うことができる。そして、カバー部４６の中心から最も離れた穴４８ａが貫通した時に、作業者はカバー部４６を交換すればよい。
【００６５】
カバー部の穴の深さに関しては、上述のものに限られず、例えば同一の半径方向には同一の深さの穴を設け、異なる半径方向に異なる深さの穴を設けてもよい。この場合も、上述の変形例と同様に、最も深い穴の深さを最低限厚さと等しい深さとすることによって、作業者は、カバー部の交換時期が近づいていること、及びカバー部の交換時期となったことを容易に知ることができる。
【００６６】
カバー部の穴の深さに関して、さらに、最低限深さがカバー部の位置、例えば中心からの距離に応じて異なる場合には、異なる位置の穴がその位置に応じた最低限深さに等しい深さを有してもよい。これによって、作業者はカバー部の適切な交換時期を正確にかつ容易に知ることができる。
【００６７】
（その他変形例）
実施形態では窪みは穴４２であるとしたが、例えば所定の深さの溝等であってもよい。溝の深さは、上述した穴の深さに関する変形が適宜適用されてよい。溝を設けることによって、穴の場合と同様に、溝の底部までカバー部が消耗しているか否かを知ることができ、作業者がカバー部の交換時期を容易に知ることが可能になる。
【００６８】
実施形態では、本体部３６の下面とカバー部３８の上面とを接触させて隔壁２２を構成したが、本体部３６の下面とカバー部３８の間にスペーサを配置してプロセスガス導入用の隙間を設ける（接触させない）と共にカバー部３８に複数のガス供給用の貫通孔を設ける構成としてもよい。この場合、カバー部３８は、本体部３８（誘電体）の処理空間側の面を覆うカバー部としての役割と、処理空間へプロセスガスを供給するシャワーノズルとしての機能を受け持つ。
【００６９】
実施形態では開口は処理容器１８の上部に設けられるとしたが、開口は処理容器１８の側壁等に設けられてもよい。
【００７０】
実施形態ではコイル２４は複数のらせん構造であるとしたが、コイル２４に代えて、プラズマを利用するドライエッチング装置における従来の電磁波生成部としてコイル、アンテナ等の任意のものが適用されてよい。
【００７１】
処理容器１８の上部以外に開口が設けられる場合であっても、またコイル２４以外の電磁波生成部が適用される場合であっても、本実施形態又は変形例に係るカバー部を適用することができ、カバー部の処理空間側の面を研磨面とすることによって、未使用の誘電体を取り付けた直後から、又は極めて短い時間のダミー放電をするだけで、望ましいエッチングレートで安定して基板をエッチングすることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、プラズマを利用して、シリコン等を材料とする基板をエッチングするドライエッチング装置に適用することができる。プロセスガスとしてフッ素系のガスを利用するものに好適であり、また、深掘り加工等のために高電力を利用するドライエッチング装置に好適である。
【符号の説明】
【００７３】
８  ＩＣＰユニット、１０  ドライエッチング装置、１２  プラズマ、１４  基板、１６  処理空間、１８  処理容器、２０  開口、２２  隔壁、２４  コイル、３０  ゲートバルブ、３６  本体部、３８，４６  カバー部、３９  下面、４２，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ  穴
【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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