(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属原子を含む加工対象物が収納される処理室と、前記処理室内に高周波電力を導入するために該処理室に設けられた板状の誘電体窓と、前記誘電体窓の背後に配置されたコイル電極とを備えた誘導結合形プラズマ処理装置の、前記誘電体窓の前記処理室内に向いた面に装着されるマスク部材であって、
プラズマ処理中に前記加工対象物から飛散した金属原子が前記誘導体窓の前記面に付着することにより該面上に形成される導電性膜が、前記コイル電極の発生する高周波磁界の作用により該導電性膜内に誘起される電流の流れを途中で遮断するような形状となるように、前記誘電体窓の一部にのみ前記金属原子を付着させるための複数の直線状のスリットを有し、
前記複数の直線状のスリットが、放射渦巻状に配置されており、いずれのスリットも他のスリットと同一の直線上に位置しないことを特徴とする誘導結合形プラズマ処理装置のマスク部材。
【請求項２】
金属原子を含む加工対象物が収納される処理室と、前記処理室内に高周波電力を導入するために該処理室に設けられた板状の誘電体窓と、前記誘電体窓の背後に配置されたコイル電極とを備えた誘導結合形プラズマ処理装置の、前記誘電体窓の前記処理室内に向いた面に装着されるマスク部材であって、
プラズマ処理中に前記加工対象物から飛散した金属原子が前記誘導体窓の前記面に付着することにより該面上に形成される導電性膜が、前記コイル電極の発生する高周波磁界の作用により該導電性膜内に誘起される電流の流れを途中で遮断するような形状となるように、前記誘電体窓の一部にのみ前記金属原子を付着させるための複数の直線状のスリットを有し、
前記複数の直線状のスリットが、ｎ角形（ｎは奇数）の中心から頂点に向かって延びる直線上に位置するｎ個の直線状のスリットから構成されており  いずれのスリットも他のスリットと同一の直線上に位置しないことを特徴とする誘導結合形プラズマ処理装置のマスク部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導結合形プラズマ処理装置のマスク部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工対象物の表面に微細加工を施す方法としてスパッタエッチング法が従来より知られている。この方法では、加工パターンのマスクを被加工面に形成した加工対象物を気密な処理室内部に収納し、該処理室内を低圧に維持しつつ、処理室内に処理ガス（Ａｒ、Ｃｌ２等）を供給し、処理室内に高周波電磁界を発生させることにより処理ガスをプラズマ化する。このプラズマに含まれるイオンをバイアス電圧で加速し、加工対象物の被加工面に衝突させることにより、被加工面のマスクされていない部分を削り取る。
【０００３】
上記のような処理を行うための装置の一つとして誘導結合形プラズマ（ＩＣＰ）処理装置が知られている。ＩＣＰ処理装置は、一般的に、処理室内へ高周波電力を供給する電力導入口となる窓、その窓の外側に配設されたコイル電極、及び、コイル電極に高周波電圧を印加するための高周波電源を備えている。窓は一般に石英のような誘電体で構成されており、誘電体窓と呼ばれている。
【０００４】
ＩＣＰ処理装置を用いた微細加工では、一般に金属（例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ）又は金属酸化物（例えば、酸化イリジウム、酸化スズ等）から成る導電体薄膜を加工対象物とすることが多い。このような金属系の対象物を多数又は長時間にわたって加工すると、プラズマイオンによりスパッタされて対象物から飛散した金属が誘電体窓の表面に徐々に付着し、そこに導電性膜を形成する。このように誘電体窓の表面に導電性膜が形成されると、コイル電極の発生する高周波電磁界のうちの磁界により導電性膜に誘導電流が誘起され、この誘導電流によって高周波電力が消費されるため、処理室内への高周波電力の供給が阻害される。ＩＣＰ処理装置の場合、誘導電流はコイル電極の巻線にほぼ沿った方向に流れようとする。そこで、従来のＩＣＰ処理装置では、誘電体窓の表面に形成される導電性膜の形状が、高周波磁界により誘起される誘導電流の流れが途中で遮断されるような幾何学形状になるように、プラスチック製のマスク部材を誘電体窓の内面（処理室内に向いた面）に装着している。例えば円形状の誘電体窓に装着する場合、マスク部材は、該誘電体窓とほぼ同じ大きさの円板状の部材にその中心から放射状に延在する直線状のスリットを形成して構成される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2001-254188号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、物体に孔や溝等がある場合、その部分に大きな応力が集中する。上記のような直線状のスリットを有するマスク部材では該スリットの両端部に応力が集中するため、マスク部材の洗浄や交換のために該マスク部材を着脱する際にマスク部材に力が加わると、スリットの両端部に亀裂が発生する。このような亀裂は、スリットを延長する方向に向かって発生する。
従来のマスク部材は、その中心を挟んで対向するように一対ずつスリットが設けられており、これらスリットの一方の延長線上に他方のスリットが位置する。マスク部材の中心を挟んで対向する一対のスリットの端部では、亀裂の発生する方向が一致するため、亀裂が発生し易く、また、スリットの端部に亀裂が発生すると、これら亀裂が互いに対向するスリットの端部に向かって進展し、両者が結合してマスク部材の破損を招く。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、誘電体窓の表面に形成された金属原子による導電性膜により高周波の供給が阻害されないようにするための複数の直線状のスリットを有する誘導結合形プラズマ処理装置のマスク部材の強度向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明は、金属原子を含む加工対象物が収納される処理室と、前記処理室内に高周波電力を導入するために該処理室に設けられた板状の誘電体窓と、前記誘電体窓の背後に配置されたコイル電極とを備えた誘導結合形プラズマ処理装置の、前記誘電体窓の前記処理室内に向いた面に装着されるマスク部材であって、
プラズマ処理中に前記加工対象物から飛散した金属原子が前記誘導体窓の前記面に付着することにより該面上に形成される導電性膜が、前記コイル電極の発生する高周波磁界の作用により該導電性膜内に誘起される電流の流れを途中で遮断するような形状となるように、前記誘電体窓の一部にのみ前記金属原子を付着させるための複数の直線状のスリットを有し、
いずれのスリットも他のスリットと同一の直線上に位置しないことを特徴とする。
【０００９】
ここで、「同一の直線上に位置しない」とは、一のスリットの幅方向中心線と他のスリットの幅方向中心線が重ならないことを意味する。このような構成は、例えば、前記複数の直線状のスリットを放射渦巻状に配置することにより実現することができる。
【００１０】
上記マスク部材では、複数のスリットの両端部に応力が集中するが、いずれのスリットも他のスリットと同一直線上に位置しないため、ある一つのスリットの端部に発生する亀裂の方向が、他のスリットの端部に発生する亀裂の方向と一致しない。このため、スリットの端部に亀裂が発生することを抑えることができる。また、亀裂が発生しても、その亀裂が他のスリットの端部に発生した亀裂と結合し難いため、マスク部材の大きな破損を招くことを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明に係るＩＣＰ処理装置のマスク部材は力が加わっても亀裂が発生し難いため、交換や洗浄の際に破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係るＩＣＰ処理装置の概略構成図。
【図２】（Ａ）はマスク支持部品に支持されたマスク部材を下から見た図、（Ｂ）は（Ａ）のIIB−IIB線における断面図。
【図３】本発明の実施例２に係るマスク部材を下から見た図。
【図４】本発明の実施例３に係るマスク部材を下から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のいくつかの実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１はＩＣＰ処理装置の概略構成図である。ＩＣＰ処理装置１は、金属又は金属酸化物から成るサンプル１０を収納する気密な処理室２０を有する。処理室２０の上部には処理ガス通路２１が接続されており、これを通じて処理ガス供給部２２からプラズマエッチング処理用のガスが処理室２０内部へ供給される。処理室２０内部の圧力は、ロータリポンプ３１、ターボ分子ポンプ３２、弁３３及び圧力制御器３４を含む圧力制御機構により低圧に制御される。
【００１５】
処理室２０の底部には、サンプル１０を載置するための下部電極２３が備えられている。下部電極２３は第一の整合回路３５を介して第一の高周波（ＲＦ）発生器３６に接続されている。第一のＲＦ発生器３６は、処理室２０内に発生するプラズマイオンをサンプル１０へ向けて加速するためのバイアス電圧を下部電極２３に印加する。
【００１６】
処理室２０の上壁面（天井）２０１には開口を有する円形の窓材受け部２０２が設けられており、ここに誘電体から成る円板状の窓材２５が配置されている。窓材２５の内面は捨て板２７（図２（Ｂ）参照）により隠蔽されており、更にその捨て板２７の下面にマスク部材５０が装着されている。この捨て板２７と窓材２５とを合わせた全体が本発明の誘電体窓に相当する。一方、窓材２５の上面には渦巻き状のコイル電極２６が配置されている。コイル電極２６は第二の整合回路３７を介して第二のＲＦ発生器３８に接続されている。第二のＲＦ発生器３８は、高周波磁界をコイル電極２６から発生させるための高周波電圧をコイル電極２６に印加する。
【００１７】
マスク部材５０の構造を図２に示す。図２において、（Ａ）は処理室２０内から見たマスク部材５０を示し、（Ｂ）は（Ａ）のIIB−IIB線におけるマスク部材５０の断面を示す。マスク部材５０は処理室２０の窓材受け部２０２に形成された円形の開口２０３内に配置され、ネジ５１により天井２０１に固定されたリング状のマスク支持部品５２により、捨て板２７の下に支持されている。マスク部材５０の上面には円周に沿って段部５０１が形成されており、これにより捨て板２７とマスク部材５０との間に隙間５０２が形成されている。また、マスク部材５０の段部５０１より内側には３２本の直線状のスリットが形成されている。
【００１８】
スリットは、マスク部材５０の直径の約１／７の長さ寸法の短スリット５０３と、約１／３の長さ寸法の長スリット５０４から成り、これら短スリット５０３と長スリット５０４が周方向に交互に配置されている。
短スリット５０３はマスク部材５０の外周側に寄せて配置されている。また、長スリット５０４はマスク部材５０の中心と外周縁との間の中間部分に配置されており、それら長スリット５０４の４本のうちの１本はマスク部材５０のやや中心側に寄せて配置されている。
短スリット５０３及び長スリット５０４は、いずれもマスク部材５０の中心から径方向に延びる直線に対して一定の角度（図２に示す例では、約１０°）だけ傾いており、全体として放射渦巻状に配置されている。このような配置により、いずれの２個のスリットも同一直線上に位置することがない。従って、全てのスリット（短スリット５０３及び長スリット５０４）の両端部に発生する亀裂の方向が異なることになり、亀裂の発生を抑えることができる。また、たとえいずれかのスリットの端部に亀裂が発生しても、その亀裂が他のスリットの端部に発生した亀裂と結合し難くなるため、マスク部材５０が大きく破損することを抑えることができる。
【実施例２】
【００１９】
図３は本発明の実施例２のマスク部材を示す図である。このマスク部材６０は、段部６０１より内側に、該マスク部材６０の中心から外へ放射渦巻状に配置された１６個のスリット６０３を有する。各スリット６０３は全て同じ長さであり、マスク部材６０の直径の約１／３の長さを有している。このようなマスク部材６０を用いても、上記マスク部材５０で得られたのと同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００２０】
図４は本発明の実施例３に係るマスク部材を示す図である。このマスク部材７０は、段部７０１よりも内側に、該マスク部材７０の中心から放射状に配置された９個のスリット７０３を有する。これらスリット７０３は、図４に一点鎖線で示す正九角形７０５の各頂点とマスク部材７０の中心を結ぶ線上に位置しており、いずれの２個のスリット７０３も同一直線上に位置しないようになっている。このようなマスク部材７０を用いても、上記マスク部材５０で得られたのと同様の効果が得られる。
【００２１】
なお、ここでは、正九角形７０５の各頂点とマスク部材７０の中心を結ぶ線上にスリット７０３を設けた例を示したが、ｎ角形（ｎは奇数）の各頂点とマスク部材の中心を結ぶ線上にスリットを設ければ、いずれの２個のスリットも同一直線上に位置しないため、上記マスク部材７０と同様の効果が得られる。
【００２２】
さらに、上記した各実施例では円板状のマスク部材を例に挙げて説明したが、本発明は円板状以外の例えば矩形板状のマスク部材にも適用できる等、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１…誘導結合形プラズマ処理装置（ＩＣＰ処理装置）
１０…サンプル（加工対象物）
２０…処理室
２３…下部電極
２５…窓材
２６…コイル電極
３６、３８…高周波（ＲＦ）発生器
５０、６０、７０…マスク部材
５０３、５０４、６０３、７０３…スリット
【図１】
0005822133.tif 000002
【図２】
0005822133.tif 000003
【図３】
0005822133.tif 000004
【図４】
0005822133.tif 000005