(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材をプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、
前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、
前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口を具備し、
前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられるとともに周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
被処理材がプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、
前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、
前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口と上部に配置された冷却水の流路を具備し、
前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられ、
前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側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３】
請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記温度センサーは、赤外線計測型の温度センサー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又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記高周波電源から発生される電磁波は、マイクロ波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又は請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記所定の角度は１５°〜４５°であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記エア供給口は、周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記排気口は、マイクロ波を減衰させ、パイプ形状であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記空洞共振器は、上部に配置された冷却水の流路をさらに具備し、
前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置され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係わり、特にプラズマを用いて半導体基板等の表面処理を行うのに好適なプラズマ処理装置及びそのプラズマ処理装置を用いて半導体基板等の表面処理を行うのに好適なプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体素子は微細化により、リソグラフィーにより形成されたマスクを下層膜に転写するエッチング工程にはより高い精度の寸法精度、つまりＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）精度が要求されている。量産現場において高いＣＤ制御性に加えて、ＣＤの再現性を確保することが重要な課題である。一般にエッチング工程においてＣＤが変動する要因としてはエッチングチャンバー内壁に被処理材から発生した反応生成物が付着する、チャンバー内部材が長期的な使用により消耗する、チャンバー内部材の温度等が変動し、チャンバー内内壁等へのラジカルの付着確率が変化し、エッチング性能へ影響するプラズマ状態が変動する等の要因が挙げられる。
【０００３】
従来のプラズマ処理装置はチャンバー内温度変動を抑制するために、真空チャンバーに温度制御器を設置し、真空チャンバーの温度を調整し、温度制御器を設置できない、プラズマ生成用の電磁波導入用誘電体窓等は、被処理材の処理前に予備放電を行う等の方法にて、その温度制御を実施していた。しかし、処理と処理の間の待機時間等が変化するため、待機中のチャンバー内温度が変化し予備放電による温度制御が安定に行えない可能性があった。
【０００４】
本出願人は、本発明と同様に、プラズマ処理装置の装置内部材の温度を安定化し、ＣＤ精度の変動の少ないプラズマ処理装置を提供しようとして、既に、プラズマ処理装置の誘電体窓に温風ユニットを接続し、誘電体窓あるいはシャワープレートの温度を温度センサーにより計測した温度信号を元に、温風ユニットを制御して誘電体窓あるいはシャワープレートの温度制御を行うことを出願し公開されている（特願２００８−３１５６３１（特開２０１０−１４１１０４号公報：特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体集積回路の集積度が高まるにつれ、長期的なＣＤ変動の抑制が要求されている。本発明では、装置内部材の温度を安定化し、ＣＤ変動の少ないプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置は、被処理材をプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口を具備し、前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられるとともに周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明のプラズマ処理装置は、被処理材がプラズマ処理される真空容器と、該真空容器の上部を気密に封止する誘電体窓と、導波管及び前記誘電体窓を介して高周波電力を真空容器に供給する高周波電源と、前記導波管により伝送された高周波電源を共振させ前記誘電体窓の上方に配置された空洞共振器と、前記被処理材を載置する基板電極と、前記誘電体窓の下方に配置された前記基板電極と対向するとともにプラズマ処理用ガスを前記真空容器内に供給する誘電製のガス供給板を備えるプラズマ処理装置において、前記空洞共振器内に供給されるエアを加熱する温風ヒーターと、前記誘電体窓の温度をモニターする温度センサーと、前記温度センサーのモニタ値に基づいて前記温風ヒーターを制御する制御部と、前記空洞共振器内に供給されたエアを排気し前記導波管に設けられた排気口とを備え、前記空洞共振器は、内部にエアを供給し上部に設けられたエア供給口と上部に配置された冷却水の流路を具備し、前記エア供給口は、鉛直方向に対して所定の角度内側に設けられ、前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のプラズマ処理装置は、前記温度センサーは、赤外線計測型の温度センサーであることを特徴とする。
さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記高周波電源から発生される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記所定の角度は１５°〜４５°であることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記エア供給口は、周回するように配置され、前記周回の円周方向の接線方向に対して０°〜４５°の角度傾けられていることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記排気口は、マイクロ波を減衰させ、パイプ形状であることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明のプラズマ処理装置は、前記空洞共振器は、上部に配置された冷却水の流路をさらに具備し、前記流路は、前記導波管と前記温度センサーより外側に配置されるとともに前記エア供給口よりも内側に配置されることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ処理中以外は前記第１、第２、第３の温度制御機構は前記誘電体窓の温度変化を極小とするように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のプラズマ処理方法では、誘電体窓の温度変動が抑制されることから、リアクタ内壁温度により変動する壁表面とのプラズマとの相互作用が安定化され、エッチング性能に影響するプラズマ中状態が安定化することから、ＣＤの変動抑制が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例であるマイクロ波ＥＣＲエッチング装置の縦断面図。
【図２】シャワープレートとＣＤ変動の関係を示す特性図。
【図３】パイプ周辺の拡大図。
【図４】パイプ周辺の斜視図。
【図５】ガス導入穴の拡大図。
【図６】ガス誘電体窓近傍のガス流れ図。
【図７】ガス導入穴を上部から見た拡大図。
【図８】誘電体窓上部から見たガス流れ図。
【図９】垂直に開けたガス導入穴と本実施例のガス導入穴で誘電体窓を加熱した結果。
【図１０】ヒーター１本あたりのドライエアの流量に対する誘電体窓とドライエアの熱伝達係数の関係図。
【図１１】投入熱量ごとの加熱時間に対する誘電体窓の温度の関係図。
【図１２】シャワープレート温度時間変化の誘電体窓加熱有無の影響を示す特性図。
【図１３】ウエハ1ロット処理時のシャワープレート温度時間変化を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施例であるマイクロ波ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング装置を用いたプラズマ処理装置を図１〜図１１により説明する。なお、本明細書においては、プラズマ処理装置を中心にしてその実施例を詳細に説明するが、その説明の流れの中で、当該プラズマ処理装置を用いた半導体基板等の表面処理を行うのに好適なプラズマ処理方法の説明を行っている。
【００２０】
図１に本発明の第一の実施例であるプラズマ処理装置の構成を示す。上部が開放された真空容器１０１の上部に、真空容器１０１内にエッチングガスを導入するためのガス供給板たるシャワープレート１０２（例えば石英製またはイットリア製）、誘電体窓１０３（例えば石英製）を設置し、密封することにより処理室１０４を形成する。真空容器１０１の外部にはヒーター１２２が設置され、ヒーター制御器１２３（第２の温度制御機構）に接続されている。真空容器１０１には第２の温度センサー１２４が設置され、その信号はヒーター制御器１２３に伝送され、真空容器１０１内壁が任意の温度になるようにヒーター１２２へ出力制御される。シャワープレート１０２にはエッチングガスを流すためのガス供給装置１０５が接続される。また、真空容器１０１には真空排気口１０６を介し真空排気装置（図示省略）が接続されている。プラズマを生成するための電力を処理室１０４に伝送するため、誘電体窓１０３の上方には電磁波を放射する高周波導入手段として導波管１０７（またはアンテナ）が設けられる。導波管１０７（またはアンテナ）へ伝送される電磁波は電磁波発生用電源１０９から発振させる。電磁波の周波数は特に限定されないが、本実施例では２．４５ＧＨｚのマイクロ波を使用する。処理室１０４の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル１１０が設けてあり、電磁波発生用電源１０９より発振された電力は、形成された磁場との相互作用により、処理室１０４内にプラズマを生成する。また、シャワープレート１０２に対向して真空容器１０１の下部にはウエハ載置用電極１１１が設けられる。ウエハ載置用電極１１１は電極表面が溶射膜（図示省略）で被覆されており、高周波フィルター１１５を介して直流電源１１６が接続されている。さらに、ウエハ載置用電源１１１には、マッチング回路１１３を介して高周波電源１１４が接続される。ウエハ載置用電極１１１は、冷媒用流路１１７を有し、温調器１１８（第３の温度制御機構）に接続されているとともに、ヒーター１１９を有し、ヒーター制御器１２０に接続されている。またウエハ載置用電極１１１には第３の温度センサー１２１が設置され、その信号はヒーター制御器１２０に伝送され、ウエハ１１２温度を所望の温度になるように、ヒーター１１９の出力および冷媒の温度を制御する温調器１１８の設定温度を制御する。
【００２１】
処理室１０４内に搬送されたウエハ１１２は、直流電源１１６から印加される直流電圧の静電気力でウエハ載置用電極１１１上に吸着、温度調節され、ガス供給装置１０５によって所望のエッチングガスを供給した後、真空容器１０１内を所定の圧力とし、処理室１０４内にプラズマを発生させる。ウエハ載置用電極１１１に接続された高周波電源１１４から高周波電力を印加することにより、プラズマからウエハへイオンを引き込み、ウエハ１１２がエッチング処理される。
【００２２】
従来、エッチングチャンバー内の温度は、真空容器１０１の内壁はヒーター１２２にて、ウエハ載置用電極１１１は、ヒーター１１９、温調器１１８にて任意の温度に制御されていた。しかしエッチングチャンバー内の表面積としてもうひとつ大きな面積を占めるシャワープレート１０２、および誘電体窓１０３は積極的な温度制御は行われておらず、主にそれらの温度はプラズマからの入熱の影響を強く受けていた。図２にシャワープレート１０２の温度とそのとき得られるＣＤ値との関係を示す。ＣＤ値はシャワープレート１０２温度と良い相関があることが分かる。また誘電体窓１０３温度も過渡現象を除けばＣＤ値と相関があることが分かっており、ＣＤ値を常に安定させるためには、シャワープレート１０２ならびに誘電体窓１０３の温度を安定にする必要がある。シャワープレート１０２は誘電体窓１０３の直下に位置する同心を持つ平行円板であり、その隙間にプロセスガスを異常放電が発生しないように流すために、コンマ数ｍｍ程度しか離れていない。その為、形態係数が０．８〜１と大きいことから、輻射熱伝達で数百Ｗ程度の熱のやり取りが行われる。このことから、誘電体窓１０３を温度制御することにより、シャワープレート１０２の温度制御を行うことができる。
【００２３】
本発明では、誘電体窓１０３、およびシャワープレート１０２の温度制御を行うため、誘電体窓１０３と該誘電体窓１０３と対向する空洞共振器１０８とで密閉された空間１５１内に常温のドライエアを導入するガスライン１６０とそのドライエアを加熱する温風ヒーター１２６が接続されている。温風ヒーター１２６は温風ヒーター制御器１２７（第１の温度制御機構）に接続されている。温風ヒーター１２６で加熱されたドライエアはエア供給口たるガス導入穴１３４を通して導波路内に導入される。その加熱されたドライエアは誘電体窓１０３と接触し、熱エネルギーが伝達され、誘電体窓１０３を加熱する。また、温風ヒーター１２６でドライエアを加熱せずに常温で導入することにより、誘電体窓１０３を冷却することも出来る。その為、温風ヒーター１２６をＯＮ−ＯＦＦすることにより、誘電体窓１０３の加熱と冷却が可能となる。
【００２４】
導入したドライエアを排出する為に、電磁波発生用電源１０９の手前の導波路に導電性のパイプ１２５が設けられ、そのパイプ１２５を通過してドライエアは導波管１０７の外に排気される。図３にパイプ１２５周辺の拡大図をしめす。図３に示すように電磁波発生用電源１０９の直前にはドライエアが進入しないように、誘電体プレート１３３が設置されている。パイプ１２５の大きさは電磁波が導波路より外に漏れ出さないように、十分に減衰する構造になっていなければならない。本実施例ではマイクロ波２．４５ＧＨｚを1％未満に減衰させるために外径８ｍｍ、内径６ｍｍ、長さ５０ｍｍの構造とした。また、図４にパイプ１２５周辺の斜視図を示す。図４に示すように、投入したガスを十分に排気する必要があるため、必要排気量を応じて取り付けるパイプ本数を増やす構造とした。本実施例ではパイプ本数を１０本とした。
【００２５】
また、ガス導入穴１３４はドライエアと誘電体窓１０３との熱伝達率向上の為に、高さ方向に角度をもっている。図５にガス導入穴１３４の拡大図をしめす。図５に示すように本実施例では垂直方向に対して角度を３０°傾けた穴とした。図６にガス誘電体窓１０３近傍のガス流れ図を示す。図６に示すように角度を傾けた穴を用いることにより、排気に向うガスの最適な流れが出来ると供に、誘電体窓１０３に対する水平方向成分の流速が増すことによって熱伝達率が向上する。
【００２６】
本実施例では３０°としたが、誘電体窓１０３へ効率的に熱を伝える為には、１５°〜４５°の範囲が望ましい。その理由として、ドライエアがガス導入穴１３４から誘電体窓１０３に到達し、空洞共振器１０８の側壁まで流れる距離は一定の為、４５°以上になるとドライエアが誘電体窓１０３に到達するまでの距離が伸び、到達してから誘電体窓１０３の表面を空洞共振器１０８の側壁まで流れる距離が短くなってしまう。この表面を流れる距離が短くなることは、ドライエアから見た誘電体窓１０３の特性長さを短くすることになる。その為、レイノルズ数が減少し乱流から層流となる為、熱伝達率が１／３に減少する。また、１５°未満になると、ドライエアの水平方向成分の流速が減少することよりレイノルズ数が減少し乱流とみなせなくなる為、熱伝達率が１／３に減少する。
【００２７】
また、ガス導入穴１３４は誘電体窓１０３を面内均一に加熱するために円周方向に角度をもっている。図７にガス導入穴１３４を上部から見た拡大図を示す。図７に示すように本実施例では周方向に対して３０°とした。図８に誘電体窓１０３上部から見たガス流れ図を示す。図８に示すように周方向に角度を持たせることによって、旋回流れが生じ、面内を均一に加熱することができる。本実施例では周方向に対して３０°としたが、誘電体窓１０３の面内を均一に、そして効率よく加熱する為には０°〜４５°の範囲が望ましい。その理由として４５°以上になるとドライエアの流速は周方向の速度成分より径方向の速度成分の方が大きくなり、効率良く旋回流れを生み出せなくなる。また、ガス導入穴１３４より外周にドライエアが流れにくくなり、誘電体窓１０３を面内均一に加熱することが難しくなる。また、０°以下になると、ドライエアの流れの方向が壁方向に向き過ぎてしまい、誘電体窓１０３の表面を流れる距離が短くなってしまう。この表面を流れる距離が短くなることは、ドライエアから見た誘電体窓１０３の特性長さを短くすることになる。その為、レイノルズ数が減少し乱流とみなせなくなる為、熱伝達率が１／３に減少する。実施例ではガス導入穴１３４を４箇所としたが、面内を均一に加熱することを考えると２箇所以上あることが望ましい。図９に垂直に開けたガス導入穴と本実施例のガス導入穴で誘電体窓を加熱した結果を示す。図９で示すように垂直に開けたガス導入穴ではガス噴出し穴近傍と遠方で温度差が２５℃以上あるが、本実施例のガス導入穴１３４では、ガス噴出し穴近傍と遠方の温度差を１０℃以下に抑えることができる。このことから、本実施例の構造により面内の均一性が向上できる。それぞれのガス導入穴１３４から導入するドライエアの方向は、流れを打ち消しあわないように時計回り、もしくは反時計まわりに合わせることが望ましい。
【００２８】
次に、図１０にヒーター１本あたりのドライエアの流量に対する誘電体窓１０３とドライエアの熱伝達係数の関係図を示す。図１０に示されるように、流量５０Ｌ/ｍｉｎ近傍を堺にドライエアの流れが層流から乱流に変わることにより、熱伝達係数の値が３倍程度向上する。このことから、効率的に誘電体窓１０３とドライエアを熱交換させるには、導入するドライエアの流量は５０Ｌ/ｍｉｎ以上が望ましい。
【００２９】
また図１１に投入熱量ごとの加熱時間に対する誘電体窓１０３の温度の関係図を示す。被処理材の処理中における誘電体窓１０３の温度は８０℃〜１００℃である。そのため、装置立ち上げ時にその温度まで予備加熱する必要がある。一般的に装置立ち上げ時間は１時間程度であることから、１時間以内に８０℃まで温度を上昇させるには図１１に示されるように誘電体窓１０３の単位体積あたりの入熱量、７５ｋＷ/ｍ３以上の熱量が必要である。このことから導入する熱量は誘電体窓１０３の単位体積あたりの入熱量、７５ｋＷ/ｍ３以上が望ましい。
【００３０】
また誘電体窓１０３の温度を監視するため、空洞共振器１０８上部には第１の温度センサーが設置されている。ここで第１の温度センサーは直接誘電体窓１０３に接続しても良いが、本実施例の場合誘電体窓１０３上部は高周波電磁波の伝送路であることから、高周波電磁界への影響を低減するため、赤外線計測型温度モニター１２８が設置してある。ここで使用する赤外線は誘電体窓１０３の透過波長域以上の赤外波長を使用し、一般的に数μｍの波長域となる。また、直接シャワープレート１０２の温度を測定する場合には、シャワープレート１０２上部に赤外計測用マーカー１３５を設置する。赤外計測用マーカー１３５の材質は誘電体窓１０３およびシャワープレート１０２の赤外線透過波長域にて、吸収波長領域を有することが必要である。またこの場合は赤外線計測形温度モニター１２８の使用赤外波長を、誘電体窓１０３に対して透過波長、赤外計測用マーカー１３５に対して吸収波長となる波長領域を使用することで、直接シャワープレート１０２の温度を測定することが可能となる。赤外線計測型温度モニター１２８にて測定された温度信号は温風ヒーター制御器１２７に伝送され、誘電体窓１０３またはシャワープレート１０２が所望の温度になるように、温風ヒーター１２６をＯＮ−ＯＦＦ制御する。ここで調整する温度範囲を室温〜１００℃とすることで、より効果的な温度調節が可能である。
【００３１】
加えて、空洞共振器１０８内部に加熱したガスを流すため、導波管１０７が加熱され熱膨張やクリープ等が問題となってくる。その為、空洞共振器１０８上部に冷却水を流す為の冷却水流路１２９を設けることにより、空洞共振器１０８を冷却する。その位置は、導波管１０７、赤外線計測型温度モニター１２８への熱を遮断するため、空洞共振器１０８上部のそれらの部品より外周にあり、ガス導入穴１３４よりも内側が望ましい。その温度は空洞共振器１０８や導波管１０７に使用する材料がアルミニウムであることから熱膨張やクリープ等を考慮すると１００℃以下が望ましい。
【００３２】
前述のように本発明の実施例では、真空容器１０１の内壁温度をヒーター１２２で、ウエハ載置電極１１１の温度をヒーター１１９と温調器１１８で、誘電体窓１０３またはシャワープレート１０２を温風ユニット１２５にてそれぞれ所望の温度に制御することができるが、更にヒーター制御器１２０、温調器１１８、ヒーター制御器１２３、温風ヒーター制御器１２７は中央温度制御ユニット１３０に接続されている。中央温度制御ユニット１３０は、エッチング装置全体の制御を行うエッチング制御ユニット１３１に接続されており、それぞれの温度制御機器は、直接それらが接続されている部品以外の温度制御も複合的に行うことが可能である。例えば、シャワープレート１０２は放電ＯＦＦ時に、上部の誘電体窓１０３だけでなく、エッチングチャンバー下部からも熱エネルギーを損失する。この熱エネルギーの損失を抑制するために、放電ＯＦＦ時にシャワープレート１０２または誘電体窓１０３の温度を一定にするように、温風ユニット１２５だけでなく、ヒーター１２４、ヒーター１１９、温調器１１８を用いて温度調節（主に加熱）することが効果的である。更にエッチング装置下部からの熱の損失が支配的な場合は、真空容器１０１を構成している材質の熱伝達率よりも低い熱伝達率を有する材料を装置下部に設置することも熱エネルギーの損失を抑制する点で有効である。図１２には実際に誘電体窓１０３を加熱した場合の放電ＯＦＦ時の誘電体窓１０３の温度の時間変化を示す。加熱ありの場合には従来方式に比べ温度の下降が抑制されていることが分かる。また、図１３に従来技術と本実施例のウエハ1ロット処理時におけるシャワープレート１０２の温度変動を示す。上述の温度制御機構を用いることで、ＣＤ安定化が可能であるシャワープレート１０２の温度変動２５℃以下を達成することができる。
【００３３】
本発明である温風ヒーター１２６を用いて誘電体窓１０３およびシャワープレート１０２の温度制御を行うことにより、エッチング装置の処理室１０４を構成する部品の温度を安定にすることが可能であり、ＣＤ安定性を向上できることから、歩留り低下、経時変化の少ないエッチング処理が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  真空容器
１０２  シャワープレート
１０３  誘電体窓
１０４  処理室
１０５  ガス供給装置
１０６  真空排気口
１０７  導波管
１０８  空洞共振器
１０９  電磁波発生用電源
１１０  磁場発生コイル
１１１  ウエハ載置用電極
１１２  ウエハ
１１３  マッチング回路
１１４  高周波電源
１１５  フィルター
１１６  静電吸着用直流電源
１１７  冷媒用流路
１１８  温調器
１１９  ヒーター
１２０  ヒーター制御器（第３の温度制御機構）
１２１  第３の温度センサー
１２２  ヒーター
１２３  ヒーター制御器（第２の温度制御機構）
１２４  第２の温度センサー
１２５  パイプ
１２６  温風ヒーター
１２７  温風ヒーター制御器（第１の温度制御機構）
１２８  赤外線計測型温度モニター（第１の温度センサー）
１２９  冷却水流路
１３０  中央温度制御ユニット
１３１  エッチング装置制御ユニット
１３３  誘電体プレート
１３４  ガス導入穴
１３５  赤外線計測用マーカー
１０８  空洞共振器
１５１  空間
１６０  ガスライン
【図１】
0005657953.tif 000002
【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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【図１２】
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【図１３】
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