(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺基材を内部に収容可能で、排気口とエッチングガスの導入口とを有する長尺のドライエッチング処理室と、
前記ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に間隔をおいて配置され、前記長尺基材の両端をそれぞれ支持すると共に、前記長尺基材にその両端から電力供給可能に設けられた１対の電極と、
前記１対の電極に一方の電極端子が接続可能とされ、前記ドライエッチング処理室に他方の電極が接続可能とされて交流電力を供給する電源と、
前記１対の電極への電力分配率を調整する電力分配率調整機構とを、
有するドライエッチング装置。
【請求項２】
請求項１記載のドライエッチング装置において、前記ドライエッチング処理室内に、前記長尺基材と対向して対向電極が設けられ、
前記電源は、前記対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極への電力供給を停止するように構成されているドライエッチング装置。
【請求項３】
請求項２記載のドライエッチング装置において、前記電源は、低周波電力も供給可能に構成され、前記低周波電力が前記１対の電極間に供給され、前記高周波電力が前記対向電極に供給されるドライエッチング装置。
【請求項４】
請求項２記載のドライエッチング装置において、前記対向電極が前記長尺基材と同心円状に配置されているドライエッチング装置。
【請求項５】
請求項４記載のドライエッチング装置において、前記対向電極が、その長さ方向に沿って複数に分割され、分割された対向電極それぞれは互いに絶縁され、それぞれに電力が印加されるように構成されているドライエッチング装置。
【請求項６】
請求項４または５記載のドライエッチング装置において、前記対向電極が、その周方向に対して少なくとも２つに分割形成され、互いに絶縁されているドライエッチング装置。
【請求項７】
請求項４乃至６いずれか記載のドライエッチング装置において、前記対向電極が前記長尺基材に対する距離を変更可能に構成されているドライエッチング装置。
【請求項８】
ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する第１の工程と、
前記ドライエッチング処理室を排気する第２の工程と、
排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する第３の工程と、
前記１対の電極と、前記ドライエッチング処理室との間に交流電源からの交流電力を供給する第４の工程とを、
含み、前記第４の工程において前記１対の電極への電力分配率が調整されているドライエッチング処理方法。
【請求項９】
ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する工程と、
前記ドライエッチング処理室を排気する工程と、
排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する工程と、
前記ドライエッチング処理室に前記長尺基材に対向して設けた対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極は電力非供給とする工程とを
有し、
前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、長さ方向に沿って複数に分割され、分割された対向電極それぞれは互いに絶縁されているドライエッチング処理方法。
【請求項１０】
ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する工程と、
前記ドライエッチング処理室を排気する工程と、
排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する工程と、
前記ドライエッチング処理室に前記長尺基材に対向して設けた対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極に低周波電力を供給する工程とを
有し、
前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、長さ方向に沿って複数に分割され、分割された対向電極それぞれは互いに絶縁されているドライエッチング処理方法。
【請求項１１】
ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する工程と、
前記ドライエッチング処理室を排気する工程と、
排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する工程と、
前記ドライエッチング処理室に前記長尺基材に対向して設けた対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極は電力非供給とする工程とを
有し、
前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、周方向に対してすくなとも２つに分割形成され、互いに絶縁されているドライエッチング処理方法。
【請求項１２】
ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する工程と、
前記ドライエッチング処理室を排気する工程と、
排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する工程と、
前記ドライエッチング処理室に前記長尺基材に対向して設けた対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極に低周波電力を供給する工程とを、
有し、
前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、周方向に対してすくなとも２つに分割形成され、互いに絶縁されているドライエッチング処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング装置及び方法に関し、特に長尺基材、例えば円柱状の基材にドライエッチングを行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺基材を処理するものとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の技術は、減圧可能な反応容器内に、円筒状基体を配置し、その一端に交流電力を供給し、反応容器と円筒状基体との間に放電を起こさせて、処理を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４８７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術を利用して、長尺基材をドライエッチングしようとすると、長尺基材全体に対して均一なプラズマが得られず、均一にドライエッチングすることができなかった。
【０００５】
本発明は、長尺基材に対して均一なプラズマが得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】
【０００６】
本発明の一態様によるドライエッチング装置は、長尺の基材を内部に収容可能な長尺のドライエッチング処理室を有している。長尺の基材としては、例えば円筒状の基材を使用することができる。この処理室には、処理室を排気するための排気口と、処理室内にエッチングガスを導入するためのエッチングガス導入口とが設けられている。ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に間隔をおいて１対の電極が配置されている。１対の電極は、長尺基材の両端をそれぞれ支持すると共に、前記長尺基材の両端に電力供給可能に設けられている。端子が接続可能とされ、前記ドライエッチング処理室において前記エッチングガスをプラズマ化する交流電源であって、その一方の端子が前記１対の支持電極に接続可能とされている。交流電源は、高周波電源とすることもできるし、低周波電源とすることもできる。また交流電源の他方の端子は、例えばドライエッチング処理室に接続することもできるし、ドライエッチング室内に、長尺基材に対向するように配置したり、或いは長尺基材に同心状に配置したりした対向電極に、接続することもできる。この場合、対向電極は、長尺基材の長さ方向に沿って複数に分割したり、長尺基材の周方向に沿って複数に分割したり、或いは長さ方向及び周方向それぞれに分割したりすることもできる。
【０００７】
このように構成されたドライエッチング装置では、長尺基材とエッチング処理室との間で放電が生じて、長尺の基材に対して、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）モードでドライエッチングが行われるが、長尺基材の両端が電源の同一端子に接続されているので、長尺基材の両端から位相の揃った電流を流すことができ、位相のずれをキャンセルすることができ、長尺基材に対して均一なプラズマを得ることができる。しかも、長尺基材の両端から供給される電力の分配率を調整することができるので、ドライエッチングの速度分布を改善することができる。
【０００８】
前記のドライエッチング装置において、前記ドライエッチング処理室内に、前記長尺基材と対向して設けられた対向電極を設けることができる。この場合、前記電源は、前記対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極への電力供給停止するように構成されている。
【０００９】
このようなドライエッチング装置では、対向電極と長尺基材との間にプラズマを発生して、ＲＩＥモードに代えて、長尺基材にＤＰ（ダイレクトプラズマモード）モードでドライエッチングを行うこともできる。
【００１０】
更に、前記高周波電源は、低周波電力も供給可能に構成することができる。この場合、前記低周波電力が前記１対の電極間に供給され、前記高周波電力が前記対向電極に供給される。このように構成すると、ＲＩＥモードに代えて、長尺基材にバイアスを与えたバイアスモードで、長尺基材と対向電極との間に放電を起こさせることができるので、エッチング速度分布が発生しにくくなり、エッチング速度分布の改善を図ることができる。
【００１１】
また、前記対向電極を前記長尺基材と同心円状に配置することもできる。このように構成すると、長尺基材の外周面全域で効率的にドライエッチングを行うことができる。
【００１２】
更に、同心円状に配置された対向電極が、その長さ方向に沿って複数に分割されたものとすることができる。分割された対向電極それぞれは、絶縁されて、それぞれに電力が印加される。或いは、前記対向電極が、その周方向に対して少なくとも２つに分割形成されているものとすることができる。このように構成すると、各対向電極ごとに或いは分割形成されている対向電極ごとに、供給される電力を調整することが可能となるので、エッチング速度分布を改善することができる。
【００１３】
前記対向電極が前記長尺基材に対する距離を変更可能に構成することもできる。このように構成すると、長尺基材に応じた距離を対向電極との間に形成することができる。
【００１４】
本発明の一態様によるドライエッチング方法は、ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する第１の工程と、前記ドライエッチング処理室を排気する第２の工程と、排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する第３の工程と、前記１対の電極と、前記ドライエッチング処理室との間に交流電源からの交流電力を供給する第４の工程とを、含み、前記第４の工程において前記１対の電極への電力分配率が調整されている。
また、本発明の別の態様によるドライエッチング方法は、ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する工程と、前記ドライエッチング処理室を排気する工程と、排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する工程と、前記ドライエッチング処理室に前記長尺基材に対向して設けた対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極は電力非供給とする工程とを有している。前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、長さ方向に沿って複数に分割され、分割された対向電極それぞれは互いに絶縁されているか、或いは前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、周方向に対してすくなとも２つに分割形成され、互いに絶縁されている。
本発明のさらに別の態様にドライエッチング方法は、ドライエッチング処理室内に、その長さ方向に沿って配置された長尺基材の両端を１対の電極でそれぞれ支持する工程と、前記ドライエッチング処理室を排気する工程と、排気した前記ドライエッチング処理室にエッチングガスを供給する工程と、前記ドライエッチング処理室に前記長尺基材に対向して設けた対向電極に高周波電力を供給し、前記１対の電極に低周波電力を供給する工程とを、有している。前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、長さ方向に沿って複数に分割され、分割された対向電極それぞれは互いに絶縁されているか、或いは前記対向電極は、前記長尺基材と同心円状に配置され、周方向に対してすくなとも２つに分割形成され、互いに絶縁されている。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、ＲＩＥモードで長尺基材に対して均一にプラズマを発生させることができる。更に、ＲＩＥモードに代えてＤＰモードまたはバイアスモードでもプラズマを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態のドライエッチング装置の概略構成図である。
【図２】図１のドライエッチング装置及び比較例１における電力供給状態を示す回路図である。
【図３】図１のドライエッチング装置及び比較例１における他の電力供給状態を示す回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のドライエッチング装置において使用する円筒状電極の縦断面図と平面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のドライエッチング装置において使用する円筒状電極の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の第１の実施形態のドライエッチング装置は、図１に示すように、長尺基材、例えば円筒状基材２をドライエッチングするためのものである。円筒状基材２は、その長手の両端部に円筒状基材よりも小径の支持部４ａ、４ｂを有している。この円筒状基材２を収容するドライエッチング処理室６を、ドライエッチング装置は有している。
【００１８】
ドライエッチング処理室６は、筒状、例えば円筒状の中間ユニット８を備えている。中間ユニット８は、例えばステンレス製で、その内部に円筒状基材２が収容可能な内径と長さ寸法を有し、上下両端が開放されている。この上端及び下端には、それぞれ環状のキャップ１０、１２が気密状態に取り付けられている。この中間ユニット８の上部近傍、下部近傍及び中間部には、ドライエッチング室６内にドライエッチングガス、例えばＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６またはＣ４Ｆ８を、導入するためのガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成されている。なお、図示していないが、ガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、いずれも中間ユニット８の周方向に間隔をおいて複数形成されている。これらをガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃ介して導入されるドライエッチングガスの流量は、図示していない流量調整弁によって調整可能とされている。
【００１９】
この中間ユニット８の下端に、下部ユニット１４が着脱可能に取り付けられている。下部ユニット１４は、中間ユニット８の下端に接する矢印で示すように上下に昇降可能で、中間ユニット８に取り付けられた状態で、中間ユニット８より下方に位置するステージ１６を有し、その上面中央には、一方の支持電極１８が取り付けられている。
【００２０】
下部ユニット１４が、中間ユニット８よりも下方に降下している状態において、支持電極１４には、円筒状基材２の一端４ｂが挿入されて、円筒状基材２が縦長の状態で支持される。下部ユニット１４が上昇して停止したとき、円筒状基材２が中間ユニット８の内部に収容される。この収容状態において、円筒状基材２の中心軸と、中間ユニット８の中心軸とが一致するように、支持電極８のステージ１６上の位置が選択されている。
【００２１】
停止状態において、キャップ１０とステージ１６との間に突出している支持電極１８を包囲するように円筒状の胴部２０がステージ１６に気密に取り付けられている。無論、停止状態において、キャップ１０に対して胴部２０は気密状態に取り付けらている。この胴部２０には、支持電極１８に対して交流電力を供給するための端子２２が設けられ、支持電極１８に接続されている。また、胴部２０には、ドライエッチング室６を排気するための排気口２４も、取り付けられている。図示していないが、排気口２４は、胴部２０の周方向に間隔をおいて複数形成されている。これら排気口２４は、図示していないがコンダクタンスバルブを介して真空ポンプに接続され、このコンダクタンスバルブを調整することによって排気速度を調整することができる。
【００２２】
中間ユニット８の上端には、上部ユニット２６が取り付けられている。上部ユニット２６は、キャップ１２から間隔をおいて上方に位置する台部２８を有している。台部２８の下面には他方の支持電極３０が取り付けられ、支持電極３０は、外部２８の下面から中間ユニット６内に侵入し、中間ユニット６内の円筒状基材２の端部４ａに挿入されて、円筒状基材２を支持している。キャップ１２と台部２８との間に突出している支持電極３０を包囲するように円筒状の胴部３２が台部２８及びキャップ１２に対してに気密に取り付けられている。この胴部３２には、支持電極３０に対して交流電力を供給するための端子３４が設けられ、支持電極３０に接続されている。また、胴部３２には、ドライエッチング室６を排気するための排気口３６も取り付けられている。この排気口３６も、排気口２４と同様に、胴部３２の周方向に間隔をおいて複数形成されている。これら排気口３６も、図示していないがコンダクタンスバルブを介して真空ポンプに接続され、このコンダクタンスバルブを調整することによって排気速度を調整することができる。
【００２３】
中間ユニット６内には、円柱状基材２と対向して、対向電極、例えば円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃが円柱状基材２の長さ方向に沿って配置されている。これら円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、いずれも同一形状に形成され、円筒状基板２の周囲に円筒状基板２と同心状に予め定めた距離、例えば２ｍｍ以上５００ｍｍ以下の距離だけ隔てて配置され、円筒電極３８ａが上部ユニット２６側に、円筒状電極３８ｃが下部ユニット１４側に位置し、円筒状電極３８ｂが、円筒状電極３８ａ、３８ｃの中間に位置している。即ち、中間ユニット６の長さ方向に沿って分割配置されている。これら円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、例えばパンチング板によって構成され、それらの間に配置した環状の絶縁体４０、４２と、キャップ１０、１２との間に設けた環状の絶縁体４４、４６とによって互いに絶縁され、かつドライエッチング室６とも絶縁されている。これら円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃそれぞれには、ドライエッチング室６の外部から電源を供給するための端子４８ａ、４８ｂ、４８ｃが取り付けられている。また、これら円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、ガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃとそれぞれ対応した位置にある。
【００２４】
図２及び図３に示すように、支持電極１８、３０及び円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、交流電源に接続されている。交流電源は、例えば３ＭＨｚ以上３ＧＨｚ以下、望ましくは１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力する高周波電源５０と、例えば３０ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下、望ましくは４００ｋＨｚ乃至５００ｋＨｚの低周波電力を出力する低周波電源５２とを有している。
【００２５】
高周波電源５０の一方の端子は、基準電位例えば接地電位に接続され、他方の端子は、整合器５４を介して切換スイッチ５６に接続されている。切換スイッチ５６は、分配手段、例えば２分配器５８と３分配器６０とのいずれかに整合器５４を切換接続する。分配器５８は２つの高周波電力を分配するもので、２つの分配出力への高周波電力の分配率を調整可能に構成されている。分配器５８の一方の分配出力は、切換スイッチ６２の一方の接点６２ａに接続されている。切換スイッチ６２の他方の接点６２ｂは接地されている。切換スイッチ６２の接触子６２ｃは支持電極１８に接続されている。同様に、切換スイッチ６２と連動する切換スイッチ６４の一方の接点６４ａは、分配器５８の他方の分配出力に接続され、他方の接点６４ｂは、接地電位に接続され、接触子６４ｃは、支持電極３０に接続されている。
【００２６】
３分配器６０は、第１乃至第３の分配出力を有し、各分配出力への高周波電力の分配率を調整可能に構成されている。第１の分配出力は、切換スイッチ６６の接点６６ａに接続されている。切換スイッチ６６の他方の接点６６ｂは接地電位に接続されている。接触子６６ｃは、円筒状電極３８ａに接続されている。同様に、３分配器６０の第２の分配出力は、切換スイッチ６８の接点６８ａに接続されている。切換スイッチ６８の他方の接点６８ｂは接地電位に接続されている。接触子６８ｃは、円筒状電極３８ｂに接続されている。同様に、３分配器６０の第３の分配出力は、切換スイッチ６９の接点６９ａに接続されている。切換スイッチ６９の他方の接点６９ｂは接地電位に接続されている。接触子６９ｃは、円筒状電極３８ｃに接続されている。切換スイッチ６６、６８、６９は連動スイッチである。
【００２７】
低周波電源５２一方の端子は、接地電位に接続され、他方の端子は、整合器７０を介して連動切換スイッチ７２、７４の接触子７２ａ、７４ａに接続されている。切換スイッチ７２、７４の一方の接点７２ｂ、７４ｂは接地され、接点７２ｃは支持電極１８に接続され、接点７４ｃは支持電極３０に接続されている。
【００２８】
ドライエッチングを行っていない定常状態では、図２（ａ）に示すように、切換スイッチ６２、６４、６６、６８、６９、７０、７２の接触６２ｃ、６４ｃ、６６ｃ、６８ｃ、６９ｃ、７２ａ、７４ａは、全て接地電位側の接点６２ｂ、６４ｂ、６６ｂ、６８ｂ、６９ｂ、７２ｂ、７４ｂに接続されている。
【００２９】
このドライエッチング装置を使用したドライエッチング方法は、以下のように実施される。まず、下部ユニット１４が、中間ユニット８よりも下方に降下している状態において、支持電極１８に円筒状基材２の一端４ｂを挿入して、下部ユニット１４を上昇させて停止したとき、支持電極３０に円筒状基材２の他端４ａが挿入されて、図１に示すようにドライエッチング室４内に円柱状基材２が配置される。
【００３０】
その後に、ドライエッチング室４内を排気口２４、２６を介して排気して、ドライエッチング室４を真空とし、例えば１×１０−３Ｐａ以下に排気し、ガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して上述したドライエッチングガスのいずれかをドライエッチング室４内に導入する。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、切換スイッチ５６を２分配器５８側に切り換え、切換スイッチ６２、６４の接触子６２ｃ、６４ｃを２分配器６０側の接点６２ａ、６４ａ側に接続し、切換スイッチ６６、６８、６９、７２、７４の接触子６４ｃ、６６ｃ、６６ｃ、７２ａ、７４ａを、接地電位側の接６６ｂ、６８ｂ、６９ｂ、７２ｂ、７４ｂに接続する。
【００３２】
この状態では、ＲＩＥモードでプラズマが発生する。このとき、円柱状基材２の両端に高周波電源５０の同一端子から高周波電力が供給されているので、円柱状基材２の支持電極１８及び３０から、即ち円柱状基材２の両端から、それぞれ同一位相の電流が円柱状基材２に流れ、円柱状基材２と接地されている円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃとの間でプラズマが発生し、長尺の基材である円柱状基材２でも均一なプラズマが得られる。また、２分配器５８によって円筒状基材２の両端へ供給する電力の分配率を調整することによって、エッチング速度分布を改善することができる。
【００３３】
なお、各円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃから切換スイッチ６６、６８、６９までの経路長を調整することによっても、エッチング速度分布を改善することができる。また、排気口２４、２６からの排気速度をコンダクタンスバルブで調整したり、ガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃからのエッチングガスの流量を流量調整弁で調整したりすることによって、エッチング速度分布を改善することができる。いずれの場合でも、例えば円筒状基材２内のエッチングレート分布を確認し、このエッチングレート分布が±１０％以下、望ましくは±５％以下になるように電力分配率、経路長、排気速度、エッチングガス流量を調整する。
【００３４】
また、図３（ａ）に示すように、切換スイッチ５６を３分配器６０側に切り換え、切換スイッチ６２、６４の接触子６２ｃ、６４ｃを基準電位側の接点６２ｂ、６４ｂ側に切り換え、切換スイッチ６６、６８、６９の接触子６６ｃ、６８ｃ、６９ｃを３分配器６０側の接点６６ａ、６８ａ、６９ａに切り換え、切換スイッチ７２、７４の接触子７２ａ、７４ａを接地電位側の接点７２ｂ、７４ｂ側に切り換えることもできる。これによって、円筒状基材２の両端は接地され、各円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃと円筒状基材２との間で、ＤＰモードでプラズマが発生し、円筒状基材２のドライエッチングが行われる。
【００３５】
この場合も、３分配器６０で、各円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃへの電力分配率を調整することによって、エッチング速度分布を改善することができ、排気口２４、２６からの排気速度をコンダクタンスバルブで調整したり、ガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃからのエッチングガスの流量を流量調整弁で調整したりすることによって、エッチング速度分布を改善することができる。例えば円筒状基材２内のエッチングレート分布を確認し、このエッチングレート分布が±１０％以下、望ましくは±５％以下になるように調整する。
【００３６】
同図（ｂ）に示すように、切換スイッチ５６を３分配器６０側に切り換え、切換スイッチ６２、６４の接触子６２ｃ、６４ｃを２分配器５８側の接点６２ａ、６４ａ側に切り換え、切換スイッチ６６、６８、６９の接触子６６ｃ、６８ｃ、６９ｃを３分配器６０側の接点６６ａ、６８ａ、６９ａに切り換え、切換スイッチ７２、７４の接触子７２ａ、７４ａを支持電極１８、３０側の接点７２ｃ、７４ｃに切り換える。これによって、円筒状基材２には、低周波電源５２によってバイアスがかけられたバイアスモードで、各円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃと円筒状基材２との間でプラズマが形成され、低周波電力によってプラズマ中のイオンが円筒状基材２に引き込まれ、円筒状基材２のドライエッチングが行われる。
【００３７】
このとき、円柱状基材２の両端から円筒状基材２に、同一位相の低周波電流がそれぞれ流れる。各円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃへ供給する電力を３分配器６０によって調整することによって、または、排気口２４、２６からの排気速度をコンダクタンスバルブで調整したり、ガス導入口１３ａ、１３ｂ、１３ｃからのエッチングガスの流量を流量調整弁で調整したりすることによって、エッチング速度分布を改善することができる。例えば円筒状基材２内のエッチングレート分布を確認し、このエッチングレート分布が±１０％以下、望ましくは±５％以下になるよう調整する。
【００３８】
このように、このドライエッチング装置では、ＲＩＥモード、ＤＰモード、バイアスモードの３つのモードのいずれでもドライエッチングを行うことができる。
【００３９】
第２の実施形態のドライエッチング装置は、円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃが、それらの周方向に、少なくとも２つ、例えば２つの分割円筒状電極に分割形成されているものである。図４（ａ）、（ｂ）に代表として円筒状電極３８ａを分割形成した分割円筒状電極３８ａ−１、３８ａ−２を示す。これら分割円筒状電極３８ａ−１、３８ａ−２には、それぞれに電源供給端子４８ａ−１、４８ａ−２が取り付けられている。また、円筒状電極を分割したことにより、環状の絶縁体も分割形成されている。図４（ａ）、（ｂ）に分割形成された分割絶縁体４０−１、４０−２、４６−１、４６−２を示す。このドライエッチング装置においても、第１の実施形態のドライエッチング装置と同様にして、円柱状基材２のドライエッチングが行われる。なお、分割円筒状電極に供給される電力も、第１の実施形態において円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃへの電力の分配率を３分配器６０で調整したのと同様に、６分配器を使用して各分割円筒状電極への電力の分配率が調整されている。
【００４０】
第３の実施形態のドライエッチング装置は、円柱状基材２に対する円筒状電極の距離を変更することができるようにしたものである。即ち、中間ユニット６内の円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃ及び環状の絶縁体４０、４２、４４、キャップ１０、１２は中間ユニット６に対して着脱自在に形成され、円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、その直径が異なるものが複数、この実施形態では２種類予め準備されており、円柱状基材２に対する所望の距離に対応するものが使用される。図５（ａ）、（ｂ）に円筒状電極３８ｂの直径が異なる２種類のものを示す。この直径の相違に応じて、環状の絶縁体も、円筒状電極の取り付け位置が異なるものが複数種類、この実施形態では２種類準備されている。図５（ａ）、（ｂ）に２種類の環状の絶縁体４０、４２を示す。このドライエッチング装置においても、第１の実施形態のドライエッチング装置と同様にして、円柱状基材２のドライエッチングが行われる。
【００４１】
第１の実施形態では、ＲＩＥモードでは、円筒状基材２と円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃとの間でプラズマを発生させたが、ＲＩＥモードのみでプラズマを発生させる場合、円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃを除去して、ドライエッチング処理室６と円筒状基材２との間でプラズマを発生させてもよい。その場合、ドライエッチング処理室６を接地する。また、ＲＩＥモードでは、高周波電源５０を使用したが、低周波電源５２を使用することもできる。第１の実施形態では、３つに分割した円筒状電極３８ａ、３８ｂ、３８ｃを使用したが、分割数は任意に変更することができ、２以上の任意の分割数とすることができる。また、円筒状電極を分割せずに、円筒状基材２の周囲を包囲する１つの円筒状電極を使用することもできる。また、円筒状電極に限ったものではなく、円筒状基材２と所定の距離を隔てて対向する電極、例えば平板状の電極を使用することもできる。また、平板状電極を第１の実施形態と同様に複数に分割することもできる。また、第２の実施形態では、円筒状電極は周方向に２つに分割したが、２以上の任意の数に分割することもできる。
【００４２】
以下、本発明の効果を明瞭にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
【００４３】
実施例１
図１に示すドライエッチング装置を用い、図２（ｂ）の電力供給状態であるＲＩＥモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にＳｉＯ２層が５００ｎｍ形成され、円筒状電極は直径２６０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように、処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を１０Ｐａに調節した。そして、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを１対の電極に印加し、処理室に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。１対の電極の両側からの電力が均一になるように分配調整を行いながらエッチング処理を１０分間行った結果、円筒基材表面のＳｉＯ２層のエッチング深さの分布は、表１に示すように±４．６％、エッチングレートの平均は４２ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００４４】
比較例１
図１に示すドライエッチング装置を用い、図２（ｃ）の電力供給状態であるＲＩＥモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。円筒基材、円筒状電極、エッチング混合ガスの種類、ガスの混合量、処理室内の圧力、高周波電源の周波数、高周波の電力は実施例１と同じである。１対の電極に高周波電力を印加し、処理室に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材を１０分間エッチング処理した結果、円筒基材表面のＳｉＯ２層のエッチング深さの分布は表１に示すように±２３．５％であった。
【００４５】
実施例２
図１に示すドライエッチング装置を用い、図３（ｂ）の電力供給状態であるBIASモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にＳｉＯ２層が５００ｎｍ形成され、円筒状電極は直径２６０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を１０Ｐａに調節した。そして、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力５００Ｗを各円筒状電極に印加し、低周波電源より４５０ｋＨｚの低周波電力６００Ｗを１対の電極に印加し、処理室に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。各円筒状電極の電力が均一になるように分配調整を行いながらエッチング処理を５分間行った結果、円筒基材表面のＳｉＯ２層のエッチング深さの分布は表１に示すように±４．１％、エッチングレートの平均は７５ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００４６】
実施例３
図１に示すドライエッチング装置を用い、図３（ａ）の電力供給状態であるＤＰモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にフォトレジスト層が３μｍ形成され、直径２６０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように、処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチングガスとして、Ｏ２を１００ｓｃｃｍ導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を５Ｐａに調節した。そして、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを各円筒状電極に印加し、処理室に導入されたエッチングガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。各円筒状電極４８ａ、４８ｂ、４８ｃの電力が表２に示すように均一（１００％）になるように分配調整を行いながらエッチング処理を１０分間行った結果、円筒基材表面のフォトレジスト層のエッチング深さの分布は表２に示すように±４.５％、エッチングレートの平均は８０ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００４７】
実施例４
図１に示すドライエッチング装置を用い、図３（ａ）の電力供給状態であるＤＰモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にフォトレジスト層が３μｍ形成され、直径２６０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように、処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチングガスとして、Ｏ２を１００ｓｃｃｍ導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を５Ｐａに調節した。そして、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを各円筒状電極に印加し、処理室に導入されたエッチングガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。各円筒状電極の電力が均一の状態を１００％としたとき、円筒状電極４８ａが１２５％、円筒状電極４８ｂが５０％、円筒状電極４８ｃが１２５％となるように分配調整を行いながらエッチング処理を１０分間行った結果、円筒基材表面のフォトレジスト層のエッチング深さの分布は±２.８％、エッチングレートの平均は７８ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００４８】
比較例２
図１に示すドライエッチング装置を用い、図３(ｃ)の電力供給状態であるＤＰモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にフォトレジスト層が３μｍ形成され、直径２６０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように、処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチングガスとして、Ｏ２を１００ｓｃｃｍ導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を５Ｐａに調節した。そして、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを各円筒状電極４８ａ、４８ｂ、４８ｃに印加し、処理室に導入されたエッチングガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。エッチング処理を１０分間行った結果、円筒基材表面のフォトレジスト層のエッチング深さの分布は±９．７％、エッチングレートの平均は７９nm/minであった。
【００４９】
実施例５
図１に示すドライエッチング装置を用い、図２（ｂ）の電力供給状態であるＲＩＥモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にＳｉＯ２層が５００ｎｍ形成され、円筒状電極は直径２６０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように、処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を１、３、５、１０、１５、２０、３０Ｐａに各々調整を行い、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを１対の電極に印加し、処理室に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。１対の電極の両側からの電力が均一になるように分配調整を行いながらエッチング処理を１０分間行った結果の円筒基材表面のＳｉＯ２層のエッチング深さの分布を表３に示す。
【００５０】
実施例６
図１に示すドライエッチング装置を用い、図２（ｂ）の電力供給状態であるＲＩＥモードを用いて長尺基材をドライエッチング処理した。長尺基材は円筒基材であり、面長１０００ｍｍ、直径１００ｍｍ、表面にＳｉＯ２層が５００ｎｍ形成され、円筒状電極は直径１８０ｍｍのものを用いた。第１の実施の形態に示すように、処理室を１×１０−３Ｐａまで減圧排気し、その後処理室内に、ガス導入口からエッチング混合ガスとして、ＣＦ４／Ｏ２のガスを８０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍで混合したガスを導入した。このとき、マスフローコントローラーでガスの導入量を前記の通りに調節した。また、真空ポンプで排気を行い、コンダクタンスバルブにより処理室内の圧力を１、３、５、１０、１５、２０、３０Ｐａに各々調整を行い、高周波電源より１３．５６ＭＨｚの高周波電力１０００Ｗを１対の電極に印加し、処理室に導入されたエッチング混合ガスをプラズマ化して円筒基材をエッチング処理した。１対の電極の両側からの電力が均一になるように分配調整を行いながらエッチング処理を１０分間行った結果の円筒基材表面のＳｉＯ２層のエッチング深さの分布を表３に示す。
【００５１】
実施例５、６の結果からΦ２６０ｍｍの円筒状電極は１乃至１５Ｐａの範囲でエッチング深さの分布を±５％以下とすることができ、Φ１８０ｍｍの円筒状電極は１５乃至３０Ｐａの範囲でエッチング深さの分布を±５％以下とすることができる。
【００５２】
【表１】
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【符号の説明】
【００５３】
２  円筒状基材（長尺基材）
６  ドライエッチング室
５０  高周波電源（電源）
５２  低周波電源（電源）
【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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