【手続補正書】
【提出日】平成15年11月27日(2003.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記表面板は、多結晶シリコン又は単結晶シリコンから成るものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載のプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
このように表面板が削られる材料である場合、処理を繰り返すうちに表面板の厚さが薄くなる。従って、処理を所定回数繰り返した後、表面板を新しいものと交換する必要がある。
表面板は、ねじによって主電極体に取り付けられている。則ち、表面板はねじタップ孔を有し、このねじタップ孔を通して主電極体にねじ止めすることにより表面板が主電極体に取り付けられている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
プラズマ形成手段３は、導入されたプロセスガスに高周波エネルギーを与えてプラズマを形成するようになっている。則ち、プラズマ形成手段３は、基板ホルダー４に接続された基板側高周波電源３１により構成されている。基板側高周波電源３１は、周波数が数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚ程度のものが使用される。また、異なる周波数の二つの電源を並列につなげて使用する場合もある。基板側高周波電源３１の出力は、３００〜２５００Ｗ程度でよい。基板側高周波電源３１が基板ホルダー４に高周波電源を印加すると、処理容器１内に高周波電界が設定され、導入されたプロセスガスに高周波放電が生じ、プラズマが形成される。この際、基板ホルダー４と表面板５とは、高周波放電を維持する電極として作用する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
さて、本実施形態の大きな特徴点は、上述した表面板５が挟持機構６３により主電極体６１に取り付けられている点である。挟持機構６３は、主電極体６１とともに表面板５の周辺部を挟む挟み具６３１と、挟み具６３１を主電極体６１に取り付けるねじ６３２とから主に構成されている。
挟み具６３１は、全体としては円環状の部材である。挟み具６３１は、断面で見ると、下端が内側に（中心軸よりに）折れ曲がっており、図２に示すように左側ではＬ字状の断面形状である。そして、挟み具６３１の内側に折れ曲がった部分が表面板５の周辺部の下側に位置しており、この部分で表面板５を挟んでいる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
保護カバー６４は、図２に示すように、挟み具６３１と同様、断面がＬ字状で全体が円環状の部材である。保護カバー６４は、内側に折れ曲がった部分で挟み具６３１やねじ６３２を覆ってプラズマから遮蔽している。保護カバー６４は、垂直に延びる部分において絶縁ケース６２の側面にねじ止めされている。このねじ止めを行うねじ６４１も、保護カバー６４と同様に基板を汚損しない材料であると好ましい。但し、このねじ６４１は、表面板５と基板ホルダー４との間に形成されるプラズマから遠い位置に位置するので、ステンレスやアルミ等の材料でも構わない。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
一方、対向電極６の主電極体６１には、冷却機構６５が設けられている。冷却機構６５は、主電極体６１に冷媒を流通させて主電極体６１を介して表面板５を冷却するものである。冷却機構６５は、主電極体６１内の空洞に冷媒を供給する冷媒供給管６５１と、空洞から冷媒を排出する冷媒排出管６５２と、冷媒の供給及び排出のためのポンプ又はサーキュレータ６５３等から構成されている。冷媒としては、例えば２０〜８０℃程度の３Ｍ社製のフロリナート（商品名）が使用され、主電極体６１を介して表面板５を９０〜１５０℃程度に冷却するよう構成されている。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
上記構成及び動作に係る本実施形態のプラズマ処理装置では、表面板５が主電極体６１に対してねじ止めでなく挟持機構６３により単に挟持するだけであるので、従来のように表面板５に局所的に大きな内部応力が発生するのが防止されている。従って、表面板５が割れる事故が発生しない。そして、挟み具６３１と表面板５との接触面積を大きくすることで、表面板５に加えられる圧力を低くしつつ充分に表面板５を保持することが可能である。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
また、主電極体６１に対する押し付の圧力がねじ止めに比べてより均一に加わるので、表面板５の主電極体６１に対する熱接触性もより均一となる。このため、プラズマからの熱によって温度上昇した際、表面板５の温度分布は従来に比べて均一になる。このため、基板９に対するエッチング処理もより均一になる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
さらに、上述したような挟持機構６３によると、主電極体６１が表面板５を保持する力（本実施形態では、主電極体６１に対する押し付けの力）を全体としてねじ止めの場合に比べて大きくすることができる。即ち、ねじ止めの場合、全体の押し付けの力を大きくしようとすると、ねじ止めをきつくせざるを得ないため、ねじ止め箇所の圧力が大きくならざるを得ない。この場合、表面板５の割れ等の防止を考慮してねじ止めの強さを高くすることには限界がある。一方、本実施形態のように、表面板５に面接触する挟み具６３１により挟持するようにすると、押し付けの力が分散して加わるので、押し付けの力を大きくしても割れ等の問題は生じない。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
このように主電極体６１に対する全体としての押し付けの力を大きくできることは、表面板５の温度制御の点から重要な技術的意義を有する。以下、この点について図５を用いて詳説する。図５は、表面板５の温度制御に関する技術的意義を説明する図であり、エッチングを繰り返す際の表面板５の温度変化について示した図である。図５中の（１）は、従来のように表面板５が主電極体６１にねじ止めされている場合の表面板５の温度変化を、（２）は、本実施形態における表面板５の温度変化を示している。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
まず、表面板５がねじ止めによって取り付けられていて主電極体６１に対する熱接触性が悪い場合、一回のエッチングの時間内では熱平衡に達することなく基板９の温度は上昇し続けてエッチングが終了する。そして、次のエッチングが開始されるまでの間（以下、インターバルと呼ぶ）、表面板５は冷却機構６５により冷却されて温度が下降するものの、全体の熱接触性が悪いため、図５（１）に示すように、エッチング開始当初の温度（ｔo)までは冷却されない。この状態で次のエッチングが開始され、表面板５は再びプラズマからの熱を受けて温度が上昇する。この際、エッチング開始当初の温度が前回のエッチングよりも高いため、エッチング中に表面板５が到達する最高温度（以下、到達温度と呼ぶ）は、前回のエッチングでの到達温度よりも高くなってしまう。そしてさらに次の回のエッチングの際には、到達温度は前回よりも高くなり、エッチングを繰り返す毎に到達温度がどんどん高くなってしまう。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
一方、本実地形態の装置では、主電極体６１に対する表面板５の熱接触性が向上しているので図５（２）に示すように、一回のエッチングにおける表面板５の到達温度が低くなり、また、表面板５は一回のエッチング中に熱平衡に達する。そして、インターバルにおいて表面板５はエッチング開始当初の温度（ｔｏ）まで冷却される。このため、一回のエッチング中における表面板５の温度変化が少なくなるとともに、時間平均温度も一定に保たれた状態でエッチングを繰り返すことができる。このため、一回のエッチング処理においてエッチングがより均一に進行するとともに、エッチング処理を繰り返す過程でもより均一な再現性の高いエッチング処理を行うことができる。
さらに、本実施形態の装置では、エージングを行う場合に比べて、表面板５の使用温度が低いため、表面板５の寿命が短くなることがない。また、エージングを行う必要が無いため、生産性を低下させることがない。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
以上は専ら熱接触性に関する技術的意義の説明であったが、本実施形態によれば、主電極体６１に対する表面板５の電気的接触性も向上する。即ち、ねじ止めによる場合、ねじ止めのトルクをあまり大きくできないため、主電極体６１に対する表面板５の電気的接触性が不充分になる恐れがある。この結果、表面板５に必要な電位が与えられず、放電によるプラズマが不充分となる恐れがある。例えば、表面体５と主電極体６１との間のインピーダンスが高くなり、その部分での高周波の損失が大きくなる等の問題が生ずる。一方、本実施形態では、主電極体６１とともに挟み具６３１により表面板５が挟持される構成なので、その挟持の圧力を高くすることができる。このため、表面板５と主電極体６１との電気的接触性も充分に維持される。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
第二の実施形態においても、挟み具６３１は、ねじ６３２により絶縁ケース６２に固定されている。これにより、挟み具６３１が主電極体６１とともに表面板５をその周辺部で狭持した構造となっている。
この第二の実施形態の装置において、表面板５と挟み具６３１とを面一にするのは、表面板５の周辺部を臨む空間におけるプラズマの特性改善を意図したものである。上述したように、エッチング処理は、表面板５と基板ホルダー４との間にプラズマを形成することにより行われる。基板９の表面に均一なエッチング処理を施すには、この表面の方向に均一なプラズマを形成することが肝要である。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
即ち、図７に示すように、表面板５の周辺部には第二の実施形態と同様に段差が設けられている。挟み具６３１は円環状であり、その内側に折れ曲がった部分が表面板５の段差の部分に当接し、表面板５と挟み具６３１とが面一になっている。そして、挟み具６３１は、貫通孔の下側に周状に延びる段差を有しており、この段差の部分を占めるようにして保護カバー６４が設けられている。保護カバー６４も円環状であり、その内側に折れ曲がった部分が挟み具６３１の段差の部分に当接し、挟み具６３１と保護カバー６４とが面一になっている。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、発明者は、上記条件で装置を運転したところ、従来に比べて大きな力を加えて表面板５を取り付けても表面板５の割れ等の事故が発生しないことを実験的に確認した。この実験について、表１を使用して説明する。表１は、主電極体６１が表面板５を保持する力を大きくできることを確認した実験の結果について示す表である。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
表１に示す実験では、表面板５を主電極体６１に直接ねじ止めした装置と、前述した各実施形態のように挟持機構６３により挟持した装置とを用意した。そして、表面板５を主電極体６１に直接ねじ止めする際そのねじ止めのトルクと、各実施形態のように表面板５を挟み具６３１で挟む際のその挟み具６３１のねじ止めのトルクを色々変えながら上記実施例の条件で装置を稼働させた。そして、エッチング処理を２０００回程度繰り返し、表面板５の割れが無いか、ねじ６３２のゆるみが無いかを調べた。


【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
表１に示すように、表面板５を主電極体６１に直接ねじ止めする構成では、０．５Ｎ・ｍを超えるトルクでねじ止めしてしまうと表面板５が割れてしまった。従って、０．５Ｎ・ｍ以下のトルクでねじ止めしなければならないことが解る。しかし、０．０８Ｎ・ｍのねじ止めでは、締め付け力が弱くねじのゆるみが発生してしまっている。これは、エッチングとインターバルとを繰り返す過程で、表面板５やねじが熱膨張と熱収縮を繰り返し、熱膨張率や熱収縮率の違い等からねじがゆるんだものと推測される。このようなねじのゆるみがあると、主電極体６１に対する表面板５の取り付け強度や熱接触性の点でかなり不充分になっていると予想される。


【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
一方、表１に示すように、表面板５を挟み具６３１で挟んで挟み具６３１をねじ止めする構成では、２．０Ｎ・ｍまでトルクを大きくしていっても表面板５の割れは発生しなかった。また、１．０Ｎ・ｍ以上のトルクによればねじのゆるみも確認されなかった。このように、各実施形態の装置によれば、大きな力で表面板５を主電極体６１に押し付けても表面板５の割れが無く、このため、主電極体６１に対する表面板５の熱接触性をより高くすることができる。