(57)【要約】  【課題】  機械方式にて試料を基板電極に固定する場合にあっても、試料内の温度分布の均一性を実現することができるプラズマエッチング装置を提供する。  【解決手段】  試料を載置する基板電極のプラテン６ｂの下面には、Ｈｅガス供給源に連通して基板電極を貫通する３個のガス孔１３を接続するように環状溝１６ａが設けられ、環状溝１６ａを周方向に３等配した位置を始端とする３本の放射状溝１７が設けられている。３本の放射状溝１７の終端を接続するように環状溝１６ｂが、環状溝１６ａと同心円状に設けられている。環状溝１６ａ及び放射状溝１７が連通する位置（放射状溝１７の始端位置）と、ガス孔１３及び環状溝１６ａが連通する位置（ガス孔１３の開口位置）とは異なっている。これらのガス孔１３，環状溝１６ａ，放射状溝１７，環状溝１６ｂを通ってＨｅガスが放散され、試料が冷却される。【選択図】      図２
2005039098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極に載置された試料に対して、前記電極と前記試料との間に冷却用媒体を導入しながら、プラズマによるエッチングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極を貫通して前記冷却用媒体の供給源に連なる複数の孔を設けており、該複数の孔を連通して前記冷却用媒体を流す環状溝と、該環状溝に連通して前記冷却用媒体を流す複数の放射状溝とを、前記電極に設けていることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
前記孔及び前記環状溝が連通する位置と、前記環状溝及び前記放射状が連通する位置とが異なっていることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
前記複数の孔は、前記電極の周方向に等配して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマエッチング装置。            
【請求項４】
電極に載置された試料に対して、前記電極と前記試料との間に冷却用媒体を導入しながら、プラズマによるエッチングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極を貫通して前記冷却用媒体の供給源に連なる１つの孔を設けており、該孔に連通して前記冷却用媒体を流す１本の流路と、該流路に連通して前記冷却用媒体を流す環状溝と、該環状溝に連通して前記冷却用媒体を流す複数の放射状溝とを、前記電極に設けていることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項５】
電極に載置された試料に対して、前記電極と前記試料との間に冷却用媒体を導入しながら、プラズマによるエッチングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極は、交流電力が印加される電力印加部と、前記試料が載置される試料載置部と、前記電力印加部及び試料載置部間に介装された前記冷却用媒体による冷却効果を高めるための熱伝導シートとを含んでおり、前記電極の中央部で前記熱伝導シートが欠損してあることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【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試料に対してドライエッチングを施すプラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板上に形成されたシリコン膜，誘電体膜などをエッチングする手法として、従来から、プラズマを用いたドライエッチング処理が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。プラズマを用いたドライエッチング処理では、減圧雰囲気中で低圧プロセスガスのプラズマを発生させ、発生したプラズマによって試料をエッチング加工する。例えば、プラズマ発生とプラズマ引き込みとを独立的に制御する誘導結合型プラズマ装置では、コイルに交流電圧を印加してプラズマを発生させ、試料を載置した基板電極に交流電圧を印加して、この発生させたプラズマを引き込み、引き込んだプラズマによってエッチングを行う。
【０００３】
このようなプラズマエッチングでは、プラズマとの化学反応熱またはプラズマ粒子の衝突エネルギなどによって試料が加熱されて、試料の温度分布が均一化しない。試料に温度むらが生じた場合には、試料のエッチング結果にばらつきが生じる。そこで、冷却用媒体としての不活性ガスを供給して試料を冷却し、その温度分布を均一化する手法が行われている。
【０００４】
図１２は、このような不活性ガス冷却機構を備えた従来のプラズマエッチング装置の構成を示す断面図、図１３は後述する基板電極３６の平面図である。図１２において、３１は反応器であり、コイル３３への通電によってプラズマを発生させる上方側のプラズマ発生室３２ａと、発生されたプラズマを引き込んで試料５０にプラズマ処理を行う下方側の反応室３２ｂとを有する。
【０００５】
プラズマ発生室３２ａの周面には同心状にコイル３３が囲繞されており、コイル３３には、マッチングユニット３８を介して交流電源３９が接続されている。また、プラズマ発生室３２ａの上部壁中央には、反応器３１内へプロセスガスを導入するガス導入管３４が、貫通する態様で連結されている。反応室３２ｂの側部壁には、排気口３５が開口されている。反応室３２ｂの底部には、エッチング対象の試料５０を載置する基板電極３６が配設されている。基板電極３６は、下方の電極本体部３６ａと上方のプラテン部３６ｂとから構成されており、プラテン部３６ｂが電極本体部３６ａにビス３７によって留められている。基板電極３６（電極本体部３６ａ）には、マッチングユニット４０を介して高周波電源４１が接続されている。
【０００６】
基板電極３６の下方には、冷却媒体としてのＨｅガスを供給するガス供給管６０が設けられている。冷却ガス供給管６０に連なる３個のガス孔４３が、基板電極３６を貫通して設けられている。これらの３個のガス孔４３は、図１３に示すように、基板電極３６の周方向に等配状態で、つまり１２０°ずつ離隔して設けられている。そして、基板電極３６（プラテン部３６ｂ）と試料５０との間にＨｅガスを拡散させて試料５０を冷却する。また、試料５０を昇降させるための３本の昇降ピン４４が、各ガス孔４３に１本ずつ挿通されている。なお、Ｈｅガスによる冷却効果を高めるために、電極本体部３６ａとプラテン部３６ｂとの間に、熱伝導性が高いインジウム製の熱伝導シートを設ける場合もある。
【０００７】
以上のような構成のプラズマエッチング装置にあっては、コイル３３に交流電圧を印加させ、プラズマ発生室３２ａ内にてガス導入管３４から導入されるプロセスガスのプラズマを発生させ、そのプラズマによって、試料５０にエッチング処理を施す。この際、冷却ガス供給管６０を介して外部からＨｅガスをガス孔４３に供給し、この供給したＨｅガスにて試料５０を冷却するようにしている。
【特許文献１】特開平９−３０９８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プラズマエッチング装置において試料を基板電極に固定する手法としては、静電チャッククランプを用いて静電吸着力にて固定する静電方式と、機械的クランプを用いて機械的な押圧力にて固定する機械方式とが存在する。そして、機械方式にて試料を基板電極に固定する場合には、静電方式にて固定する場合に比べて、試料内の温度のばらつきが大きくなる傾向があり温度分布の十分な均一性を得にくいという問題がある。機械方式の場合には、機械的クランプにより、試料の外周縁を押圧して、試料を基板電極に固定するため、中央部ではＨｅガスのガス圧によって凸状に変形する。このため試料と基板電極との隙間が大きくなり、この結果、試料と基板電極との熱伝導特性が悪化して、試料の冷却を十分に行えない。この結果、試料内で温度のばらつきが生じ易いことになる。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、特に機械方式にて試料を基板電極に固定する場合にあっても、試料内の温度分布の良好な均一性を実現できるプラズマ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】
【００１０】
本発明の請求項１に係るプラズマエッチング装置は、電極に載置された試料に対して、前記電極と前記試料との間に冷却用媒体を導入しながら、プラズマによるエッチングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極を貫通して前記冷却用媒体の供給源に連なる複数の孔を設けており、該複数の孔を連通して前記冷却用媒体を流す環状溝と、該環状溝に連通して前記冷却用媒体を流す複数の放射状溝とを、前記電極に設けていることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、冷却用媒体（例えばＨｅガス）の供給源に連なって電極（基板電極）を貫通して設けられた複数の孔をつなぐ環状溝と、環状溝に連なる複数の放射状溝とが、電極に設けられている。そして、冷却用媒体が、複数の孔を介して、更に、これらの孔に連通する環状溝及び放射状溝を介して、流れていくので、冷却用媒体の放散状態は試料と電極との間で均等化し、この結果、試料が均等に冷却されて、試料内の温度分布は均一化する。
【００１２】
本発明の請求項２に係るプラズマエッチング装置は、請求項１において、前記孔及び前記環状溝が連通する位置と、前記環状溝及び前記放射状が連通する位置とが異なっていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にあっては、孔と連通する環状溝の位置と、放射状溝と連通する環状溝の位置とが周方向で異なっている。よって、孔から環状溝に入った冷却用媒体は、直ぐに放射状溝に入らずに、環状溝を通った後に放射状溝に入るため、冷却用媒体の放散が均等化する。
【００１４】
本発明の請求項３に係るプラズマエッチング装置は、請求項１または２において、前記複数の孔は、前記電極の周方向に等配して設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にあっては、冷却用媒体の供給源に連なる複数の孔を、電極の周方向に等配して、つまり（３６０÷ｎ）°ピッチ（ｎは孔の個数）で設けている。よって、冷却用媒体の流量を均等化して、試料内の温度分布の均一化を図る。
【００１６】
本発明の請求項４に係るプラズマエッチング装置は、電極に載置された試料に対して、前記電極と前記試料との間に冷却用媒体を導入しながら、プラズマによるエッチングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極を貫通して前記冷却用媒体の供給源に連なる１つの孔を設けており、該孔に連通して前記冷却用媒体を流す１本の流路と、該流路に連通して前記冷却用媒体を流す環状溝と、該環状溝に連通して前記冷却用媒体を流す複数の放射状溝とを、前記電極に設けていることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、冷却用媒体（例えばＨｅガス）の供給源に連なって電極（基板電極）を貫通して設けられた１個の孔に連なる１本の流路と、その流路に連なる環状溝と、環状溝に連なる複数の放射状溝とが、電極に設けられている。そして、１個の孔及び１本の流路を介して、更に、この流路に連通する環状溝及び放射状溝を介して、冷却用媒体が流れていくので、冷却用媒体の放散状態は試料と電極との間で均等化し、この結果、試料が均等に冷却されて、試料内の温度分布は均一化する。
【００１８】
本発明の請求項５に係るプラズマエッチング装置は、電極に載置された試料に対して、前記電極と前記試料との間に冷却用媒体を導入しながら、プラズマによるエッチングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極は、交流電力が印加される電力印加部と、前記試料が載置される試料載置部と、前記電力印加部及び試料載置部間に介装された前記冷却用媒体による冷却効果を高めるための熱伝導シートとを含んでおり、前記電極の中央部で前記熱伝導シートが欠損してあることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、電極の中央部では熱伝導シートを欠損させて周縁部にのみ熱伝導シートを設けている。中央部での熱伝導特性を低下させて、中央部が冷却用媒体によって冷やされ過ぎることを防止するため、試料が均等に冷却されて、試料内の温度分布は均一化する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、電極を貫通して冷却用媒体の供給源に連なる複数の孔を設け、それらの孔を接続させて冷却用媒体を流す環状溝と、環状溝に連なって冷却用媒体を流す放射状溝とを、電極に設けて、冷却用媒体の供給源から孔を介し、更に、孔に連通する環状溝及び放射状溝を介して、冷却用媒体を流すようにしたので、冷却用媒体の放散状態を試料と電極との間で均等化でき、試料を均等に冷却できて、試料内の温度分布の均一化を図れて、安定したエッチング処理を行うことができる。
【００２１】
また本発明では、孔と環状溝とが連通する周方向位置と、環状溝と放射状溝とが連通する周方向位置とを異ならせるようにしたので、冷却用媒体の放散をより均等化でき、試料内の温度分布の更なる均一化を図ることができる。
【００２２】
また本発明では、冷却用媒体の供給源に連なる複数の孔を電極の周方向に等配するようにしたので、冷却用媒体の流量を均等化できて、試料内の温度分布の更なる均一化を図ることができる。
【００２３】
また本発明では、電極を貫通して冷却用媒体の供給源に連なる１つの孔を設け、その孔に連なって冷却用媒体を流す１本の流路と、その流路に連なって冷却用媒体を流す環状溝と、環状溝に連なって冷却用媒体を流す放射状溝とを、電極に設けて、冷却用媒体の供給源から孔及び流路を介し、更に、流路に連通する環状溝及び放射状溝を介して、冷却用媒体を流すようにしたので、冷却用媒体の放散状態を試料と電極との間で均等化でき、試料を均等に冷却できて、試料内の温度分布の均一化を図れて、安定したエッチング処理を行うことができる。
【００２４】
更に本発明では、電極の中央部の熱伝導シートを欠損させるようにしたので、中央部が周縁部に比べて冷やされ過ぎることを防止して、試料を均等に冷却できて、試料内の温度分布の均一化を図れて、安定したエッチング処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係るプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。また、図２は、後述するプラテン部６ｂの下面図である。図１において、１は反応器であり、コイル３への通電によってプラズマを発生させる上方側のプラズマ発生室２ａと、発生されたプラズマを引き込んで試料２０にプラズマ処理を行う下方側の反応室２ｂとを有する。
【００２６】
試料２０は、図３に示すように、直径１５０ｍｍのシリコン基板２１上にマスク２２を形成して構成されている。
【００２７】
プラズマ発生室２ａは、セラミック製の中空円筒の形状を有しており、その周面には同心状にコイル３が囲繞されている。コイル３には、マッチングユニット８を介して交流電源９が接続されている。また、プラズマ発生室２ａの上部壁中央には、反応器１内へプロセスガスを導入するガス導入管４が、貫通する態様で連結されている。そして、コイル３への交流電力の印加によって、プラズマ発生室２ａ内にてプロセスガスのプラズマを発生させるようになっている。反応室２ｂの側部壁には、排気装置（図示せず）を接続した排気口５が開口されている。
【００２８】
反応室２ｂの底部には、エッチング対象の試料２０を載置する基板電極６が配設されている。基板電極６は、下方の固定径の電極本体部６ａと、ビス７によってこの電極本体部６ａに留められる上方のプラテン部６ｂとから構成される。プラテン部６ｂは、その中央部の径が異なる複数種のものが存在し、それらの中から試料２０の径に応じて１種類のものが選択されて、中央部より厚さが薄いその周縁部で電極本体部６ａにビス７で取り付け固定される。また、基板電極６（プラテン部６ｂ）の周縁部上には、基板電極６がプラズマに暴露されることを防止するためのセラミック製の電極保護材１２が設けられている。
【００２９】
基板電極６（電極本体部６ａ）には、マッチングユニット１０を介して高周波電源１１が接続されている。そして、基板電極６への交流電力の印加によって、プラズマ発生室２ａ内で発生されたプロセスガスのプラズマが反応室２ｂ内に引き込まれ、その引き込まれたプラズマにより、マスク２２に覆われていないシリコン基板２１の領域がエッチングされるようになっている。
【００３０】
基板電極６の下方には、冷却用媒体としてのＨｅガスを供給する冷却用媒体の供給源としての冷却ガス源２５が設けられている。この冷却ガス源２５に接続される冷却ガス供給管３０に連通する直径２ｍｍ程度の３個のガス孔１３が、基板電極６を貫通して設けられている。これらの３個のガス孔１３は、図２に示すように、基板電極６の周方向に等配状態で、つまり１２０°ずつ離隔させて設けられている。そして、ガス孔１３を介して供給されたＨｅガスがプラテン部６ｂと試料２０との間隙に拡散されて、試料２０が冷却されるようになっている。
【００３１】
また、試料２０を昇降させるための３本の昇降ピン１４が、各ガス孔１３に１本ずつ挿通されている。更に、エッチング時に、試料２０の周縁部がクランプ部材１５にて機械的に保持固定される。
【００３２】
プラテン部６ｂの下面には、図２に示すような複数の溝が設けられている。３個のガス孔１３を接続するように環状溝１６ａが設けられており、この環状溝１６ａを周方向に３等配した位置を始端として３本の放射状溝１７が設けられている。また、これらの３本の放射状溝１７の終端を接続するように環状溝１６ｂが、環状溝１６ａと同心円状に設けられている。なお、ガス孔１３及び環状溝１６ａが連通する位置、即ちガス孔１３の開口位置と、環状溝１６ａ及び放射状溝１７が連通する位置、即ち放射状溝１７の始端位置とは異なっており、隣り合うガス孔１３，１３の中間位置から各放射状溝１７が延設されている。
【００３３】
以上のような構成のプラズマエッチング装置にあっては、まず、排気口５を介して排気装置（図示せず）により反応器１内を減圧し、ガス導入管４からプロセスガスをプラズマ発生室２ａ内に導入する。基板電極６を所定の高さに上昇させ、クランプ部材１５にてエッチング対象の試料２０を固定する。そして、コイル３に交流電圧を印加し、プラズマ発生室２ａ内にてプロセスガスのプラズマを発生させ、そのプラズマによって、マスク２２に覆われていないシリコン基板２１の領域をエッチングする。
【００３４】
このエッチングの際に、冷却ガス供給管３０及びガス孔１３を介して冷却ガス源２５からＨｅガスを供給して、試料２０を冷却する。３個のガス孔１３を介して供給されたＨｅガスは、まず、環状溝１６ａに入り、その後、放射状溝１７内を流れていって拡散する。また、プラテン部６ｂと試料２０との間隙内にもＨｅガスは拡散する。このような拡散されたＨｅガスによって試料２０は冷却される。
【００３５】
本実施の形態では、プラテン部６ｂの下面に環状溝１６ａ，１６ｂ及び複数の放射状溝１７を設けて、ガス孔１３から供給される冷却用のＨｅガスをこれらの溝を介して流すようにしたので、Ｈｅガスの放散状態が基板電極６と試料２０との間で均等化する。この結果、試料２０が均等に冷却されて、試料２０内の温度分布は均一化する。また、放射状溝１７の始端位置をガス孔１３の開口位置と異ならせているので、ガス孔１３から出たＨｅガスは、直ぐに放射状溝１７に入ることなく環状溝１６ａを循環するため、Ｈｅガスの拡散をより均等化できる。また、３個のガス孔１３を周方向に等配させているので、この点でもＨｅガス拡散の均等化を図れる。
【００３６】
なお、上述した例では、ガス孔１３の個数が３個、放射状溝１７の本数が３本であり、２つの環状溝１６ａ，１６ｂを設ける場合について説明したが、これらは例示であり、後述する実施例でも示すように、これらの数は任意であって良いことは勿論である。
（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態に係るプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。また、図５は、第２実施の形態におけるプラテン部６ｂの下面図である。図４において、図１と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。
【００３７】
第２実施の形態にあっては、冷却ガス供給管３０に連通する１個のガス孔１３が、基板電極６を貫通して設けられており、このガス孔１３を介して供給されるＨｅガスによって試料２０が冷却されるようになっている。
【００３８】
プラテン部６ｂの下面には、図５に示すような複数の溝が設けられている。１個のガス孔１３に連なって１本の流路溝１８が設けられており、この流路溝１８に連なって環状溝１６ａが設けられており、この環状溝１６ａを周方向に６等配した位置を始端として６本の放射状溝１７が設けられている。また、これらの６本の放射状溝１７の終端を接続するように環状溝１６ｂが、環状溝１６ａと同心円状に設けられている。なお、環状溝１６ａ及び放射状溝１７が連通する位置、即ち放射状溝１７の始端位置と、流路溝１８及び環状溝１６ａが連通する位置とは異なっている。
【００３９】
以上のような構成のプラズマエッチング装置にあっては、第１実施の形態と同様に、まず、排気口５を介して排気装置（図示せず）により反応器１内を減圧し、ガス導入管４からプロセスガスをプラズマ発生室２ａ内に導入し、基板電極６を所定の高さに上昇させてクランプ部材１５にてエッチング対象の試料２０を固定した後、コイル３に交流電圧を印加し、プラズマ発生室２ａ内にてプロセスガスのプラズマを発生させ、そのプラズマによって、マスク２２に覆われていないシリコン基板２１の領域をエッチングする。
【００４０】
このエッチングの際に、冷却ガス供給管３０及びガス孔１３を介して冷却ガス源２５からＨｅガスを供給して、試料２０を冷却する。１個のガス孔１３を経て供給されたＨｅガスは、流路溝１８を介して環状溝１６ａに入り、その後、放射状溝１７内を流れていって拡散する。また、プラテン部６ｂと試料２０との間隙内にもＨｅガスは拡散する。このような拡散されたＨｅガスによって試料２０は冷却される。
【００４１】
本実施の形態では、プラテン部６ｂの下面に流路溝１８、環状溝１６ａ，１６ｂ及び複数の放射状溝１７を設けて、ガス孔１３から供給される冷却用のＨｅガスをこれらの溝を介して流すようにしたので、Ｈｅガスの放散状態が基板電極６と試料２０との間で均等化する。この結果、試料２０が均等に冷却されて、試料２０内の温度分布は均一化する。また、放射状溝１７の始端位置と流路溝１８及び環状溝１６ａの連通位置とを異ならせているので、流路溝１８から出たＨｅガスは、直ぐに放射状溝１７に入ることなく環状溝１６ａを循環するため、Ｈｅガスの拡散をより均等化できる。
【００４２】
なお、第２実施の形態における放射状溝の本数または環状溝の個数が、上述した例に限られるものでないことは、第１実施の形態と同様である。
（第３実施の形態）
図６は、本発明の第３実施の形態に係るプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。図６において、図１，図４と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。
【００４３】
第３実施の形態にあっては、第１実施の形態と同様に、冷却ガス供給管１２に連通する３個のガス孔１３が、周方向に等配した態様で、基板電極６を貫通して設けられており、このガス孔１３を介して供給されたＨｅガスがプラテン部６ｂと試料２０との間隙に拡散されて、試料２０が冷却されるようになっている。
【００４４】
しかしながら、第１，第２実施の形態に見られるような各種の溝は設けられていない。第３実施の形態では、Ｈｅガスによる冷却効果を高めることを目的として、電極本体部６ａとプラテン部６ｂとの間に、熱伝導性が高いインジウム膜からなる熱伝導シート（厚さ：０．５ｍｍ程度）１９を設けている。但し、この熱伝導シート１９は、基板電極６の中央部は欠損しており、その周縁部にのみ設けられている。
【００４５】
以上のような構成のプラズマエッチング装置におけるプロセスガスの導入、試料２０の基板電極６（プラテン部６ｂ）への固定、試料２０におけるマスク２２に覆われていないシリコン基板２１の領域のエッチングは、第１，第２実施の形態と同様である。エッチングの際に、冷却ガス供給管３０及びガス孔１３を介して冷却ガス源２５からＨｅガスを供給して、基板電極６（プラテン部６ｂ）と試料２０との間隙内にＨｅガスを拡散し、拡散されたＨｅガスによって試料２０を冷却する。
【００４６】
Ｈｅガスの冷媒効果を伝導させるようにインジウム製の熱伝導シート１９を設けているが、基板電極６の中央部には熱伝導シート１９を設けず周縁部にのみ設けて、ガス孔１３が形成されている中央部における熱伝導特性を意図的に低下させ、中央部がＨｅガスによって冷え過ぎないようにしている。この結果、試料２０が均等に冷却されることになり、試料２０内の温度分布は均一化する。
【００４７】
なお、上述した第３実施の形態では、基板電極６に溝を設けないこととしたが．第１，第２実施の形態で述べたような溝を設けるようにしても良い。つまり、第１，第２実施の形態の手法（Ｈｅガスを流すための各種の溝をプラテン部６ｂの下面に形成）と第３実施の形態の手法（熱伝導シート１９を基板電極６の中央部で欠損）とを併せて実施するようにしても良いことは言うまでもない。
【００４８】
以下、本発明の具体例における構成と各具体例を用いた場合の試料温度の測定結果とについて説明する。
【実施例１】
【００４９】
図７は、実施例１におけるプラテン部６ｂの下面図である。この実施例１は、第１実施の形態に準ずるものであり、プラテン部６ｂの下面には、図７に示すような複数の溝が設けられている。３個のガス孔１３を接続するように環状溝１６ａが設けられており、この環状溝１６ａを周方向に９等配した位置を始端として９本の放射状溝１７が４０°ピッチで設けられている。また、これらの９本の放射状溝１７の終端を接続するように環状溝１６ｂが、環状溝１６ａと同心円状に設けられている。但し、３本の放射状溝１７の始端位置は、ガス孔１３と環状溝１６ａとが連通する位置（ガス孔１３の開口位置）に一致している。
【実施例２】
【００５０】
図８は、実施例２におけるプラテン部６ｂの下面図である。この実施例２は、第１実施の形態に準ずるものであり、プラテン部６ｂの下面には、図８に示すような複数の溝が設けられている。３個のガス孔１３を接続するように環状溝１６ａが設けられており、この環状溝１６ａを周方向に１８等配した位置を始端として１８本の放射状溝１７が２０°ピッチで設けられている。また、これらの１８本の放射状溝１７の終端を接続するように環状溝１６ｂが、環状溝１６ａと同心円状に設けられている。但し、３本の放射状溝１７の始端位置は、ガス孔１３と環状溝１６ａとが連通する位置（ガス孔１３の開口位置）に一致している。
【実施例３】
【００５１】
図９は、実施例３におけるプラテン部６ｂの下面図である。実施例３は、第１実施の形態に即したものであり、ガス孔１３と環状溝１６ａとの連通位置（ガス孔１３の開口位置）に始端位置が一致する３本の放射状溝１７を実施例２の構成から削除した構成を有している。
【実施例４】
【００５２】
図１０は、実施例４におけるプラテン部６ｂの下面図である。この実施例４は、第１実施の形態に即したものであり、プラテン部６ｂの下面には、図１０に示すような複数の溝が設けられている。３個のガス孔１３を接続するように環状溝１６ａが設けられており、この環状溝１６ａに連通して１２本の放射状溝１７ａが設けられている。ここで、ガス孔１３の開口位置に、放射状溝１７ａは設けられていない。また、ガス孔１３から遠い領域ではその近傍に比べて放射状溝１７ａの形成ピッチを狭くしている。これらの１２本の放射状溝１７に連通して、環状溝１６ｂが環状溝１６ａと同心円状に設けられている。また、環状溝１６ｂに連通して６本の放射状溝１７ｂが設けられている。１２本の放射状溝１７ａ及び９本の放射状溝１７ｂの終端を接続するように環状溝１６ｂが、環状溝１６ａ，１６ｂと同心円状に設けられている。環状溝１６ａから近接して連通する３組の２本の射状溝１７ａ，１７ａ間のピッチが何れも１５°であり、他の１８箇所のピッチが全て１７．５°となるように、これらの計２１本の放射状溝１７ａ，１７ｂが周方向に形成されている。
【実施例５】
【００５３】
実施例５は、第３実施の形態に即したものであり、実施例１〜４のような溝は形成せずに、中央部を欠損させた態様で電極本体部６ａとプラテン部６ｂとの間に熱伝導シート１９を設けた例（図６参照）である。
【００５４】
以上のような実施例１〜５と、前述した従来例（図１２，１３参照）とを用いて、Ｈｅガスを供給しながら試料にエッチング処理を施して試料温度を測定した。その測定結果を下記表１に示す。なお、試料は前述したような６インチの試料（図３参照）を使用し、図１１に示すような５点Ａ〜Ｅ（中央の１点Ａ及び周縁の４点Ｂ〜Ｅ）で試料温度を測定した。試料の全測定点における温度は８５℃以下であることが好ましく、７７℃以下であることが更に好ましい。また、温度差（最高温度と最低温度との差）は３０℃以下であることが好ましく、１５℃以下であることが更に好ましい。このような数値が、均一で良好な冷却効果を発揮できたか否かの判定基準となる。
【００５５】
【表１】
2005039098.tif 000003
【００５６】
従来例では上述した判定基準を満たしていない（最高温度：１０４℃，温度差：３８℃）。これに対して、本発明の実施例１〜５は全てがこの判定基準の好ましい範囲を満たしており、特に実施例５は判定基準の更に好ましい範囲も満たしている。
【００５７】
従来例１と実施例１〜４とを比較することによって、基板電極に環状溝及び放射状溝を設けることにより、Ｈｅガスの均等拡散を行えて試料温度分布の均一性を高められることが分かる。また、実施例２，３を比較することによって、ガス孔と環状溝との連通位置（ガス孔の開口位置）から放射状溝を延在させないことにより、試料温度分布の更なる均一性を実現できていることが分かる。これは、実施例３では、ガス孔から供給されたＨｅガスが直ぐに放射状溝に流れずに一旦環状溝を流れるため、特定の放射状溝に多量のＨｅガスが流れることを防止してＨｅガスの均等拡散を行えていることに起因する。
【００５８】
また、実施例４にあっては、非常に優れた温度特性を呈している。これは、実施例１〜３に比べて溝の本数を多くしたこと、実施例３と同様にガス孔及び環状溝の連通位置（ガス孔の開口位置）から放射状溝を延在させないこと、ガス孔から遠い領域では近い領域に比べて放射状溝の形成ピッチを狭くしていることに起因している。
【００５９】
更に、従来例１と実施例５とを比較することによって、中央部の熱伝導シートを欠損させることにより、中央部での温度低下を抑制して試料温度分布の均一性を高められることが分かる。
【００６０】
以上のように、本発明では、プラズマエッチングにおける試料温度分布の均一化を図れるので、試料内温度のばらつきに伴うエッチング不良を防止することができ、プラズマエッチングの精度向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置（第１実施の形態）の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施の形態におけるプラテン部の下面図である。
【図３】エッチング対象の試料の構成図である。
【図４】本発明のプラズマエッチング装置（第２実施の形態）の構成を示す断面図である。
【図５】第２実施の形態におけるプラテン部の下面図である。
【図６】本発明のプラズマエッチング装置（第３実施の形態）の構成を示す断面図である。
【図７】実施例１におけるプラテン部の下面図である。
【図８】実施例２におけるプラテン部の下面図である。
【図９】実施例３におけるプラテン部の下面図である。
【図１０】実施例４におけるプラテン部の下面図である。
【図１１】試料温度の測定位置を示す図である。
【図１２】従来のプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。
【図１３】従来例における基板電極の平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  反応器
２ａ  プラズマ発生室
２ｂ  反応室
６  基板電極
６ａ  電極本体部
６ｂ  プラテン部
１３  ガス孔
１５  クランプ部材
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  環状溝
１７，１７ａ，１７ｂ  放射状溝
１８  流路溝
１９  熱伝導シート
２０  試料
２５  冷却ガス源
３０  冷却ガス供給管
【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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【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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