(57)【要約】【課題】  チャンバ内壁面にポリマが付着することを防止できるプラズマエッチング装置を提供する。【解決手段】  本発明のプラズマエッチング装置は、チャンバ１の内壁面に設けられた複数のガス導入孔８と、当該ガス導入孔８にガスを供給するガス供給手段７とを備える。また、チャンバ１の内壁面は、ガス導入孔８から導入されたガスを、当該チャンバ１の内壁面近傍に滞留させるガス保持手段９を有している。  これにより、チャンバ１の内壁面近傍は、ガス導入孔８から噴出されたガスにより、常にパージが行われるため、チャンバ１の内壁面にポリマ１４が付着することを防止でき、結果として、パーティクル１５の発生を著しく低減することができる。【選択図】  図１
2007019174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に配置されたエッチング対象物のエッチング処理を行うプラズマエッチング装置において、
前記チャンバの内壁面に設けられた複数のガス導入孔と、
前記ガス導入孔にガスを供給するガス供給手段と、
前記チャンバの内壁面に、当該内壁面近傍に前記ガス導入孔から導入された前記ガスを滞留させるガス保持手段と、
を備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
前記ガス保持手段は、
前記各ガス導入孔が、特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線と、他の特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線とが交差する状態に配置されるとともに、当該交点と、当該交点に対応するガス導入孔のガス噴出位置との間の距離が、前記エッチング処理を行う際の前記チャンバ内の圧力下における前記ガスの平均自由行程以下の有限値に設定された構造である請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
前記ガス保持手段が、前記内壁面に周期的に配置された突部である請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】
前記突部がそれぞれ複数の前記ガス導入孔を備えるとともに、当該各ガス導入孔は、ガス噴出方向の延長線が、当該ガス導入孔を備える突部に隣接する他の突部の表面と交差する状態に配置された請求項３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項５】
前記ガス導入孔のガス噴出位置と、当該ガス導入孔に対応する前記隣接する突部表面との交点との間の距離が、前記エッチング処理を行う際の前記チャンバ内の圧力下における前記ガスの平均自由行程以下の有限値に設定された請求項４に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
さらに、前記各ガス導入孔が、特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線と、他の特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線とが交差する状態に配置された請求項４または５に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項７】
前記突部は、断面が三角形の突条である請求項３から６のいずれかに記載のプラズマエッチング装置。
【請求項８】
前記突部が円錐である請求項３から６のいずれかに記載のプラズマエッチング装置。
【請求項９】
前記突部が多角錐である請求項３から６のいずれかに記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１０】
前記ガス保持手段が、少なくとも前記エッチング対象物をエッチングするプラズマと対向する位置に設けられた請求項１から９のいずれかに記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１１】
前記チャンバの内壁側面が円筒面で構成された請求項１０に記載の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、プラズマを使用してエッチング対象物を加工するプラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、半導体素子を製造する際のエッチング工程において、平行平板型の電極により発生されたプラズマにより、エッチング対象物のエッチングを行うプラズマエッチング装置が広く使用されている。このようなプラズマエッチング装置の一般的な構成を図７に示す。
【０００３】
この種の装置は、図７に示すように、一対の円盤状の電極が内部に設けられたチャンバ１を備える。上記一対の電極は、通常、互いに平行に、かつ、上下に配置された上部電極２と下部電極３とより構成される。上部電極２は、下部電極３と対向する面にエッチングガスを吐出する複数のエッチングガス導入孔６を有しており、エッチングガス供給管５を介して導入されたエッチングガスが、エッチングガス導入孔６から下部電極３に向けて均一に吐出されるようになっている。また、チャンバ１の排気口１２には、真空ポンプ４が接続されており、チャンバ１の内部圧力が所定の圧力に保持されている。
【０００４】
チャンバ１内に導入されたエッチングガスは、上部電極２と下部電極３の両方、あるいは、いずれか一方に接続されたプラズマ励起用の高周波電源から印加された高周波電力（ＲＦ電力）によってプラズマ化され、両電極間にプラズマ相１３が生成される。そして、当該プラズマ相１３に、下部電極３上に載置されたエッチング対象物２１が曝されることによりエッチングが行われる。なお、図７では、上部電極２に高周波電源１０が接続され、下部電極３に高周波電源１１が接続された構成を例示している。
【０００５】
例えば、エッチング対象物２１がシリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜である場合、上記エッチングガスとして、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、Ｃ5Ｆ8等に代表されるフルオロカーボン系のガスＣxＦyが広く用いられている。そして、これらのガスがプラズマ化された際に生じるＣＦx+が主なエッチャントとなり、シリコン酸化膜のエッチングが行われる。
【０００６】
図８は、上述のようなプラズマエッチング装置におけるエッチング処理中の様子を示す模式図である。当該エッチング過程では、図８（ａ）に示すように、上記エッチングガスは、エッチャントを生成すると同時に炭素系ポリマ１４（以下、単にポリマ１４という。）を生成する。そして、実際のエッチング反応は、上記エッチャントとポリマ１４とが競合しながら進む。このポリマ１４は、非エッチング領域に堆積して被覆膜を形成するため、例えば、エッチング対象であるシリコン酸化膜と当該シリコン酸化膜の非エッチング部を被覆するレジストとの間等の異なる材質間のエッチング速度の差異（いわゆる、選択比）に寄与する。その一方で、ポリマ１４はチャンバ１内を浮遊してチャンバ１の内壁面に付着し堆積する（図８（ｂ））。
【０００７】
チャンバ１の内壁面（図８では、内壁側面）に堆積したポリマ１４は、図８（ｃ）に示すように、自重に耐え切れなくなった際に剥がれ落ち、エッチング対象物２１上に一部のポリマ１４がパーティクル１５として落下する。このようにエッチング対象物２１上に落下したパーティクル１５は、加工不良の原因となり半導体素子の製造歩留まりに深刻な影響を及ぼす。
【０００８】
この対策として、後掲の特許文献１では、チャンバの側壁にガス導入部を設けて当該ガス導入部からガスを導入することにより、チャンバ側壁近傍のガスを希釈してポリマの生成量を低減させ、ポリマがチャンバ側壁に付着することを抑制する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平６−７７１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術を採用した場合であっても、チャンバ内壁側面からチャンバ内に導入されたガスは、高真空下にあるチャンバ１内に即座に拡散してしまう。このため、当該構成により得られるポリマ１４がチャンバ内壁に付着することを抑制する効果は、十分に満足できるものではないというのが実状である。すなわち、パーティクル１５の発生をより低減することができる技術の開発が求められている。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を鑑みて提案されたものであって、チャンバ内壁面にポリマが付着することをより確実に防止することが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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、本発明のプラズマエッチング装置は、チャンバの内壁面に設けられた複数のガス導入孔と、当該ガス導入孔にガスを供給するガス供給手段とを備える。また、前記チャンバの内壁面には、前記ガス導入孔から導入されたガスを当該チャンバ内壁面の近傍に滞留させるガス保持手段を備えている。
【００１２】
上記ガス保持手段は、例えば、以下のようにして構成することができる。すなわち、上記ガス導入孔は、特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線と、他の特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線とが交差する状態で配置される。ここで、当該交点と、この交点に対応するガス導入孔のガス噴出位置との間の距離は、エッチング対象物をエッチングする際のチャンバ内の圧力下において、ガス導入孔から噴出されるガスの平均自由行程以下の有限値に設定することが好ましい。
【００１３】
また、上記ガス保持手段は、チャンバの内壁面に周期的に配置された突部で構成することもできる。この場合、上記突部はそれぞれ複数の上記ガス導入孔を備え、特定の突部が備えるガス導入孔は、当該ガス導入孔のガス噴出方向の延長線が当該突部に隣接する他の突部の表面と交差する状態で配置される。このとき、ガス導入孔のガス噴出位置から、当該ガス導入孔のガス噴出方向の延長線が隣接する突部の表面との交点までの距離は、エッチング処理を行う際のチャンバ内の圧力下において、ガス導入孔から噴出されるガスの平均自由行程以下の有限値であることが好ましい。また、当該構成に加えて、各ガス導入孔は、特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線と、他の特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線とが交差する状態に配置してもよい。
【００１４】
なお、上記突部は、例えば、断面が三角形状の突条、円錐、多角錐、円錐台、角錐台等で構成することができる。また、上記ガス保持手段は、少なくとも、エッチング対象物をエッチングするプラズマと対向する位置に設ければよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、チャンバの内壁面近傍が、ガス導入孔から噴出されるガスにより常時パージされた状態を実現できるため、ポリマはチャンバの内壁面に到達することができない。したがって、ポリマがチャンバの内壁面に付着することがなく、パーティクルの発生を著しく低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係るプラズマエッチング装置を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るプラズマエッチング装置の構成を示す概略断面図である。
【００１７】
まず、以下の各実施形態に係るプラズマエッチング装置に共通する構造について説明する。図１に示すように、本発明に係るエッチング装置は、上記従来のプラズマエッチング装置と同様に、円盤状の上部電極２と下部電極３とが内部に設けられたチャンバ１を備える。
【００１８】
エッチングガスは、エッチングガス供給管５を通じて上部電極２に設けられたエッチングガス導入孔６から下部電極３に向けて均一に噴出される。また、上部電極２と下部電極３には、それぞれ高周波電源１０、１１が接続されており、当該高周波電顕１０、１１が、両電極にそれぞれ高周波（ＲＦ）電力を印加することにより、両電極間にプラズマ相１３が生成される。なお、チャンバ１内は、排気口１２に連結された真空ポンプ４により、所定の内部圧力に維持されている。さらに、チャンバ１の内部空間の形状は任意形状に設計することが可能であるが、ここでは、内部空間の容積をできるだけ小さくするため、内壁側面が円筒面で構成された円柱状の内部空間を採用している。
【００１９】
さて、本発明に係るプラズマエッチング装置は、上記構成に加えて、チャンバ１の内壁面に複数のガス導入孔８を備えるとともに、当該ガス導入孔８が設けられたチャンバ１の内壁面が、ガス導入孔８から噴出されたガスをチャンバ１の内壁面近傍に滞留させるガス保持手段９を有している。また、ガス導入孔８には、ガス供給管７を介してポリマ付着防止用のガスが供給される。ここで、ポリマ付着防止用のガスには、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2等の不活性ガスや、Ｏ2等の酸化性のガスを用いることができる。
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、具体例に基づいて、本実施形態に係るプラズマエッチング装置をより詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置のチャンバ１の要部拡大図である。ここで、図２（ａ）は前記チャンバ１内壁面の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態では、ガス保持手段９は、三角形の断面形状を有する突条９１（９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、・・・）が所定方向に周期的に配置された三角波面により構成されている。当該ガス保持手段９は、チャンバ１内の内壁面の全面に設けることができる。しかしながら、チャンバ１の内壁面において、プラズマ重合等により生成されたポリマの付着が特に生じやすい領域は、プラズマ相１３に近接し、かつプラズマ相１３に対向する内壁面であるので、本実施形態では、上部電極２と下部電極３との間に位置するチャンバ１の内壁側面に、ガス保持手段９が設けられた構成を採用している。なお、突条９１の配置方向は、特に限定されるものではなく任意の方向に配置することが可能であるが、ここでは、突条９１がチャンバ１の内壁面に上下方向に周期的に配置された例を示す。
【００２２】
各突条９１は、複数のガス導入孔８（図２（ａ）では、黒丸で示す。）を備えている。各ガス導入孔８は、図２（ｂ）に示すように、各ガス導入孔８のガス噴出方向の延長線８１が、当該ガス導入孔８が設けられた突条９１ｂに隣接する突条９１ａ、９１ｃの表面と交差する状態で各突条９１に設けられている。
【００２３】
上記構成によれば、各ガス導入孔８から噴出されたガスは、隣接する突条９１の表面（すなわち、チャンバ１の内壁面）に衝突し、その表面に沿って拡散される。このとき、各ガス導入孔８のガス噴出位置８２から、当該ガス導入孔８のガス噴出方向の延長線８１と突条９１ａ、９１ｃの表面との交点９２までの距離ｄ１は、エッチング対象物２１のエッチング処理を行う際のチャンバ１内の圧力下において、ガス導入孔８から噴出されるガスの平均自由行程程度、または、当該平均自由行程以下であることが好ましい。これにより、ガス噴出孔８から噴出されたガスは、突条９１の表面に確実に衝突することになる。
【００２４】
また、突条９１が備える各ガス導入孔８の配置間隔も、ガス導入孔８から噴出されるガスの平均自由行程以下であることが好ましい。本構成によれば、隣接するガス導入孔８からそれぞれ噴出されたガスが互いに衝突することになり、チャンバ１の内壁面の近傍に乱流を生成することができる。
【００２５】
図３は、本実施形態のプラズマエッチング装置おいて、エッチング処理中のチャンバ１内の様子を示す模式図である。なお、図３において、図１と同一の部分には同一の符号を付している。
【００２６】
図３に示すように、エッチング中に発生するプラズマ相１３において生成される炭素系ポリマ１４はチャンバ１内を浮遊し、その一部がチャンバ１の内壁面に向かう。このとき、チャンバ１の内壁面近傍は、ガス導入孔８から導入されたガスが、突部９１の表面に衝突、あるいは、隣接するガス導入孔８から導入されたガスと衝突して拡散され、常に十分なパージが行われている状態になっている。このため、ポリマ１４はパージされたガス１６に阻害されてチャンバ１の内壁面に到達することができず、チャンバ１の内壁面にポリマ１４が付着及び堆積することが抑制される。この結果、パーティクルの発生を著しく低減させることができるのである。
【００２７】
なお、上述のＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2、Ｏ2等のガスの３〜２０Ｐａ（エッチング対象物２１エッチングを行う際のチャンバ１内の圧力）での平均自由行程は２〜９ｍｍであるので、上記突部９１の形状、及び突部９１に形成するガス導入孔８の配置間隔は、当該平均自由行程の値に基づいて設計すればよい。
【００２８】
ここで、エッチング対象物２１がシリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜であり、エッチングガスとして、ＣＨＦ3とＣ4Ｆ8の混合気体をチャンバ１内に供給する事例を用いてより具体的に説明する。なお、本実施形態では、上記距離ｄ１及び特定の突条９１に形成したガス導入孔８の間隔は５ｍｍとしている。
【００２９】
この場合、シリコン酸化膜のエッチング条件は、例えば、高周波電源１０から上部電極２に印加する高周波電力を２００Ｗ（周波数８００ｋＨｚ）、高周波電源１１から下部電極３に印加する高周波電力を３００Ｗ（周波数１３．５６ＭＨｚ）、エッチングガスを導入したときのチャンバ１の内部圧力を１７Ｐａ、ＣＨＦ3流量を６０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、Ｃ4Ｆ8流量を１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）とすることができる。
【００３０】
また、このとき、上部電極２の温度は６０℃、下部電極３の温度は２０℃、チャンバ１の壁面温度は５０℃とすればよい。なお、シリコン基板上のシリコン酸化膜の膜厚は１５０ｎｍであり、シリコン酸化膜の非エッチング領域は、レジスト（膜厚５５０ｎｍ）で被覆されている。そして、ガス導入孔８より導入するガスにはＡｒを使用し、その流量を１０００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）とした。
【００３１】
以上の状態において、複数のシリコン基板を連続してエッチング処理を行った場合のエッチング対象物２１上のパーティクル（０．２μｍ以上のサイズ）増加数の変化を図４に示す。図４において、横軸は、エッチングの累積処理時間であり、縦軸はパーティクル増加数である。また、図４中に黒丸で示すデータＡが、本実施形態に係るプラズマエッチング装置により取得された結果である。なお、図４中には、比較例として、従来のプラズマエッチング装置（チャンバ側壁に、単にガス導入口を配置した構成）により取得したデータＢ（図４中に、黒三角で示す）を示している。なお、パーティクル増加数とは、エッチング処理後に計数したエッチング対象物２１上のパーティクル数から、エッチング処理前に計数したエッチング対象物２１上のパーティクル数を減算した値である。
【００３２】
図４から理解できるように、従来例では、累積処理時間が１００時間以下である領域では、パーティクル増加数は２０個程度で推移している。しかしながら、累積処理時間が１１０時間に到達した時点で、パーティクル増加数は１２６個に急増している。これは、上述したように、チャンバ内壁面（特に、内壁側面）に堆積したポリマが剥がれ、当該剥がれに伴って発生したパーティクルが、エッチング対象物２１上に付着したものである。この時点で、チャンバを開放し、アルコールによるチャンバ内壁面の洗浄を実施することで、以降のパーティクル増加数は再び２０個程度に低下したが、累積処理時間が１７０時間に到達した時点で、再び９７個に急増している。
【００３３】
これに対し、本実施形態のプラズマエッチング装置では、累積処理時間が２００時間に到達するまでの間で、パーティクル増加数は常に１０個程度であり、従来例のパーティクルの発生を半分程度に抑制できている。また、パーティクルが、特定の時間間隔をおいて急増する現象も存在しない。これは、上述したように、ガス導入孔８より噴出されたガスが、少なくとも１度はチャンバ１の内壁面に衝突するため、当該内壁面近傍において、十分なパージが実施されているためである。また、本実施形態では、エッチングガスの流量の１３倍近い流量でガス導入孔８からガス（Ａｒ）を導入し、チャンバ１の内壁面近傍のポリマ１４の滞在時間がより短くなるようにしている。
【００３４】
以上説明したように、上記構成によれば、チャンバ１内壁面へのポリマ１４の付着を防止することができ、パーティクルの発生を著しく低下することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態を、図５に基づいて説明する。図５は、本実施形態のプラズマエッチング装置が備えるチャンバ１の要部拡大図である。ここで、図５（ａ）はチャンバ１内壁面の正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【００３６】
図５に示すように、本実施形態では、第１の実施形態の突条９１に代えて、ガス保持手段９が、チャンバ１の内壁面に設けられた複数のガス導入孔８（８ａ、８ｂ、８ｃ、・・・）のみで構成されている。この場合、各ガス導入孔８は、特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線と、他の特定のガス導入孔のガス噴出方向の延長線とが交差する状態でチャンバ１の内壁面に対して傾斜して配置される。そして、この交点と、当該交点に対応するガス導入孔８のガス噴出位置との間の距離が、エッチング対象物２１のエッチング処理を行う際のチャンバ１内の圧力下において、ガス導入孔８から噴出されるガスの平均自由行程以下に設定されている。
【００３７】
例えば、図５（ｂ）において、互いに隣接するガス導入孔８ｂとガス導入孔８ｃでは、ガス導入孔８ｂの延長線８１ｂとガス導入孔８ｃの延長線８１ｃとは、交点９３で交差する。そして、交点９３とガス導入孔８ｂのガス噴出位置８２ｂとの間の距離ｄ２が、ガス導入孔８から噴出されるガスの平均自由行程以下になっている。
【００３８】
なお、上述のＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2、Ｏ2等のガスの３〜２０Ｐａ（エッチング対象物２１エッチングを行う際のチャンバ１内の圧力）での平均自由行程は２〜９ｍｍであるので、ガス導入孔８の配置間隔は、当該平均自由行程の値に基づいて設計すればよい。
【００３９】
上記構成によれば、隣接するガス導入孔８から噴出されたそれぞれのガスは、少なくとも１度は互いに衝突し、図５（ｂ）に示すように前記チャンバ１の内壁面に対して垂直方向に乱流２２を発生させる。そして、この乱流２２により、チャンバ１の内壁面近傍において、十分なパージを実施することができる。
【００４０】
ここで、上記第１の実施形態と同様に、本実施形態のプラズマエッチング装置により、シリコン基板上に形成したシリコン酸化膜をエッチング対象物２１として、連続エッチング処理を行い、エッチング対象物２１上のパーティクル増加量の累積処理時間に対する依存性を確認した。なお、ここでは、上記距離ｄ２を５ｍｍとし、ガス導入孔８から導入するＡｒの流量を、８００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）とした。その結果、図３に示した第１の実施形態の結果と比較して遜色のない、パーティクル発生防止効果を得ることができた。
【００４１】
このように、本実施形態の構成によれば、上記第１の実施形態と同様に、チャンバ１内壁面へのポリマの付着を防止することができるため、パーティクルの発生を著しく低減することができる。また、本構成によれば、第１の実施形態に比べて、ガス導入孔８から噴出するガスの流量を低減することができる。さらに、本構成では、チャンバ１の内壁面に突部を形成する必要がないため、第１の実施形態に比べてチャンバ１の内壁面の形状を簡素化することができ、その製造が容易となる。
【００４２】
（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態を、図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態のプラズマエッチング装置が備えるチャンバ１の要部拡大図である。ここで、図６（ａ）はチャンバ１内壁面の正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態では、ガス保持手段９が、第１の実施形態の突条９１に代えて、チャンバ１の内壁面に周期的に配置された円錐状の突部９４で構成されている。当該円錐状突部９４の配置は、特に限定されるものではないが、図６（ａ）に示すように、チャンバ１の内壁面に最密配置（特定の円錐状突部９４の周囲に、他の６個の円錐状突部６４が接触する配置）されることが好ましい。
【００４４】
上記各円錐状突部９４は、複数のガス噴出孔８（図６（ａ）では、黒丸で示す。）を備えている。この場合、各円錐状突部９４が６つのガス導入孔８を備え、各ガス導入孔８のガス噴出位置が、各円錐状突部９４の表面において、隣接する円錐状突部９４との接点と頂点とを結ぶ線上に配置されることが好ましい。この場合、隣接する２つの円錐状突部９４において、互いに対向する位置関係にあるガス導入孔８（図６（ａ）では、８ａと８ｂ、８ｃと８ｄ、８ｅと８ｆ等）のガス噴出方向の延長線の交点と、当該ガス導入孔８のガス噴出位置との間の距離は、エッチング対象物２１のエッチング処理を行う際のチャンバ１内の圧力下において、ガス導入孔８から噴出されるガスの平均自由行程以下に設定されていることがさらに好ましい。
【００４５】
例えば、図６（ｂ）において、互いに対向するガス導入孔８ｅとガス導入孔８ｆでは、ガス導入孔８ｅの延長線８１ｅとガス導入孔８ｆの延長線８１ｆとは、交点９５で交差する。そして、交点９５とガス導入孔８ｅのガス噴出位置８２ｅとの間の距離ｄ３が、ガス導入孔８から噴出されるガスの平均自由行程以下になっているのである。
【００４６】
なお、上述のＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2、Ｏ2等のガスの３〜２０Ｐａ（エッチング対象物２１エッチングを行う際のチャンバ１内の圧力）での平均自由行程は２〜９ｍｍであるので、当該平均自由行程の値に基づいて、上記円錐状突部９４のサイズ、及びガス導入孔８の配置を設計すればよい。
【００４７】
上記構成によれば、対向するガス導入孔８から噴出されたそれぞれのガスは、少なくとも１度は相互に衝突し、図６（ｂ）に示すように前記チャンバ１の内壁面に対して垂直方向に乱流２３を発生させる。そして、この乱流２３により、チャンバ１の内壁面近傍では、十分なパージを実施することができる。また、本実施の形態では、ガス保持手段９を構成する突部に円錐状突部９４を最密配置した構造を採用しているため、チャンバ１の内壁面と平行方向のガス分子の衝突が生じやすい。このため、前記チャンバ１の内壁面に対して平行な方向の乱流の発生も促進されるので、本実施形態によれば、上記第１、第２の実施形態に比べてより広範囲に渡るパージが行うことができる。
【００４８】
ここで、上記各実施形態と同様に、本実施形態のプラズマエッチング装置により、シリコン基板上に形成したシリコン酸化膜をエッチング対象物として連続エッチング処理を行い、エッチング対象物２１上のパーティクル増加量の累積処理時間に対する依存性を確認した。なお、ここでは、上記距離ｄ３を５ｍｍとし、他の条件は、第１の実施形態と同一としてエッチングを行っている。その結果、図３に示した第１の実施形態の結果と比較して遜色のない、パーティクル発生防止効果を得ることができた。
【００４９】
このように、本実施形態の構成によれば、上記各実施形態と同様に、チャンバ１内壁面へのポリマの付着を防止することができるため、パーティクルの発生を著しく低減することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、複数の円錐状突部９４によりガス保持手段９を構成したが、円錐状突部に変えて、多角錐状の突部、円錐台状の突部、または、多角錐台状の突部によりガス保持手段９を構成した場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００５１】
以上説明したように、本発明によれば、チャンバの内壁面近傍が、ガス導入孔から噴出されるガスにパージされる状態を常時実現できるため、ポリマがチャンバの内壁面に付着することがなく、パーティクルの発生を著しく低減することができる。
【００５２】
なお、上記各実施の形態では、上部電極と下部電極とに、それぞれ高周波電源が接続されたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）方式のプラズマエッチング装置につい説明した。しかしながら、本発明は、一方の電極のみに高周波電源が接続されたＲＩＥ型のプラズマエッチング装置に適用することも可能である。また、ＩＣＰ（Inductively Couple Plasma）や、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）方式のプラズマエッチング装置に適用することもできる。
【００５３】
また、上記では、内壁側面が円筒面で構成された内部空間を有するチャンバ１に特に好適な構成として、上部電極と下部電極との間に位置するチャンバ１の内壁側面に、ガス保持手段が設けられた構成について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、ガス保持手段及びガス導入孔は、チャンバ１内壁面の全面に設けることもできる。さらに、ガス保持手段及びガス導入孔は、パーティクルの発生を防止するためにポリマの付着を回避すべき特定の箇所に適宜設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、パーティクルの発生を低減できるという効果を有し、各種のプラズマエッチング装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態のプラズマエッチング装置の概略断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態のプラズマエッチング装置の要部を示す概略図。
【図３】本発明のプラズマエッチング装置によるエッチングを示す模式図。
【図４】本発明のプラズマエッチング装置におけるパーティクル増加数の処理時間依存性を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態のプラズマエッチング装置の要部を示す概略図。
【図６】本発明の第３の実施形態のプラズマエッチング装置の要部を示す概略図。
【図７】従来のプラズマエッチング装置の概略断面図。
【図８】従来のプラズマエッチング装置によるエッチングを示す模式図。
【符号の説明】
【００５６】
１  チャンバ
２  上部電極
３  下部電極
４  真空ポンプ
５  エッチングガス供給管
６  エッチングガス噴出孔
７  ガス供給管（ガス供給手段）
８  ガス導入孔
９  ガス保持手段
１３  プラズマ相
１４  炭素系ポリマ
１５  パーティクル
２１  エッチング対象物
【図１】
2007019174.tif 000003
【図２】
2007019174.tif 000004
【図３】
2007019174.tif 000005
【図４】
2007019174.tif 000006
【図５】
2007019174.tif 000007
【図６】
2007019174.tif 000008
【図７】
2007019174.tif 000009
【図８】
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