(57)【要約】【課題】防着板へのエッチング生成物の付着の影響を抑制することが可能なエッチング装置及びエッチング方法を提供すること【解決手段】本発明のエッチング装置１は、チャンバＣと、ステージ４と、防着天板６と、防着板５と、第１の加熱部９とを具備する。チャンバＣは、電磁波を透過する窓部３が設けられている。ステージ４は、チャンバＣに収容され、エッチング対象物Ｗが載置される。防着天板６は、窓部３とステージ４の間に配置される。防着板５は、防着天板６と共にステージ４の周囲を囲う。第１の加熱部９は、第１の加熱部９はチャンバの外部Ｃに配置され、窓部３を介して防着板天６を加熱する。【選択図】図１
2012174889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバと、
前記チャンバに収容され、エッチング対象物が載置されるステージと、
前記窓部と前記ステージの間に配置された防着天板と、
前記防着天板と共に前記ステージの周囲を囲う防着板と、
前記チャンバの外部に配置され、前記窓部を介して前記防着天板を加熱する第１の加熱部と
を具備するエッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエッチング装置であって、
前記第１の加熱部は、前記窓部を介して前記チャンバの内部に赤外線を照射し、前記防着天板を加熱する
エッチング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエッチング装置であって、
前記防着天板は、粗面化処理が施された石英からなる
エッチング装置。
【請求項４】
電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバの内部に収容されたステージにエッチング対象物を載置し、
前記ステージを第１の温度に加熱し、
前記窓部と前記ステージの間に配置された防着天板を前記チャンバの外部に配置された第１の加熱部により前記第１の温度より低い第２の温度に加熱し、前記防着天板と共に前記ステージの周囲を囲う防着板を前記防着板に埋め込まれた第２の加熱部により前記第２の温度に加熱し、
前記エッチング対象物をエッチングする
エッチング方法。
【請求項５】
電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバの内部に収容されたステージにエッチング対象物を載置し、
前記ステージを第１の温度に加熱し、
前記窓部と前記ステージの間に配置された防着天板を前記チャンバの外部に配置された第１の加熱部により前記第１の温度より高い第３の温度に加熱し、前記防着天板と共に前記ステージの周囲を囲う防着板を前記防着板に埋め込まれた第２の加熱部により前記第３の温度に加熱し、
前記エッチング対象物をエッチングする
エッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching；RIE）では、対向する電極の一方にエッチング対象物を載置し、電極間にエッチングガスを供給すると共にエッチングガスに高周波電圧を印加する。高周波電圧によりエッチングガスがプラズマ化し、プラズマとエッチング対象物との間に生じるバイアス電圧により、エッチング種がエッチング対象物に対して加速し、衝突する、エッチング種によるスパッタリングによるエッチング（異方的）と、エッチングガスのプラズマ中に含まれるイオンやラジカルが被エッチング材料と化学反応することにより進行するエッチング（等方的）の両者によりエッチングが進行するため、ＲＩＥは等方性と異方性を兼ね備えたエッチング法である。
【０００３】
ここで、ＲＩＥではそのスパッタリング性によって、エッチング対象物の構成材料が化学変化することなく叩き出される。このエッチングにより生成するエッチング生成物は、チャンバの内壁やチャンバ内に設けられた構造物に接触すると固相となって付着する。付着したエッチング生成物はパーティクルとして対象物に混入し、あるいは高周波電圧の印加を妨害するおそれがあり、対策が望まれる。例えば特許文献１には、防着板に温度調整可能なヒーターが取り付けられた「防着板装置」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９２８１６号公報（段落[０００９]、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の防着板装置は、防着板を加熱するためのヒーターが防着板に直接取り付けられた構成となっている。ここで、ＲＩＥでは、エッチングガスとしてハロゲン系ガス等の腐食性ガスが用いられることも多く、ヒーターの腐食が問題となる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、防着板へのエッチング生成物の付着の影響を抑制することが可能なエッチング装置及びエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るエッチング装置は、チャンバと、ステージと、防着天板と、防着板と、第１の加熱部とを具備する。
上記チャンバは、電磁波を透過する窓部が設けられる。
上記ステージは、上記チャンバに収容され、エッチング対象物が載置される。
上記防着天板は、上記窓部と上記ステージの間に配置される。
上記防着板は、上記防着天板と共に上記ステージの周囲を囲う。
上記第１の加熱部は、上記チャンバの外部に配置され、上記窓部を介して上記防着天板を加熱する。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るエッチング方法は、電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバの内部に収容されたステージにエッチング対象物を載置する。
上記ステージは第１の温度に加熱される。
上記窓部と上記ステージの間に配置された防着天板は上記チャンバの外部に配置された第１の加熱部により上記第１の温度より低い第２の温度に加熱され、上記防着天板と共に上記ステージの周囲を囲う防着板は上記防着板に埋め込まれた第２の加熱部により上記第２の温度に加熱される。
上記エッチング対象物はエッチングされる。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の別の形態に係るエッチング方法は、電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバの内部に収容されたステージにエッチング対象物を載置する。
上記ステージは第１の温度に加熱される。
上記窓部と上記ステージの間に配置された防着天板は上記チャンバの外部に配置された第１の加熱部により上記第１の温度より高い第３の温度に加熱され、上記防着天板と共に上記ステージの周囲を囲う防着板は上記防着板に埋め込まれた第２の加熱部により上記第３の温度に加熱される。
上記エッチング対象物はエッチングされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態に係るエッチング装置を示す模式図である。
【図２】同エッチング装置のプラズマ生成部を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例に係る基板温度とエッチング速度の関係を測定したグラフである。
【図４】本発明の実施例に係るエッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定したグラフである。
【図５】本発明の実施例に係るエッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定したグラフである。
【図６】本発明の実施例に係るエッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定したグラフである。
【図７】本発明の実施例に係るエッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係るエッチング装置は、チャンバと、ステージと、防着天板と、防着板と、第１の加熱部とを具備する。
上記チャンバは、電磁波を透過する窓部が設けられる。
上記ステージは、上記チャンバに収容され、エッチング対象物が載置される。
上記防着天板は、上記窓部と上記ステージの間に配置される。
上記防着板は、上記防着天板と共に上記ステージの周囲を囲う。
上記第１の加熱部は、上記チャンバの外部に配置され、上記窓部を介して上記防着天板を加熱する。
【００１２】
この構成によれば、防着天板が加熱されるため、防着天板に接触するエッチング生成物の揮発性が大きくなり、エッチング生成物の防着天板への付着が抑制される。また、防着天板を加熱する第１の加熱部がチャンバの外に設けられているため、チャンバ内に腐食性ガスを導入する場合であっても、防着天板を加熱することが可能となる。
【００１３】
上記第１の加熱部は、上記窓部を介して上記チャンバの内部に赤外線を照射し、上記防着天板を加熱してもよい。
【００１４】
この構成によれば、チャンバの外部に配置された第１の加熱部により、チャンバ内部に配置された防着天板を加熱することが可能となる。チャンバ内部は真空もしくは低圧（数Ｐａ以下）のプロセスガス雰囲気であるが、熱放射であれば有効に加熱することができる。
【００１５】
上記防着天板は、粗面化処理が施された石英からなるものであってもよい。
【００１６】
防着天板の表面に粗面化処理（例えば、アルミナやイットリア等の溶射処理等）を施す
ことにより、第１の加熱部から照射される赤外線に対する透過率を低下させ、昇温速度を向上させることが可能となる。さらに、粗面化による表面積の拡大により、堆積したエッチング生成物の剥離を防止することも可能となる。
【００１７】
本実施形態に係るエッチング方法は、電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバの内部に収容されたステージにエッチング対象物を載置する。
上記ステージは第１の温度に加熱される。
上記窓部と上記ステージの間に配置された防着天板は上記チャンバの外部に配置された第１の加熱部により上記第１の温度より低い第２の温度に加熱され、上記防着天板と共に上記ステージの周囲を囲う防着板は上記防着板に埋め込まれた第２の加熱部により上記第２の温度に加熱される。
上記エッチング対象物はエッチングされる。
【００１８】
防着板及び防着天板が加熱されていることにより、防着板及び防着天板に接触するエッチング生成物の揮発性が大きくなり、エッチング生成物の防着板への付着を抑制し、チャンバから排気することが可能である。ここで、防着板及び防着天板の温度をステージの温度より低くすることによって、エッチング生成物がエッチング対象物に再度付着する確率を低減し、パーティクルの発生を防止することが可能となる。
【００１９】
本実施形態に係るエッチング方法は、電磁波を透過する窓部が設けられたチャンバの内部に収容されたステージにエッチング対象物を載置する。
上記ステージは第１の温度に加熱される。
上記窓部と上記ステージの間に配置された防着天板は上記チャンバの外部に配置された第１の加熱部により上記第１の温度より高い第３の温度に加熱され、上記防着天板と共に上記ステージの周囲を囲う防着板は上記防着板に埋め込まれた第２の加熱部により上記第３の温度に加熱される。
上記エッチング対象物はエッチングされる。
【００２０】
防着板及び防着天板が加熱されていることにより、防着板及び防着天板に接触するエッチング生成物の揮発性及び反応性が大きくなり、エッチング生成物の防着板への付着を抑制し、チャンバから排気することが可能である。ここで、防着板及び防着天板の温度をステージの温度より高くすることによって、特に被エッチング材料のエッチング生成物の揮発性が高い場合にはエッチング生成物が防着板や防着天板に再付着することなく排気され、クリーニングの頻度を減らすことが可能である。
【００２１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。
【００２３】
［エッチング装置の構成］
図１は、第１の実施形態に係るエッチング装置１の概略構成を示す模式図である。
同図に示すように、エッチング装置１は、チャンバ本体２、チャンバ天板３、ステージ４、防着板５、防着天板６、プラズマ生成部７、電熱ヒーター８、赤外線ヒーター９、ガス導入系１０及び真空排気系１１を具備する。なお、エッチング装置１はこれ以外の構成を有するものであってもよい。
【００２４】
チャンバ本体２とチャンバ天板３によって、チャンバＣが形成され、当該チャンバの内部にステージ４が収容されている。また、ステージ４とチャンバＣの間には、ステージ４を囲むように防着板５が配置され、防着板５と防着天板６によってプラズマ形成空間Ｒが形成されている。防着板５には、電熱ヒーター８が埋め込まれている。プラズマ生成部７はチャンバＣの室外であるチャンバ天板３の背面に配置されている。さらに、プラズマ生成部７の近傍には、赤外線ヒーター９が配置されている。ガス導入系１０及び真空排気系１１はそれぞれチャンバＣに接続されている。ステージ４には、エッチング対象物である基板Ｗが示されている。
【００２５】
チャンバ本体２は、チャンバＣの底面（ステージ４が設置される面を底面とする）、側面及び天面の一部を構成する。チャンバ本体２は、一般的なチャンバの材料、例えばアルミニウムよりなるものとすることができる。チャンバ本体２の天面には、開口２ａが形成されている。
【００２６】
チャンバ天板３は、チャンバ本体２に形成されている開口２ａを塞ぐように配置され、チャンバＣの天面を構成する。チャンバ天板３は、後述するプラズマ生成部７及び赤外線ヒーター９からチャンバＣ内部に供給される電磁波を透過させるための窓として機能する。チャンバ天板３は、電磁波を透過させ易く、かつ耐腐食性が高い材料、例えば石英あるいはサファイア等の材料からなるものとすることができる。
【００２７】
ステージ４は、基板Ｗを支持可能に構成されている。また、ステージ４は、熱媒体（温媒）を循環するチラー１２に接続され，チラー１２から供給される熱媒体によってステージ４を加熱することができる．また，ステージ４は静電チャック機能を兼ね備えており基板Wを吸着することができる．基板Wを吸着したのち，ステージ４と基板Wの間にヘリウムを導入し、ステージ４の熱を基板に伝えるとともに基板全面の均熱を図ることができる。
【００２８】
別の方法としては，ステージ4の加熱はチラー１２からの熱媒体にはよらず，ステージ4に内蔵された図示しないヒーター（以下、内蔵ヒーター）による加熱機構とすることができる。チラー１２による加熱の場合には、最高温度が２００℃程度であるのに対し，内蔵ヒーターによる場合は４５０℃まで加熱することが可能となる。ただし、各所にあるOリング等が融ける等の不具合を防止するため、断熱板を介した上でチャンバ本体２と接する側をチラー１２により冷却する必要がある。
【００２９】
防着板５は、基板Ｗとチャンバ本体２との間に配置され、基板Ｗのエッチングにより生じるエッチング生成物がチャンバ本体２の内壁に付着することを防止する。防着板５は熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウムからなるものを用い、その表面は耐腐食性が高い材料、例えば上記アルミニウムの表面をアルマイト処理あるいは溶射処理（イットリア溶射等）したものからなるものとすることができる。防着板５は筒状形状とすることができ、一端の開口がステージ４に面し、他方の開口が防着天板６に面するように配置されるものとすることができる。防着板５の側面には、基板Ｗをプラズマ形成空間Ｒに搬出入させるための開口５ａ及び開口５ａを塞ぐシャッター５ｂが設けられている。防着板５には、後述する電熱ヒーター８が埋め込まれている。シャッター５ｂは防着板5と同じ材料からなり、かつ同じ表面処理が施されたものであることが望ましい。シャッター５ｂは閉鎖時には防着板として機能するため、以下の説明において防着板５はシャッター５ｂを含むものとする。
【００３０】
防着天板６は、基板Ｗとチャンバ天板３との間に配置され、基板Ｗのエッチングにより生じるエッチング生成物がチャンバ天板３の内壁に付着することを防止する。防着天板６は耐腐食性が高い材料、例えば石英からなるものとすることができる。防着天板６は、防着板５の開口（上記他方の開口）を塞ぐように近接して配置され、防着板５と共にプラズマ形成空間Ｒを形成する。
【００３１】
防着天板６は、その表面が粗面化されたものとすることができる。これにより、後述する赤外線ヒーター９から放出される赤外線に対する透過率を低下させ、昇温速度を向上させることが可能となる。さらに、粗面化による表面積の拡大により、堆積したエッチング生成物の剥離を防止することも可能となる。なお、防着天板６は、表面の粗面化に替えて、アルミナやイットリア等の皮膜処理が施されたものとすることもできる。皮膜処理によっても、透過率の減少及び表面積の増大を図ることが可能である。
【００３２】
プラズマ生成部７は、ガス導入系１０からプラズマ形成空間Ｒに導入されたエッチングガスをプラズマ化する。図２は、プラズマ生成部７を示す模式図である。同図に示すようにプラズマ生成部７は、ファラデーシールド７１、マグネットユニット７２及び２基のＲＦ（Radio Frequency）アンテナ７３を有する。
【００３３】
ファラデーシールド７１は、チャンバＣの室外であるチャンバ天板３上に配置され、高周波電源１４に接続されている。ファラデーシールド７１は、プラズマ形成空間Ｒのチャンバ天板３の近傍に高周波電力を印加することにより、チャンバ天板３へのエッチング生成物の付着を防止するものである。ファラデーシールド７１は、例えば、棒状の電極体がチャンバ天板３に平行に、放射状に形成された電極とすることが可能である。
【００３４】
マグネットユニット７２は、ファラデーシールド７１の上に配置されている。マグネットユニット７２は永久磁石であり、プラズマ形成空間Ｒに固定磁場を形成する。
【００３５】
ＲＦアンテナ７３は、マグネットユニット７２上に配置され、高周波電源１４に接続されている。ＲＦアンテナ７３はコイル状に巻回された導線からなり、高周波電源１４から供給される高周波電力により、プラズマ形成空間Ｒに誘導磁場を形成する。
【００３６】
プラズマ生成部７は以上のような構成を有するが、ここに示すものと異なる構成とすることも可能である。
【００３７】
電熱ヒーター８は、シャッター５ｂを含む防着板５の内部に埋め込まれており、防着板５を加熱する。電熱ヒーター８は、防着板５を所定温度、例えば４５０℃まで加熱することが可能なものとすることができる。電熱ヒーター８は例えばシースヒーターとすることが可能である。電熱ヒーター８は防着板５の内部に埋め込まれることにより、後述するエッチングガスが腐食性である場合であっても、その腐食を受けないものとすることが可能である。
【００３８】
赤外線ヒーター９は、チャンバＣの室外から、チャンバ天板３を介して防着天板６に赤外線を照射し、防着天板６を加熱する。図２に示すように、赤外線ヒーター９は赤外線管９１及び反射板９２を有する。
【００３９】
赤外線管９１は、チャンバ天板３の近傍に配置され、例えば、円環状の形状を有するものとすることができる。赤外線管９１は赤外線を放射することが可能なものであれば種類は問わない。
【００４０】
反射板９２は、赤外線管９１の背面、即ち、赤外線管９１のチャンバ天板３と反対側に設けられ、赤外線管９１から放射される赤外線をチャンバ天板３の方向に反射する。反射板９２は例えば、曲面状の金属板とすることができる。
【００４１】
赤外線ヒーター９は、防着天板６を所定温度、例えば４５０℃まで加熱することが可能なものとすることができる。赤外線ヒーター９は以上のような構成を有するが、ここに示すものと異なる構成とすることも可能である。
【００４２】
ガス導入系１０は、チャンバＣ内にエッチングガスを供給する。ガス導入系１０は例えば、ガスボンベと、当該ガスボンベに接続された配管と、配管上に接続されたマスフローコントローラー（流量制御器）とによって構成されるものとすることができる。ガス導入系１０が供給するガス種は、エッチング対象の材料によって適宜変更されるが、例えばハロゲン系（Ｃｌ２、ＨＢｒ、ＨＩ、ＣＦ４等）ガスとすることができる。
【００４３】
真空排気系１１は、チャンバＣ内を真空排気する。真空排気系１１は例えば真空ポンプと、当該真空ポンプに接続された配管とによって構成されるものとすることができる。
【００４４】
エッチング装置１は以上のように構成される。なお、エッチング装置１は独立した装置であってもよく、マルチチャンバー型装置（成膜、エッチングあるいはアッシング等の各プロセスチャンバが連結された装置）の一部であってもよい。
【００４５】
［エッチング対象物］
上記エッチング装置１を用いてエッチングを施すエッチング対象物について説明する。
【００４６】
エッチング対象物は特に限定されず、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によりエッチングが可能なものであればよい。例えば、エッチング装置１を用いて「磁気抵抗素子」を製造する場合、基板上に磁性材料、非磁性材料、磁性材料が順に積層された積層体がエッチング対象物となる。このような積層体はエッチング装置１によりパターニングされ、素子間分離等が施される。
【００４７】
磁性材料の例としてはＣｏｘＦｅ（１００−ｘ）、ＣｏｘＦｅ（１００−ｘ）Ｂ等のＣｏＦｅ系材料、非磁性材料の例としてはＭｇＯ等が挙げられる。特に、ＣｏＦｅ系材料等の磁性材料は蒸気圧が小さく、防着板等に再付着しやすい。このため、チャンバ天板に付着してプラズマの特性や分布に影響を与え、あるいは付着物が剥離してパーティクルとなり、素子の製造に影響を及ぼす。したがってこのような蒸気圧が小さい材料をエッチング対象とする場合には、エッチング生成物の防着板等への付着を防止する必要性が高い。
【００４８】
ここで、本実施形態では、エッチング装置１を用いたエッチング方法（後述）によって、エッチング生成物の防着板への付着による影響を抑制することが可能であり、エッチング生成物の蒸気圧が小さい場合には特に有効である。
【００４９】
［エッチング方法］
エッチング装置１を用いたエッチング方法について説明する。
防着板５のシャッター５ｂが開放された状態で、基板Ｗ（エッチング対象物）を開口５ａからプラズマ形成空間Ｒに搬入し、ステージ４に載置する。このとき、開口５ａ側のチャンバ本体２の内壁にはゲートバルブが設けられ、ロボット室が接続されており、ロボット室およびエッチング室の両方とも真空排気されていることが望ましい（図示せず）。シャッター５ｂを閉じ、真空排気系１１によりチャンバＣ内が所定の圧力まで真空排気する。真空排気はこの後も継続する。
【００５０】
このとき、ステージ４、防着板５及び防着天板６は所定温度まで加熱されている。ステージ４はチラー１２又はステージ４の内蔵ヒーターを用いて、１００〜４００℃程度となるまで加熱されているものとする。防着板５は電熱ヒーター８を用いて、室温〜２００℃の温度範囲でステージ温度より低い温度となるまで加熱する。防着天板６は赤外線ヒーター９を用いて、室温〜２００℃の温度範囲でステージ温度より低い温度となるまで加熱する。
【００５１】
ステージ４の静電チャック機能を用いて基板Ｗを吸着した上，基板Ｗの裏面に熱媒体（Ｈｅ等）を導入することにより、ステージ温度を基板Wに伝え、均熱を図る。その後、エッチングを開始する。ガス導入系１０からチャンバＣ内へ所定の流量でエッチングガスを導入する。例えば、ガス種：Ｃｌ２、流量：５０ｓｃｃｍ、圧力：０．５Ｐａとすることができる。
【００５２】
高周波電源１４によりＲＦアンテナ７３に高周波電力が印加されると、ＲＦアンテナ７３による誘導電場とマグネットユニット７２による固定磁場の作用により、プラズマ形成空間Ｒにおいてエッチングガスがプラズマ化される。同時に、バイアス電源１３によりステージ４にバイアス電力が印加され、プラズマ中のイオンが基板Ｗ（ステージ４）に対して加速される。例えば、アンテナ電力（ＲＦアンテナ７３に印加される電力）：８００Ｗ、バイアス電力（ステージ４に印加される電力）：１００Ｗとすることができる。また、ファラデーシールド７１にも高周波電力が印加されても良い。
【００５３】
基板Ｗに衝突するイオンによりエッチング対象物がエッチングされ、同時にエッチング生成物が生成する。多くのエッチング生成物は真空排気系１１から排気されるが、一部は防着板５及び防着天板６に接触する。ここで、防着板５及び防着天板６の温度は基板温度より低いのでエッチング生成物は基板Ｗよりも防着板５及び防着天板６に付着する。
【００５４】
エッチングが終了すると基板Ｗを交換し、新たな基板Ｗに対してエッチングを施す。所定枚数、例えば数枚〜数百枚の基板Ｗにエッチングを施す毎に、防着板５及び防着天板６のクリーニングを実施する。クリーニングは、基板Ｗの代わりに堆積物が付着しても良いダミー基板とすることが望ましい。クリーニングの開始前に防着板５及び防着天板６の加熱温度を上記エッチングの際の基板温度より０〜１５０℃程度高い温度としてプラズマを生成させ、クリーニングを施す。
【００５５】
また、プラズマによる防着板５及び防着天板６の加熱を促進するために、エッチング時よりもガス導入系１０からのエッチングガスの流量を増やして圧力を上昇させてもよい。例えば、ガス種：Ｃｌ２、流量：１００ｓｃｃｍ、圧力：３Ｐａとすることができる。また、ガス種はエッチング時と同一でなくてもよく、例えばＣｌ２、ＣＦ系、Ｃｌ２の順で導入することも可能である。さらに、アンテナ電力及びバイアス電力もエッチング時と異なってもよく、アンテナ電力：１５００Ｗ、バイアス電力：５０Ｗとすることができる。このとき、防着天板６に付着している材料の揮発性が低い場合にはファラデーシールド７１に電力が投入されている事が望ましい。
【００５６】
このクリーニングにより、エッチング時に防着板５及び防着天板６に付着したエッチング生成物を除去することが可能である。クリーニングが終了した後は、再びエッチングを実施することができ、以降、所定回数のエッチング毎にクリーニングが実施される。
【００５７】
本実施形態に係るエッチングは以上のようにしてなされる。防着板５及び防着天板６を加熱することにより、防着板５及び防着天板６に接触するエッチング生成物の揮発性が大きくなり、エッチング生成物の防着板５及び防着天板６への付着を抑制することが可能である。さらに、エッチング時に防着板５及び防着天板６を基板Ｗより低い温度に加熱することにより、基板Ｗへの再付着を防止し、排気しきれないエッチング生成物は防着板５および防着天板６に付着する。
【００５８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、エッチング時の防着板等の加熱条件が第１の実施形態とは異なる。エッチング装置の構成やエッチング対象物は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、第２の実施形態はエッチング生成物の揮発性が、第1の実施形態に比べて高い時に実施される。つまり基板Wおよびステージ4と比較して、防着板５及び防着天板６の温度を高く設定しても、反応生成物は再付着せず、ほぼすべてが排気される場合に適用される。
【００５９】
［エッチング方法］
エッチング装置１を用いたエッチング方法について説明する。
防着板５のシャッター５ｂが開放された状態で、基板Ｗ（エッチング対象物）を開口５ａからプラズマ形成空間Ｒに搬入し、ステージ４に載置する。このとき、開口５ａ側のチャンバ本体２の内壁にはゲートバルブが設けられ、ロボット室が接続されており、ロボット室およびエッチング室の両方とも真空排気されていることが望ましい（図示せず）。シャッター５ｂを閉じ、真空排気系１１によりチャンバＣ内が所定の圧力まで真空排気する。真空排気はこの後も継続する。
【００６０】
このとき、ステージ４、防着板５及び防着天板６は所定温度まで加熱されている。ステージ４はチラー１２又はステージ４の内蔵ヒーターを用いて、例えば基板Ｗの温度（以下、基板温度）が１００〜４００℃程度となるまで加熱されている。防着板５は電熱ヒーター８を用いて、２００〜４５０℃の温度範囲で基板温度より０〜２００℃程度高い温度となるまで加熱する。防着天板６は赤外線ヒーター９を用いて、２００〜４５０℃の温度範囲で基板温度より０〜２００℃程度高い温度となるまで加熱されている。
【００６１】
ステージ４の静電チャック機能を用いて基板Ｗを吸着した上、基板Ｗの裏面に熱媒体（Ｈｅ等）を導入することにより、ステージ温度を基板Wに伝え、均熱を図る。その後、エッチングを開始する。ガス導入系１０からチャンバＣ内へ所定の流量でエッチングガスを導入する。例えば、ガス種：Ｃｌ２、流量：５０ｓｃｃｍ、圧力：０．５Ｐａとすることができる。
【００６２】
高周波電源１４によりＲＦアンテナ７３に高周波電力が印加されると、ＲＦアンテナ７３による誘導電場とマグネットユニット７２による固定磁場の作用により、プラズマ形成空間Ｒにおいてエッチングガスがプラズマ化される。同時に、バイアス電源１３によりステージ４にバイアス電力が印加され、プラズマ中のイオンが基板Ｗ（ステージ４）に対して加速される。例えば、アンテナ電力（ＲＦアンテナ７３に印加される電力）：８００Ｗ、バイアス電力（ステージ４に印加される電力）：１００Ｗとすることができる。また、ファラデーシールド７１にも高周波電力が印加されても良い。
【００６３】
基板Ｗに衝突するイオンによりエッチング対象材料がエッチングされ、同時にエッチング生成物が生成する。多くのエッチング生成物は真空排気系１１から排気されるが、一部は防着板５及び防着天板６に接触する。ここで、防着板５及び防着天板６の温度は基板温度より高く、上述の通りエッチング生成物の揮発性が高いので、エッチング生成物が防着板５及び防着天板６に接触しても付着せず、チャンバＣから排気される。
【００６４】
エッチングが終了すると基板Ｗを交換し、新たな基板Ｗに対してエッチングを施す。所定枚数、例えば数枚〜数百枚の基板Ｗにエッチングを施す毎に、防着板５及び防着天板６のクリーニングを実施する。ここで、第２の実施形態では防着板５及び防着天板６へのエッチング生成物の付着が抑制されているため、第１の実施形態よりもクリーニングの頻度は少なくてよい。クリーニングは、基板Ｗの代わりに堆積物が付着しても良いダミー基板とすることが望ましい。クリーニングの開始前に防着板５（シャッター５ｂを含む、以下同じ）及び防着天板６の加熱温度を上記エッチングの際の基板温度より０〜１５０℃程度高い温度とする。なお、本実施形態では、エッチングの際に同様の温度となっているのでそのままでもよい。この状態でプラズマを生成させ、クリーニングを施す。
【００６５】
また、プラズマによる防着板５及び防着天板６の加熱を促進するために、エッチング時よりもガス導入系１０からのエッチングガスの流量を増やして圧力を上昇させてもよい。例えば、ガス種：Ｃｌ２、流量：１００ｓｃｃｍ、圧力：３Ｐａとすることができる。また、ガス種はエッチング時と同一でなくてもよく、例えばＣｌ２、ＣＦ系、Ｃｌ２の順で導入することも可能である。さらに、アンテナ電力及びバイアス電力もエッチング時と異なってもよく、アンテナ電力：１５００Ｗ、バイアス電力：５０Ｗとすることができる。
【００６６】
このクリーニングにより、エッチング時に防着板５及び防着天板６に付着したエッチング生成物を除去することが可能である。クリーニングが終了した後は、再びエッチングを実施することができ、以降、所定回数のエッチング毎にクリーニングが実施される。
【００６７】
本実施形態に係るエッチングは以上のようにしてなされる。防着板５及び防着天板６を加熱することにより、防着板５及び防着天板６に接触するエッチング生成物の揮発性が大きくなり、エッチング生成物の防着板５及び防着天板６への付着を抑制することが可能である。さらに、エッチング時に防着板５及び防着天板６を基板Ｗより高い温度に加熱することにより、エッチング生成物が防着板５及び防着天板６に付着する確率を低下させ、クリーニング頻度を低減させることが可能である。
【００６８】
本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
【実施例】
【００６９】
「測定１．基板温度とエッチング速度との関係」
基板（エッチング対象物）温度とエッチング速度の関係を測定した。図３は、基板温度とエッチング速度の関係を示すグラフである。エッチング対象材料はＣｏ９０Ｆｅ１０とＣｏ３０Ｆｅ７０であり、それぞれを８インチ基板に１００ｎｍ成膜したものをエッチング対象物とした。エッチングガスはＣｌ２とした。防着板の温度は２００℃とし、防着天板の温度は室温とした。他のエッチング条件は、Ｃｌ２流量：５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：０．５Ｐａ、アンテナ電力：８００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：６０秒である。図３に示すように、基板温度が上昇するにつれて、エッチング速度が上昇することがわかる。
【００７０】
「測定２．エッチング処理枚数とパーティクル数の関係（基板温度：２００℃、防着板：２００℃、防着天板：室温、クリーニングなし）」
クリーニングを施さない場合の、基板のエッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定した。図４は、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を示すグラフである。エッチング対象材料はＣｏ９０Ｆｅ１０であり、８インチ基板に１００ｎｍ成膜したものをエッチング対象物とした。エッチングガスはＣｌ２とした。防着板の温度は２００℃とし、防着天板の温度は室温とした。他のエッチング条件は、Ｃｌ２流量：５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：０．５Ｐａ、アンテナ電力：８００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：６０秒である。図４に示すように、エッチング処理枚数が４０枚を超えると、パーティクル数が顕著に増加することがわかる。
【００７１】
「測定３．エッチング処理枚数とパーティクル数の関係（基板温度：２００℃、防着板：２００℃、防着天板：室温、クリーニングあり）」
クリーニングを施す場合の、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定した。図５は、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を示すグラフである。エッチング対象材料はＣｏ９０Ｆｅ１０であり、８インチ基板に１００ｎｍ成膜したものをエッチング対象物とした。エッチングガスはＣｌ２とした。防着板の温度は２００℃とし、防着天板の温度は室温とした。他のエッチング条件は、Ｃｌ２流量：５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：０．５Ｐａ、アンテナ電力：８００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：６０秒である。エッチング処理枚数４０枚毎にチャンバにクリーニングを施した。クリーニング条件は、Ｃｌ２流量：１００ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：３Ｐａ、アンテナ電力：１５００Ｗ、バイアス電力：５０Ｗ、クリーニング時間：３００秒とした。クリーニングの間、ファラデーシールドにも電力を入力した。図５に示すように、エッチング処理枚数に係わらず、パーティクル数は一定値（２０個程度）以下に抑えられた。
【００７２】
「測定４．エッチング処理枚数とパーティクル数の関係（基板温度：２００℃、防着板：３５０℃、防着天板：３５０℃、クリーニングなし）」
クリーニングを施さない場合の、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定した。図６は、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を示すグラフである。エッチング対象材料はＣｏ３０Ｆｅ７０であり、８インチ基板に１００ｎｍ成膜したものをエッチング対象物とした。エッチングガスはＣｌ２とした。防着板及び防着天板の温度は３５０℃とした。他のエッチング条件は、Ｃｌ２流量：５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：０．５Ｐａ、アンテナ電力：８００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：６０秒である。図６に示すように、エッチング処理枚数が９０枚を超えると、パーティクル数が顕著に増加することがわかる。
【００７３】
「測定５．エッチング処理枚数とパーティクル数の関係（基板温度：２００℃、防着板：３５０℃、防着天板：３５０℃、クリーニングあり）」
クリーニングを施す場合の、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を測定した。図７は、エッチング処理枚数とパーティクル数の関係を示すグラフである。エッチング対象材料はＣｏ３０Ｆｅ７０であり、８インチ基板に１００ｎｍ成膜したものをエッチング対象物とした。エッチングガスはＣｌ２とした。防着板及び防着天板の温度は３５０℃とした。他のエッチング条件は、Ｃｌ２流量：５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：０．５Ｐａ、アンテナ電力：８００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：６０秒である。エッチング処理枚数９０枚毎にチャンバにクリーニングを施した。クリーニング条件は、Ｃｌ２流量：１００ｓｃｃｍ、Ｃｌ２圧力：３Ｐａ、アンテナ電力：１５００Ｗ、バイアス電力：５０Ｗ、クリーニング時間：３００秒とした。クリーニングの間、ファラデーシールドにも電力を入力した。図７に示すように、エッチング処理枚数に係わらず、パーティクル数は一定値（２０個程度）以下に抑えられた。
【００７４】
「まとめ」
測定１から、Ｃｏ９０Ｆｅ１０よりもＣｏ３０Ｆｅ７０の方が揮発性が高いことがわかる。Ｃｏ３０Ｆｅ７０は１５０℃程度から化学反応の占める割合が高くなり，２００℃では化学反応に支配されたエッチングが進んでいる事がわかる。Ｃｏ９０Ｆｅ１０は２００℃程度でのエッチング速度が室温のエッチング速度の倍程度と高くなるがこの時点でもイオン性の（スパッタ的で等方性の高い）エッチングの要素が含まれている事がわかる。これは反応生成物の融点と沸点の関係からも明らかで、ＦｅＣｌ２又はＦｅＣｌ３の融点及び沸点の方がＣｏのそれよりも低いことがわかる（下記表１参照）。このためＣｏ９０Ｆｅ１０はクリーニング頻度が高くなったとしても第1の実施形態が好適であり、Ｃｏ３０Ｆｅ７０は第2の実施形態が好適であることがわかった。
【００７５】
【表１】
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【符号の説明】
【００７６】
１…エッチング装置
２…チャンバ本体
３…チャンバ天板
４…ステージ
５…防着板
６…防着天板
７…プラズマ生成部
８…電熱ヒーター
９…赤外線ヒーター
【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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