(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置の反応室内で用いられ、平均結晶粒径が２１．７〜４０μｍ、表面粗さがＲａで１．３０〜２．２０μｍ、かさ密度が３．９２〜３．９９ｇ／ｃｍ3の緻密質アルミナ焼結体であることを特徴とする耐プラズマ部材。
【請求項２】
緻密質アルミナ焼結体の純度が９９．８％以上、Ｓｉが２００ｐｐｍ以下、アルカリ金属が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の耐プラズマ部材。
【請求項３】
上部電極および下部電極の少なくとも一方と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材、被処理体の処理面の周縁部を押圧してこれを下部電極に保持するクランプリング、上部電極又は下部電極の近傍に設けられて反応性イオンを前記被処理体の処理面に効果的に入射させるためのフォーカスリング、および前記反応室の内壁を覆うように設けられる被覆部材を備えるプラズマ処理装置において、前記電極絶縁部材、前記クランプリング、前記フォーカスリング、および前記被覆部材の少なくとも１つを、請求項１または請求項２記載の耐プラズマ部材にて構成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
上部電極および下部電極の少なくとも一方と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材、導電部材に高電圧を印加することによって被処理体を静電的に吸着保持する静電チャック、上部電極又は下部電極の近傍に設けられて反応性イオンを前記被処理体の処理面に効果的に入射させるためのフォーカスリング、および前記反応室の内壁を覆うように設けられる被覆部材を備えるプラズマ処理装置において、前記電極絶縁部材、前記静電チャック、前記フォーカスリング、および前記被覆部材の少なくとも１つを、請求項１または請求項２記載の耐プラズマ部材にて構成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
上部電極および下部電極の少なくとも一方と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材、導電部材に高電圧を印加することによって被処理体を静電的に吸着保持する静電チャック、上部電極又は下部電極の近傍に設けられて反応性イオンを前記被処理体の処理面に効果的に入射させるためのフォーカスリング、前記反応室の内壁を覆うように設けられる被覆部材、および前記被処理体の処理面の周縁部を非接触で覆う覆い体を備えるプラズマ処理装置において、前記電極絶縁部材、前記静電チャック、前記フォーカスリング、前記被覆部材、および前記覆い体の少なくとも１つを、請求項１または請求項２の耐プラズマ部材にて構成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐プラズマ部材およびそれを用いたプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被処理体に形成したシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）やリンシリカガラス（ＰＳＧ）をエッチングするための平行平板型エッチング装置では、ＣＦ4 、Ｃ2 Ｆ6 、ＣＨＦ3 などフッ素化合物系のエッチングガスがプラズマで励起されて使用されている。これらのガスから発生する含フッ素活性化学種は石英ガラスや炭化珪素といったＳｉ系化合物を腐食する。従って、ここに用いるエッチング装置の構成部品にはアルマイトアルミニウムやアルミナセラミックスが用いられてきた。そして更に、微細な加工を行う工程や絶縁性が要求されるような場合は、より信頼性の高いアルミナセラミックスが多く使用されてきた。
【０００３】
こうしたエッチング装置で用いられるフッ素プラズマに対する耐食性に優れたアルミナセラミックスに関しては、特開平８−８１２５８号や特開平８−２３１２６６号などが提案されている。また、半導体集積回路の微細化が進展するに伴ってより微細な加工を歩留まりよく行う必要があり、そのため平行平板型エッチング装置に代わり種々の低圧高密度プラズマが提案されている。その中でマイクロ波をプラズマ励起源に用いる装置において、マイクロ波透過材として使用されるアルミナに関しては、特開平５−２１７９４６号、特開平６−３４５５２７号が提案されている。これらの半導体プロセス装置用アルミナセラミックス部品に関する提案は、フッ素プラズマに対する耐食性を発現させるために、アルミナの純度と結晶粒径を主として規定しているものである。
【０００４】
しかしながら、最近では半導体集積回路の微細化にともない、エッチングプロセスにおいては高アスペクト比の異方性エッチングがしばしば要求されている。これに応えるために、アンダーカットを最小に抑え、小さな開口の深い穴を加工するための側壁保護膜を形成する方法が採られるようになってきている。
【０００５】
この状態を原理的に拡大して図２に示した。図２に示したように、エッチングした深い溝の側壁に保護膜を形成するにはＣＣｌＦ3 などの塩素を含むガスやＣ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 といった炭素−フッ素系（Ｃ−Ｆ系）ガスを用いて側壁にポリマー膜を堆積させる。ここでいうポリマーとは、フルオロカーボン重合物、アルミナ微粒子及び／又はアルミナフッ化生成物を含有するフルオロカーボン重合物をいう。
【０００６】
即ち、上記のようなガスを用いてエッチング処理を行うと、反応室の電極表面や反応室内壁，クランプリング，電極絶縁部材等にも反応ガスの分解重合物（ポリマー）が堆積して膜を形成する。この膜は次第に厚くなると剥がれ落ちて半導体ウェーハ表面に再付着して歩留まりを低下させる。このために、エッチング操作では一定時間毎に装置（反応室）を開放してポリマーを除去するクリーニングをしなければならず、このクリーニングサイクルが短いことが生産性を低下させる原因となっていた。
【０００７】
アルミナ部品を用いることによる反応室内のポリマー生成対策に関連して特開昭６１−２８９６３４号が提案されている。これによると、アルマイトアルミニウムに比べアルミナ材にはポリマーが生成しないことを見出したと記載され、これを使用するとエッチングガスとして、Ｃ2 Ｆ6 、ＣＨＦ3 の他に、Ｃ3 Ｆ8 とＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 とＣ2 Ｈ4 Ｆ2 などの混合ガスを用いてもポリマー生成を抑制する効果があるとしている。
【０００８】
しかしながら、本発明者らが平行平板型エッチング装置で種々の実験をしたところ、アルミナセラミックス部品上にもかなりの量のポリマーが生成することが確認されたものである。従って、特開昭６１−２８９６３４号はごく限定された条件で実施された結果であると推定されたものである。
【０００９】
また、特開平１０−３２２３７号には、平均結晶径が２０μｍ以上の多孔質アルミナ焼結体からなるクランプリングが提案されている。このクランプリングは、堆積したポリマーの剥離抑制に対して従来に比べて大きな効果の得られるものであったが、多孔質であるためにエッチングに際してのイオン衝撃やその他の機械的な衝撃によってアルミナ粒子が脱落したり、強度が不十分で破損するなどの問題が生じた。
【００１０】
特に、強度の問題はクランプリングでは被処理体固定のため下部電極に押圧する際に、また電極絶縁部材ではネジなどで取付ける際に問題となっていた。また、電極に近いクランプリングや電極絶縁部材，フォーカスリング，覆い体等にはポリマーが多く堆積し、ポリマーの剥離の問題がより深刻であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、アルミナ粒子の脱落がなくしかも機械的強度にも優れ、さらに堆積したポリマーの剥離を抑制し、その結果として堆積したポリマーの除去を行う装置のクリーニングサイクルを長くすることが可能な耐プラズマ部材およびそれを用いたプラズマ処理装置を得ようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、プラズマ処理装置の反応室内で用いられ、平均結晶粒径が２１．７〜４０μｍ、表面粗さがＲａで１．３０〜２．２０μｍ、かさ密度が３．９２〜３．９９ｇ／ｃｍ3 の緻密質アルミナ焼結体であることを特徴とする耐プラズマ部材（請求項１）、緻密質アルミナ焼結体の純度が９９．８％以上、Ｓｉが２００ｐｐｍ以下、アルカリ金属が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の耐プラズマ部材（請求項２）、上部電極および下部電極の少なくとも一方と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材、被処理体の処理面の周縁部を押圧してこれを下部電極に保持するクランプリング、上部電極又は下部電極の近傍に設けられて反応性イオンを前記被処理体の処理面に効果的に入射させるためのフォーカスリング、および前記反応室の内壁を覆うように設けられる被覆部材を備えるプラズマ処理装置において、前記電極絶縁部材、前記クランプリング、前記フォーカスリング、および前記被覆部材の少なくとも１つを、請求項１または請求項２記載の耐プラズマ部材にて構成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置（請求項３）、上部電極および下部電極の少なくとも一方と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材、導電部材に高電圧を印加することによって被処理体を静電的に吸着保持する静電チャック、上部電極又は下部電極の近傍に設けられて反応性イオンを前記被処理体の処理面に効果的に入射させるためのフォーカスリング、および前記反応室の内壁を覆うように設けられる被覆部材を備えるプラズマ処理装置において、前記電極絶縁部材、前記静電チャック、前記フォーカスリング、および前記被覆部材の少なくとも１つを、請求項１または請求項２記載の耐プラズマ部材にて構成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置（請求項４）及び上部電極および下部電極の少なくとも一方と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材、導電部材に高電圧を印加することによって被処理体を静電的に吸着保持する静電チャック、上部電極又は下部電極の近傍に設けられて反応性イオンを前記被処理体の処理面に効果的に入射させるためのフォーカスリング、前記反応室の内壁を覆うように設けられる被覆部材、および前記被処理体の処理面の周縁部を非接触で覆う覆い体を備えるプラズマ処理装置において、前記電極絶縁部材、前記静電チャック、前記フォーカスリング、前記被覆部材、および前記覆い体の少なくとも１つを、請求項１または請求項２の耐プラズマ部材にて構成するようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置（請求項５）である。
【００１３】
（発明の実施の態様）
この発明は、プラズマ処理装置の電極絶縁部材、フォーカスリング、クランプリングないし静電チャック、反応室内壁を覆う被覆部材，覆い体など反応室内で用いる緻密質アルミナ焼結体からなる耐プラズマ部材で、その平均結晶粒径、表面粗さなどを特定したものである。
【００１４】
即ち、この発明の耐プラズマ部材（アルミナ焼結体）は、その平均結晶粒径を１８〜４５μｍとすることが必要である。アルミナ焼結体の平均結晶粒径が１８μｍ未満であると、部材に堆積したポリマーの付着膜が剥がれ易くなるが、これが１８μｍ以上であるとこの堆積物が剥がれ難くなくなる。
【００１５】
アルミナ焼結体を研削すると、アルミナ粒子の粒界破壊と粒内破壊が生じる。その部分にポリマーが堆積する時、アルミナ焼結体表面に現れた粒界破壊と粒内破壊の両方によく沿って堆積する。粒界破壊面は滑らかなためこの部分の膜の付着力は小さい。粒内破壊面はささくれ立っており、この部分を見ると膜の付着力は大きい。
【００１６】
アルミナ焼結体の平均結晶粒径が１８μｍ未満であると、研削面に占める粒界破壊面の割合が大きく、したがって粒子の破壊面とポリマーの密着性が劣り容易に剥離し、アルミナ焼結体の平均結晶粒径が１８μ以上であると、粒内破壊面の割合が大きく、粒子の破壊面部分にポリマーが強固に密着し、剥離し難くなるためだと考えられる。
【００１７】
さらに、前述した付着力は膜を垂直に引っ張り剥がすために要する力であるが、熱衝撃等による熱応力は膜とアルミナ焼結体の界面で最も大きく、その界面と水平な方向に発生する。平均結晶粒径が１８μｍ以上と大きい場合には、粒界破壊によって形成される窪みが大きく、その大きな窪みに埋め込まれたポリマー膜が「アンカー（錨）」の働きをし、熱応力に対する大きな抵抗を示し、ポリマー膜が剥がれ難くなる要因の一つとなっていると考えられる。
【００１８】
また、部材の平均結晶径が４５μｍを超えて大きい場合は部材の強度が低下する。さらに、粒径が４５μｍを超えたもので緻密なアルミナ焼結体を安定して製造することは困難である。こうしたことで、この発明ではここに用いるアルミナ焼結体の平均結晶径を１８〜４５μｍとするものである。
【００１９】
また、アルミナ焼結体の表面粗さはＲａで０．８〜３．０μｍとする。表面粗さがＲａで０．８μｍより小さい場合は熱サイクルに伴って発生する熱応力を緩和することができず付着膜は容易に剥離する。
【００２０】
即ち、プラズマエッチング装置は、放電と被処理体としての半導体ウェーハの交換を繰り返して運転される。また、ウェーハのレジスト膜や側壁保護膜を守るために半導体ウェーハは常に冷却されている。従って、装置内の半導体ウェーハ周辺の部材は、放電とそれに伴うイオン衝撃による加熱、放電停止、ウェーハの移動及び載置による温度降下といった熱サイクルを繰返し受けるものである。こうした熱サイクルによる応力を緩和し、ポリマー付着膜の剥離を防ぐにはアルミナ焼結体の表面粗さの下限をＲａで０．８μｍとすることが必要である。
【００２１】
エッチング中において、クランプリングなどの部材に堆積するポリマーのような膜の付着は、主としてファンデルワールス力に起因する分散力によるものであって、付着膜と部材との間には化学結合はない。このためにポリマーの付着は表面の清浄度やその物理的性状に大きく依存するものと考えられる。
【００２２】
こうしたことで発明者らは種々の実験を重ねた結果、部材の平滑度とポリマー付着膜の剥離の関係を見出し、表面粗さをＲａで０．８〜３μｍに仕上げたもので、アルミナ焼結体の平均結晶径が１８μｍ以上であればポリマー付着膜が最も剥がれ難くなることを見出したものである。
【００２３】
アルミナ焼結体の表面粗さの上限はＲａで３．０μｍとする。Ｒａで３．０μｍを超えると部材が機械的衝撃を受けた場合など、表面の凹凸面からアルミナ粒子が脱落するおそれがあるとともに、アルミナ焼結体そのものの機械的強度も低下する。アルミナ焼結体の表面粗さを上記範囲の値とするには通常のダイヤモンド研削加工で仕上げることが出来る。
【００２４】
また、アルミナ焼結体は、緻密質でないと強度が低下しエッチングの際のイオン衝撃によりアルミナ粒子の脱落が生じたりするので、アルミナ焼結体のかさ密度は３．９０ｇ／ｃｍ3 以上であることが必要である。
【００２５】
また、アルミナ焼結体は純度が９９．８％以上の高純度のものを用いる。さらに、Ｓｉが２００ｐｐｍ以下、アルカリ金属が１００ｐｐｍ以下であることが必要である。Ｓｉが２００ｐｐｍを超え、またアルカリ金属が１００ｐｐｍを超えて大きい場合は、フッ素系化学種に対する耐食性が悪くなる。
【００２６】
以上は、図１に示すプラズマ処理装置の反応室で用いるクランプリング１、フォーカスリング１７、電極と反応室とを絶縁するための電極絶縁部材１０ｂ、反応室内壁を覆う被覆部材６などポリマーが堆積する恐れのある部材についていえるものである。
【００２７】
以下に、この発明の実施例をあげてさらに説明する。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
アルミナ焼結体を次のようにして作製した。純度９９．９％のアルミナ原料粉に焼結助剤としてＭｇＯ、ＳｉＯ2 、Ｎａ2 Ｏを添加し、有機バインダーとイオン交換水を加えてよく混合しスラリーを得た。このスラリーをスプレードライヤーで乾燥，造粒してこれを金型プレスで所定の形状に成形した。次いで、これをコールドアイソスタティックプレス（ＣＩＰ）で１．０ｔ／ｃｍ2 の圧力で成形した。これを１０００℃で仮焼し、水素雰囲気中で１８００℃で３〜６時間保持して焼成した。
【００２９】
このようにして得られたアルミナ焼結体は、Ｓｉが２２ｐｐｍ、Ｎａが４ｐｐｍ、Ｍｇが５００ｐｐｍ含まれていた。かさ密度は３．９９ｇ／ｃｍ3 であった。これから切出した試験片を鏡面に研磨したのちサーマルエッチングを行い光学顕微鏡で組織を観察し、プラニメトリック法で平均結晶粒径を求めたところ２４μｍであった。
【００３０】
次に、これを径２５０ｍｍ、厚さ１２ｍｍで中央に径２００ｍｍのシリコンウェーハを抑える爪付き穴が開いたリング状の形状に研削加工して、半導体エッチング装置用耐プラズマ部材であるクランプリングを得た。最終の仕上段階の研削加工は、粒径  ２００のダイヤモンド砥石を用いて行って、その表面粗さをＲａ＝１．３μｍとした。また、３点曲げ強さは３００ＭＰａであり強度は十分であった。
【００３１】
このクランプリングの効果を調べるために用いた半導体エッチング装置の概要は図１に示す通りである。
【００３２】
図１に示す装置は、半導体ウェーハ２にエッチング処理を施す反応室１０を備え、この反応室１０内には半導体ウェーハ２の載置台を兼ねた下部電極５と上部電極４とが配置されている。６は反応室１０の内壁を覆う被覆部材である。下部電極５と反応室１０の底面とは絶縁部材１０ａによって絶縁されており、上部電極４と反応室１０の上壁とは絶縁部材１０ｂによって絶縁されている。
【００３３】
下部電極５の周囲には、環状のフォーカスリング１７およびこの発明のクランプリング１が設けられている。フォーカスリング１７は、反応性イオンを引き寄せない絶縁性材質からなり、反応性イオンを内周側の被処理体である半導体ウェーハ２に効果的に入射せしめる働きをなすものである。また、クランプリング１は、半導体ウェーハ２の周縁部を押圧してウェーハ２を下部電極５に保持するためのものであって、ロッド１２ａを介して反応室１０の上方に設けられた一対のシリンダ機構１２ｂに連結されている。そして、シリンダ機構１２ｂによってロッド１２ａを介してクランプリング１が押圧されることにより、半導体ウェーハ２が下部電極５へクランプされる。
【００３４】
上部電極４は下部電極５に対向するようにその上方に設けられており、その中には中空部１１を有するようにして円盤状をなしている。この上部電極４の上面にはエッチングガスを供給するガス供給管１３が連結され、またその下面には多数の細孔９が形成されている。エッチングガス供給源１４からガス供給管１３を介して上部電極４内に供給されたエッチングガスが、細孔９を通って反応室１０内へ供給される。
【００３５】
上記の上部電極４と下部電極５には、それぞれ高周波電源３Ａ及び３Ｂが接続されており、これら高周波電源から各電極に高周波電圧が印加される。また、上記反応室の側部の下端近傍には真空排気管１５が連結され、この真空排気管１５を介して排気装置１６によって反応室１０内が所定の真空度にされる。
【００３６】
上記装置でもって、半導体ウェーハ２は下部電極５に本発明になるクランプリング１によって固定され、上部電極４と下部電極５との間で高周波電源３Ａ、３Ｂから供給される高周波電力によって放電が生じ反応ガスがプラズマ化する。一定時間の反応プロセスを終えると、ウェーハ２はウェーハ出し入れ口７から反応室１０の外に取出され、新たなウェーハがそこに移動されて載置され、同じような反応プロセスが開始される。なお、こうした操作を繰り返していくとクランプリング１にポリマー付着膜が形成されるが、この図ではこれを符号８で示した。
【００３７】
これを次の条件で繰返し行い、径２００ｍｍ（８インチ）の半導体ウェーハ上に付着した０．２μｍ以上のパーティクルの個数を調べた。
【００３８】
0004213790.tif 000002
この結果を図３に、放電時間とウェーハ上に付着したパーティクル個数の関係で示した。なお、ここで放電時間とは高周波電力供給の積算時間のことである。パーティクルの管理値は３０個とした。実際の生産時の装置稼動では、パーティクル数が３０個を超える前に反応室を開きクリーニングを行う必要がある。また、この結果は表１の実施例１にも示した。
【００３９】
【表１】
0004213790.tif 000003
図３に示すように、本発明によるクランプリングを用いた場合は、パーティクルが管理値を超えるまでの時間は８０時間である。このように、本発明によれば、付着するポリマーの被膜が剥がれ難くなって、装置のクリーニング頻度を少なくして生産性を大きく上げることが出来るようになった。
【００４０】
（比較例１）
実施例１と同様の方法で得た仮焼体について、焼結条件を実施例と異なって水素雰囲気中１７００℃、保持時間１．５時間で焼成し、平均結晶粒径が１３μｍのアルミナ焼結体を得た。これを用いて実施例１と同様にして同様のサイズのクランプリングを得た。これを用いて実施例１と同様にしてパーティクルが管理値を超えるまでの放電時間を求めた。その結果及びアルミナ純度、Ｍｇ含有率、Ｓｉ含有率、Ｎａ含有率、表面粗さ、かさ密度、曲げ強さを表１の比較例１に示した。
【００４１】
比較例１はＳｉ含有率、Ｎａ含有率、かさ密度などの条件はいずれも満足するが、アルミナの平均結晶径が小さいので、短い放電時間でポリマー付着膜が剥がれパーティクルが発生する結果となっている。
【００４２】
（実施例２）
この実施例では実施例１の場合よりも平均結晶径が大きなアルミナ焼結体を作製した。即ち、原料は実施例１と同じものを用いたが、この場合はさらに焼結助材の添加量を調節して実施例１に比較してＭｇＯ量を２割減らしＳｉＯ2 量及びＮａ2 Ｏ量を２倍とした。また、焼結は水素雰囲気中１８００℃、保持時間６〜２０時間で焼成し、平均結晶粒径が４０μｍのアルミナ焼結体を得た。得られたアルミナ焼結体を用いて、実施例１と同様にしてクランプリングを得た。これを用いて実施例１と同様にしてパーティクルが管理値を超えるまでの放電時間を求めた。その結果及びアルミナ純度、Ｍｇ含有率、Ｓｉ含有率、Ｎａ含有率、表面粗さ、かさ密度、曲げ強さを表１の実施例２に示した。
【００４３】
表１から分かるように、本発明による実施例２のものはパーティクル発生までの放電時間が７０時間と長くて付着するポリマー被膜が剥がれ難く、装置のクリーニング頻度を少なくして生産性を高めることが出来る。
【００４４】
（比較例２）
市販のアルミナセラミックス材料のアルミナ純度、Ｓｉ含有率、Ｎａ含有率、表面粗さ、かさ密度、平均結晶粒径などを表１に示した。また、その組織の光学顕微鏡写真を観察し、平均結晶径を求めたところ１２μｍと小さかった。これを用いて実施例１と同様にしてクランプリングを得た。これを用いて実施例１と同様にしてパーティクルが管理値を超えるまでの放電時間を求めた。その結果を表１の比較例２に示した。
【００４５】
急冷熱衝撃試験（実施例３〜６、比較例３、４）
表面粗さ、平均結晶粒径を変化させた１０×１０×１（mm）のアルミナ焼結体の試験片を用意した。これらの試験片は全て、かさ密度が３．９２〜３．９９ｇ／cm3 、アルミナ純度が９９．９％、Ｍｇ含有率が３５０〜５２０ｐｐｍ、Ｓｉ含有率が２２〜３２ｐｐｍ、Ｎａ含有率が４〜５８ｐｐｍである。
【００４６】
これらの試験片を実施例１で用いたエッチング装置のクランプリング上に両面テープで固定し、実施例１と同様の条件で１５時間反応させポリマー膜を付着させた。
【００４７】
次に、これらの試験片をホットプレート上に載置して１００℃に予熱し、直ちにドライアイス−メタノール寒剤（マイナス７２℃）に投入して熱衝撃を与え、ポリマー膜の剥離状態を実体顕微鏡により観察した。続いて、再びホットプレートで１００℃に予熱し、直ちに液体窒素（マイナス１９７℃）に投入して熱衝撃を与え、ポリマー膜の剥離状態を実体顕微鏡により観察した。その結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
0004213790.tif 000004
表２に示すように、平均結晶粒径、表面粗さ共に本発明の範囲内である場合には、熱衝撃を加えても熱応力が緩和され、ポリマー膜が剥離しなかった。しかし、平均結晶粒径が１８μｍ以上であっても表面粗さがＲａで０．８μｍ未満では熱応力を緩和できずに容易に膜が剥離することが分かった。
【００４９】
また、図１実施例では、クランプリング１を本発明の耐プラズマ部材で形成した例を示したが、反応ガス雰囲気中（反応室内）であり、セラミックス材料にて構成可能な部品（部材）、たとえば、反応室内壁被覆部材６、電極絶縁部材１０ａないし１０ｂ、およびフォーカスリング１７を本発明の耐プラズマ部材にて形成するようにすれば、より効果的にポリマーの剥離を防止して、クリーニングサイクルを長くすることが可能である。
【００５０】
さらに、図４は他の実施例であり、図１実施例とは以下の点で相違する。したがって、図１実施例と同一または類似する部分には、同一または類似する参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
すなわち、図４実施例は、前述のクランプリング１に代えて、静電チャック１８を用いた構成であり、下部電極５の中央上面に半導体ウェーハ２を保持するチャック部としての静電チャック１８が、半導体ウェーハと略同径大に設けられている。この静電チャック１８は、銅箔等の導電膜１９を本発明のアルミナ焼結体にて絶縁状態で挟み込むことにより構成される。そして、この導電膜１９に電圧供給リード２０を介して直流電圧を印加することによって、静電チャック１８の上面に半導体ウェーハ２をクーロン力により吸引保持することができる。
【００５２】
そして、図１実施例と同様、静電チャック１８に限定されることなく、たとえば、反応室内壁被覆部材６、電極絶縁部材１０ａないし１０ｂ、およびフォーカスリング１７の少なくとも１つを本発明の耐プラズマ部材にて形成して、反応室内の構成部材上に堆積したポリマーが剥離するのを防止することができる。
【００５３】
なお、図１実施例および図４実施例では、上部電極４および下部電極５の各々に高周波電圧を印加する装置を示したが、上部電極４および下部電極５のいずれか一方の電極に高周波電圧を印加する装置にも適用できることはいうまでもない。
【００５４】
図５はこの発明の他の実施例を示したもので、これは図４に示すものに半導体ウェーハの周縁部を非接触で覆う覆い体３０を加えた点が異なるだけである。この覆い体３０は、図１に示すと同じように複数のロッド１２ａを介して反応室１０の上方に設けられたシリンダ機構１２ｂに連結されている。
【００５５】
このように、被処理体（半導体ウェーハ２）の処理面の周縁部を非接触で覆う覆い体を備えるプラズマ処理装置にあっては、覆い体によって被処理体の処理面の周縁部のプラズマによる処理の進行を抑制することができ、被処理体の周縁部に付着するパーティクルの付着量を抑制することができる。また、エッチング処理で生成される反応生成物が、半導体ウェーハの周縁部と覆い体との間に付着するのを抑制することができ、更に半導体ウェーハが覆い体と接触した際に、その振動によって覆い体に付着した反応生成物が半導体ウェーハ上に落下するのも防止することができる。
【００５６】
さらに、実施例では、一例として本発明に基づくプラズマ処理装置をプラズマエッチング装置に適用した例を示したが、かかる装置に限定されることなく、反応生成物が発生する、たとえばＣＶＤ装置にも適応可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によればアルミナ粒子の脱落がなくしかも機械的強度にも優れ、その上堆積したポリマー付着膜が剥がれ難くなり、その結果として装置のクリーニングサイクルを長くすることが可能な耐プラズマ部材およびそれを用いたプラズマ処理装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例になるプラズマ処理装置の断面図。
【図２】半導体集積回路のエッチングプロセスの加工を示す説明図。
【図３】放電時間とウェーハに付着したパーティクル数の変化の関係を示した線図。
【図４】この発明の他の実施例を示すプラズマ処理装置の断面図。
【図５】この発明の他の実施例を示すプラズマ処理装置の断面図。
【符号の説明】
１…クランプリング、２…ウェーハ、３Ａ，３Ｂ…高周波電源、４…上部電極、５…下部電極、６…反応室内壁被覆部材、７…ウェーハ出し入れ口、８…ポリマー付着膜、９…細孔、１０…反応室、１０ａ…下部電極絶縁部材、１０ｂ…上部電極絶縁部材、１１…中空部、１２ａ…ロッド、１２ｂ…シリンダ機構、１３…ガス供給管、１４…ガス供給源、１５…排気管、１６…排気装置、１７…フォーカスリング、１８…静電チャック、１９…導電膜、２０…電圧供給リード、３０…覆い体。
【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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