(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧できる真空容器からなり、プラズマの接する位置に石英からなる部品を配置したプラズマ処理室に処理用ガスを導入してプラズマを発生させ、被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
被処理基板を搬送して電極上に設置する工程と、
少なくとも炭素原子とフッ素原子と酸素原子を含むガスを流量を設定してプラズマ処理室に導入する工程と、
プラズマ処理室の圧力を制御して所定の圧力に設定する工程と、
プラズマ処理室に高周波電力を加えてプラズマを発生させる工程と、
前記高周波電力を所定の値に制御して設定する工程と、
被処理基板を電極上に静電吸着により支持する工程と、
前記被処理基板を支持した電極に高周波バイアスを印加して被処理基板をプラズマ処理する工程と、
プラズマ処理が終了した時点で前記電極への高周波バイアスの印加を停止する工程と、
プラズマ処理用ガスの供給を停止し、静電吸着支持の解放に必要なプラズマ回路を形成するための除電用ガスを供給する工程と、
プラズマ処理の終了した前記被処理基板を静電吸着支持から解放する工程と、除電用ガスの供給を停止し、プラズマ処理室を高真空排気する工程と、
静電吸着支持から解放された前記被処理基板をプラズマ処理室から搬出する工程と、
次にプラズマ処理を施す被処理基板をプラズマ処理室に搬入して、前記一連のプラズマ処理を繰り返す連続処理工程と、
表面に微細な凹凸部を付けた前記石英からなる部品を同種の被処理基板を連続処理する連続基板処理の直前に１３０℃以上の高温にする工程と
からなり、石英表面の微細な凸部に島状に分離し孤立した堆積物を形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理方法において、前記石英からなる部品は、前記プラズマ処理室内に配置される略円板状のアンテナの周囲に配置され、電磁波の導波路となることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載のプラズマ処理方法において、前記プラズマ処理は、窒化シリコンに対して酸化シリコンを高選択エッチングする工程であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマ処理方法において、プラズマクリーニングによって前記堆積物を消失させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理方法において、同種の被処理基板を連続処理する連続基板処理の開始前に、炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）と酸素（Ｏ）の総原子数が（Ｃ原子数）≦（１／４Ｆ原子数＋Ｏ原子数）である条件でプラズマクリーニングを行う工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
減圧できる真空容器からなり、プラズマの接する位置に石英からなる部品を配置したプラズマ処理室に処理用ガスを導入してプラズマを発生させ、被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
前記石英からなる部品の表面には３μｍ以上１０μｍ以下の深さで５μｍ以下の幅の微細な凹凸部が形成され、さらに表面から０．５μｍ以上５μｍ以下を化学的エッチングされたものであって、
被処理基板を搬送して電極上に設置する手段と、
少なくとも炭素原子とフッ素原子と酸素原子を含むガスを流量を設定してプラズマ処理室に導入する手段と、
プラズマ処理室の圧力を制御して所定の圧力に設定する手段と、
プラズマ処理室に高周波電力を加えてプラズマを発生させる手段と、
前記高周波電力を所定の値に制御して設定する手段と、
被処理基板を電極上に静電吸着により支持する手段と、
前記被処理基板を支持した電極に高周波バイアスを印加して被処理基板をプラズマ処理する手段と、
プラズマ処理が終了した時点で前記電極への高周波バイアスの印加を停止する手段と、
プラズマ処理用ガスの供給を停止し、静電吸着支持の解放に必要なプラズマ回路を形成するための除電用ガスを供給する手段と、
プラズマ処理の終了した前記被処理基板を静電吸着支持から解放する手段と、  除電用ガスの供給を停止し、プラズマ処理室を高真空排気する手段と、
静電吸着支持から解放された前記被処理基板をプラズマ処理室から搬出する手段と、
必要に応じて、次にプラズマ処理を施す被処理基板をプラズマ処理室に搬入して、前記一連のプラズマ処理を繰り返す連続処理手段と、
表面に微細な凹凸部を付けた前記石英からなる部品を同種の被処理基板を連続処理する連続基板処理の直前に１３０℃以上の高温にする手段と
からなり、石英表面の微細な凸部に島状に分離し孤立した堆積物を形成することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマ処理装置において、前記石英からなる部品は、前記プラズマ処理室内に配置される略円板状のアンテナの周囲に配置され、電磁波の導波路となる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】
本発明はプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特にプラズマ処理装置の内部部品上の堆積物剥離を防止し、プラズマ処理の安定稼動に有効なプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。プラズマ処理装置としては、例えば、ドライエッチング装置、プラズマCVD装置などが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
炭素原子（Ｃ）とフッ素原子（Ｆ）を含むガスによるプラズマ処理では、プラズマ処理装置の内面に、ＣＦ成分の反応生成物が堆積する場合が多い。また、プラズマ耐性からの要求や、装置の電気的制約から、処理室の内面に石英部品を使用する場合が有る。石英部品を使用する場合の石英部品の表面処理は、通常フレーム処理と呼ばれる表面平滑化処理が実施される。加工時に半透明となっていた石英部品は、フレーム処理により透明となり、かつ、表面に付着していた微細な加工時の石英粒子などが溶融して一体化されるので、異物の除去効果も得られる。しかし、プラズマ処理室内で石英部品を使用する場合、石英表面に付着する堆積物の対策を考慮する必要がある。すなわち、堆積物が付着しないようにするか、付着しても剥離しないようにするか、あるいは付着した堆積物を定期的にプラズマクリーニングするかなどの対応が必要である。
【０００３】
例えば、特開平10-163180号では、石英表面に付着した堆積物の剥離を抑制するため、付着力の強化を図っている。すなわち、ドライエッチング装置において、基板用電極の上方対向面に設置した石英天板の平均表面粗さRaを0.2〜5μｍの範囲に仕上げることで、石英天板の表面積を増大させてデポ物の付着力を強化し、デポ物の落下を抑制させている。その結果、チャンバー内に浮遊するパーティクルの数が低減され、半導体基板上に付着する異物の数を低減させる方法を公開している。また、表面が平滑な石英天板を用いると、処理基板の25枚目で100個を超える異物が生じており、この原因は、デポの一部が塊状に脱落してパーティクルとなってチャンバー内に浮遊することから、ウエハに付着する異物の数が多くなったと推察されている。
【０００４】
また、酸化シリコン（以下、単に酸化膜と称す）のエッチングにおいては、Jounal of Vacuum Science and Technology, A15(3), pp.659-663 (1997)に報告されているように、エッチング室内壁に堆積した反応生成物の吸着脱離特性がエッチング特性に影響を及ぼし、堆積膜がある状態とない状態ではエッチング特性が変動するので、エッチングの前に堆積膜を除去するためのポストエッチトリートメントが必要である旨、記載されている。この報告は、酸化膜エッチング装置などにおいては、堆積膜を単に強固に付着させて剥離しないようにするだけでは不十分な場合もあることを示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
石英表面がプラズマに接するようなプラズマエッチング装置でプラズマ処理を数十時間以上断続的に継続して行うと、石英にRF(高周波)バイアスがかかっていない場所では、石英部品の表面を粗面化したものでも、またフレーム処理で平滑にしたものでも、堆積物が数十μｍ以上に厚く堆積し、はがれてしまうことがあった。堆積物がはがれると、被プラズマ処理基板上に異物が多く付着し半導体製品の生産に支障を来たすため、堆積物がはがれる前に清掃して除去する必要がある。こういった清掃をするためには、現状、プラズマ処理を中断しなければいけないので、時間当たりの生産量を上げる為に清掃頻度をなるべく少なくすることが必要であった。これを実現するために、石英部品から剥がれる堆積物の量をさらに抑制する必要があった。
【０００６】
また、石英部品の表面堆積物の吸着脱離がエッチング特性に及ぼす影響を調べた結果、本発明で述べるような、電磁波を円板状アンテナから放射し、アンテナ周囲に電磁波の導波路として石英などの誘電体を配置したプラズマ処理装置においては、石英表面に堆積物が付着してもエッチング特性への影響は少ないが、石英温度が低いときと昇温して高温になったときとでは、エッチング特性の変動が若干見とめられた。この変動は小さいが、変動幅を最小化することも必要である。
【０００７】
本発明の目的は、プラズマ処理装置内の石英部品に堆積する堆積物の剥がれを抑制することができ、これを起因とする異物を抑制することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、炭素、フッ素原子を含むプロセスガスを用いるプラズマ処理装置において、石英部品上の堆積物を起因とする異物及びエッチング特性の変動を抑制し、安定なエッチング特性が得られるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、減圧できる真空容器からなるプラズマ処理室に処理用ガスを導入してプラズマを発生させ、被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、被処理基板を搬送して電極上に設置する工程と、少なくとも炭素原子とフッ素原子を含むガスを流量を設定してプラズマ処理室に導入する工程と、プラズマ処理室の圧力を制御して所定の圧力に設定する工程と、プラズマ処理室に高周波電力を加えてプラズマを発生させる工程と、前記高周波電力を所定の値に制御して設定する工程と、被処理基板を電極上に静電吸着により支持する工程と、前記被処理基板を支持した電極に高周波バイアスを印加して被処理基板をプラズマ処理する工程と、プラズマ処理が終了した時点で前記電極への高周波バイアスの印加を停止する工程と、プラズマ処理用ガスの供給を停止し、静電吸着支持の解放に必要なプラズマ回路を形成するための除電用ガスを供給する工程と、プラズマ処理の終了した前記被処理基板を静電吸着支持から解放する工程と、除電用ガスの供給を停止し、プラズマ処理室を高真空排気する工程と、静電吸着支持から解放された前記被処理基板をプラズマ処理室から搬出する工程と、必要に応じて、次にプラズマ処理を施す被処理基板をプラズマ処理室に搬入して、前記一連のプラズマ処理を繰り返す連続処理工程と、同種の被処理基板を連続処理する連続基板処理の直前に、前記プラズマ発生用の高周波電力、あるいは、前記電極に印加する高周波バイアス電力のうち少なくともどちらか一方を、前記連続基板処理時より高い出力にしてプラズマ処理を実施するか、あるいは、前記連続基板処理時の被処理基板一枚のプラズマ処理時間より長い時間プラズマ処理を実施する工程と、からなるプラズマ処理方法にある。
【００１０】
本発明の他の特徴は、減圧できる真空容器からなるプラズマ処理室に処理用ガスを導入してプラズマを発生させ、被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、被処理基板を搬送して電極上に設置する手段と、少なくとも炭素原子とフッ素原子を含むガスを流量を設定してプラズマ処理室に導入する手段と、プラズマ処理室の圧力を制御して所定の圧力に設定する手段と、プラズマ処理室に高周波電力を加えてプラズマを発生させる手段と、前記高周波電力を所定の値に制御して設定する手段と、被処理基板を電極上に静電吸着により支持する手段と、前記被処理基板を支持した電極に高周波バイアスを印加して被処理基板をプラズマ処理する手段と、プラズマ処理が終了した時点で前記電極への高周波バイアスの印加を停止する手段と、プラズマ処理用ガスの供給を停止し、静電吸着支持の解放に必要なプラズマ回路を形成するための除電用ガスを供給する手段と、プラズマ処理の終了した前記被処理基板を静電吸着支持から解放する手段と、除電用ガスの供給を停止し、プラズマ処理室を高真空排気する手段と、静電吸着支持から解放された前記被処理基板をプラズマ処理室から搬出する手段と、必要に応じて、次にプラズマ処理を施す被処理基板をプラズマ処理室に搬入して、前記一連のプラズマ処理を繰り返す連続処理手段と、同種の被処理基板を連続処理する連続基板処理の直前に、前記プラズマ発生用の高周波電力、あるいは、前記電極に印加する高周波バイアス電力のうち少なくともどちらか一方を、前記連続基板処理時より高い出力にしてプラズマ処理を実施するか、あるいは、前記連続基板処理時の被処理基板一枚のプラズマ処理時間より長い時間プラズマ処理を実施する手段と、を備えたプラズマ処理装置にある。
【００１１】
炭素原子（Ｃ）とフッ素原子（Ｆ）を含むガスによるプラズマ処理において、石英部品の温度と表面形状と堆積物の状態等を走査型電子顕微鏡観察や堆積実験で検討した結果、石英表面が滑らかな場合は、石英表面に一様に堆積物が付着するのに対し、石英表面に微細な凹凸を付け、かつ高温にすると、堆積物が島状に付着することがわかった。また、高温で長時間処理すると、堆積物の島の面積が小さくなり、堆積物が消失することが判明した。特に、ＣＦ系のガスを用いた酸化膜の高選択エッチングプロセスでは１３０℃付近以上の高温にすると堆積物の消失現象が認められた。
【００１２】
また、島状に分離し孤立した堆積物は、１００時間の連続処理中にはがれ落ちてくることがなかった。また、石英表面の堆積物は、短時間のプラズマクリーニングで除去できる量であった。
【００１３】
このとき、石英表面の微細な窪みには堆積物が付着していなかった。また、ミクロ的な観察の結果から判断すると、石英表面上の堆積物の付着力は特に強くなっているとは考えられないが、堆積物が微少な島状に孤立しているため、わずかな付着力でも剥離しにくい状態となっている。石英部品の温度変動に起因する熱応力も島状の堆積物にはほとんど発生せず、はがれにくくなっていると考えられる。
【００１４】
堆積物が島状に孤立したのは、以下の理由によるものと考えられる。
【００１５】
石英部品が高温であると、石英(ＳｉＯ2)は、ＣＦ系の化学種との反応速度が増し、揮発性の化合物を形成するため、石英表面に反応生成物が堆積しないと考えられる。特に石英表面の微細な凸部は、平坦な場所に比べて高温になり易く、この反応を促進すると考えられる。また、石英表面の微細な窪みなど、堆積性の高い入射粒子に対して陰になっている微細な部分では、石英部品が低温の場合でも堆積性の化学種が到達しにくく、フッ素リッチな化学種が相対的に多くなり、その部分が堆積膜で覆われ難い。そして、石英部品が高温になったとき、Ｆラジカルなどが石英（ＳｉＯ2)のＳｉ原子と結合してエッチングが進行し、酸素を含む揮発性物質が生成する。それが周辺の堆積物をエッチングし、堆積物を島状に孤立させ、さらには消失させるに至ると考えられる。これを裏付けるように、プラズマ処理室に設置して使用した石英部品の微細な窪みの深さと幅は、深く広くなっていた。また、良く観察すると石英上でない場所、例えば、既に堆積している反応生成物の上や、石英表面に試験的に張り付けた耐プラズマ性テープの上には、同程度の高い温度にしても堆積が起こっていた。
【００１６】
このように、この現象は特に、石英の温度とCF系化学種と表面の微細構造との化学的、構造的関係に大きく関わっていると考えられる。また、特に酸化膜のエッチングプロセスでは、所望のエッチング形状を得る為にプロセス条件を堆積性のCF系化学種とFラジカルが競合している条件にしているので、石英の高温化により、石英表面の堆積がエッチングに変わり、本発明の効果が得られると考える。
【００１７】
また、連続してプラズマ処理する場合、石英部品を薄くするなどにより、熱容量を小さくし、さらに与えられた熱量が他の部品に逃げ難い断熱構造にすると、プラズマ加熱により石英部品が加熱され、温度が上がる。プラズマ処理の初期に反応生成物が堆積する温度であっても、プラズマ処理により石英表面が高温になり、全体としてプラズマ処理する時間の大部分を高温で処理する場合には、先に述べたように、堆積物を孤立させ、はがれを抑制することができる。また、はじめから高温に保つことによって、堆積させないことができた。
【００１８】
また、エッチング特性の安定性に関しては、石英部品の表面温度が低いと、堆積物が付着しやすく、その分堆積性のエッチング種が基板上に到達しにくくなる。その結果、レジストなど、ラジカル種でエッチング特性が影響を受けやすい膜のエッチング特性が影響を受ける。また、石英部品の温度が高くなると、堆積しにくい状況となるので、堆積性のエッチング種が基板に供給され、定常的なエッチング特性が得られる。したがって、有用な基板を連続処理する直前に、通常のプラズマ処理時より高い電力条件でプラズマ処理を実施すると、石英部品の温度がより早く上昇し、有用な基板のエッチング特性の安定性もより良くなる。なお、本発明の石英部品は略１５０℃以下の温度に上限温度が抑えられているため、急激な堆積物の脱離や放出が発生しない。そのため、石英部品上の堆積物をエッチング毎に除去する必要もなく、安定なエッチング特性が得られる。
【００１９】
このように、本発明を実施することにより、堆積物の剥がれを起因とする異物を抑制することができ、また、安定なエッチング特性が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
図1に本発明を適用したシリコン酸化膜ドライエッチング装置を示す。本実施例のエッチング装置は、エッチング処理室１００の上方に平板状のアンテナ１１１、下方に電極１３０があり、電極１３０に被プラズマ処理基板Ｗを載せる構造になっている。また、処理室に酸素、Ｃ4Ｆ8、Ａｒガスを導入する配管がなされている（図示略）。導入されたガスは、エッチング処理室１００下方の真空室１０５に接続された圧力制御手段１０７を通り、真空排気系１０６により排気される。また、プラズマＰを生成したり、部品や被プラズマ処理基板Ｗに高周波バイアスをかける為に、高周波電源系１２０、１４０から発生した高周波をマッチング回路・フィルタ系１２１、１４１を介して、アンテナ１１１、電極１３０に印加できる。アンテナ１１１に接続している高周波電源系１２０は、４５０Mhzの高周波を発生できる。また、複数枚の被プラズマ処理基板を自動搬送して、1枚づつプラズマ処理し、連続して数十枚以上処理ができる（図示略）。
【００２１】
本発明の特徴である石英部品は、本実施例ではアンテナ１１１および電極１３０の周辺部に設置している。ここでは、アンテナ１１１の周りにある石英部品を上部石英リング１０３、下側を下部石英リング１０４と呼ぶ。以下では、主に上部石英リング１０３によって本発明の実施例を説明するが、他の石英部品にも同様なことが当てはまる。上部石英リング１０３は、プラズマに接触する部品を３mmの板状にし、その外側の厚い誘電体部品１１２とは別パーツで作られて、断熱構造になっている。石英リングの板厚が薄いほど放電中の石英リング表面の温度が一時的にではあるが、より高くなる。化学反応は一般的に温度に対して指数関数的に速く進むので、石英リングは薄い方が良いが、本実施例は、石英リングの強度も考慮して上記の厚みにしている。
【００２２】
本実施例の石英部品の表面は、研削加工後、#400のサンドブラスト処理をし、その後、純水超音波洗浄し、ＨＦ水溶液で約１μmウェットエッチングし、さらに純水超音波洗浄したものである。この石英部品の表面には、数μｍおきに数μｍ〜数十μｍの深さで約２μｍの幅の溝が表面全体に形成されている。
【００２３】
本実施例の装置を用いて行なった、基板の連続処理時の石英リング１０３の温度上昇を図２に示した。
【００２４】
まず、処理室内の部品の温度上昇を図る為に、アンテナ１１１に４５０Mhzの周波数の電力を印加し、通常の１．５倍の投入電力でプレヒート処理２０１をしている。その後、被プラズマ処理基板を連続して２５枚処理する。石英リング１０３の温度は、本実施例の場合、被プラズマ処理基板の処理が始まった時は、１３０℃以下であるが、４枚連続で処理すると１３０℃以上になり、それ以後、２５枚処理するまでの間は１３０℃以上の温度で推移した。また、本実施例では早く石英リングの温度を上げるためにプレヒート処理２０１を行なったが、プレヒート処理２０１がなくても、連続処理によって石英部品が１３０℃以上になる時間が長い場合には、堆積物の剥がれを抑制する効果があった。また、このプレヒート処理は、被処理基板のエッチング速度の経時変化を抑制する効果もある。特に基板設置電極の周辺部にSi部品がある場合、プレヒート処理時に基板設置電極に通常より大きい高周波電力をかける場合はその効果が大きい。
【００２５】
本実施例では、石英部品の高温化のために石英部品を断熱構造とし、プラズマ加熱により加熱する方法を取ったが、加熱方法は、ランプ加熱や電気抵抗ヒータ等を用いることができ、加熱機能を装置に組み込めば、装置コストは上がるが、プラズマ加熱時間を考慮に入れなくてもよい利点がある。
【００２６】
図３に、本処理条件で合計１００時間プラズマ処理する間に基板上に付着した異物数の推移を示す。縦軸に０．２μm以上の異物数、横軸に放電時間を示した。１００時間のプラズマ処理の間、異物数は３０個以下に抑えられており、まとまって剥がれ落ちることがなかった。
【００２７】
図４に処理後の上側石英リングの表面の断面を模式図を的に示した。堆積物４０１は溝４０２を境にして孤立しており、場所によっては、消失していた。図４では断面のみ示したが、溝は縦横に走っており、堆積物４０１は島状になっていた。
【００２８】
また、この島状の堆積物は３０μm以下の大きさになっており、堆積物を１０μm/minの速さで除去できるクリーニング条件でプラズマクリーニングすれば、３分で除去できると言える。したがって、被プラズマ処理基板を25枚処理する毎、あるいは、数ロット毎、あるいは1日毎に、比較的短いプラズマ処理時間でプラズマクリーニングするだけで、堆積物は消失するといえる。また、プレヒート処理を、クリーニング条件で行えば、石英部品が低温のときに表面につく堆積物の量を減らすことができる利点がある。
【００２９】
プラズマクリーニング条件としては、導入するガスのうち、炭素(Ｃ)とフッ素(Ｆ)と酸素(Ｏ)の総原子数が（Ｃ原子数）≦（１／４Ｆ原子数＋Ｏ原子数）である条件が必要で、特に酸素の流量が大きい条件がクリーニング効果が大きいが、次に処理する基板への影響や装置の制限などを考慮にいれて、状況に応じて選択できる。
【００３０】
石英表面に凹凸をつくる方法について、図５に、研削＋サンドブラスト後の石英の表面状態を示す略図を示した。研削やサンドブラストなどの物理的な加工を行なうと、強度的に危険の少ない微細な（３μｍから１０μｍの深さの）凹部（ひび割れ）５０２や凸部ができ、本発明の効果がある。しかし、そのままでは、加工で生じた石英の粒子５０３が付着していることが多いので、このような物理的な加工の後には、化学的エッチング処理をすると良い。化学的エッチング処理により、石英の粒子５０３を分解、除去すると、石英の粒子５０３を起因とした異物がすくなくなる。上記の化学的エッチング処理では、表面の石英粒子５０３を除去するだけで、平滑化はせず、石英のひび割れからできた凹部５０２は残すようにする。具体的には、石英の凸凹した表面から０．５から５μｍを等方的にエッチングする程度のエッチング量にする。
【００３１】
図６に、研削＋サンドブラスト後に化学的エッチング処理をした石英の表面状態を示す略図を示す。これは、図５で示した石英表面をHF溶液で、１μｍ程度エッチングした表面を模式的に示している。表面の石英粒子が除去され、また、微細な溝５０２の場所は、２μｍ程度の幅の溝６０２になって残っている。
【００３２】
凹凸を作成する方法に関しては、本実施例で示した研削またはサンドブラスト時の微細な凹凸やひび割れを利用する方法のほか、凹部のパターンのマスクを作成して、ドライエッチングや、ウェットエッチングで作ることができる。また、所望の間隔に溝をけがいた後、化学的エッチングを施して作成しても良い。また、機械加工により凹凸を作ってもよい。
【００３３】
なお、石英部品表面に反応生成物が堆積することを抑制できる温度は、プラズマ処理条件が、有機膜からなるレジストと窒化シリコンに対してシリコン酸化膜を高選択エッチングすることを目的としたエッチングである場合、プラズマの近くに位置する石英部品については、ほぼ同程度の温度であると考えられるが、エッチング条件が堆積性が強い条件では、堆積を抑制する為に１３０℃以上の温度が必要になる可能性があり、逆に、堆積性が少ない条件や、プラズマから離れているために堆積性の生成物が入射する量が少ない場所では、石英部品が１３０℃より若干低い温度でも、堆積物を抑制できる効果があると考えられる。
【００３４】
また、石英部品を種々の表面加工条件・処理条件で作成し、堆積状態を検討した結果、通常の粗さ測定による判定で同一表面粗さと判断される石英表面でも、堆積状態が異なっていた。そして、本発明の効果を出す為には、通常の表面粗さ計では検出が難しい５μｍ以下の幅の溝が石英表面にあると効果が大きいと考えられた。
【００３５】
石英部品の表面を#150から#1000のそれぞれの粗さのサンドブラストで処理した表面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察したところ、溝同士の間隔が異なることがわかった（２〜２０μｍ）。また、サンドブラストが細かいほうが、溝が多く、溝同士の間隔が狭く、堆積物は消失し易かった。特に高温で長時間処理する場合は溝が多い方が良いと考える。
【００３６】
一方、石英表面に堆積が起こる温度のままプラズマ処理する時間が長く、堆積が起こらない温度でのプラズマ処理が短い場合は、堆積物を消失させるに至らないので、０．５〜５mm程度に溝の間隔をあけると良いと考える。これは、フレーム処理をした石英表面の堆積物の割れと剥がれの状態から、各々の堆積物の大きさを５mm以下、より好ましくは、２mm以下にすれば、熱応力による剥がれを回避し、かつ、各々の堆積物の付着面積を広く取れると考えられるからである。
【００３７】
以上、実施例では石英部品は上下の石英リングについてのみ示したが、側壁や電極の側面などの場所でも本発明の効果は得られる。また、ＣＦ系のガスを用いた他の材質の膜をエッチングする装置や、誘導結合方式やμ波方式のプラズマ発生方式をもちいるエッチング装置でも本発明は効果があるといえる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、プラズマ処理装置内の石英部品に堆積する堆積物の剥がれを抑制することができ、これを起因とする異物を抑制することができる。また、安定なエッチング特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石英部品を設置したドライエッチング装置の概略断面図である。
【図２】石英部品の温度変化を示すグラフである。
【図３】異物数の推移を示すグラフである。
【図４】石英表面への堆積形態を示す模式図である。
【図５】研削＋サンドブラスト後の石英の表面状態を示す略図である。
【図６】研削＋サンドブラスト後に化学的エッチング処理をした石英の表面状態を示す略図である。
【符号の説明】
１００…処理室，１０２…側壁，１０３…上部石英リング，１０４…下部石英リング、１０５…真空室，１０６…真空排気系，１０７…圧力制御手段，１１１…アンテナ，１１２…誘電体部品，１２０…高周波電源系，１２１…マッチング回路・フィルタ系，１３０…下部電極，１４０…高周波電源系，１４１…マッチング回路・フィルタ系，２０１…プレヒート処理、４０１…堆積物、４０２…凹部、５０２…凹部、５０３…石英の粒子、６０２…凹部
【図１】
0003854017.tif 000002
【図２】
0003854017.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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