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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-15
(45)【発行日】2023-09-26
(54)【発明の名称】誘導結合プラズマエッチング装置およびプラズマ生成機構
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20230919BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20230919BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101C
H05H1/46 L
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019219241
(22)【出願日】2019-12-04
(65)【公開番号】P2021089958
(43)【公開日】2021-06-10
【審査請求日】2022-09-29
(73)【特許権者】
【識別番号】511265154
【氏名又は名称】ＳＰＰテクノロジーズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100202728
【弁理士】
【氏名又は名称】三森 智裕
(72)【発明者】
【氏名】速水 利泰
(72)【発明者】
【氏名】笹倉 昌浩
【審査官】船越 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２２８２７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１９５８４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０２９７７７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－２２８１８１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
Ｈ０１Ｌ ２１／３０２
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３６５
Ｈ０１Ｌ ２１／４６１
Ｈ０１Ｌ ２１／４６９
Ｈ０１Ｌ ２１／８６
Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、前記基板が配置される真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、
前記誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、前記真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、
前記誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端よりも、前記凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、
前記凹部の開口幅に対する前記凹部の深さの比であるアスペクト比は、１未満である、誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項2】
前記凹部の断面視において、前記凹部の開口端の幅が、前記凹部の前記内側面の前記開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されている、請求項１に記載の誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項3】
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端側から前記開口端とは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる逆テーパ状に構成されている、請求項２に記載の誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項4】
基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、
前記基板が配置される真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、
前記誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、前記真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、
前記誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端よりも、前記凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の開口端の幅が、前記凹部の前記内側面の前記開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端側から前記開口端とは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる孤状に構成されている、誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項5】
基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、
前記基板が配置される真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、
前記誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、前記真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、
前記誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端よりも、前記凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の開口端の幅が、前記凹部の前記内側面の前記開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されており、
前記凹部の断面視において、前記凹部は、非対称な形状を有する、誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項6】
基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、
前記基板が配置される真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、
前記誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、前記真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、
前記誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端よりも、前記凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、
前記凹部の断面視において、前記凹部は、平行四辺形形状を有する、誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項7】
基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、
前記基板が配置される真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、
前記誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、前記真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、
前記誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端よりも、前記凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、
前記凹部は、前記誘電体部の真空側の面において、前記誘電体部の軸線方向に沿って延びるように設けられている溝部と、前記誘電体部の周方向に沿って延びるように設けられている溝部とを含む、誘導結合プラズマエッチング装置。
【請求項8】
真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、前記誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、前記真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部とを備え、
前記誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、
前記凹部の断面視において、前記凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、前記凹部の開口端よりも、前記凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、
前記凹部の開口幅に対する前記凹部の深さの比であるアスペクト比は、１未満である、プラズマ生成機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、誘導結合プラズマエッチング装置およびプラズマ生成機構に関し、特に、コイル部の内側に円筒形状を有する誘電体部を備える誘導結合プラズマエッチング装置およびプラズマ生成機構に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、コイル部の内側に円筒形状を有する誘電体部を備える誘導結合プラズマエッチング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１には、チャンバを備えるエッチング装置が開示されている。このエッチング装置では、チャンバの内部（下方）には、ウェハを載置するウェハ載置台が設けられている。また、チャンバの内部（上方）には、プラズマ発生領域が設けられている。プラズマ発生領域は、円筒形状のチャンバの内壁に囲まれるように設けられている。内壁は、石英（誘電体部）により構成されている。また、プラズマ発生領域の外周側（円筒形状のチャンバの外周側）には、誘導結合型のアンテナ（コイル部）が巻回されている。
【0004】
そして、上記特許文献１の誘導結合型プラズマエッチング装置では、アンテナに電力が供給されることにより、高周波磁界が生成される。そして、この高周波磁界を打ち消す方向に誘導電流が流れプラズマが生成される。なお、エッチング対象物は、ウェハ上に形成されたプラチナ、イリジウム、ルテニウム、銅、またはそのいずれかの元素の化合物からなる膜、または、酸化物高誘電体膜、または、酸化物強誘電体膜などである。ここで、チャンバの内壁が、ウェハからスパッタされた物質が隔壁の内周面に付着することなどに起因して汚れると、アンテナから発生する高周波磁界がチャンバの内壁を介して、プラズマ発生領域内に侵入しにくくなる。このため、プラズマ発生領域内のプラズマの密度が小さくなり、プラズマを安定した状態で維持することが困難になる。
【0005】
そこで、上記特許文献１のエッチング装置では、円筒形状のチャンバの内壁（誘電体部）には、凹凸が設けられている。そして、チャンバの内壁に凹凸が設けられていることにより、凹凸の凹部（凹部の側面部と考えられる）に汚れが付きにくいので、プラズマを安定した状態で維持することが可能になる。なお、上記特許文献１では、凹凸の凹部の断面の形状は明記されていないが、図４などから、凹凸の凹部の断面は、長方形形状を有すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０００－１９５８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている凹部の断面は、長方形形状を有するため、スパッタされた物質が飛来する方向によっては、スパッタされた物質が凹部の内側面にも付着する場合があると考えられる。この場合、チャンバの内壁に凹部が設けられていても、プラズマを安定した状態で維持することが困難になる場合があるという問題点が考えられる。
【0008】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、プラズマをより安定した状態で維持することが可能な誘導結合プラズマエッチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による誘導結合プラズマエッチング装置は、基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、基板が配置される真空チャンバと、真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、凹部の開口幅に対する凹部の深さの比であるアスペクト比は、１未満である。なお、「誘電体部の側面」とは、誘電体部の円筒形状領域である（円筒形状領域をなす）側面を意味する。また、「凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部」とは、対向する内側面のうちの一方の内側面の少なくとも一部という意味と、両方の内側面の少なくとも一部という意味とを含む。
【0010】
この発明の第１の局面による誘導結合プラズマエッチング装置では、上記のように、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されている。これにより、誘電体部の内側から見て、内側面において庇となる（見えない）部分が生じる。その結果、基板からスパッタされた物質が、内側面において庇となる部分の裏側には付着しない。これにより、凹部の断面が長方形形状の場合に比べて、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されるので、プラズマをより安定した状態で維持することができる。その結果、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘電体部に導電体が付着すると、誘電体が高周波電力を消費することになり、その結果としてジュール熱（誘導加熱）が発生する。この誘導加熱により誘電体部が過剰に加熱されることで誘電体部が破損する懸念がある。そこで、上記のように、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されることによって、誘導加熱に起因して、誘電体部が破損するのを抑制することができる。
【0011】
上記第１の局面による誘導結合プラズマエッチング装置において、好ましくは、凹部の断面視において、凹部の開口端の幅が、凹部の内側面の開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されている。このように構成すれば、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部を、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成することができる。
【0012】
この場合、好ましくは、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端側から開口端とは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる逆テーパ状に構成されている。このように構成すれば、逆テーパ状の凹部を、一般的なアリ溝加工や逆テーパ状の溝部が予め形成された金型などの鋳型から一体成型することによって、容易に形成することができる。
【0013】
この発明の第２の局面による誘導結合プラズマエッチング装置は、基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、基板が配置される真空チャンバと、真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、凹部の断面視において、凹部の開口端の幅が、凹部の内側面の開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されている。
この発明の第２の局面による誘導結合プラズマエッチング装置では、上記のように、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、かつ、凹部の断面視において、凹部の開口端の幅が、凹部の内側面の開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されている。これにより、誘電体部の内側から見て、内側面において庇となる（見えない）部分が生じる。その結果、基板からスパッタされた物質が、内側面において庇となる部分の裏側には付着しない。これにより、凹部の断面が長方形形状の場合に比べて、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されるので、プラズマをより安定した状態で維持することができる。その結果、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘電体部に導電体が付着すると、誘電体が高周波電力を消費することになり、その結果としてジュール熱（誘導加熱）が発生する。この誘導加熱により誘電体部が過剰に加熱されることで誘電体部が破損する懸念がある。そこで、上記のように、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されることによって、誘導加熱に起因して、誘電体部が破損するのを抑制することができる。
この発明の第２の局面による誘導結合プラズマエッチング装置では、上記のように、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、かつ、凹部の断面視において、凹部の開口端の幅が、凹部の内側面の開口端以外の部分の最大幅よりも小さくなるように構成されている。これにより、誘電体部の内側から見て、内側面において庇となる（見えない）部分が生じる。その結果、基板からスパッタされた物質が、内側面において庇となる部分の裏側には付着しない。これにより、凹部の断面が長方形形状の場合に比べて、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されるので、プラズマをより安定した状態で維持することができる。その結果、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘電体部に導電体が付着すると、誘電体が高周波電力を消費することになり、その結果としてジュール熱（誘導加熱）が発生する。この誘導加熱により誘電体部が過剰に加熱されることで誘電体部が破損する懸念がある。そこで、上記のように、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されることによって、誘導加熱に起因して、誘電体部が破損するのを抑制することができる。
【0014】
上記第２の局面による誘導結合プラズマエッチング装置において、さらに、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端側から開口端とは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる孤状に構成されている。このように構成すれば、内側面が逆テーパ状の場合と比べて、内側面の少なくとも一部がより内周側から見えにくくなるので、誘電体部の真空側の面が汚れるのをさらに抑制することができる。
【0015】
上記第２の局面による誘導結合プラズマエッチング装置において、さらに、凹部の断面視において、凹部は、非対称な形状を有する。このように構成すれば、凹部の形状が複雑になるので、汚れをつきにくくすることができる。
【0016】
この発明の第３の局面による誘導結合プラズマエッチング装置は、基板をエッチングする誘導結合プラズマエッチング装置であって、基板が配置される真空チャンバと、真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部を含むプラズマ生成機構とを備え、誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されている。
この発明の第３の局面による誘導結合プラズマエッチング装置では、上記のように、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されている。これにより、誘電体部の内側から見て、内側面において庇となる（見えない）部分が生じる。その結果、基板からスパッタされた物質が、内側面において庇となる部分の裏側には付着しない。これにより、凹部の断面が長方形形状の場合に比べて、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されるので、プラズマをより安定した状態で維持することができる。その結果、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘電体部に導電体が付着すると、誘電体が高周波電力を消費することになり、その結果としてジュール熱（誘導加熱）が発生する。この誘導加熱により誘電体部が過剰に加熱されることで誘電体部が破損する懸念がある。そこで、上記のように、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されることによって、誘導加熱に起因して、誘電体部が破損するのを抑制することができる。
この発明の第３の局面による誘導結合プラズマエッチング装置では、上記のように、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されている。これにより、誘電体部の内側から見て、内側面において庇となる（見えない）部分が生じる。その結果、基板からスパッタされた物質が、内側面において庇となる部分の裏側には付着しない。これにより、凹部の断面が長方形形状の場合に比べて、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されるので、プラズマをより安定した状態で維持することができる。その結果、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘電体部に導電体が付着すると、誘電体が高周波電力を消費することになり、その結果としてジュール熱（誘導加熱）が発生する。この誘導加熱により誘電体部が過剰に加熱されることで誘電体部が破損する懸念がある。そこで、上記のように、誘電体部の真空側の面が汚れるのがより抑制されることによって、誘導加熱に起因して、誘電体部が破損するのを抑制することができる。
【0017】
上記第３の局面による誘導結合プラズマエッチング装置において、さらに、凹部の断面視において、凹部は、平行四辺形形状を有する。このように構成すれば、庇となる部分を形成することができる。
【0020】
上記第３の局面による誘導結合プラズマエッチング装置において、さらに、凹部は、誘電体部の真空側の面において、誘電体部の軸線方向に沿って延びるように設けられている溝部と、誘電体部の周方向に沿って延びるように設けられている溝部とを含む。
ここで誘電体部の側面にコイル部を巻回した場合、コイル部により生成された磁界は、誘電体部の軸線方向に沿うように発生する。そこで、上記のように構成することによって、誘電体部の軸線方向および周方向に沿うように汚れが付きにくい部分が生成されるので、この部分を介して、コイル部により生成された磁界は、真空空間に侵入することができる。その結果、プラズマを容易に安定した状態で維持することができる。
また、コイル部から生成される高周波磁界が通過可能な領域を大きくすることができる。
ここで誘電体部の側面にコイル部を巻回した場合、コイル部により生成された磁界は、誘電体部の軸線方向に沿うように発生する。そこで、上記のように構成することによって、誘電体部の軸線方向および周方向に沿うように汚れが付きにくい部分が生成されるので、この部分を介して、コイル部により生成された磁界は、真空空間に侵入することができる。その結果、プラズマを容易に安定した状態で維持することができる。
また、コイル部から生成される高周波磁界が通過可能な領域を大きくすることができる。
【0021】
この発明の第４の局面によるプラズマ生成機構は、真空チャンバの内部の真空空間を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する誘電体部と、誘電体部の側面でかつ大気側に巻回され、真空空間に供給されたエッチングガスをプラズマ化させるコイル部とを備え、誘電体部の真空側の面には、凹部が設けられており、凹部の断面視において、凹部の互いに対向する内側面の少なくとも一部は、凹部の開口端よりも、凹部の幅方向外側に窪むように形成されており、凹部の開口幅に対する凹部の深さの比であるアスペクト比は、１未満である。
【0022】
この発明の第４の局面によるプラズマ生成機構においても、上記の第１の局面による誘導結合プラズマエッチング装置と同様に、プラズマをより安定した状態で維持することができるので、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘導加熱に起因して、誘電体部が破損するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、上記のように、プラズマをより安定した状態で維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】第１実施形態による誘導結合プラズマエッチング装置の断面図である。
【図2】第１実施形態による誘電体部を示す図である。
【図3】コイル部から発生する高周波磁界を説明するための図である。
【図4】誘電体部に付着する物質（汚れ）を説明するための図である。
【図5】第１実施形態の変形例による溝部を示す図（１）である。
【図6】第１実施形態の変形例による溝部を示す図（２）である。
【図7】第２実施形態による誘電体部を示す図である。
【図8】第２実施形態の変形例による溝部を示す図（１）である。
【図9】第２実施形態の変形例による溝部を示す図（２）である。
【図10】第３実施形態による誘電体部を示す図である。
【図11】第３実施形態の変形例による誘電体部の展開図である。
【図12】第１～第３実施形態の変形例による誘電体部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
［第１実施形態］
図１～図４を参照して、第１実施形態による誘導結合プラズマエッチング装置１の構成について説明する。誘導結合プラズマエッチング装置１は、半導体基板Ｋをエッチングするように構成されている。なお、本願では、エッチング対象物は、金、銀、プラチナ、チタン、銅等の金属膜およびこれらの元素の化合物からなる膜の他、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどの３元系・４元系材料等の難エッチング材料のような導電性物質を例示できる。
図１～図４を参照して、第１実施形態による誘導結合プラズマエッチング装置１の構成について説明する。誘導結合プラズマエッチング装置１は、半導体基板Ｋをエッチングするように構成されている。なお、本願では、エッチング対象物は、金、銀、プラチナ、チタン、銅等の金属膜およびこれらの元素の化合物からなる膜の他、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどの３元系・４元系材料等の難エッチング材料のような導電性物質を例示できる。
【0027】
図１に示すように、誘導結合プラズマエッチング装置１は、真空チャンバ２と、ガス供給機構３と、プラズマ生成機構４と、試料台機構５と、排気機構６と、誘電体部７とを備えている。
【0028】
真空チャンバ２は、内部に半導体基板Ｋが配置されるように構成されている。また、真空チャンバ２は、密閉された空間を内部に含むように構成されている。具体的には、真空チャンバ２は、チャンバ上部２１と、チャンバ下部２２とを備えている。チャンバ上部２１の内部には、プラズマが生成されるプラズマ生成空間ＳＰ１が設けられている。チャンバ下部２２は、チャンバ上部２１の下方に配置されているとともに、内部に半導体基板Ｋが処理される処理空間ＳＰ２が設けられている。処理空間ＳＰ２は、プラズマ生成空間ＳＰ１の下方に設けられているとともに、プラズマ生成空間ＳＰ１とつながっている。そして、真空チャンバ２の内部において、半導体基板Ｋのエッチング処理が行われる。なお、半導体基板Ｋは、特許請求の範囲の「基板」の一例である。また、プラズマ生成空間ＳＰ１は、特許請求の範囲の「真空空間」の一例である。
【0029】
ガス供給機構３は、エッチングガスを、真空チャンバ２内のプラズマ生成空間ＳＰ１に供給する。ガス供給機構３は、ガス供給部３１と、供給管３２とを備えている。ガス供給部３１は、エッチングガスを、プラズマ生成空間ＳＰ１に供給する。エッチングガスは、たとえば、ＳＦ６やＣ４Ｆ８およびＣＦ４などのＣＦ系、ＨｅやＡｒなどである。また、ガス供給機構３は、上記のガス以外に、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、Ｏ２、Ｈ２、ＳｉＦ４、ＣＨＦ３、Ｎ２などを供給してもよい。また、ガス供給機構３は、用いられるエッチングガスの数に合わせて１つ以上設けられる。
【0030】
供給管３２は、ガス供給機構３と、チャンバ上部２１とを接続する。上記のガスは、供給管３２を介して、ガス供給機構３からチャンバ上部２１のプラズマ生成空間ＳＰ１に送り出される。
【0031】
プラズマ生成機構４は、ガス供給機構３からプラズマ生成空間ＳＰ１に供給されたエッチングガスをプラズマ化する。プラズマは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）である。プラズマ生成機構４は、コイル部４１を含む。コイル部４１は、誘電体部７の円筒形状領域である（円筒形状領域をなす）外周面７ａでかつ大気側に巻回されている。具体的には、コイル部４１は、円筒形状を有する誘電体部７の外周面７ａの外側に巻回されている。具体的には、コイル部４１は、チャンバ上部２１の外側に巻回されている。そして、コイル部４１に高周波電力が供給されることにより、プラズマ生成空間ＳＰ１に供給されたエッチングガスがプラズマ化される。なお、外周面７ａは、特許請求の範囲の「（誘電体部の）側面」の一例である。また、内周面７ｂは、特許請求の範囲の「真空側の面」の一例である。また、図１では、コイル部４１は、３ターン分、巻回されているが、コイル部４１の巻回のターン数は、３ターンに限られない。たとえば、帯状（平板状）のコイルを、１ターン分、巻回してもよい。
【0032】
誘電体部７は、真空チャンバ２の内部のプラズマ生成空間ＳＰ１を形成する、少なくとも一部が円筒形状を有する。また、誘電体部７は、セラミックスや石英などからなる。また、誘電体部７は、プラズマ生成空間ＳＰ１を区画する隔壁を構成する。なお、誘電体部７の具体的な構成は、後述する。
【0033】
試料台機構５は、試料台５１と、リフトピン５３と、リフトピン５３を昇降させる昇降シリンダ５４と、高周波電源５５と、冷却機構５６と、駆動源５９とを備える。試料台５１は、チャンバ下部２２の処理空間ＳＰ２に配置される。試料台５１の上面には、半導体基板Ｋが載置される載置領域が設けられている。また、載置領域には、静電チャック５２が配置されている。半導体基板Ｋは、静電チャック５２の上面に載置される。静電チャック５２が、半導体基板Ｋの裏面を電気的に吸着することにより、半導体基板Ｋが試料台５１に固定される。
【0034】
リフトピン５３は、昇降シリンダ５４に取り付けられており、昇降シリンダ５４には駆動源５９が接続されている。処理前の半導体基板Ｋは、搬送機構（図示せず）によって、真空チャンバ２の外部から内部に搬送されて、試料台５１よりも上方に突出したリフトピン５３上に載置される。その後、昇降シリンダ５４によってリフトピン５３が降下することにより試料台５１に半導体基板Ｋが載置される。また、処理後は、昇降シリンダ５４によってリフトピン５３が上昇し、上昇した半導体基板Ｋは、搬送機構によって真空チャンバ２の外部に搬送される。
【0035】
試料台機構５は、さらに、高周波電源５５と、冷却機構５６とを備える。高周波電源５５は、試料台５１に接続されている。高周波電源５５は、試料台５１にバイアス電力を印加する。そして、試料台５１にバイアス電力が印加されることにより、プラズマ化されたイオンが、試料台５１に載置された半導体基板Ｋに入射する。冷却機構５６は、供給管５７と、ガス供給部５８とを備えている。ガス供給部５８は、不活性ガスを収容する。不活性ガスは、たとえば、Ｈｅなどである。なお、ガス供給部５８は、Ｈｅ以外の不活性ガスを収容していてもよい。
【0036】
試料台５１は、さらに図示しない内部配管を含む試料台冷却システムを含む。試料台冷却システムは、内部配管に冷媒を導入して、冷媒の温度を管理しながら冷媒を循環させるチラー機構を有する。循環する冷媒は、たとえば、フロリナート（登録商標）、ガルデン（登録商標）、純水などである。供給管５７は、ガス供給部５８と静電チャック５２の表面とを接続している。ガス供給部５８内の不活性ガス（Ｈｅガス）は、供給管５７を介して、静電チャック５２の表面に到達し、外部に流れる。具体的には、Ｈｅガスは、半導体基板Ｋの裏面と静電チャック５２の表面との間に流れることにより、エッチング中の半導体基板Ｋを冷却する。排気機構６は、真空ポンプ６１と、排気管６２とを備えている。排気管６２は、チャンバ下部２２と真空ポンプ６１とを接続する。排気機構６は、真空チャンバ２内の気体（ガス）を排気して、真空チャンバ２内を所定の圧力に調整する。
【0037】
（誘導結合プラズマエッチング装置の仕様の一例）
誘導結合プラズマエッチング装置１のエッチング対象物は、ＳｉＣである。エッチングマスクは、銅などのメタルマスクである。使用ガスは、ＳＦ６である。使用ガスの流量は、３００ｓｃｃｍである。使用ガスの圧力は、３Ｐａである。コイル部４１の高周波周波数は、１３．５６ＭＨｚであり、供給される電力は、２５００Ｗである。なお、好ましい周波数は、１３．５６ＭＨｚ以上２６ＭＨｚ以下（試料台５１の高周波周波数と比べて同等又はより高い周波数）である。また、試料台５１に印加される電圧の周波数は、１３．５６ＭＨｚであり、試料台５１に供給されるバイアス電力は、５００Ｗである。なお、好ましい周波数は、３８０ｋＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下である。なお、好ましい周波数は、２ＭＨｚなどでもよい。また、好ましいバイアス電力は、０Ｗ以上１０００Ｗ以下であり、バイアス電力の上限は、下地選択比（オーバーエッチによる下地へのダメージなど）やマスク選択比などで決まる。また、より好ましいバイアス電力は、１００Ｗ以上１０００Ｗ以下であり、メタルスパッタ量が比較的多いバイアス電力印加範囲で、本発明の後述する溝部７１を設けることが有効である。また、試料台５１のチラー機構（冷媒）の温度は、２０℃である。
誘導結合プラズマエッチング装置１のエッチング対象物は、ＳｉＣである。エッチングマスクは、銅などのメタルマスクである。使用ガスは、ＳＦ６である。使用ガスの流量は、３００ｓｃｃｍである。使用ガスの圧力は、３Ｐａである。コイル部４１の高周波周波数は、１３．５６ＭＨｚであり、供給される電力は、２５００Ｗである。なお、好ましい周波数は、１３．５６ＭＨｚ以上２６ＭＨｚ以下（試料台５１の高周波周波数と比べて同等又はより高い周波数）である。また、試料台５１に印加される電圧の周波数は、１３．５６ＭＨｚであり、試料台５１に供給されるバイアス電力は、５００Ｗである。なお、好ましい周波数は、３８０ｋＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下である。なお、好ましい周波数は、２ＭＨｚなどでもよい。また、好ましいバイアス電力は、０Ｗ以上１０００Ｗ以下であり、バイアス電力の上限は、下地選択比（オーバーエッチによる下地へのダメージなど）やマスク選択比などで決まる。また、より好ましいバイアス電力は、１００Ｗ以上１０００Ｗ以下であり、メタルスパッタ量が比較的多いバイアス電力印加範囲で、本発明の後述する溝部７１を設けることが有効である。また、試料台５１のチラー機構（冷媒）の温度は、２０℃である。
【0038】
また、誘導結合プラズマエッチング装置１の仕様の他の例として、例えばエッチング対象物が金や銅などの金属膜であり、マスクがレジスト、またはシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などのハードマスクの構成もある。また、これらの組み合わせに応じて使用ガスは適宜変更可能である。また、加工の要求値（エッチレート、マスク選択比、下地選択比、テーパ角度など）に合わせて条件は適宜変更可能である。
【0039】
（誘電体部の構成）
誘電体部７の構成について、具体的に説明する。なお、図２（ｂ）は、円筒形状の誘電体部７が展開された図（誘電体部７を切り開いて内壁面を平面にした図）を示している。
誘電体部７の構成について、具体的に説明する。なお、図２（ｂ）は、円筒形状の誘電体部７が展開された図（誘電体部７を切り開いて内壁面を平面にした図）を示している。
【0040】
第１実施形態では、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、誘電体部７の内周面７ｂには、溝部７１が設けられている。溝部７１は、円筒形状の誘電体部７の内周面７ｂにおいて、円筒形状の誘電体部７の軸線方向Ｚに沿って延びるように設けられている。なお、溝部７１は、誘電体部７の内周面７ｂに沿って、略等角度間隔で複数設けられている。また、軸線方向Ｚにおいて、溝部７１は、誘電体部７の一方端に達しないとともに、他方端に達しないように設けられている。
【0041】
そして、第１実施形態では、図２（ｃ）に示すように、溝部７１の断面視において、溝部７１の互いに対向する内側面７１ａの少なくとも一部は、溝部７１の開口端７１ｂよりも、溝部７１の幅方向（内周面７ｂの周方向Ｃ）の外側に窪むように形成されている。すなわち、溝部７１の断面視において、溝部７１の開口端７１ｂの開口幅Ｗ１が、溝部７１の内側面７１ａの開口端７１ｂ以外の部分の最大幅Ｗ２よりも小さい。たとえば、開口幅Ｗ１は、最大幅Ｗ２の１／２倍以上１倍よりも小さい。なお、図２（ｃ）では、軸線方向Ｚに垂直な平面で切断した断面視において、内側面７１ａが、幅方向（周方向Ｃ）の外側にくぼむように形成されている例を示している。また、周方向Ｃに垂直な平面で切断した断面視における、内側面（図示せず）も、幅方向（軸線方向Ｚ）の外側に窪むように形成されていてもよい。
【0042】
また、第１実施形態では、図２（ｃ）に示すように、溝部７１の断面視において、溝部７１の互いに対向する内側面７１ａの少なくとも一部は、溝部７１の開口端７１ｂ側から開口端７１ｂとは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる逆テーパ状に構成されている。また、内側面７１ａの全体（溝部７１の開口端７１ｂから底部７１ｃまで）が、逆テーパ状に構成されている。また、内側面７１ａは、底部７１ｃに対して９０度未満の角度θで交差している。また、溝部７１の開口幅Ｗ１に対する溝部７１の深さＤ１の比（＝深さＤ１／開口幅Ｗ１：アスペクト比）は、１未満が好ましい。これにより、溝部７１を容易に加工することが可能になる。また、アスペクト比が１よりも大きい場合と比べて、誘電体部７の厚みが薄くなるのが抑制されるので、誘電体部７の機械的強度が大きくなる。たとえば、誘電体部７の厚みは、５ｍｍ～１５ｍｍである。また、ＪＩＳ規格のＯリングに合わせたアリ溝は既に公知であり、一般的なアリ溝加工の最小深さは、１ｍｍ～３ｍｍである。この点から、誘電体部７の厚みの下限は５ｍｍ、上限は、２０ｍｍ程度となるのが好ましい。なお、誘電体部７の厚みの上限は、高周波磁界が通過が妨げられることによる損失が考慮される。つまり、誘電体部７の厚みの上限は、プラズマを安定して維持可能な程度に、高周波磁界が通過可能な厚みが好ましい。また、溝部７１の深さＤ１も、誘電体部７の厚みに合わせて、２ｍｍ～１０ｍｍ程度が好ましい。また、より好ましくは、溝部７１の深さＤ１は、２ｍｍ～５ｍｍ程度である。また、アリ溝加工によって形成されるテーパの角度（図２（ｃ）の角度θ）は、好ましくは、３０度から８０度であり、一般的なアリ溝加工では、６６度となる。
【0043】
（プラズマに発生する誘導磁界）
図３に示すように、コイル部４１に高周波電流Ｉ１が流される。これにより、コイル部４１に流れる高周波電流Ｉ１に対応するように、高周波磁界Ｂが発生する。図３では、コイル部４１に右回りに高周波電流Ｉ１が流れる。この場合、右ネジの法則に従って、右回りに高周波磁界Ｂが発生する。次に、高周波磁界Ｂを打ち消す向きに誘導電流Ｉ２が発生する。なお、誘導電流Ｉ２は、高周波電流Ｉ１が流れる向きとは逆向きに流れる。これにより、プラズマＰが生成される。
図３に示すように、コイル部４１に高周波電流Ｉ１が流される。これにより、コイル部４１に流れる高周波電流Ｉ１に対応するように、高周波磁界Ｂが発生する。図３では、コイル部４１に右回りに高周波電流Ｉ１が流れる。この場合、右ネジの法則に従って、右回りに高周波磁界Ｂが発生する。次に、高周波磁界Ｂを打ち消す向きに誘導電流Ｉ２が発生する。なお、誘導電流Ｉ２は、高周波電流Ｉ１が流れる向きとは逆向きに流れる。これにより、プラズマＰが生成される。
【0044】
（誘電体部の内周面に付着する物質による汚れ）
図１に示すように、真空チャンバ２のプラズマ生成空間ＳＰ１にプラズマＰが発生されるとともに維持される。そして、試料台５１にバイアス電力が印加されることにより、プラズマ化されたイオンが、試料台５１に載置された半導体基板Ｋに入射する。そして、半導体基板Ｋからスパッタされた物質Ｍ（導電性物質など）が隔壁の誘電体部７の内周面７ｂに付着する。
図１に示すように、真空チャンバ２のプラズマ生成空間ＳＰ１にプラズマＰが発生されるとともに維持される。そして、試料台５１にバイアス電力が印加されることにより、プラズマ化されたイオンが、試料台５１に載置された半導体基板Ｋに入射する。そして、半導体基板Ｋからスパッタされた物質Ｍ（導電性物質など）が隔壁の誘電体部７の内周面７ｂに付着する。
【0045】
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、溝部７１の内側面７１ａが逆テーパ状に構成されているので、誘電体部７の内周面７ｂ側から見て、内側面７１ａが見えにくくなる。言い換えると、内側面７１ａの少なくとも一部は、半導体基板Ｋからスパッタされた物質Ｍが直進する方向（図４（ａ）の矢印参照）から見て、陰（隠れて見えない）となり、物質Ｍが到達しない非付着領域となる。なお、溝部７１の底部７１ｃや、溝部７１が設けられていない内側面７１ａの部分には、半導体基板Ｋからスパッタされた物質Ｍは付着する。しかしながら、溝部７１の内側面７１ａには、スパッタされた物質Ｍが付着しにくいので、図４（ｂ）に示すように、誘電体部７の内周面７ｂにおいて、軸線方向Ｚに沿って、スパッタされた物質Ｍが付着していない部分Ｎ１（溝部７１の内側面７１ａ）が生じる。なお、図４（ｂ）では、実際には、物質Ｍが付着していない部分は見えないが、説明のため白抜きで示している。また、周方向Ｃに垂直な平面で切断した断面視における内側面（図示せず）を幅方向（軸線方向Ｚ）の外側に窪むように形成した場合、周方向Ｃに沿っても、物質Ｍが付着していない部分Ｎ２が生じる。
【0046】
そして、この部分Ｎ１およびＮ２（溝部７１の内側面７１ａ）を介して、コイル部４１に高周波電流Ｉ１が流れることによって発生した高周波磁界Ｂが、プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。なお、高周波磁界Ｂは、誘電体部７の軸線方向Ｚに沿って発生しているので、部分Ｎ１（溝部７１の内側面７１ａ）を介して、容易に（遮られることなく）プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。これにより、プラズマＰを安定した状態で維持することができる。
【0047】
第１実施形態では、誘電体部７の内側（内周面７ｂ側）から見て、内側面７１ａにおいて庇となる（見えない）部分が生じる。その結果、半導体基板Ｋからスパッタされた物質Ｍが、内側面７１ａにおいて庇となる部分の裏側には付着しない。これにより、溝部７１の断面が長方形形状または順テーパ形状の場合に比べて、誘電体部７の内周面７ｂが汚れるのがより抑制されるので、プラズマをより安定した状態で維持することができる。その結果、基板のエッチングレートが変化するのを抑制することができる。また、誘導加熱に起因して、誘電体部７が破損するのを抑制することができる。
【0048】
また、第１実施形態では、溝部７１の互いに対向する内側面７１ａの少なくとも一部を、溝部７１の開口端７１ｂよりも、溝部７１の幅方向外側に窪むように形成することができる。
【0049】
また、第１実施形態では、逆テーパ状の溝部７１を、一般的なアリ溝加工や逆テーパ状の溝部が予め形成された金型などの鋳型から一体成型することによって、容易に形成することができる。
【0050】
また、第１実施形態では、誘電体部７の軸線方向Ｚに沿うように汚れが付きにくい部分Ｎ１が生成されるので、この部分Ｎ１を介して、コイル部４１により生成された高周波磁界Ｂは、プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。その結果、プラズマを容易に安定した状態で維持することができる。
【0051】
また、第１実施形態では、溝部７１が誘電体部７の軸線方向の端部に達する場合と比べて、誘電体部７の機械的強度を高めることができる。
【0052】
［第１実施形態の変形例］
図５（ａ）に示すように、軸線方向Ｚにおいて、溝部７２が、誘電体部７の一方端に達しているが他方端に達しないように設けられていてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、溝部７３が、誘電体部７の両端に達するように設けられていてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、溝部７４が、櫛歯状に設けられていてもよい。つまり、誘電体部７の一方端に達しているが他方端に達しない溝部７４と、誘電体部７の一方端には達していないが他方端に達している溝部７４とが周方向Ｃに沿って交互に設けられていてもよい。
図５（ａ）に示すように、軸線方向Ｚにおいて、溝部７２が、誘電体部７の一方端に達しているが他方端に達しないように設けられていてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、溝部７３が、誘電体部７の両端に達するように設けられていてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、溝部７４が、櫛歯状に設けられていてもよい。つまり、誘電体部７の一方端に達しているが他方端に達しない溝部７４と、誘電体部７の一方端には達していないが他方端に達している溝部７４とが周方向Ｃに沿って交互に設けられていてもよい。
【0053】
また、図５（ｄ）に示すように、溝部７５が軸線方向Ｚに交差するように（かつ、溝部７５が誘電体部７の両端に達しないように）設けられていてもよい。また、図５（ｅ）に示すように、溝部７６が軸線方向Ｚに交差するように（かつ、溝部７５が誘電体部７の両端に達するように）設けられていてもよい。なお、溝部７５（溝部７６）の傾斜の方向は、限定されない。
【0054】
また、図５（ｆ）に示すように、溝部７７が軸線方向Ｚに沿って不連続に、かつ、軸線方向Ｚにおける溝部７７の高さ位置が揃うように設けられていてもよい。また、図５（ｇ）に示すように、溝部７８が軸線方向Ｚに沿って不連続に、かつ、溝部７８の高さ位置が揃わないように設けられていてもよい。
【0055】
また、図５（ｈ）に示すように、溝部７９が、Ｉ字状に設けられていてもよい。また、図５（ｉ）に示すように、溝部８０が、波状に設けられていてもよい。また、図５（ｊ）に示すように、溝部８１が、ジグザグ状に設けられていてもよい。
【0056】
また、図６（ａ）に示すように、溝部８２の断面視において、溝部８２の互いに対向する内側面８２ａの少なくとも一部が、溝部８２の開口端８２ｂ側から開口端８２ｂとは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる孤状に構成されていてもよい。つまり、溝部８２が楕円状に構成されていてもよい。なお、溝部８２の底面が平坦であってもよい。溝部８２においても、開口端８２ｂの開口幅Ｗ１１が、最大幅Ｗ１２よりも小さいとともに、アスペクト比（＝深さＤ１１／開口幅Ｗ１１）は、１未満が好ましい。上記のように、内側面８２ａが孤状に構成されていることによって、内側面８２ａが逆テーパ状の場合と比べて、内側面８２ａの少なくとも一部がより内周側から見えにくくなるので、溝部８２の内側面８２ａが汚れるのをさらに抑制することができる。
【0057】
また、図６（ｂ）に示すように、溝部８３の断面視において、内側面８３ａが、溝部８３の開口端８３ｂ側から開口端８３ｂとは反対側に向かって、略直線状に延びた（一対の内側面８３ａの間隔が変化しない）後、互いの間隔が徐々に広くなる逆テーパ状に構成されていてもよい。つまり、溝部８３が、三角フラスコ形状を有していてもよい。なお、図６（ｂ）では、開口端８３ｂの幅Ｗ１３が、最大幅Ｗ１４よりも小さい。
【0058】
また、図６（ｃ）に示すように、溝部８４の断面視において、内側面８４ａが、溝部８４の開口端８４ｂ側から開口端８４ｂとは反対側に向かって、略直線状に延びた（一対の内側面８４ａの間隔が変化しない）後、互いの間隔が徐々に広くなる孤状に構成されていてもよい。つまり、溝部８４が、丸型フラスコ形状を有していてもよい。なお、丸型フラスコ形状の溝部８４の底面が平坦であってもよい。また、図６（ｃ）では、開口端８４ｂの幅Ｗ１５が、最大幅Ｗ１６よりも小さい。
【0059】
また、図６（ｄ）に示すように、溝部８５の断面視において、溝部８５は、非対称な形状を有する。具体的には、溝部８５の断面視において、溝部８５は、溝部８５の開口端８５ｂ側から開口端８５ｂとは反対側に向かって略直線状に延びるとともに、開口端８５ｂとは反対側で略９０度屈曲（紙面右方向に屈曲）する略Ｌ字形状を有していてもよい。なお、溝部８５が、紙面左方向に略９０度屈曲してもよい。また、図６（ｄ）では、開口端８５ｂの幅Ｗ１７が、最大幅Ｗ１８よりも小さい。溝部８５の断面視において、溝部８５が略Ｌ字形状を有することによって、溝部８５の形状が複雑になるので、汚れをつきにくくすることができる。また、溝部８５の奥側で略９０度屈曲された部分が、誘電体部７の内周面７ｂ側から見て、完全に見えなくなるので、誘電体部７の内周面７ｂが汚れるのを確実に抑制することができる。なお、溝部７１～８５は、特許請求の範囲の「凹部」の一例である。
【0060】
［第２実施形態］
第２実施形態では、図７（ａ）に示すように、誘電体部７ｃでは、溝部８６は、円筒形状の誘電体部７ｃの内周面７ｄにおいて、円筒形状の誘電体部７ｃの周方向Ｃに沿って延びるように設けられている。溝部８６は、円周状（つまり、周方向Ｃに沿って途切れることなく）設けられている。また、溝部８６は、誘電体部７ｃの内周面７ｄにおいて、軸線方向Ｚに沿って、略等間隔で複数設けられている。また、内周面７ｄは、特許請求の範囲の「真空側の面」の一例である。
第２実施形態では、図７（ａ）に示すように、誘電体部７ｃでは、溝部８６は、円筒形状の誘電体部７ｃの内周面７ｄにおいて、円筒形状の誘電体部７ｃの周方向Ｃに沿って延びるように設けられている。溝部８６は、円周状（つまり、周方向Ｃに沿って途切れることなく）設けられている。また、溝部８６は、誘電体部７ｃの内周面７ｄにおいて、軸線方向Ｚに沿って、略等間隔で複数設けられている。また、内周面７ｄは、特許請求の範囲の「真空側の面」の一例である。
【0061】
また、図７（ｂ）に示すように、溝部８６の断面は、上記第１実施形態の溝部７１と同様に構造を有する。すなわち、溝部８６の断面視（周方向Ｃに垂直な平面で切断した断面視）において、溝部８６の互いに対向する内側面８６ａは、溝部８６の開口端８６ｂ側から開口端８６ｂとは反対側に向かって、互いの間隔が徐々に広くなる逆テーパ状に構成されている。また、開口端８６ｂの幅Ｗ２１が、最大幅Ｗ２２よりも小さいとともに、アスペクト比（＝深さＤ２１／開口幅Ｗ２１）は、１未満が好ましい。
【0062】
そして、図７（ｃ）に示すように、誘電体部７ｃの内周面７ｄにおいて、周方向Ｃに沿って、スパッタされた物質Ｍが付着していない部分Ｎ３（溝部８６の内側面８６ａに対応する部分）が生じる。そして、この部分を介して、コイル部４１に高周波電流Ｉ１が流れることによって発生した高周波磁界Ｂが、プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。
【0063】
第２実施形態では、誘電体部７ｃの周方向Ｃに沿うように汚れが付きにくい部分Ｎ３が生成されるので、この部分Ｎ３を介して、コイル部４１により発生した高周波磁界Ｂは、プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。その結果、誘電体部７ｃの内周面７ｄに溝部８６が設けられていない場合に比べて、プラズマをより安定した状態で維持することができる。
【0064】
【0065】
また、図９（ａ）に示すように、断面視において、溝部８７ａが楕円状であってもよい。また、図９（ｂ）に示すように、断面視において、溝部８７ｂが三角フラスコ状であってもよい。また、図９（ｃ）に示すように、断面視において、溝部８７ｃが丸型フラスコ状であってもよい。また、図９（ｄ）に示すように、断面視において、溝部８７ｄが略Ｌ字形状であってもよい。なお、溝部８７ａ～溝部８７ｄの構成は、それぞれ、上記第１実施形態の変形例の溝部８２～溝部８５の構成と同様である。
【0066】
また、図９（ｅ）に示すように、断面視において、溝部８７ｅの形状が、平行四辺形形状であってもよい。この場合、内側面８７ｆは、円筒形状の誘電体部７ｃの中央に向かって斜め上方に傾斜するように設けられる。これにより、下方に配置された半導体基板Ｋから飛来する物質Ｍは、下方側の内側面８７ｆ（非付着領域）に付着しにくくなる。なお、溝部８６、８６ｃ、８６ｄ、８７ａ～８７ｅは、特許請求の範囲の「凹部」の一例である。
【0067】
［第３実施形態］
第３実施形態では、図１０（ａ）に示すように、誘電体部７ｅには、円筒形状の誘電体部７ｅの軸線方向Ｚに沿って延びるように設けられている第１溝部８８ａと、周方向Ｃに沿って延びるように設けられている第２溝部８８ｂとが設けられている。第１溝部８８ａと第２溝部８８ｂとは、それぞれ、複数個ずつ設けられている。また、第１溝部８８ａは、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚの両端に達しないように設けられている。なお、第１溝部８８ａおよび第２溝部８８ｂの構成は、上記第１実施形態、第１実施形態の変形例、第２実施形態、および、第２実施形態の変形例と同様である。また、内周面７ｆは、特許請求の範囲の「真空側の面」の一例である。
第３実施形態では、図１０（ａ）に示すように、誘電体部７ｅには、円筒形状の誘電体部７ｅの軸線方向Ｚに沿って延びるように設けられている第１溝部８８ａと、周方向Ｃに沿って延びるように設けられている第２溝部８８ｂとが設けられている。第１溝部８８ａと第２溝部８８ｂとは、それぞれ、複数個ずつ設けられている。また、第１溝部８８ａは、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚの両端に達しないように設けられている。なお、第１溝部８８ａおよび第２溝部８８ｂの構成は、上記第１実施形態、第１実施形態の変形例、第２実施形態、および、第２実施形態の変形例と同様である。また、内周面７ｆは、特許請求の範囲の「真空側の面」の一例である。
【0068】
そして、図１０（ｂ）に示すように、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚおよび周方向Ｃに沿って、スパッタされた物質Ｍが付着していない部分Ｎ４（第１溝部８８ａおよび第２溝部８８ｂの内側面に対応する部分）が生じる。そして、この部分Ｎ４を介して、コイル部４１に高周波電流Ｉ１が流れることによって発生した高周波磁界Ｂが、プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。
【0069】
［第３実施形態の変形例］
図１１（ａ）に示すように、第１溝部８９ａが、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚの両端に達するように設けられていてもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、第１溝部８９ｂが、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚの一方端のみに達するように設けられていてもよい。また、図１１（ｃ）に示すように、軸線方向Ｚの一方端のみに達する第１溝部８９ｃと、軸線方向Ｚの両端に達する第１溝部８９ｄとが、周方向Ｃに沿って、交互に設けられていてもよい。なお、溝部８８ａ、８８ｂ、８９ａ～８９ｄは、特許請求の範囲の「凹部」の一例である。
図１１（ａ）に示すように、第１溝部８９ａが、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚの両端に達するように設けられていてもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、第１溝部８９ｂが、誘電体部７ｅの内周面７ｆにおいて、軸線方向Ｚの一方端のみに達するように設けられていてもよい。また、図１１（ｃ）に示すように、軸線方向Ｚの一方端のみに達する第１溝部８９ｃと、軸線方向Ｚの両端に達する第１溝部８９ｄとが、周方向Ｃに沿って、交互に設けられていてもよい。なお、溝部８８ａ、８８ｂ、８９ａ～８９ｄは、特許請求の範囲の「凹部」の一例である。
【0070】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0071】
たとえば、上記第１～第３実施形態では、逆テーパ状、楕円状、三角フラスコ状、および、丸型フラスコ状の溝部において、一対の内側面の両方が逆テーパ状（円弧状）である例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、一対の内側面の一方のみが、逆テーパ状（円弧状）であってもよい。すなわち、一対の内側面の一方のみが、凹部の開口端よりも凹部の幅方向外側に窪むように構成されていてもよい。
【0072】
また、上記第１および第２実施形態では、誘電体部の内周面に溝部が設けられている例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図１２（ａ）に示すように、誘電体部７ｇの内周面７ｈに、複数の凹部９０が設けられていてもよい。複数の凹部９０は、行列状に配置されている。また、複数の凹部９０の各々は、略正方形形状を有する。なお、凹部９０の内側面は、上記第１実施形態、第１実施形態の変形例、第２実施形態、および、第２実施形態の変形例と同様である。そして、図１２（ｂ）に示すように、誘電体部７ｇの内周面７ｈにおいて、枠形状の、スパッタされた物質Ｍが付着していない部分Ｎ５が生じる。そして、この部分Ｎ５を介して、コイル部４１に高周波電流Ｉ１が流れることによって発生した高周波磁界Ｂが、プラズマ生成空間ＳＰ１に侵入することができる。また、内周面７ｈは、特許請求の範囲の「真空側の面」の一例である。
【0073】
また、上記第１～第３実施形態では、誘導結合プラズマエッチング装置によって、半導体基板がエッチングされる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、誘導結合プラズマエッチング装置を、半導体基板以外の基板をエッチングするように構成してもよい。
【0074】
また、上記第１～第３実施形態では、誘電体部が１つの円筒形状により構成されている例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、特開２００２－３３４８００号公報のように、円環状の外壁と、円環状の外壁の内側に円環状の内壁とを設けるとともに、外壁と内壁とを底部において接続するように誘電体部を構成し（つまり、誘電体部を溝槽状に構成し）、外壁と内壁との間にコイル部を配置してもよい。なお、特開２００２－３３４８００号公報では、誘電体部の外側および内側に高導電性または低伝導性のデポジション・シールドが設けられている。デポジション・シールドは、処理空間の内部で生成されたプラズマによる相互作用（スパッタされた物質）から誘電体部を保護する。一方、本願では、誘電体部に溝部（または、凹部）が設けられていることにより、デポジション・シールドを設ける必要がない。また、特開２００３－５９９１４号公報のように、凸状に突き出た筒状窓（図１の符号２６参照）（本願でいうところの円筒形状を有する誘電体部に相当）において、コイル部が筒状窓（つまり円筒形状を有する誘電体部）の円筒形状領域である（円筒形状領域をなす）側面でかつ大気側に巻回されている構成でもよい。この場合、誘電体部の円筒形状部分の内壁側である大気側にコイル部が存在し、誘電体部の円筒形状部分の外壁側である真空側に溝部が設けられる。なお、特開２００３－５９９１４号公報では、プラズマ室１４とウェーハＷとの間にガス供給ヘッド１６が存在する。一方、本願ではこのガス供給ヘッド１６は存在せず、スパッタ物がガス供給ヘッド１６に付着することによるガス供給ヘッド１６のガス穴の目詰まりによるエッチレートの低下などを防ぐことができる。上記変形例における溝部の構成は、上記第１実施形態、第１実施形態の変形例と同様である。なお、溝部を、第２実施形態、第２実施形態の変形例、第３実施形態および第３実施形態の変形例と同様に構成してもよい。また、これらの変形例は、上記第１～第３の実施形態のチャンバ構造に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0075】
１ 誘導結合プラズマエッチング装置 ２ 真空チャンバ ４ プラズマ生成機構 ７、７ｃ、７ｅ、７ｇ 誘電体部 ７ａ 外周面（側面） ７ｂ、７ｄ、７ｆ、７ｈ 内周面（真空側の面） ４１ コイル部 ７１ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａ、８５ａ、８６ａ、８７ｆ 内側面 ７１ｂ、８２ｂ、８３ｂ、８４ｂ、８５ｂ、８６ｂ 開口端 ７１～８６、８６ｃ、８６ｄ、８７ａ～８７ｅ、８８ａ、８８ｂ、８９ａ～８９ｄ 溝部（凹部） ９０ 凹部 Ｋ 半導体基板（基板） ＳＰ１ プラズマ生成空間（真空空間）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】