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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】2024-05-31
(45)【発行日】2024-06-10
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240603BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20240603BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20240603BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
H01L21/302 101C
H01L21/205
H05H1/46 L
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021507302
(86)(22)【出願日】2020-03-13
(86)【国際出願番号】 JP2020011050
(87)【国際公開番号】W WO2020189545
(87)【国際公開日】2020-09-24
【審査請求日】2023-01-17
(31)【優先権主張番号】P 2019048408
(32)【優先日】2019-03-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】519094189
【氏名又は名称】株式会社ノアリーディング
(73)【特許権者】
【識別番号】303058328
【氏名又は名称】東芝マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004026
【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ
(72)【発明者】
【氏名】横田 昌広
(72)【発明者】
【氏名】八甫谷 明彦
(72)【発明者】
【氏名】高橋 健
(72)【発明者】
【氏名】森田 修介
(72)【発明者】
【氏名】大島 次郎
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 秀一
(72)【発明者】
【氏名】八木 典章
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 敦也
【審査官】宇多川 勉
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１４／１８４８２４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０４－２６９８２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０６０１４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
Ｈ０５Ｈ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１部材と、前記第１部材に対して着脱可能な第２部材と、を有するチャンバーと、前記第１部材と前記第２部材との間に配置された導通部材と、
前記チャンバー内にプラズマを生成させる第１高周波電源と、
を備え、
前記第１部材は接地されており、前記チャンバー内に面し、
前記第２部材は接地されておらず、前記チャンバー内に面し、
前記導通部材は、
樹脂材料からなる樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面上に設けられた金属膜と、
を有したプラズマ処理装置。
【請求項2】
前記第１部材と前記第２部材との間には隙間が形成されている請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記チャンバー内に設けられ被処理部材を保持するホルダーと、前記ホルダーに対して高周波電流を供給する第２高周波電源と、
をさらに備えた請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記第２部材に固定され、前記第１高周波電源から高周波電流が供給されるコイルをさらに備えた請求項１～３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記導通部材の圧縮率は、前記金属膜に亀裂が発生しない範囲の圧縮率である請求項１～４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
第１部材と、前記第１部材に対して着脱可能な第２部材と、を有するチャンバーと、
前記第１部材と前記第２部材との間に配置された導通部材と、
前記チャンバー内にプラズマを生成させる第１高周波電源と、
を備え、
前記導通部材は、
樹脂材料からなる樹脂部材と、
前記樹脂部材の表面上に設けられた金属膜と、
を有し、
前記導通部材の圧縮率は、圧縮率を変えながら前記導通部材を繰り返し圧縮し、圧縮及び解放の度に前記導通部材の電気抵抗値を測定することによって決定されたプラズマ処理装置。
【請求項7】
前記導通部材の圧縮率は５％以上２５％以下である請求項１～６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
前記樹脂材料は弾性ゴムである請求項１～７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項9】
前記樹脂材料はフッ素ゴムである請求項１～８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項10】
前記金属膜は、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、コバルト、金、銀、銅、錫及び亜鉛からなる群より選択された１種以上の金属を含む請求項１～９のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項11】
前記金属膜の膜厚は２００ｎｍ以上である請求項１～１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項12】
プラズマエッチング装置である請求項１～１１のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項13】
第１部材と第２部材とを含むチャンバーであって、前記第１部材は接地されており、前記チャンバー内に面し、前記第２部材は接地されておらず、前記チャンバー内に面したチャンバー内に被処理部材を装入し、前記第１部材と前記第２部材との間に、樹脂材料からなる樹脂部材の表面上に金属膜が設けられた導通部材を配置し、前記導通部材を圧縮する工程と、高周波電流を印加することにより、前記チャンバー内にプラズマを生成する工程と、
を備えたプラズマ処理方法。
【請求項14】
前記導通部材の圧縮率は、前記金属膜に亀裂が発生しない範囲の圧縮率である請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項15】
プラズマ処理装置の電気的に分離した部品を導通させる導通部材であって、ゴム弾性基材と、
前記ゴム弾性基材の表面にめっきされた金属膜と、
を備え、
前記導通部材の圧縮率は、圧縮率を変えながら前記導通部材を繰り返し圧縮し、圧縮及び解放の度に前記導通部材の電気抵抗値を測定することによって決定された導通部材。
【請求項16】
圧縮率が５～２５％の範囲で圧縮された状態で、前記プラズマ処理装置に配置される請求項１５記載の導通部材。
【請求項17】
前記金属膜の膜厚は１００～２０００ｎｍである請求項１５または１６に記載の導通部材。
【請求項18】
前記金属膜の膜厚は１００～１０００ｎｍである請求項１７記載の導通部材。
【請求項19】
前記金属膜の材料は、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、コバルト、金、銀、銅、錫及び亜鉛からなる群より選択された１種以上の金属である請求項１５～１８のいずれか１つに記載の導通部材。
【請求項20】
前記金属膜は、相互に異なる材料からなる２層以上の金属層が積層された積層膜である請求項１５～１９のいずれか１つに記載の導通部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材に関する。
【背景技術】
【0002】
メモリ、ロジック回路、パワーデバイス、液晶パネルのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板等の半導体デバイスには、トランジスタ、キャパシタ、ダイオード等の素子が集積されており、これらの素子間が配線及びビア等の導電部材によって接続されている。半導体デバイスの製造においては、このような素子及び導電部材を統合的に形成するために、シリコン、炭化シリコン、サファイア、窒化ガリウム、及び、ガラス等からなる基板上に、導電膜、絶縁膜、半導体膜等の薄膜の形成と、これらの薄膜のパターニングとが繰り返される。
【0003】
半導体デバイスの製造工程においては、薄膜の形成及びパターニングの他にも、半導体の電気物性を制御するためのイオン注入、薄膜やその界面の物性を制御するためのアニール処理、基板全体やパターンの表面の清浄化又は表面改質を目的とした洗浄処理、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）等の平坦化処理等の各種処理を適宜組み合わせる。そして、半導体デバイスの種類や世代によっても異なるが、通常はパターニングだけでも数十回程度実施して、ようやく半導体デバイスが完成する。
【0004】
しかしながら、上述の各種処理には、不可避的にバラツキが発生する。例えば、薄膜のパターニングにおいて、薄膜のパターンに寸法のバラツキや形状の異常等の形状誤差が発生すると、パターンを積層したときに、上下のパターン間で位置がずれたり、意図しない空隙や凸部が形成される。また、形状誤差は電気的特性のバラツキの原因となり、半導体デバイスとしての性能を確保できなくなる。また、各種処理の制御性が半導体デバイスの歩留まりに及ぼす影響も極めて大きい。例えば、ダストや汚染が許容量を超えて発生すると、パターンの欠陥や薄膜の電気的特性の劣化の要因となり、半導体デバイスの歩留まりを低下させる。
【0005】
一方で、半導体デバイスは年々微細化している。
図２４は、横軸に年代をとり、縦軸にトランジスタの集積度をとって、半導体デバイスの微細化の傾向を示すグラフである。
図２４は、横軸に年代をとり、縦軸にトランジスタの集積度をとって、半導体デバイスの微細化の傾向を示すグラフである。
【0006】
図２４に示すように、少なくとも現在までは、ムーアの法則にしたがって、半導体デバイスの集積度が指数関数的に増加している。これに伴い、半導体デバイスのパターンは微細化している。近年では、トランジスタのチャネル長が１０ｎｍ以下のデバイスも発表されている。このため、パターニングに用いるマスクパターンも微細化が要求され、例えば線幅を１０ｎｍ以下とする必要がある。
【0007】
マスクパターンを微細化すると、形状誤差が相対的に大きくなるため、従前は問題にならなかった形状誤差が今後は許容できなくなる。例えば、わずかな形状誤差が半導体デバイスの歩留まりを著しく低下させることになる。このため、パターニングに要求される制御性がより厳しくなる。また、パターンの微細化に伴い、従前は問題とならなかった低レベルのダストや汚染が、今後は問題となる。このため、将来的には、半導体デバイスの製造工程を構成する各種処理について、より高い制御性が要求される。特に、パターニングの制御性の向上は、半導体デバイスの微細化の決定的な要件となる。
【0008】
パターニングの制御性を決定する要因は数多く存在するが、そのうち、プラズマエッチングにおける要因の例を以下に列挙する。プラズマエッチングでは、マスクパターンに覆われていない部分を、プラズマにより励起されたイオンやラジカルを用いて、物理化学的にエッチングする。
【0009】
【0010】
図２５（ａ）に示すように、下地部材３００を準備する。下地部材３００は洗浄された基板でもよく、基板上に形成された薄膜でもよい。次に、図２５（ｂ）に示すように、下地部材３００上の全面に薄膜３０１を堆積させる。薄膜３０１の堆積方法は、例えば、スパッタリング又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）等である。次に、図２５（ｃ）に示すように、薄膜３０１上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することにより、所定のパターンが形成されたレジストパターン３０２を形成する。次に、図２５（ｄ）に示すように、レジストパターン３０２をマスクとして、プラズマを用いたエッチングを施すことにより、薄膜３０１をパターニングする。次に、図２５（ｅ）に示すように、例えばアッシングを行い、レジストパターン３０２を除去する。このようにして、薄膜３０１が所定の形状にパターニングされる。
【0011】
図２６に示すように、プラズマエッチングの制御性を決定する要因には、レジストパターン３０２の寸法、薄膜３０１の形状、レジストパターン３０２と薄膜３０１とのエッチング選択性、薄膜３０１と下地部材３００とのエッチング選択性、薄膜３０１のエッチング残り等、パターン形成に関わる寸法的な要因が大きい。その他にも、プラズマエッチング装置やエッチングガスなどに起因する不純物による汚染、イオンの打ち込みによる下地部材の構造変化等も、半導体デバイスの電気的特性に及ぼす影響が大きい。さらに、エッチング生成物の残留や、マスクパターンの構造変化等は、次工程以降の制御性に影響を及ぼす要因となる。
【0012】
レジストパターン３０２の寸法に誤差が生じると、例えば図２６に示すプラズマエッチング工程がトランジスタのゲートを形成する工程である場合、トランジスタのチャネル長にバラツキが生じることになる。このため、トランジスタの電気的特性が直接的な影響を受ける。
【0013】
エッチング後の薄膜３０１の形状に誤差が生じると、例えば図２６に示すプラズマエッチング工程が配線を形成する工程であり、その後の工程で配線を絶縁膜で埋め込む場合に、絶縁膜にボイド（空隙）が形成されてしまい、配線間の容量が変化して信号が遅延したり、信頼性が低下することがある。また、配線とトランジスタの接続部分にエッチング生成物が残留すると、電気抵抗が大きくなり、配線遅延や断線不良の原因となる。
【0014】
薄膜３０１と下地部材３００とのエッチング選択性が低下すると、薄膜３０１をエッチングする際に、いわゆるオーバーエッチングが生じ、下地部材３００もエッチングされてしまう。このため、形状精度が低下する。また、オーバーエッチングが著しい場合には、オーバーエッチングにより形成された凹部が下地部材３００を貫通し、さらに下方に配置された部材（図示せず）まで到達してしまう。下方の部材と薄膜３０１が導電部材であり、下地部材３００が絶縁膜である場合は、本来絶縁されるべき導電部材同士が接触することになり、短絡やリークが発生し、半導体デバイスが正常に動作しなくなる。
【0015】
図２７は、横軸にエッチング時間をとり、縦軸に不良率をとって、許容されるエッチング量のマージンを示すグラフである。
図２５（ａ）～（ｅ）及び図２６において説明した薄膜のパターニングにおいて、エッチング量はエッチング時間によって制御することが多い。図２７に示すように、エッチング量が不足するとエッチング残りが発生して不良品となり、エッチング量が過剰であると下地部材を過度にエッチングしてしまい、やはり不良品となる。エッチング残りが発生せず、かつ、下地部材のエッチング量が許容量以下となるようなエッチング量が、許容されるエッチング量のマージンであるが、半導体デバイスの微細化が進むと、このマージンが狭くなる。
図２５（ａ）～（ｅ）及び図２６において説明した薄膜のパターニングにおいて、エッチング量はエッチング時間によって制御することが多い。図２７に示すように、エッチング量が不足するとエッチング残りが発生して不良品となり、エッチング量が過剰であると下地部材を過度にエッチングしてしまい、やはり不良品となる。エッチング残りが発生せず、かつ、下地部材のエッチング量が許容量以下となるようなエッチング量が、許容されるエッチング量のマージンであるが、半導体デバイスの微細化が進むと、このマージンが狭くなる。
【0016】
このように、１回のエッチングによっても、様々な形状誤差が発生する。上述の如く、半導体デバイスを製造する際には、数十回程度のエッチングが必要となるため、各エッチングにおいて発生した形状誤差が蓄積されてしまう。このため、１回のエッチングにおいて発生した形状誤差が微小なものであっても、最終的な半導体デバイスの特性や歩留まりには大きく影響する。また、今後の半導体デバイスの微細化に伴い、形状誤差は相対的に大きくなるため、許容マージンは格段に小さくなり、エッチング工程の難易度がますます上昇する。
【0017】
また、半導体デバイスの微細化が進むと、チャンバーの内壁への生成物の堆積、プラズマによる各パーツの消耗に伴う寸法の微小な変化、高周波電力の出力の整合状態等もエッチングの制御性に影響を及ぼすようになり、処理装置間の機差や、同じ装置における経時変化も問題となる。
【0018】
このため、ガスの流量、圧力及び温度、高周波電力の出力及び整合状態等のパラメータを常に装置側でモニターし、異常があれば警告を表示したり処理を中断する機構が実用化されている。しかし、チャンバーの内壁の状態や、パーツのわずかな消耗などは、直接モニターすることが難しく、いわゆる装置ＱＣ（Quality Check）によるエッチング特性の確認や、基板に形成されたテストパターンの出来栄え評価による確認が実施されている。また、エッチング装置などは、部材の消耗や内壁状態の変化による経時変化を抑制するために、定期的に装置をメンテナンスし、消耗部材の交換及び装置内のクリーニングを実施している。
【0019】
しかしながら、定期的にメンテナンスを実施しても、メンテナンス後に装置のエッチング特性が完全に均一になるとは限らない。例えば、パーツ同士のわずかな取り付け誤差がエッチング特性に影響を与える。これは、同一の装置においてメンテナンスの度に誤差が生じるだけでなく、装置間でも誤差が生じ、生産性向上のために一台の装置に複数のチャンバーが設けられている場合にはチャンバー間でも誤差が生じる。
【0020】
このため、装置ＱＣにより合わせ込みを行い、上述の誤差を低減している。しかしながら、そのためには、作業者及び作業時間が必要となり、また、高価な処理装置を生産に使用できない時間が長くなるため、半導体デバイスの生産性を著しく低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0021】
【文献】特開２００３－３０３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0022】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、動作が安定したプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材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】
【0023】
実施形態に係るプラズマ処理装置は、第１部材と、前記第１部材に対して着脱可能な第２部材と、を有するチャンバーと、前記第１部材と前記第２部材との間に配置された導通部材と、前記チャンバー内にプラズマを生成させる第１高周波電源と、を備える。前記導通部材は、樹脂材料からなる樹脂部材と、前記樹脂部材の表面上に設けられた金属膜と、を有する。
【0024】
実施形態に係るプラズマ処理方法は、第１部材と第２部材とを含むチャンバー内に被処理部材を装入し、前記第１部材と前記第２部材との間に、樹脂材料からなる樹脂部材の表面上に金属膜が設けられた導通部材を配置し、前記導通部材を圧縮する工程と、高周波電流を印加することにより、前記チャンバー内にプラズマを生成する工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、従来のプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
【図2】横軸に時間をとり、縦軸にチャンバーの下部と上部との間の電気抵抗値をとって、導通部材の交換時期と電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図3】横軸にホルダーに供給する電力をとり、縦軸にエッチング量をとって、供給電力とエッチング量との関係の一例を示すグラフである。
【図4】第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。
【図5】（ａ）は第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ’線による断面図である。
【図6】（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図7】（ａ）は横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、比較例に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
【図8】（ａ）はチャンバー解放時の導通部材の形状を示す断面図であり、（ｂ）はチャンバー密閉時の導通部材の形状を示す断面図であり、（ｃ）は金属膜に亀裂が発生した状態の導通部材を示す写真である。
【図9】（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜がニッケルからなり、厚さが１００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【図10】（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜がニッケルからなり、厚さが４００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【図11】（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜がニッケルからなり、厚さが８００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【図12】（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜が銅からなり、厚さが１００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【図13】（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜が銅からなり、厚さが４００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【図14】（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜が銅からなり、厚さが８００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【図15】横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に解放時の電気抵抗値をとって、金属膜の組成及び膜厚が圧縮率と電気抵抗値との関係に及ぼす影響を示すグラフである。
【図16】横軸に金属膜の膜厚をとり、縦軸に抵抗値が不可逆的な変化を示す直前の圧縮率をとって、導通部材の好適な使用範囲を示すグラフである。
【図17】第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図である。
【図18】（ａ）は第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す断面図であり、（ｂ）は開放状態の導通部材を示す斜視図であり、（ｃ）は圧縮状態の導通部材を示す斜視図である。
【図19】（ａ）は試験例においてエッチング対象としたテスト材を示す平面図であり、（ｂ）はエッチング処理前のテスト材を示す断面図であり、（ｃ）はエッチング処理後のテスト材を示す断面図である。
【図20】（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、カーボン膜に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
【図21】（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン酸化膜に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
【図22】（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン窒化膜に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
【図23】横軸にサンプルをとり、縦軸にエッチング後のテスト材におけるニッケル検出量をとって、ニッケル汚染の有無を示すグラフである。
【図24】横軸に年代をとり、縦軸にトランジスタの集積度をとって、半導体デバイスの微細化の傾向を示すグラフである。
【図25】（ａ）～（ｅ）は、一般的なプラズマエッチング工程を示す断面図である。
【図26】プラズマエッチングで制御すべき代表的な要因を示す図である。
【図27】横軸にエッチング時間をとり、縦軸に不良率をとって、許容されるエッチング量のマージンを示すグラフである。
【図28】エッチングの制御性に影響を及ぼす要因の例を示す図である。
【図29】一般的な誘導結合型プラズマ方式のドライエッチング装置の例を示す図である。
【図30】導通部材を示す斜視図である。
【図31】横軸にバイアス電圧をとり、縦軸にエッチングレートをとって、エッチングレートのバイアス電圧依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0026】
＜課題の原因究明＞
本発明者らは、上述のプラズマエッチング処理のばらつきの原因を推定した。
図２８は、エッチングの制御性に影響を及ぼす要因の例を示す図である。
図２８に示すように、エッチングの制御性に影響を及ぼす要因としては、少なくとも以下の要因が考えられる。
本発明者らは、上述のプラズマエッチング処理のばらつきの原因を推定した。
図２８は、エッチングの制御性に影響を及ぼす要因の例を示す図である。
図２８に示すように、エッチングの制御性に影響を及ぼす要因としては、少なくとも以下の要因が考えられる。
【0027】
（１）プラズマ種となるガスの組成、流量、圧力のばらつき
（２）プラズマを形成するための高周波電源の出力のばらつき
（３）処理温度のばらつき
（４）バイアスを印加するための高周波電源の出力のばらつき
（５）バイアス電圧とエッチングレートの検量線のずれ
（６）エッチングによるチャンバー内の各部の損傷及び補修
（７）プラズマ処理装置を構成する部品の劣化及び交換
（２）プラズマを形成するための高周波電源の出力のばらつき
（３）処理温度のばらつき
（４）バイアスを印加するための高周波電源の出力のばらつき
（５）バイアス電圧とエッチングレートの検量線のずれ
（６）エッチングによるチャンバー内の各部の損傷及び補修
（７）プラズマ処理装置を構成する部品の劣化及び交換
【0028】
上記（１）のプラズマ種となるガスの組成、流量、圧力のばらつきについては、通常、購入した高純度ガスを供給ラインから直接チャンバー内に流量制御を行って導入している。このため、給気管やチャンバーのリーク等がない限り、プラズマ種の組成のばらつきがエッチングレートのばらつきの原因とは考えにくい。また、ガスの流量及び圧力は容易に制御及び測定できるため、ガスの流量及び圧力が大きくばらつくことも考えにくい。
【0029】
上記（２）のプラズマを形成するための高周波電源の出力のばらつきについては、あるプラズマ処理装置において、常に処理量が過多となるわけではなく、正常であったり、過小であったり、過多であったりする。このため、高周波電源に故障がない限り、高周波電源の出力のばらつきがエッチングレートのばらつきの原因とは考えにくい。また、多くのプラズマ処理装置で同様なばらつきが発生するため、高周波電源の故障であるとも考えにくい。
【0030】
上記（３）の処理温度のばらつきについては、種々の要因によりプラズマ処理中のウェーハの温度がばらつくことはあり得る。しかし、ウェーハの温度は直接的に測定することができ、測定されたウェーハの温度とエッチング量との間に有意な関係は認められない。このため、処理温度のばらつきがエッチングレートに及ぼす影響は、仮にあったとしても限定的であると考えられる。
【0031】
上記（４）のバイアスを印加するための高周波電源の出力のばらつきについても、上記（２）と同じ理由により、エッチングレートのばらつきの原因としては考えにくい。
【0032】
上記（５）のバイアス電圧とエッチングレートの検量線のずれについては、上述のごとく、あるプラズマ処理装置において、常に処理量が過多となるわけではなく、正常となる場合も過少となる場合もある。このため、検量線のずれがエッチングレートのばらつきの原因とは考えにくく、検量線の精度をさらに向上させても、エッチングレートのばらつきを収束させる効果は少ないと考えられる。
【0033】
上記（６）のエッチングによるチャンバー内の各部の損傷及び補修については、上述の如く、各装置について定期的にメンテナンスを行い、損傷した部分を補修している。このため、メンテナンスの時期とばらつきとの間に相関関係があれば、エッチングによる損傷及び補修がばらつきの原因であることが推定される。
【0034】
上記（７）の部品の劣化及び交換についても、上述の如く、各装置において消耗部品を定期的に交換している。このため、交換の時期とばらつきとの間に相関関係があれば、部品の劣化及び交換がばらつきの原因であることが推定される。
【0035】
以下、本発明者らが検討の対象とした典型的なプラズマ処理装置について説明する。
プラズマ処理装置の一例として誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）方式のドライエッチング装置について説明する。
プラズマ処理装置の一例として誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）方式のドライエッチング装置について説明する。
【0036】
図２９は、一般的な誘導結合型プラズマ方式のドライエッチング装置の例を示す図である。
図３０は、導通部材を示す斜視図である。
図２９に示すように、プラズマエッチング装置１００においては、チャンバー１０１が設けられている。チャンバー１０１は、下部１０２及び上部１０３により構成されている。通常、下部１０２はフレーム等に固定され、接地されている。上部１０３は、下部１０２に対して開閉可能に設けられており、チャンバー１０１の蓋として機能する。
図３０は、導通部材を示す斜視図である。
図２９に示すように、プラズマエッチング装置１００においては、チャンバー１０１が設けられている。チャンバー１０１は、下部１０２及び上部１０３により構成されている。通常、下部１０２はフレーム等に固定され、接地されている。上部１０３は、下部１０２に対して開閉可能に設けられており、チャンバー１０１の蓋として機能する。
【0037】
下部１０２内には、ホルダー１０６が設けられている。ホルダー１０６は、被処理部材としてのウェーハ２００を保持する。ホルダー１０６は電圧制御部１０７を介して高周波電源１０８に接続されている。電圧制御部１０７及び高周波電源１０８はそれぞれ接地されている。上部１０３には誘電体板１０９が設けられており、誘電体板１０９上にはコイル１１０が設けられており、コイル１１０は高周波電源１１１に接続されている。高周波電源１１１も接地されている。
【0038】
下部１０２と上部１０３との境界部分には、チャンバー１０１内の気密を担保するための気密部材１１５と、下部１０２と上部１０３との間の導通を担保するための導通部材１１６が設けられている。気密部材１１５は例えばＯリングであり、導通部材１１６は例えば金属コイルである。また、下部１０２と上部１０３とは、金属製のボルト及びナットにより連結される。これにより、下部１０２と上部１０３とが機械的に結合されると共に、同電位化される。チャンバー１０１には、チャンバー１０１内にガスを供給する給気管１１８と、チャンバー１０１内からガスを排出する排気管１１９が設けられている。
【0039】
図３０に示すように、導通部材１１６は、金属帯をスパイラル状に巻きあげて形成したコイル状の部材である。例えば、チャンバー１０１の下部１０２における上部１０３と当接する面に、導通部材１１６の直径よりも少し浅い溝が形成されており、この溝内に導通部材１１６が収納される。これにより、上部１０３を閉じたときに、導通部材１１６が圧縮されて弾性変形し、下部１０２及び上部１０３の双方を押圧する。この結果、下部１０２と上部１０３との間で、導通部材１１６を介して電気的な導通が確保される。
【0040】
次に、このプラズマエッチング装置１００を用いたプラズマ処理方法を説明する。
図２９に示すように、ホルダー１０６にウェーハ２００を装着する。また、上部１０３を下部１０２に連結させて、チャンバー１０１内を気密状態とする。そして、排気管１１９を介してチャンバー１０１内を排気すると共に、給気管１１８を介してプラズマ種となるガスを導入する。この状態で、高周波電源１１１がコイル１１０に対して高周波電流を供給する。これにより、ガスが電離してプラズマ２５０が形成される。また、高周波電源１０８がホルダー１０６に対して高周波電流を供給する。これにより、プラズマ２５０にバイアス電圧が印加され、プラズマ中のイオンが加速されて、ウェーハ２００に衝突する。この結果、ウェーハ２００がエッチングされる。
図２９に示すように、ホルダー１０６にウェーハ２００を装着する。また、上部１０３を下部１０２に連結させて、チャンバー１０１内を気密状態とする。そして、排気管１１９を介してチャンバー１０１内を排気すると共に、給気管１１８を介してプラズマ種となるガスを導入する。この状態で、高周波電源１１１がコイル１１０に対して高周波電流を供給する。これにより、ガスが電離してプラズマ２５０が形成される。また、高周波電源１０８がホルダー１０６に対して高周波電流を供給する。これにより、プラズマ２５０にバイアス電圧が印加され、プラズマ中のイオンが加速されて、ウェーハ２００に衝突する。この結果、ウェーハ２００がエッチングされる。
【0041】
図３１は、横軸にバイアス電圧をとり、縦軸にエッチングレートをとって、エッチングレートのバイアス電圧依存性を示すグラフである。
図３１に示すように、バイアス電圧を高くするほど、イオンの加速電圧が高くなり、エッチングレートが高くなる。この相関関係は被処理部材の材料によって異なり、装置の設計によっても異なり、装置の個体差もある。そこで、バイアス電圧とエッチングレートとの関係を予め検量しておく。そして、エッチング処理を行う際には、目標とするエッチングレートに対応したバイアス電圧を電圧制御部１０７に入力する。これにより、電圧制御部１０７が高周波電源１０８の出力を制御し、所望のエッチングレートを実現する。一定のエッチングレートで一定時間エッチングを行うことにより、ウェーハ２００が一定量エッチングされる。
図３１に示すように、バイアス電圧を高くするほど、イオンの加速電圧が高くなり、エッチングレートが高くなる。この相関関係は被処理部材の材料によって異なり、装置の設計によっても異なり、装置の個体差もある。そこで、バイアス電圧とエッチングレートとの関係を予め検量しておく。そして、エッチング処理を行う際には、目標とするエッチングレートに対応したバイアス電圧を電圧制御部１０７に入力する。これにより、電圧制御部１０７が高周波電源１０８の出力を制御し、所望のエッチングレートを実現する。一定のエッチングレートで一定時間エッチングを行うことにより、ウェーハ２００が一定量エッチングされる。
【0042】
本発明者らが多数のプラズマ処理装置について長期間にわたって調査したところ、以下の傾向が認められた。
図１は、横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、従来のプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
図１は、１台のプラズマエッチング装置についての調査結果である。図１において、図示の縦方向に延びる破線はメンテナンスのタイミングを表し、実線は導通部材１１６の交換のタイミングを表す。後述する図２についても同様である。
なお、本明細書に添付した図面は基本的に模式図である。実際のデータに基づいて作成されているが、絶対値を表すものではない。
図１は、横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、従来のプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
図１は、１台のプラズマエッチング装置についての調査結果である。図１において、図示の縦方向に延びる破線はメンテナンスのタイミングを表し、実線は導通部材１１６の交換のタイミングを表す。後述する図２についても同様である。
なお、本明細書に添付した図面は基本的に模式図である。実際のデータに基づいて作成されているが、絶対値を表すものではない。
【0043】
図１に示すように、エッチング量は、上記（６）のメンテナンスの度に増加し、上記（７）の導通部材１１６の交換の後、減少する傾向が認められた。この装置の場合は、導通部材１１６の交換周期はメンテナンスの周期よりも長く、数回のメンテナンスに１回、導通部材１１６を交換する。図１に示す結果からは、メンテナンス及び導通部材１１６が、エッチングレートのばらつきの一因であることが示唆される。上述の如く、導通部材１１６はチャンバー１０１の下部１０２と上部１０３とを電気的に接続する部品である。
【0044】
そこで、本発明者らは、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の電気抵抗値を、長期間にわたって測定した。なお、本明細書において、「電気抵抗値」とは直流電流の流れにくさを意味し、「インピーダンス」とは、高周波電流の流れにくさを意味する。
図２は、横軸に時間をとり、縦軸にチャンバーの下部と上部との間の電気抵抗値をとって、導通部材の交換時期と電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
図２に示すように、電気抵抗値は安定して低く、下部１０２と上部１０３との間で十分に導通がとれていた。また、メンテナンスの時期及び導通部材１１６の交換時期と電気抵抗値との間に相関関係は認められなかった。
図２は、横軸に時間をとり、縦軸にチャンバーの下部と上部との間の電気抵抗値をとって、導通部材の交換時期と電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
図２に示すように、電気抵抗値は安定して低く、下部１０２と上部１０３との間で十分に導通がとれていた。また、メンテナンスの時期及び導通部材１１６の交換時期と電気抵抗値との間に相関関係は認められなかった。
【0045】
本発明者らは、以上の調査結果から、以下の仮説を立てた。
エッチング量がメンテナンスの時期及び導通部材１１６の交換の時期に不連続的に変化していることから、メンテナンス及び導通部材１１６がエッチングの条件に影響を及ぼしていることが推定される。一方、直流電流の電気抵抗値と高周波電流のインピーダンスは必ずしも同じではなく、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間で、直流電流は十分に導通しても、高周波電流は十分に導通しないことも考えられる。このため、メンテナンスに伴って、導通部材１１６の電気抵抗値は変わらないがインピーダンスが増加していることが考えられる。
エッチング量がメンテナンスの時期及び導通部材１１６の交換の時期に不連続的に変化していることから、メンテナンス及び導通部材１１６がエッチングの条件に影響を及ぼしていることが推定される。一方、直流電流の電気抵抗値と高周波電流のインピーダンスは必ずしも同じではなく、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間で、直流電流は十分に導通しても、高周波電流は十分に導通しないことも考えられる。このため、メンテナンスに伴って、導通部材１１６の電気抵抗値は変わらないがインピーダンスが増加していることが考えられる。
【0046】
メンテナンスを行う際には、上部１０３を下部１０２から取り外して、チャンバー１０１を開く。そして、エッチングにより損傷した部分の補修等、必要な処置を施した後、上部１０３を下部１０２に固定して、チャンバー１０１を閉じる。この作業の度に、導通部材１１６は圧縮と開放を繰り返す。導通部材１１６は金属製であるため、圧縮力が印加されれば弾性変形するが、このとき、局所的に塑性変形も発生する。このため、チャンバー１０１の開閉により導通部材１１６が変形を繰り返すと、導通部材１１６が下部１０２及び上部１０３を押圧する力が減少し、直流の電気抵抗値は変化しなくても、高周波電源１０８及び１１１が出力する高周波電流に対するインピーダンスは増加している可能性がある。
【0047】
この結果、プラズマ処理の進行中に、上部１０３の平均電位が下部１０２の平均電位からずれ、電圧制御部１０７が基準とする接地電位と、プラズマ２５０から見た接地電位とがずれる。プラズマ２５０から見た接地電位とは、チャンバー１０１の内壁の電位の平均であると考えられる。このため、図３１に示す検量線に従ってバイアス電圧を調整しても、エッチング量は図３１に示す検量線からずれてしまう。この結果、エッチング量が過多になる場合があると推定される。
【0048】
しかしながら、上記仮説を検証するために、プラズマ２５０から見た接地電位を測定することは困難であり、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の高周波電流のインピーダンスを測定することも困難である。そこで、実際にホルダー１０６に供給されている高周波電力［Ｗ］とエッチング量との関係を測定した。
図３は、横軸にホルダーに供給する電力をとり、縦軸にエッチング量をとって、供給電力とエッチング量との関係を示すグラフである。
図３は、横軸にホルダーに供給する電力をとり、縦軸にエッチング量をとって、供給電力とエッチング量との関係を示すグラフである。
【0049】
図３に示すように、エッチング量は投入電力に対して正の相関を示し、エッチングが過多になるときは、投入電力も過多になっていた。上記（４）で考察したように、バイアスを印加するための高周波電源１０８の出力がばらつくことは考えにくいため、高周波電源１０８には、電圧制御部１０７から、設定値よりも高いバイアス電圧になるような制御信号が入力されていると考えられる。
【0050】
このため、上記仮説のとおり、事前に取得した検量線に従ってバイアス電圧を設定しても、電圧制御部１０７が基準とする接地電位と、プラズマ２５０から見た接地電位とが異なるため、実際にプラズマ２５０に作用するバイアス電圧が設定値とは異なることが推定される。また、その原因としては、導通部材１１６の高周波電力に対するインピーダンスの増加が推定される。インピーダンスが増加する原因としては、導通部材１１６の塑性変形が考えられる。
【0051】
このような推定に基づいて、図１に示す結果を解釈すると、以下のようになる。すなわち、メンテナンスを実施すると、パーツ間のインピーダンスが増大し、接地電位がずれることで、単位時間当たりのエッチング量が大きくなる傾向が生じる。しかし、パーツ間に設置されている導通部材１１６（図３０参照）を新品に交換することにより、インピーダンスが低下し、単位時間あたりのエッチング量が初期状態に戻る傾向がある。
【0052】
また、図３に示す結果を解釈すると、以下のようになる。図２９に示すプラズマエッチング装置１００においては、プラズマの自己バイアスを測定し、その値が設定値に近づくように投入電力を制御している。この投入電力の大きさを図３の横軸に示す。チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間のインピーダンスが変化することにより、プラズマの自己バイアスの測定する際に参照する接地電位がずれ、自己バイアスの測定値にインピーダンスに依存する誤差が生じる。このため、この測定値に基づいて制御される投入電力にも誤差が生じる。このように、下部１０２と上部１０３とのインピーダンスに依存して投入電力に誤差が生じるため、結果として単位時間当たりのエッチング量にも誤差が生じる。
【0053】
＜課題を解決するための方針＞
本発明者らは、上述の考察を踏まえ、課題を解決するための方針を研究した。
チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の高周波電流に対するインピーダンスの増加を抑制するために、金属帯をコイル状に成形した導通部材１１６の替わりに、新たな導通部材を設けることを検討した。新たな導通部材は、弾性変形が可能で、塑性変形が実質的に発生せず、かつ、高周波電流を導電可能であることが要求される。
本発明者らは、上述の考察を踏まえ、課題を解決するための方針を研究した。
チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の高周波電流に対するインピーダンスの増加を抑制するために、金属帯をコイル状に成形した導通部材１１６の替わりに、新たな導通部材を設けることを検討した。新たな導通部材は、弾性変形が可能で、塑性変形が実質的に発生せず、かつ、高周波電流を導電可能であることが要求される。
【0054】
弾性変形し、かつ、塑性変形が発生しない材料としては、樹脂材料が考えられる。しかしながら、樹脂材料はそのままでは導電性がない。そこで、樹脂材料に導電性を付与することが要求される。
【0055】
樹脂材料に導電性を付与する方法としては、樹脂材料内にカーボンブラック又は金属フィラー等の導電性の粒子を含有させる方法と、表面に金属をコーティングする方法が考えられる。導体に高周波電流を流す場合、周波数が高くなるほど、電流が表面に集中する。このため、樹脂材料中に導電性の粒子を含有させるよりも、樹脂材料からなる部材の表面に金属をコーティングした方が、高周波電流のインピーダンスを効果的に低減できることが予想される。以上の考察に基づいて、以下の実施形態を考案した。
【0056】
＜第１の実施形態＞
先ず、第１の実施形態について説明する。
本実施形態においては、プラズマ処理装置として、ＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を例に挙げて説明するが、これには限定されない。
図４は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。
図５（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ’線による断面図である。
図６（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
先ず、第１の実施形態について説明する。
本実施形態においては、プラズマ処理装置として、ＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を例に挙げて説明するが、これには限定されない。
図４は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。
図５（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ’線による断面図である。
図６（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【0057】
図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１においては、チャンバー１１が設けられている。チャンバー１１においては、下部１２及び上部１３が設けられている。通常、下部１２はフレーム等に固定され、接地されている。上部１３は、下部１２に対して着脱可能に設けられており、接地されていない。下部１２に上部１３が着脱することで、チャンバー１１が開閉される。下部１２と上部１３との間には、若干の隙間がある。隙間の間隔は、例えば、０．３ｍｍ以下である。チャンバー１１には、チャンバー１１内にガスを供給する給気管２８と、チャンバー１１内からガスを排出する排気管２９が設けられている。
【0058】
下部１２内には、ホルダー１６が設けられている。ホルダー１６は被処理部材であるウェーハ２００を保持する。ホルダー１６は電圧制御部１７を介して高周波電源１８に接続されている。電圧制御部１７及び高周波電源１８はそれぞれ接地されている。高周波電源１８は、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電流を出力する。
【0059】
上部１３には誘電体板１９が設けられており、誘電体板１９上にはコイル２０が設けられている。コイル２０は上部１３に固定されている。コイル２０は高周波電源２１に接続されている。高周波電源２１も接地されている。高周波電源２１は、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電流を出力する。
【0060】
下部１２と上部１３との境界部分には、チャンバー１１内の気密を担保するための気密部材１５と、下部１２と上部１３との間の導通を担保するための導通部材３０が設けられている。すなわち、下部１２の上面には、円環状の溝１２ａが形成されており、溝１２ａの外側には、円環状の溝１２ｂが形成されている。そして、溝１２ａ内には、気密部材１５が配置されている。気密部材１５は、例えば、Ｏリングである。溝１２ｂ内には、導通部材３０が配置されている。このように、導通部材３０は気密部材１５の外側に配置されている。また、下部１２と上部１３とは、金属製のボルト及びナットにより連結される。これにより、下部１２と上部１３とが機械的に結合されると共に、気密部材１５及び導通部材３０が下部１２と上部１３とにより押圧される。
【0061】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の導通部材３０の全体的な形状は環状である。導通部材３０においては、樹脂材料からなる樹脂リング３１の表面全体に、金属材料からなる金属膜３２が被覆されている。導通部材３０のリング径Ｒ０は、チャンバー１１の外径に依存するが、例えば、ウェーハ２００の直径が３００ｍｍ（ミリメートル）である場合は、リング径Ｒ０は６００ｍｍ程度である。導通部材３０の直径Ｄ０は、例えば、２～４ｍｍ（ミリメートル）程度である。金属膜３２の膜厚Ｔ０は、例えば、２００ｎｍ（ナノメートル）以上である。例えば、導通部材３０は、圧縮率が５％以上２５％以下の範囲で圧縮されたときに、圧縮方向の最大径が２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。
【0062】
樹脂リング３１を形成する樹脂材料は、例えば、弾性ゴムであり、例えば、フッ素ゴムであり、例えば、ＦＫＭ－７０である。樹脂リング３１の弾性率は、例えば、１０ＭＰａである。樹脂リング３１の直径は、例えば、３ｍｍであり、ポアッソン比は約０．５である。金属膜３２の膜構成は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）からなる単層膜であってもよく、２以上の層を積層させた多層膜であってもよい。
【0063】
金属膜３２は、例えば、分子間接着接合により樹脂リング３１の表面に被着させることができる。具体的には、樹脂リング３１を形成した後、樹脂リング３１に対してコロナ放電処理を施して、表面にＯＨ基を生成する。次に、樹脂リング３１をアルコキシシリルプロピルアミドトリアジンチオールに接触させて、表面にジチオールトリアジン基を生成する。次に、樹脂リング３１をめっき液に浸漬する。これにより、めっき液中の金属イオンがジチオールトリアジン基と化学結合して、金属膜３２が形成される。これにより、樹脂リング３１と金属膜３２の間で高い密着力を実現することができる。
【0064】
次に、本実施形態に係るプラズマ処理装置の動作、すなわち、本実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。
図４に示すように、チャンバー１１内をメンテナンスする際には、下部１２から上部１３を取り外すことにより、チャンバー１１を開く。このとき、導通部材３０に印加されていた圧縮力が除去される。この状態で、必要なメンテナンスを行う。メンテナンス終了後、下部１２の溝１２ａ内に気密部材１５が配置され、溝１２ｂ内に導通部材３０が配置された状態で、上部１３を下部１２に連結する。これにより、導通部材３０が圧縮される。
図４に示すように、チャンバー１１内をメンテナンスする際には、下部１２から上部１３を取り外すことにより、チャンバー１１を開く。このとき、導通部材３０に印加されていた圧縮力が除去される。この状態で、必要なメンテナンスを行う。メンテナンス終了後、下部１２の溝１２ａ内に気密部材１５が配置され、溝１２ｂ内に導通部材３０が配置された状態で、上部１３を下部１２に連結する。これにより、導通部材３０が圧縮される。
【0065】
ウェーハ２００に対してプラズマエッチングを行う際には、チャンバー１１のロードロック部を介して、ホルダー１６にウェーハ２００を装着する。そして、排気管２９を介してチャンバー１１内を排気すると共に、給気管２８を介してプラズマ種となるガスを導入する。この状態で、高周波電源２１がコイル２０に対して高周波電流を供給する。これにより、ガスが電離してプラズマ２５０が形成される。また、高周波電源１８がホルダー１６に対して高周波電流を供給する。これにより、プラズマ２５０にバイアス電圧が印加され、プラズマ中のイオンが加速されて、ウェーハ２００に衝突する。この結果、ウェーハ２００がエッチングされる。このとき、下部１２と上部１３との間で、導通部材３０を介して、高周波電流が導通する。
【0066】
上部１３を下部１２に連結したときは、樹脂リング３１に上下方向の圧力が加わり、樹脂リング３１が弾性変形する。金属膜３２も樹脂リング３１の弾性変形に伴って変形する。樹脂リング３１の弾性力により、金属膜３２が下部１２及び上部１３に押し付けられる。そして、高周波電源１８及び２１が出力する高周波電流は、金属膜３２を介して、下部１２と上部１３との間で伝導する。この結果、下部１２の平均電位と上部１３の平均電位との差が小さくなり、電圧制御部１７が基準とする接地電位と、プラズマ２５０から見た接地電位との差が小さくなる。一方、チャンバー１１を開いたとき、すなわち、上部１３を下部１２から脱離させたときは、樹脂リング３１に加わっていた圧力が消失するため、樹脂リング３１の形状が元に戻る。このとき、金属膜３２の形状も元に戻る。
【0067】
このように、樹脂リング３１に対して圧縮力が繰り返し印加されても、樹脂リング３１は樹脂材料により形成されているため、塑性変形することはない。このため、塑性変形によって金属膜３２を下部１２及び上部１３に押し付ける力が減少することもない。これにより、金属膜３２のインピーダンスの増加を抑制できる。
【0068】
なお、上述の樹脂リング３１の変形に伴い、金属膜３２が塑性変形する可能性もあるが、金属膜３２を下部１２及び上部１３に押し付ける力は、金属膜３２自体ではなく樹脂リング３１の弾性力に起因している。このため、金属膜３２が塑性変形しても、押し付け力は変わらず、金属膜３２の塑性変形に起因してインピーダンスが大きく増加することはない。また、導通部材３０の体積の大部分は絶縁性の樹脂リング３１が占めるため、導通部材３０の直流電流に対する電気抵抗値は、図３０に示す従来の導通部材１１６の電気抵抗値よりも高くなることがある。しかしながら、上述の如く、高周波電流は導通部材３０の表層部分に集中し、この部分には金属膜３２が配置されているため、高周波電流に対するインピーダンスは十分に低い。
【0069】
次に、本実施形態の効果について説明する。
図７（ａ）は、横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、本実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、比較例に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
図７（ａ）は、横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、本実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、比較例に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
【0070】
図７（ａ）に示すように、本実施形態によれば、メンテナンス及び導通部材３０の交換を行っても、エッチング量が大きく変化することはなく、安定した運転が可能であった。また、図７（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、メンテナンス及び導通部材３０の交換を行っても、下部１２と上部１３との間のインピーダンスの変化が小さく、安定した運転が可能であることが裏付けられた。
【0071】
一方、図２９に示す比較例に係るプラズマエッチング装置１００においても、下部１０２と上部１０３との間のインピーダンスを測定した。この結果、図７（ｃ）に示すように、比較例に係るプラズマエッチング装置１００においては、メンテナンスを実施することで、導通部材１１６（図３０参照）の変形等に起因して、メンテナンス後に下部１０２と上部１０３との間のインピーダンスが大きくなった。但し、導通部材１１６を新品に交換することにより、インピーダンスは初期値に戻る傾向が認められた。このインピーダンスの変化と単位時間当たりのエッチング量には１対１の相関が認められた。
【0072】
このように、本実施形態によれば、導通部材３０において、樹脂材料、例えば、弾性ゴムからなる樹脂リング３１と、樹脂リング３１の表面を被覆する金属膜３２とが設けられているため、チャンバー１１の開閉を繰り返しても、樹脂リング３１の弾性力が低下することがない。このため、下部１２と上部１３との間のインピーダンスの増加を抑制し、エッチングレートがずれることを抑制することができる。この結果、プラズマエッチング処理を安定して実施することができる。
【0073】
また、導通部材３０の体積の大部分は樹脂リング３１によって構成されているため、導通部材３０は全体として軟質である。このため、金属帯からなる導通部材１１６と比較して、下部１２の凹部１２ｂ内への装着が容易である。
【0074】
＜実装のための検討＞
次に、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に設計する場合について検討する。
次に、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に設計する場合について検討する。
【0075】
本実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に設計する際には、要求される仕様によって各部の寸法等が異なるため、導通部材３０を含むプラズマエッチング装置１をどのように設計するかが問題となる。導通部材３０のリング径Ｒ０はチャンバー１１のサイズに応じて決定され、チャンバー１１のサイズは被処理部材であるウェーハ２００のサイズによって決定される。一方、導通部材３０の直径Ｄ０は圧縮率を考慮して決定する。
【0076】
図８（ａ）はチャンバー解放時の導通部材３０の形状を示す断面図であり、（ｂ）はチャンバー密閉時の導通部材３０の形状を示す断面図であり、（ｃ）は金属膜３２に亀裂が発生した状態の導通部材３０を示す写真である。
【0077】
図８（ａ）に示すように、チャンバー１１が解放されて、導通部材３０に外力が印加されていないときの導通部材３０の直径をＤ０とし、図８（ｂ）に示すように、チャンバー１１が密閉されたときの導通部材３０の直径をＤとしたとき、圧縮率Ｃを下記数式１のように定義する。
Ｃ＝（Ｄ０－Ｄ）／Ｄ０×１００［％］ （数式１）
Ｃ＝（Ｄ０－Ｄ）／Ｄ０×１００［％］ （数式１）
【0078】
図８（ｃ）に示すように、圧縮率Ｃが所定の値を超えると、導通部材３０の金属膜３２に亀裂３２ａが発生する。亀裂３２ａが発生すると、高周波電流に対するインピーダンスが著しく増加する可能性が高い。そこで、導通部材３０は、金属膜３２に亀裂３２ａが発生しないような圧縮率Ｃで使用することが好ましい。
【0079】
以下、亀裂３２ａが発生しないような圧縮率Ｃの範囲を求める実験例について説明する。
本実験例においては、導通部材３０に圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加し、圧縮及び解放の度に、導通部材３０の電気抵抗値を測定する。金属膜３２に大きな亀裂３２ａが生成すると、導通部材３０の電気抵抗値が不可逆的に大きく増加する。
本実験例においては、導通部材３０に圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加し、圧縮及び解放の度に、導通部材３０の電気抵抗値を測定する。金属膜３２に大きな亀裂３２ａが生成すると、導通部材３０の電気抵抗値が不可逆的に大きく増加する。
【0080】
図９（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜３２がニッケルからなり、厚さが１００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
【0081】
図１０（ａ）～図１４（ｂ）も図９（ａ）及び（ｂ）と同様なグラフである。
図１０（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２がニッケルからなり、厚さが４００ｎｍである場合を示し、図１１（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２がニッケルからなり、厚さが８００ｎｍである場合を示し、図１２（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが１００ｎｍである場合を示し、図１３（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが４００ｎｍである場合を示し、図１４（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが８００ｎｍである場合を示す。
図１０（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２がニッケルからなり、厚さが４００ｎｍである場合を示し、図１１（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２がニッケルからなり、厚さが８００ｎｍである場合を示し、図１２（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが１００ｎｍである場合を示し、図１３（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが４００ｎｍである場合を示し、図１４（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが８００ｎｍである場合を示す。
【0082】
図１５は、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に解放時の電気抵抗値をとって、金属膜の組成及び膜厚が圧縮率と電気抵抗値との関係に及ぼす影響を示すグラフである。
図１６は、横軸に金属膜の膜厚をとり、縦軸に抵抗値が不可逆的な変化を示す直前の圧縮率をとって、導通部材の好適な使用範囲を示すグラフである。
図１６は、横軸に金属膜の膜厚をとり、縦軸に抵抗値が不可逆的な変化を示す直前の圧縮率をとって、導通部材の好適な使用範囲を示すグラフである。
【0083】
図９（ａ）～図１４（ｂ）に示すように、金属膜３２がニッケル又は銅からなり、膜厚が１００ｎｍ～８００ｎｍの範囲においては、圧縮率を増加させながら圧縮と解放を繰り返すと、次第に電気抵抗値が増加し、圧縮率がある臨界値Ｔｃを超えるように圧縮すると、次の解放時に電気抵抗値が大幅に増加するような臨界値Ｔｃの存在が認められた。臨界値Ｔｃまで圧縮し、その後解放したときに、金属膜３２に大きな亀裂３２ａが生成したものと考えられる。
【0084】
図１５及び図１６に示すように、膜厚が同じであれば、金属膜３２をニッケルにより形成するよりも銅により形成した方が圧縮に対する耐性が高い。また、金属膜３２の材料が同じであれば、膜厚が厚い方が圧縮に対する耐性が高い。
【0085】
このように、金属膜３２の組成及び膜厚に応じて圧縮率の臨界値Ｔｃを求めることにより、図１６に示すように、導通部材３０を繰り返し使用可能な圧縮率の範囲を求めることができる。この結果、導通部材３０の直径Ｄ０と、下部１２に形成する溝１２ｂの深さとの関係を決定することができる。
【0086】
例えば、金属膜３２がニッケルからなり、膜厚が２００ｎｍ以上である場合、圧縮率は２５％以下とすることが好ましく、膜厚が４００ｎｍ以上である場合、圧縮率は３０％以下とすることが好ましく、膜厚が８００ｎｍ以上の場合、圧縮率は３５％以下とすることが好ましい。また、金属膜３２が銅からなり、膜厚が２００ｎｍ以上である場合、圧縮率は３５％以下とすることが好ましい。一方、インピーダンスを十分に低く抑えるためには、圧縮率は５％以上とすることが好ましい。例えば、金属膜３２の膜厚は、１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下とすることが好ましく、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることがより好ましい。
【0087】
なお、金属膜３２の材料は、ニッケル及び銅には限定されない。金属膜３２の材料として、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）からなる群より選択された１種以上の金属を用いてもよい。
【0088】
また、金属膜３２は多層膜としてもよい。例えば、金属膜３２を、樹脂リング３１側から順に下地層、主層、表層からなる三層膜としてもよい。この場合に、例えば、下地層の材料として、結晶構造が緻密で化学的安定性が高い材料、例えば、ニッケルを使用し、主層の材料として、延展性が優れた材料、例えば、銅を使用し、表層の材料として、化学的安定性及び導電性が優れた材料、例えば、金を使用してもよい。すなわち、金属膜３２を、（Ｎｉ／Ｃｕ／Ａｕ）三層膜としてもよい。下地層をニッケルにより形成することによって、主層中の銅が樹脂リング３１内に拡散し、銅害により樹脂リング３１を劣化させることを抑制できる。また、主層を銅により形成することによって、金属膜３２に亀裂３２ａが発生することを抑制できる。更に、表層を金により形成することによって、主層中の銅が大気によって酸化することを抑制できる。又は、下地層及び表層をニッケルにより形成し、主層を銅によって形成してもよい。すなわち、金属膜３２を、（Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）三層膜としてもよい。この場合に例えば、下地層及び表層の厚さをそれぞれ１００ｎｍとし、主層の厚さを４００ｎｍとしてもよい。
【0089】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
図１７は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図である。
図１８（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す断面図であり、（ｂ）は開放状態の導通部材を示す斜視図であり、（ｃ）は圧縮状態の導通部材を示す斜視図である。
次に、第２の実施形態について説明する。
図１７は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図である。
図１８（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す断面図であり、（ｂ）は開放状態の導通部材を示す斜視図であり、（ｃ）は圧縮状態の導通部材を示す斜視図である。
【0090】
図１７に示すように、本実施形態に係るプラズマエッチング装置２においては、気密部材１５の周囲に、複数の導通部材４０が設けられている。
図１７、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、各導通部材４０の形状は円環状ではなく、球形である。チャンバー１１の下部１２の上面には、例えば円筒状の凹部が形成されており、この凹部内に導通部材４０が収納されている。各導通部材４０においては、樹脂材料、例えば弾性ゴム、例えばフッ素ゴムからなる樹脂球４１が設けられており、樹脂球４１の表面上に金属膜４２が被覆されている。金属膜４２の組成及び膜厚は、第１の実施形態における金属膜３２と同様である。
図１７、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、各導通部材４０の形状は円環状ではなく、球形である。チャンバー１１の下部１２の上面には、例えば円筒状の凹部が形成されており、この凹部内に導通部材４０が収納されている。各導通部材４０においては、樹脂材料、例えば弾性ゴム、例えばフッ素ゴムからなる樹脂球４１が設けられており、樹脂球４１の表面上に金属膜４２が被覆されている。金属膜４２の組成及び膜厚は、第１の実施形態における金属膜３２と同様である。
【0091】
プラズマエッチング装置２においては、チャンバー１１の気密性は気密部材１５によって実現されているため、導通部材４０は必ずしも環状でなくてもよい。本実施形態のように、塊状、例えば球状の導通部材４０を設けてもよい。また、導通部材４０を複数個設けることにより、チャンバー１１の各部において低いインピーダンスを実現することができる。
【0092】
また、図１８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、導通部材４０は球形であるため、１軸方向、例えば、図１８（ｂ）及び（ｃ）に示すＺ軸方向に圧縮されたときに、他の２軸方向、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延伸することができる。これにより、１軸当たりの延伸率が小さくなり、金属膜４２に印加される機械的なストレスが分散する。この結果、金属膜４２はより高い圧縮率に耐えることができる。このため、導通部材４０をより高い圧縮率で使用することができ、インピーダンスをより確実に低減することができる。
【0093】
但し、導通部材４０の形状は、下記数式２を満たすことが好ましい。下記数式２は、オイラーの式を不等式としたものである。下記数式２を満たすことにより、導通部材４０が座屈することを確実に回避できる。下記数式２において、Ｐは導通部材４０に印加される荷重、Ｐｃｒは導通部材４０の座屈荷重、Ｃは端末条件係数、πは円周率、Ｅはヤング率、Ｉは断面２次モーメント、Ｌは長さである。
【0094】
Ｐ＜Ｐｃｒ＝Ｃπ２ＥＩ／Ｌ２ （数式２）
【0095】
本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【0096】
なお、前述の各実施形態においては、導通部材をチャンバー１１の下部１２と上部１３との間に配置する例を示したが、これには限定されない。プラズマ処理装置のうち、ウェーハ２００を脱着するためのロードロック部分、及び、フランジの継目等、プラズマに近接する部分であって他の部材と十分に電気的に接続されていない部分があれば、上述の各実施形態で説明した導通部材を介在させることができる。
【0097】
また、前述の各実施形態においては、プラズマ処理装置の例として、プラズマエッチング装置について説明したが、プラズマ処理装置はエッチング装置には限定されず、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）装置等の成膜装置であってもよい。
【0098】
以上説明した実施形態によれば、動作が安定したプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材を実現することができる。
【0099】
＜試験例＞
以下、試験例について説明する。
本試験例においては、図４、図５（ａ）及び（ｂ）、図６（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に作製し、これを「実施例」とした。このとき、導通部材３０の金属膜３２の材料はニッケルとし、厚さは４００ｎｍとした。
以下、試験例について説明する。
本試験例においては、図４、図５（ａ）及び（ｂ）、図６（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に作製し、これを「実施例」とした。このとき、導通部材３０の金属膜３２の材料はニッケルとし、厚さは４００ｎｍとした。
【0100】
一方、図２９及び図３０に示す一般的なプラズマエッチング装置１００を実際に作製し、これを「比較例」とした。そして、実施例に係る装置及び比較例に係る装置により、テスト材に対してエッチング処理を施して、テスト材内におけるエッチング速度の分布を測定した。
【0101】
図１９（ａ）は本試験例においてエッチング対象としたテスト材を示す平面図であり、（ｂ）はエッチング処理前のテスト材を示す断面図であり、（ｃ）はエッチング処理後のテスト材を示す断面図である。
【0102】
図１９（ａ）～（ｃ）に示すように、本試験例において使用するテスト材３００においては、シリコンウェーハ３０１が設けられている。シリコンウェーハ３０１には、ノッチ３０１ｎが形成されている。シリコンウェーハ３０１の上面に平行な方向のうち、シリコンウェーハ３０１の中心３０１ｃからノッチ３０１ｎに向かう方向を「Ｘ方向」とし、Ｘ方向に直交する方向を「Ｙ方向」とする。
【0103】
テスト材３００においては、シリコンウェーハ３０１上に、以下の膜が順に積層されている。括弧内の数値は、各膜の厚さを示す。
・シリコン酸化膜３０２（１０ｎｍ）
・シリコン窒化膜３０３（２０ｎｍ）
・シリコン酸化膜３０４（５００ｎｍ）
・カーボン膜３０５（５００ｎｍ）
・シリコン酸化膜３０６（５０ｎｍ）
・レジストパターン３１０（１００ｎｍ）
・シリコン酸化膜３０２（１０ｎｍ）
・シリコン窒化膜３０３（２０ｎｍ）
・シリコン酸化膜３０４（５００ｎｍ）
・カーボン膜３０５（５００ｎｍ）
・シリコン酸化膜３０６（５０ｎｍ）
・レジストパターン３１０（１００ｎｍ）
【0104】
シリコン酸化膜３０４は、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate：オルトケイ酸テトラエチル：Si(OC2H5)4）を原料としたＣＶＤ法により形成した。シリコン酸化膜３０６は、塗布法により形成した。レジストパターン３１０には、リソグラフィ法により、所定のパターンを形成した。
【0105】
このテスト材３００を２つ作製し、実施例及び比較例に係るプラズマエッチング装置により、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を施した。エッチング条件は、エッチング対象となる膜に応じて調整するものの、実施例と比較例の間では同じとした。
【0106】
先ず、レジストパターン３１０をマスクとしてシリコン酸化膜３０６をエッチングすることにより、シリコン酸化膜３０６をパターニングした。その後、レジストパターン３１０を除去した。
【0107】
次に、パターニングされたシリコン酸化膜３０６をマスクとしてカーボン膜３０５をエッチングすることにより、カーボン膜３０５をパターニングした。このとき、テスト材３００の面内におけるカーボン膜３０５のエッチング速度分布を測定した。
【0108】
次に、パターニングされたカーボン膜３０５をマスクとしてシリコン酸化膜３０４をエッチングすることにより、シリコン酸化膜３０４をパターニングした。このとき、テスト材３００の面内におけるシリコン酸化膜３０４のエッチング速度分布を測定した。その後、シリコン酸化膜３０４のエッチングに伴って発生した残渣物を除去した。
【0109】
次に、パターニングされたカーボン膜３０５及びシリコン酸化膜３０４をマスクとしてシリコン窒化膜３０３をエッチングすることにより、シリコン窒化膜３０３をパターニングした。このとき、テスト材３００の面内におけるシリコン窒化膜３０３のエッチング速度分布を測定した。
【0110】
図２０（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、カーボン膜３０５に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
図２１（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン酸化膜３０４に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
図２２（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン窒化膜３０３に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
各図の横軸は、シリコンウェーハ３０１におけるＸ方向又はＹ方向の位置を表し、中心３０１ｃの位置が「０」である。
図２１（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン酸化膜３０４に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
図２２（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン窒化膜３０３に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
各図の横軸は、シリコンウェーハ３０１におけるＸ方向又はＹ方向の位置を表し、中心３０１ｃの位置が「０」である。
【0111】
図２０（ａ）～図２２（ｂ）に示すように，エッチング速度はテスト材３００の面内において分布を持つものの、エッチング速度及びその分布は、実施例と比較例との間で実質的に同一であった。このため、従来のプラズマエッチング装置を、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置に置き換えても、エッチング条件を再調整する必要はなく、継続して使用できることが判明した。
【0112】
実施例に係るプラズマエッチング装置１においては、導通部材３０の金属膜３２をニッケルにより形成しているため、装置内がニッケルで汚染される懸念があった。そこで、エッチング後のテスト材３００において、ニッケル量を測定した。
【0113】
図２３は、横軸にサンプルをとり、縦軸にエッチング後のテスト材におけるニッケル検出量をとって、ニッケル汚染の有無を示すグラフである。
図２３に示すように、実施例におけるニッケルの検出量は、比較例におけるニッケル検出量と比較して同等以下であった。このため、導通部材３０に起因するニッケル汚染は発生していないといえる。また、ダストの発生量についても、実施例は比較例と比較して同等以下であり、現行の基準を満たしていた。
図２３に示すように、実施例におけるニッケルの検出量は、比較例におけるニッケル検出量と比較して同等以下であった。このため、導通部材３０に起因するニッケル汚染は発生していないといえる。また、ダストの発生量についても、実施例は比較例と比較して同等以下であり、現行の基準を満たしていた。
【0114】
このように、実施例に係るプラズマエッチング装置１は、比較例に係るプラズマエッチング装置１００と比較して、エッチング速度及びその分布が実質的に同一であり、導通部材３０に起因する汚染も認められず、ダストの発生量も増加しなかった。これにより、従来のプラズマエッチング装置を第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置に置き換えても、問題がないことが確認された。例えば、図２９に示すプラズマエッチング装置１００において、導通部材１１６を導通部材３０（図６（ａ）及び（ｂ）参照）に置き換えることにより、低コストでプラズマエッチング装置１を実現することができる。
【0115】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】