エッチング装置
【課題】エッチング装置の透過窓の洗浄頻度を低減させる。
【解決手段】ＩＣＰエッチング装置１は、基板２のホルダ５が設けられた処理室３を有し、処理室３の上部には円筒形の透過窓１１が取り付けられている。透過窓１１の内周にはコーティング層２３が形成されており、透過窓１１の外側にはＩＣＰコイル２５が配置されている。基板２のエッチング時には、ＩＣＰコイル２５から電磁波が処理室３内のエッチングガスを励起させてプラズマを発生させる。プラズマ中のイオンなどは、基板２に到達して基板２上の薄膜をエッチングすると共に、コーティング層２３をエッチングする。コーティング層２３がエッチングされることで、基板２上の薄膜から放出される物質が透過窓１１の内面に付着し難くなる。
【解決手段】ＩＣＰエッチング装置１は、基板２のホルダ５が設けられた処理室３を有し、処理室３の上部には円筒形の透過窓１１が取り付けられている。透過窓１１の内周にはコーティング層２３が形成されており、透過窓１１の外側にはＩＣＰコイル２５が配置されている。基板２のエッチング時には、ＩＣＰコイル２５から電磁波が処理室３内のエッチングガスを励起させてプラズマを発生させる。プラズマ中のイオンなどは、基板２に到達して基板２上の薄膜をエッチングすると共に、コーティング層２３をエッチングする。コーティング層２３がエッチングされることで、基板２上の薄膜から放出される物質が透過窓１１の内面に付着し難くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、導電性膜や絶縁膜をプラズマを用いてエッチングすることがある。このようなプロセスに使用されるエッチング装置としては、例えば放電形式に誘導結合方式（Inductively Coupled Plasma；ＩＣＰ）を採用したＩＣＰエッチング装置がある。ＩＣＰエッチング装置は、薄膜を形成した基板を収容する真空チャンバを有する。真空チャンバは、石英ガラスによって製造された円筒形の透過窓を有し、透過窓の外側には、高周波電源に接続されたコイルが螺旋状に巻かれている。真空チャンバ内にエッチングガスを導入し、コイルに高周波電流を投入すると、真空チャンバ内にプラズマが発生する。そして、基板の置かれたステージ内に配置された電極に低周波〜高周波電流を印加すると、プラズマによって形成されたエッチングガスのラジカルやイオンが基板に向けて加速されて、基板上の薄膜がエッチングされる。
【０００３】
ここで、反応性に乏しい貴金属をエッチングする場合、ＩＣＰエッチング装置では、薄膜をエッチングしたときに形成される被エッチング物が基板から離脱して、真空チャンバの側壁およびＩＣＰコイルからの高周波の透過窓に付着する。この場合には、ＩＣＰコイルで発生させた高周波の電磁波が透過窓に付着した導電性の薄膜によって遮断され、真空チャンバ内に導入できなくなってプラズマを発生できなくなる。この場合、ＩＣＰエッチング装置を停止して真空チャンバ内を清掃する必要がある。
【０００４】
そこで、従来のエッチング装置では、透過窓の付近に、エッチング用のプラズマとは別にクリーニング用のプラズマを生成させ、透過窓への被エッチング物の付着を防止していた。
また、従来のエッチング装置には、コイルの立下り部分を透過窓の近傍に近づけて配置し、コイルと透過窓の間に容量性結合を形成させると共に、プラズマ発生時にはコイルを透過窓の外周に沿って回動させるものがある。コイルとプラズマ間の容量結合により、プラズマ中のイオンの一部がコイルに向かって加速されて、透過窓に衝突する。この衝突により透過窓に付着した被エッチング物が削られる。コイルを回動させることで、透過窓の付着物が均一に除去される。
さらに、透過窓の内側に凹凸を形成することで凹部分への被エッチング物の付着を低減させたり、透過窓の内側に多数の孔を有する石英ガラス製の防着板を配置したりするエッチング装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０９１７９
【特許文献２】特開２００２−７５９６３
【特許文献３】特開２０００−１９５８４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、コイルとプラズマ間の容量結合による効果は十分ではなく、洗浄周期も高々３００枚程度である。また、石英ガラス性の透過窓の内側に凹凸を形成するには、複雑な加工が必要であった。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エッチング装置の透過窓の洗浄頻度を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の一観点によれば、エッチング対象物を収容可能で、前記エッチング対象物を支持するホルダと、電磁波を透過する透過窓を有する処理室と、前記透過窓の外側に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、前記透過窓の内面に取り付けられ、前記処理室内で発生させたプラズマによってエッチング可能な絶縁膜と、を含むことを特徴とするエッチング装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
絶縁膜がプラズマによってエッチングされることで、エッチング対象物から放出された被エッチング物が透過窓に膜形成しなくなる。これによって、メンテナンスの周期を長くでき、作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置のエッチング対象物の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置の構成の他の変形例を示す一部拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。（その１）
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。（その２）
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。（その３）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明の目的及び利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素及び組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
【００１２】
図１に断面構造を示すように、ＩＣＰエッチング装置（エッチング装置）１は、薄膜が形成された基板２（エッチング対象物）を収容可能な処理室３を有する。処理室３は、下側にエッチング対象物を収容する収容容器１０を有し、収容容器１０の上には透過窓１１が配置されている。透過窓１１の上部は天板１２で閉鎖されている。
【００１３】
収容容器１０は、底部及び側部が閉塞されており、内部に基板２を載置するホルダ５が設けられている。ホルダ５は、例えば、静電チャック方式によって基板２を保持する。収容容器１０の底部には、排気用のポート１３が設けられており、ポート１３を介して処理室３が真空ポンプ１４に接続されている。さらに、ホルダ５には、エッチャントを基板２に向かって加速させるバイアス用電源（ＬＦ電源）１５に接続されている。ＬＦ電源１５
は、低周波インピーダンスの整合器１７と、コンデンサ１６を介してホルダ５に接続されている。また、収容容器１０の側部には、ガス導入ポート１８が設けられており、ガス導入ポート１８を介してエッチングガスの供給源１９に接続されている。収容容器１０は、例えば、アルミニウムやステンレスから製造されている。
【００１４】
透過窓１１は、円筒形の石英ガラスからなり、下端は収容容器１０の上端に形成された溝２１にＯリングなどのパッキン材２２を用いて固定されている。透過窓１１は、高周波の電磁波を透過可能であれば良く、石英ガラスに限定されない。透過窓１１の内面にはコーティング層２３（絶縁層）が形成されている。透過窓１１の外側には、ＩＣＰコイル２５が配置されている。ＩＣＰコイル２５は、高周波インピーダンスの整合器２６を介してＲＦ電源２７に接続されている。
【００１５】
透過窓１１の上部は、天窓１２の溝２８にＯリングなどのパッキン材２９を用いて固定されている。天板１２は、例えば、アルミニウムやステンレスから製造されており、アースに接続されている。
【００１６】
さらに、エッチング装置１には、プラズマの制御や、バイアス電圧の印加、ガス供給、真空引きを制御するコントロールユニット３０が設けられている。また、基板２の温度を制御する不図示の温度調整機能がホルダ５に設けられている場合には、コントロールユニット３０に基板２の温度を制御する機能が追加される。
【００１７】
ここで、透過窓１１の内面に形成されたコーティング層２３の詳細について説明する。
コーティング層２３は、エッチングガスと反応性を有し、基板２から放出される被エッチング物がコーティング層２３に堆積するレートより、プラズマからのイオンやラジカルでエッチングされるレートの方が早くなる材料、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂からなり、その厚さは約１０ｍｍとする。コーティング層２３を形成するときは、例えば、ポリアミド酸の溶液を透過窓１１の内面の全周にわたって塗布した後、常温で乾燥させる。さらに、例えば３００℃〜５００℃以上の温度で加熱して、ポリアミド酸のイミド化反応を起こさせて、ポリイミド層を形成する。また、コーティング層２３の形成方法の他の例としては、ポリイミドのシートを透過窓１１の内周に接着剤、例えばポリイミド系の接着剤を用いて密着させることがある。
【００１８】
次に、エッチング装置１を用いたエッチングについて、基板２の上方に形成した薄膜をエッチングしてキャパシタを形成する場合を例にして説明する。
図２（ａ）に示すように、シリコン製の基板２上には、不図示のトランジスタなどが形成されると共に、絶縁膜３０が形成されている。さらに、絶縁膜３０の上には、キャパシタの下部電極となるプラチナ膜３１が形成されている。プラチナ膜３１の上には、ＰＺＴ膜３２と、ＩｒＯｘ膜３３が順番に積層されている。これら膜３１〜３３は、例えば、不図示のスパッタリング装置を用いたスパッタリング法によって形成される。
【００１９】
さらに、ＩｒＯｘ膜３３の上には、エッチング装置１で各薄膜３１〜３３をパターニングするためのハードマスク３４が形成されている。ハードマスク３４は、例えば、酸化シリコン膜をＣＶＤ法で形成し、フォトレジストを用いてパターニングすることで形成される。ここで、エッチング対象物は、図２（ａ）に示す構成に限定されない。
【００２０】
これら薄膜３１〜３３及びハードマスク３４が積層された基板２は、エッチング対象物として、処理室３内に搬入され、ホルダ５上に固定される。最初に、コントロールユニット３０は、処理室３の内部を所定の圧力まで１Ｐａ以下に真空引きする。続いて、エッチングガスの供給源１９からエッチングガス、例えばＣｌ２、Ａｒ、Ｏ２、ＣＦ４、Ｆ２などが処理室３内に供給される。この後、コントロールユニット３０がＲＦ電源２７からＩ
ＣＰコイル２５に例えば、１３．５６ＭＨ以上の高周波の電流を供給する。ＩＣＰコイル２５からは、電磁波が発振される。電磁波は、透過窓１１を通過して処理室３内に導入され、処理室３内でエッチングガスを励起させる。
【００２１】
これによって、図１中に破線で示すように、処理室３内で、かつＩＣＰコイル２５の内側の領域にプラズマが発生する。ここで、透過窓１１の内周に設けられたコーティング層２３は、絶縁膜から形成されており、電磁波の伝播を妨げない。従って、コーディング層２３がプラズマの発生状態に影響を与えることはない。
【００２２】
プラズマが安定したら、１ＭＨｚ以下のＬＦ電源１５を稼動させ、バイアス電圧を処理室の天板２とホルダ５の間に印加する。これによって、図１に下向きの矢印で示すように、プラズマ中のイオンやラジカルが基板２に導かれる。基板２の上方に形成されているＩｒＯｘ膜３３は、イオンやラジカルの衝突によってエッチングされる。
【００２３】
このとき、エッチングによってＩｒＯｘ膜３３の表面から被エッチング物（エッチング生成物）が引き剥がされる。被エッチング物は、例えば、導電性を有するＩｒや、Ｉｒの酸化膜がある。被エッチング物は、真空ポンプ１４によって処理室３の外に排出されるが、一部の被エッチング物は図１に波線の矢印で示すように処理室３内を移動する。その結果、一部の被エッチング物質が、収容容器１０の内壁や、透過窓１１の近傍に到達する。
【００２４】
透過窓１１の近傍に到達した被エッチング物は、透過窓１１の内側に配置されているコーティング層２３の内周面に付着して膜を形成しようとする。Ｉｒなどの導電性を有する被エッチング物が透過窓１１の内側に膜を形成すると、膜がアースとして働くのでＩＣＰコイル２５からの電磁波の導入が阻害される。その結果、処理室３内でプラズマが発生しなくなる。しかしながら、この実施の形態では、コーティング層２３の内周面がプラズマによってエッチングされることで、被エッチング物がコーティング層２３に付着することが防止される。これによって、処理室３内でプラズマを安定的に発生させられる。
【００２５】
具体的には、処理室３内、特に透過窓１１の内側の領域では、プラズマとＩＣＰコイル２５の間の容量結合が生じる。その結果としてプラズマとＩＣＰコイル２５の間に電界が発生して、プラズマ中のイオンやラジカルの一部が透過窓１１に向かうように加速させられる。
【００２６】
このように加速させられた一部のイオンやラジカルは、コーティング層２３に到達し、コーティング層２３をエッチングする。コーティング層２３は、主にポリイミドで形成されているので、イオンやラジカルによって容易にエッチングされる。従って、透過窓１１の内周のコーティング層２３の内面は、イオンやラジカルによって徐々にエッチングされ、膜厚が減少させられる。
【００２７】
プラズマによるコーティング層２３のエッチングレートは、被エッチング物の成膜レートより大きいので、透過窓１１の近傍に到達した被エッチング物は、コーティング層２３の内周に付着できないか、付着したとしても即座にエッチングによってコーティング層２３の表面から除去される。即ち、コーティング層２３の表面は、エッチングによって常に新しい面が露出し、被エッチング物のコーティング層２３への付着が防止される。ＩＣＰコイル２５からの電磁波の導入が妨げられることがないので、プラズマを安定して発生させられる。ここで、コーティング層２３は、ポリイミドなどの樹脂から形成されているので、コーティング層２３からの被エッチング物は、ＩｒＯｘ膜３３のエッチングに影響は与えない。
【００２８】
同様に、ＰＺＴ膜３２や、Ｐｔ膜３１をエッチングしてキャパシタをパターニングする
。このとき、被エッチング物として、ＰＺＴの構成元素や、Ｐｔなどが放出されるが、コーティング層２３がエッチングされることで、被エッチング物の透過窓１１の内面への付着が防止される。
【００２９】
この結果、図２（ｂ）に示すように、シリコン製の基板２の上方にプラチナ膜からなる下部電極３１Ａと、ＰＺＴ膜からなる強誘電体膜３２Ａと、ＩｒＯｘ膜からなる上部電極３３とが積層されたキャパシタ３５が形成される。エッチング対象となる膜は、ＩｒＯｘ膜３３や、ＰＺＴ膜３２、Ｐｔ膜３１に限定されず、例えば、Ｉｒ、ＰｔＯ、Ｒｕ、ＲｕＯなどの貴金属材料や、その他の強誘電体層でも良い。
【００３０】
ここで、コーティング層２３の厚さは、エッチング装置１を洗浄することなく所定枚数（例えば、１０００枚以上）の基板２を処理できる厚さにすることが好ましい。エッチング装置１の洗浄頻度を低減できるので、作用効率が向上する。
【００３１】
また、コーティング層２３は、絶縁体からなり、エッチングガスと反応性を有し、基板２から放出される被エッチング物がコーティング層２３に堆積するレートより、プラズマからのイオンやラジカルでエッチングされるレートの方が早くなる材料を用いて形成される。このために、被エッチング物がコーティング層２３の内周に堆積して導電膜を形成することを防止できる。透過窓１１の内側に導電膜が形成されると、ＩＣＰコイル２５からの電磁波の伝播が妨げられ、プラズマを発生させられなくなる。これに対し、前記のような特徴を有するコーティング層２３を設けることで、導電膜の形成が妨げられ、プラズマを安定して発生できる。
【００３２】
以上、説明したように、この実施の形態では、コーティング層２３を透過窓１１の内周の全面に形成することで、被エッチング物の透過窓１１の内周への堆積を防止するので、エッチングを安定して実施できるようになる。また、エッチング装置１のメンテナンスの周期を長くでき、作業効率を向上できる。
【００３３】
エッチング装置１のメンテナンス時には、残ったコーティング層２３を薬剤によって透過窓１１の内面から全て剥がし、その後に新たなコーティング層２３を透過窓１１の内面に形成する。また、残ったコーティング層２３の表面を洗浄し、不純物などを取り除いた後、コーティング層２３の厚さが所望の値になるように新しいコーティング層２３を、残っているコーティング層２３に重ねても良い。
【００３４】
ここで、図３に実施形態の変形例を示す。ＩＣＰエッチング装置５１は、処理室３を有する。処理室３は、下側にエッチング対象物を収容する収容容器１０を有し、収容容器１０の上には筒体５２が配置されており、筒体５２の上部が天板で閉鎖されている。筒体５２は、収容容器１０に一体、又は別体に形成され、例えば、アルミニウムなどから製造されている。天板１２は、中央に石英ガラス製の透過窓５３が嵌め込まれている。透過窓５３の内面にはコーティング層５４が形成されている。コーティング層５４の材料や厚さは、前記と同様である。さらに、透過窓５３の外側には、渦巻き状のＩＣＰコイル５５が配置されている。ＩＣＰコイル５５は、整合器２６を経てＲＦ電源２７に接続されている。その他の構成は、図１と同様である。
【００３５】
エッチング時には、ＲＦ電源２７からの高周波電流によってＩＣＰコイル５５が電磁波を発生させる。電磁波は、透過窓５３及びコーティング層５４を通って処理室３内に伝播し、プラズマを発生させる。プラズマ中のイオンやラジカルは、ＬＦ電源１５を用いたバイアス電圧によって基板２に加速させられ、薄膜をエッチングする。エッチングされた薄膜の構成元素を含む被エッチング物の一部は、透過窓５３に向けて処理室３内を移動する。その一方で、イオンやラジカルの一部は、ＩＣＰコイル５５とプラズマの容量結合によ
って透過窓５３に向けて加速させられ、コーティング層５４の表面をエッチングする。これによって、薄膜から放出される被エッチング物がコーティング層５４に堆積しなくなる。
【００３６】
さらに、図４に別の変形例を示す。このＩＣＰエッチング装置５６では、ＩＣＰコイル２５の導線の配置に併せて、コーティング層２３の厚さが厚くなっている。より具体的には、ＩＣＰコイル２５の導線の内側、即ち透過窓１１を挟んで対向する位置のコーティング層２３が他の領域より厚くなっている。これは、ＩＣＰコイル２５の位置は、イオンやラジカルが打ち込まれ易く、コーティング層２３が他の領域に比べてエッチングされ易いため、この部分２３Ａのコーティング層２３の膜厚を予め厚くすることで、メンテナンス頻度を低下できるからである。
【００３７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について図面を参照して説明する。第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。
図５（ａ）に全体の概略を示すと共に、図５（ｂ）に一部を拡大して示すように、ＩＣＰエッチング装置（エッチング装置）６１は、処理室３を有する。処理室３は、下部に収容容器１０を有し、収容容器１０の上には、透過窓ユニット６２が配置され、最上部は天板１２で閉鎖されている。
【００３８】
透過窓ユニット６２は、分割された３つの透過窓６３，６４，６５を有する。具体的には下側が第１の透過窓６３、中間が第２の透過窓６４と、上側が第３の透過窓６５になっている。第１の透過窓６３は、収容容器１０の溝２１にＯリングなどのパッキン材２２を用いて固定されており、ホルダ５の中心を通る処理室３の中心線から第１の半径ｒ１を有する円筒形の石英ガラスを用いて製造されている。第１の透過窓６３の上端は、下側連結部材７１の下面に刻まれた溝７２にＯリングなどのパッキン材７３を用いて固定されている。下側連結部材７１は、例えば円筒形状を有し、例えば、アルミニウムなどの金属材料から製造されている。下側連結部材７１の内径は、第１の半径ｒ１と同程度の大きさである。
【００３９】
第２の透過窓６４は、下側連結部材７１の上面に刻まれた溝７５にＯリングなどのパッキン材７６を用いて固定されている。第２の透過窓６４は、中心線から第２の半径ｒ２を有する円筒形の石英ガラスを用いて製造されている。第２の半径ｒ２は、第１の半径ｒ１より大きい。第２の半径ｒ２は、例えば、ホルダ５に載置される基板２の外周と、下側連結部材７１（第１の透過窓６３）の最も内側の部分を結ぶ直線Ｌ１より外側に、第２の透過窓６４が配置されるような値である。
【００４０】
第２の透過窓６４の上端は、上側連結部材８１の下面に刻まれた溝８２にＯリングなどのパッキン材８３を用いて固定されている。上側連結部材８１は、例えば円筒形状を有し、例えば、アルミニウムなどの金属材料から製造されている。上側連結部材８１の内径は、下側連結部材７１より大きく、第２の半径ｒ２と同程度の大きさである。
【００４１】
第３の透過窓６５は、上側連結部材８１の上面に刻まれた溝８２にＯリングのパッキン材８３を用いて固定されている。第３の透過窓６５は、中心線から第３の半径ｒ３を有する円筒形の石英ガラスを用いて製造されている。第３の半径ｒ３は、第２の半径ｒ２より大きい。第３の透過窓６５の上端は天板にＯリングなどのパッキン材２９を用いて固定されている。第３の半径ｒ３は、例えば、ホルダ５に載置される基板２の中心と、上側連結部材８１（第２の透過窓６４）の最も内側の部分を結ぶ直線Ｌ２より外側に、第３の透過窓６５が配置されるような値である。
【００４２】
ＩＣＰコイル２５は、例えば、２重に巻き回されており、その一部が第２の透過窓６４の外側に配置され、残りが第３の透過窓６５の外側に配置されている。
【００４３】
このエッチング装置６１では、第１の実施の形態と同様にエッチングが行われる。基板２からは、被エッチング物が放出される。被エッチング物の一部は、第１の透過窓６３の内面に付着する。また、被エッチング物の他の一部は、第１の透過窓６３のさらに上方に移動するが、第２の透過窓６４は、第１の透過窓６３より外側で、かつ下側連結部材７１によって基板２から隠れた位置に配置されているので、被エッチング物が到達し難い。第３の透過窓６５は、第２の透過窓６４より外側で、かつ上側連結部材８１によって基板２から隠れた位置に配置されているので、さらに被エッチング物が到達し難い。
【００４４】
従って、第２及び第３の透過窓６４，６６に到達する被エッチング物は極めて少なくなる。第２及び第３の透過窓６４，６５の外側には、ＩＣＰコイル２５が配置されているが、第２及び第３の透過窓６４，６５への被エッチング物の付着が防止されるので、電磁波の伝播が妨げられ難くなる。従って、エッチングを安定して行えると共に、装置メンテナンスの頻度を低減できる。
【００４５】
ここで、この実施の形態の変形例について説明する。
図６に示すＩＣＰエッチング装置（エッチング装置）９１は、第１の透過窓６３の代わりに、収容容器１０と一体に形成された筒状の側壁９２が設けられている。側壁９２の内周は、第１の半径ｒ１にほぼ等しい。透過窓ユニット６２Ａは、第２の透過窓６４と、上側連結部材８１と、第３の透過窓６５を有する。第２の透過窓６４は、側壁９２の内周の上端と、基板２の外縁とを結ぶ直線Ｌ１の外側に配置されているので、被エッチング物が付着し難い。同様に、第３の透過窓６５は、第３の半径ｒ３を有するので、被エッチング物が付着し難い。
【００４６】
このエッチング装置９１では、第２及び第３の透過窓６４，６５に対する被エッチング物の付着が抑制されるので、エッチングを安定して行えると共に、装置メンテナンスの頻度を低減できる。ここで、エッチング装置９１は、第２の透過窓６４又は第３の透過窓６５のみを有しても良い。
【００４７】
図７に示すエッチング装置１０１は、第１から第３の透過窓６３，６４，６５のそれぞれの内面にコーティング層２３を有する。コーティング層２３の構成及び作用効果は、第１の実施の形態と同様である。コーティング層２３は、全ての透過窓６３〜６５の内面に形成しても良いし、一部の透過窓６３〜６５の内面のみに形成しても良い。好ましくは、ＩＣＰコイル２５が配置されている透過窓６４，６５にコーティング層２３が形成される。
【００４８】
また、ＩＣＰエッチング装置の他の変形例として、連結部材７１，８１を透過窓６３〜６５より内側に突出させても良い。連結部材７１，８１によって被エッチング物が透過窓６４，６５に到達し難くなる。この場合には、第２及び第３の透過窓６４，６５の半径ｒ２，ｔ３を同じにするか、半径ｒ２，ｔ３の差を小さくすることも可能である。
さらに、エッチング装置６１，９１，１０１の透過窓の数は４つ以上でも良い。また、１つの透過窓６４，６５の外側にＩＰＣコイル２５を２巻き以上巻き回しても良い。
【００４９】
図８に示すエッチング装置１１１のように、第２及び第３の透過窓６４，６５の代わりに、半径が徐々に変化する円筒形の透過窓１１２を有しても良い。透過窓１１２は、中央を通る処理室３の中心線からの距離が、ホルダ５に近い端部に比べて、ホルダ５から遠い端部の方が大きい。透過窓１１２に半径は、基板２から放出される被エッチング物の軌跡を予め予測し、被エッチング物が殆ど到達しない距離に透過窓１１２の内周面が配置され
るように決定される。このエッチング装置１１１では、上側、つまり基板２から離れるに従って徐々に透過窓１１２が外側に配置されるので、被エッチング物が到来し難くなる。透過窓１１２の内側にコーティング層２３を形成しても良い。
【００５０】
透過窓１１，６３，６４，６５は、楕円形や、多角形でも良い。コーティング層２３，５４は、少なくともＩＣＰコイル２５，５５の導線の内側、即ち透過窓１１，５３，６３，６４，６５，１１２を挟んで対向する位置に形成されていれば良く、透過窓１１，５３，６３，６４，６５，１１２の内面の全面に形成されていなくても良い。
【００５１】
ここで挙げた全ての例及び条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明及び概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例及び条件に限定することなく解釈するものであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換及び変形を施すことができる。
【００５２】
以下に、前記の実施の形態の特徴を付記する。
（付記１） エッチング対象物を収容可能で、前記エッチング対象物を支持するホルダと、電磁波を透過する透過窓を有する処理室と、前記透過窓の外側に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、前記透過窓の内面に取り付けられ、前記処理室内で発生させたプラズマによってエッチング可能な絶縁膜と、を含むことを特徴とするエッチング装置。
（付記２） 前記絶縁膜は、前記コイルの導線の内側の位置に少なくとも形成されていることを特徴とする付記１に記載のエッチング装置。
（付記３） 前記絶縁膜は、前記エッチング対象物からの被エッチング物が前記絶縁膜に堆積するレートより、プラズマによるエッチングレートの方が大きいことを特徴とする付記１又は付記２に記載のエッチング装置。
（付記４） 前記絶縁膜は、ポリイミド樹脂によって形成されていることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか一項に記載のエッチング装置。
（付記５） 前記透過窓は、前記処理室の中央を通る前記処理室の中心線からの距離が、前記ホルダに近い端部に比べて、前記ホルダから遠い端部の方が大きいことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか一項に記載のエッチング装置。
（付記６） 前記透過窓は、前記ホルダに近い端部から順番に、第１の半径を有する第１の透過窓と、第１の半径より大きい第２の半径を有する第２の透過窓と、第２の半径より大きい第３の半径を有する第３の透過窓とを有し、前記第２及び第３の透過窓の外側に前記コイルが配置されていることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一項に記載のエッチング装置。
（付記７） 前記絶縁膜は、前記コイルの導線の内側の位置の厚さが、他の部分の厚さより大きいことを特徴とする付記２に記載のエッチング装置。
（付記８） エッチング対象物を収容可能で、前記エッチング対象物を支持するホルダと、電磁波を透過する透過窓を有する処理室と、前記透過窓の外側に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、を有し、前記透過窓は、前記処理室の中央からの距離が、前記ホルダに近い端部に比べて、前記ホルダから遠い端部の方が大きいことを特徴とするエッチング装置。
（付記９） 前記透過窓は、前記ホルダに近い端部から順番に、第１の半径を有する第１の透過窓と、第１の半径より大きい第２の半径を有する第２の透過窓と、第２の半径より大きい第３の半径を有する第３の透過窓とを有し、前記第２及び第３の透過窓の外側に前記コイルが配置されていることを特徴とする付記８に記載のエッチング装置。
【符号の説明】
【００５３】
１，５１，５６，９１，１０１，１１１ エッチング装置
２ 基板（エッチング対象物）
３ 処理室
５ ホルダ
１１，５３，６３，６４，６５，１１２ 透過窓
２３ コーティング層（絶縁膜）
２５，５５ ＩＣＰコイル
２７ ＲＦ
ｒ１ 第１の半径
ｒ２ 第２の半径
ｒ３ 第３の半径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、導電性膜や絶縁膜をプラズマを用いてエッチングすることがある。このようなプロセスに使用されるエッチング装置としては、例えば放電形式に誘導結合方式（Inductively Coupled Plasma；ＩＣＰ）を採用したＩＣＰエッチング装置がある。ＩＣＰエッチング装置は、薄膜を形成した基板を収容する真空チャンバを有する。真空チャンバは、石英ガラスによって製造された円筒形の透過窓を有し、透過窓の外側には、高周波電源に接続されたコイルが螺旋状に巻かれている。真空チャンバ内にエッチングガスを導入し、コイルに高周波電流を投入すると、真空チャンバ内にプラズマが発生する。そして、基板の置かれたステージ内に配置された電極に低周波〜高周波電流を印加すると、プラズマによって形成されたエッチングガスのラジカルやイオンが基板に向けて加速されて、基板上の薄膜がエッチングされる。
【０００３】
ここで、反応性に乏しい貴金属をエッチングする場合、ＩＣＰエッチング装置では、薄膜をエッチングしたときに形成される被エッチング物が基板から離脱して、真空チャンバの側壁およびＩＣＰコイルからの高周波の透過窓に付着する。この場合には、ＩＣＰコイルで発生させた高周波の電磁波が透過窓に付着した導電性の薄膜によって遮断され、真空チャンバ内に導入できなくなってプラズマを発生できなくなる。この場合、ＩＣＰエッチング装置を停止して真空チャンバ内を清掃する必要がある。
【０００４】
そこで、従来のエッチング装置では、透過窓の付近に、エッチング用のプラズマとは別にクリーニング用のプラズマを生成させ、透過窓への被エッチング物の付着を防止していた。
また、従来のエッチング装置には、コイルの立下り部分を透過窓の近傍に近づけて配置し、コイルと透過窓の間に容量性結合を形成させると共に、プラズマ発生時にはコイルを透過窓の外周に沿って回動させるものがある。コイルとプラズマ間の容量結合により、プラズマ中のイオンの一部がコイルに向かって加速されて、透過窓に衝突する。この衝突により透過窓に付着した被エッチング物が削られる。コイルを回動させることで、透過窓の付着物が均一に除去される。
さらに、透過窓の内側に凹凸を形成することで凹部分への被エッチング物の付着を低減させたり、透過窓の内側に多数の孔を有する石英ガラス製の防着板を配置したりするエッチング装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０９１７９
【特許文献２】特開２００２−７５９６３
【特許文献３】特開２０００−１９５８４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、コイルとプラズマ間の容量結合による効果は十分ではなく、洗浄周期も高々３００枚程度である。また、石英ガラス性の透過窓の内側に凹凸を形成するには、複雑な加工が必要であった。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エッチング装置の透過窓の洗浄頻度を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の一観点によれば、エッチング対象物を収容可能で、前記エッチング対象物を支持するホルダと、電磁波を透過する透過窓を有する処理室と、前記透過窓の外側に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、前記透過窓の内面に取り付けられ、前記処理室内で発生させたプラズマによってエッチング可能な絶縁膜と、を含むことを特徴とするエッチング装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
絶縁膜がプラズマによってエッチングされることで、エッチング対象物から放出された被エッチング物が透過窓に膜形成しなくなる。これによって、メンテナンスの周期を長くでき、作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置のエッチング対象物の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング装置の構成の他の変形例を示す一部拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。（その１）
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。（その２）
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング装置の構成の変形例を示す断面図である。（その３）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明の目的及び利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素及び組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
【００１２】
図１に断面構造を示すように、ＩＣＰエッチング装置（エッチング装置）１は、薄膜が形成された基板２（エッチング対象物）を収容可能な処理室３を有する。処理室３は、下側にエッチング対象物を収容する収容容器１０を有し、収容容器１０の上には透過窓１１が配置されている。透過窓１１の上部は天板１２で閉鎖されている。
【００１３】
収容容器１０は、底部及び側部が閉塞されており、内部に基板２を載置するホルダ５が設けられている。ホルダ５は、例えば、静電チャック方式によって基板２を保持する。収容容器１０の底部には、排気用のポート１３が設けられており、ポート１３を介して処理室３が真空ポンプ１４に接続されている。さらに、ホルダ５には、エッチャントを基板２に向かって加速させるバイアス用電源（ＬＦ電源）１５に接続されている。ＬＦ電源１５
は、低周波インピーダンスの整合器１７と、コンデンサ１６を介してホルダ５に接続されている。また、収容容器１０の側部には、ガス導入ポート１８が設けられており、ガス導入ポート１８を介してエッチングガスの供給源１９に接続されている。収容容器１０は、例えば、アルミニウムやステンレスから製造されている。
【００１４】
透過窓１１は、円筒形の石英ガラスからなり、下端は収容容器１０の上端に形成された溝２１にＯリングなどのパッキン材２２を用いて固定されている。透過窓１１は、高周波の電磁波を透過可能であれば良く、石英ガラスに限定されない。透過窓１１の内面にはコーティング層２３（絶縁層）が形成されている。透過窓１１の外側には、ＩＣＰコイル２５が配置されている。ＩＣＰコイル２５は、高周波インピーダンスの整合器２６を介してＲＦ電源２７に接続されている。
【００１５】
透過窓１１の上部は、天窓１２の溝２８にＯリングなどのパッキン材２９を用いて固定されている。天板１２は、例えば、アルミニウムやステンレスから製造されており、アースに接続されている。
【００１６】
さらに、エッチング装置１には、プラズマの制御や、バイアス電圧の印加、ガス供給、真空引きを制御するコントロールユニット３０が設けられている。また、基板２の温度を制御する不図示の温度調整機能がホルダ５に設けられている場合には、コントロールユニット３０に基板２の温度を制御する機能が追加される。
【００１７】
ここで、透過窓１１の内面に形成されたコーティング層２３の詳細について説明する。
コーティング層２３は、エッチングガスと反応性を有し、基板２から放出される被エッチング物がコーティング層２３に堆積するレートより、プラズマからのイオンやラジカルでエッチングされるレートの方が早くなる材料、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂からなり、その厚さは約１０ｍｍとする。コーティング層２３を形成するときは、例えば、ポリアミド酸の溶液を透過窓１１の内面の全周にわたって塗布した後、常温で乾燥させる。さらに、例えば３００℃〜５００℃以上の温度で加熱して、ポリアミド酸のイミド化反応を起こさせて、ポリイミド層を形成する。また、コーティング層２３の形成方法の他の例としては、ポリイミドのシートを透過窓１１の内周に接着剤、例えばポリイミド系の接着剤を用いて密着させることがある。
【００１８】
次に、エッチング装置１を用いたエッチングについて、基板２の上方に形成した薄膜をエッチングしてキャパシタを形成する場合を例にして説明する。
図２（ａ）に示すように、シリコン製の基板２上には、不図示のトランジスタなどが形成されると共に、絶縁膜３０が形成されている。さらに、絶縁膜３０の上には、キャパシタの下部電極となるプラチナ膜３１が形成されている。プラチナ膜３１の上には、ＰＺＴ膜３２と、ＩｒＯｘ膜３３が順番に積層されている。これら膜３１〜３３は、例えば、不図示のスパッタリング装置を用いたスパッタリング法によって形成される。
【００１９】
さらに、ＩｒＯｘ膜３３の上には、エッチング装置１で各薄膜３１〜３３をパターニングするためのハードマスク３４が形成されている。ハードマスク３４は、例えば、酸化シリコン膜をＣＶＤ法で形成し、フォトレジストを用いてパターニングすることで形成される。ここで、エッチング対象物は、図２（ａ）に示す構成に限定されない。
【００２０】
これら薄膜３１〜３３及びハードマスク３４が積層された基板２は、エッチング対象物として、処理室３内に搬入され、ホルダ５上に固定される。最初に、コントロールユニット３０は、処理室３の内部を所定の圧力まで１Ｐａ以下に真空引きする。続いて、エッチングガスの供給源１９からエッチングガス、例えばＣｌ２、Ａｒ、Ｏ２、ＣＦ４、Ｆ２などが処理室３内に供給される。この後、コントロールユニット３０がＲＦ電源２７からＩ
ＣＰコイル２５に例えば、１３．５６ＭＨ以上の高周波の電流を供給する。ＩＣＰコイル２５からは、電磁波が発振される。電磁波は、透過窓１１を通過して処理室３内に導入され、処理室３内でエッチングガスを励起させる。
【００２１】
これによって、図１中に破線で示すように、処理室３内で、かつＩＣＰコイル２５の内側の領域にプラズマが発生する。ここで、透過窓１１の内周に設けられたコーティング層２３は、絶縁膜から形成されており、電磁波の伝播を妨げない。従って、コーディング層２３がプラズマの発生状態に影響を与えることはない。
【００２２】
プラズマが安定したら、１ＭＨｚ以下のＬＦ電源１５を稼動させ、バイアス電圧を処理室の天板２とホルダ５の間に印加する。これによって、図１に下向きの矢印で示すように、プラズマ中のイオンやラジカルが基板２に導かれる。基板２の上方に形成されているＩｒＯｘ膜３３は、イオンやラジカルの衝突によってエッチングされる。
【００２３】
このとき、エッチングによってＩｒＯｘ膜３３の表面から被エッチング物（エッチング生成物）が引き剥がされる。被エッチング物は、例えば、導電性を有するＩｒや、Ｉｒの酸化膜がある。被エッチング物は、真空ポンプ１４によって処理室３の外に排出されるが、一部の被エッチング物は図１に波線の矢印で示すように処理室３内を移動する。その結果、一部の被エッチング物質が、収容容器１０の内壁や、透過窓１１の近傍に到達する。
【００２４】
透過窓１１の近傍に到達した被エッチング物は、透過窓１１の内側に配置されているコーティング層２３の内周面に付着して膜を形成しようとする。Ｉｒなどの導電性を有する被エッチング物が透過窓１１の内側に膜を形成すると、膜がアースとして働くのでＩＣＰコイル２５からの電磁波の導入が阻害される。その結果、処理室３内でプラズマが発生しなくなる。しかしながら、この実施の形態では、コーティング層２３の内周面がプラズマによってエッチングされることで、被エッチング物がコーティング層２３に付着することが防止される。これによって、処理室３内でプラズマを安定的に発生させられる。
【００２５】
具体的には、処理室３内、特に透過窓１１の内側の領域では、プラズマとＩＣＰコイル２５の間の容量結合が生じる。その結果としてプラズマとＩＣＰコイル２５の間に電界が発生して、プラズマ中のイオンやラジカルの一部が透過窓１１に向かうように加速させられる。
【００２６】
このように加速させられた一部のイオンやラジカルは、コーティング層２３に到達し、コーティング層２３をエッチングする。コーティング層２３は、主にポリイミドで形成されているので、イオンやラジカルによって容易にエッチングされる。従って、透過窓１１の内周のコーティング層２３の内面は、イオンやラジカルによって徐々にエッチングされ、膜厚が減少させられる。
【００２７】
プラズマによるコーティング層２３のエッチングレートは、被エッチング物の成膜レートより大きいので、透過窓１１の近傍に到達した被エッチング物は、コーティング層２３の内周に付着できないか、付着したとしても即座にエッチングによってコーティング層２３の表面から除去される。即ち、コーティング層２３の表面は、エッチングによって常に新しい面が露出し、被エッチング物のコーティング層２３への付着が防止される。ＩＣＰコイル２５からの電磁波の導入が妨げられることがないので、プラズマを安定して発生させられる。ここで、コーティング層２３は、ポリイミドなどの樹脂から形成されているので、コーティング層２３からの被エッチング物は、ＩｒＯｘ膜３３のエッチングに影響は与えない。
【００２８】
同様に、ＰＺＴ膜３２や、Ｐｔ膜３１をエッチングしてキャパシタをパターニングする
。このとき、被エッチング物として、ＰＺＴの構成元素や、Ｐｔなどが放出されるが、コーティング層２３がエッチングされることで、被エッチング物の透過窓１１の内面への付着が防止される。
【００２９】
この結果、図２（ｂ）に示すように、シリコン製の基板２の上方にプラチナ膜からなる下部電極３１Ａと、ＰＺＴ膜からなる強誘電体膜３２Ａと、ＩｒＯｘ膜からなる上部電極３３とが積層されたキャパシタ３５が形成される。エッチング対象となる膜は、ＩｒＯｘ膜３３や、ＰＺＴ膜３２、Ｐｔ膜３１に限定されず、例えば、Ｉｒ、ＰｔＯ、Ｒｕ、ＲｕＯなどの貴金属材料や、その他の強誘電体層でも良い。
【００３０】
ここで、コーティング層２３の厚さは、エッチング装置１を洗浄することなく所定枚数（例えば、１０００枚以上）の基板２を処理できる厚さにすることが好ましい。エッチング装置１の洗浄頻度を低減できるので、作用効率が向上する。
【００３１】
また、コーティング層２３は、絶縁体からなり、エッチングガスと反応性を有し、基板２から放出される被エッチング物がコーティング層２３に堆積するレートより、プラズマからのイオンやラジカルでエッチングされるレートの方が早くなる材料を用いて形成される。このために、被エッチング物がコーティング層２３の内周に堆積して導電膜を形成することを防止できる。透過窓１１の内側に導電膜が形成されると、ＩＣＰコイル２５からの電磁波の伝播が妨げられ、プラズマを発生させられなくなる。これに対し、前記のような特徴を有するコーティング層２３を設けることで、導電膜の形成が妨げられ、プラズマを安定して発生できる。
【００３２】
以上、説明したように、この実施の形態では、コーティング層２３を透過窓１１の内周の全面に形成することで、被エッチング物の透過窓１１の内周への堆積を防止するので、エッチングを安定して実施できるようになる。また、エッチング装置１のメンテナンスの周期を長くでき、作業効率を向上できる。
【００３３】
エッチング装置１のメンテナンス時には、残ったコーティング層２３を薬剤によって透過窓１１の内面から全て剥がし、その後に新たなコーティング層２３を透過窓１１の内面に形成する。また、残ったコーティング層２３の表面を洗浄し、不純物などを取り除いた後、コーティング層２３の厚さが所望の値になるように新しいコーティング層２３を、残っているコーティング層２３に重ねても良い。
【００３４】
ここで、図３に実施形態の変形例を示す。ＩＣＰエッチング装置５１は、処理室３を有する。処理室３は、下側にエッチング対象物を収容する収容容器１０を有し、収容容器１０の上には筒体５２が配置されており、筒体５２の上部が天板で閉鎖されている。筒体５２は、収容容器１０に一体、又は別体に形成され、例えば、アルミニウムなどから製造されている。天板１２は、中央に石英ガラス製の透過窓５３が嵌め込まれている。透過窓５３の内面にはコーティング層５４が形成されている。コーティング層５４の材料や厚さは、前記と同様である。さらに、透過窓５３の外側には、渦巻き状のＩＣＰコイル５５が配置されている。ＩＣＰコイル５５は、整合器２６を経てＲＦ電源２７に接続されている。その他の構成は、図１と同様である。
【００３５】
エッチング時には、ＲＦ電源２７からの高周波電流によってＩＣＰコイル５５が電磁波を発生させる。電磁波は、透過窓５３及びコーティング層５４を通って処理室３内に伝播し、プラズマを発生させる。プラズマ中のイオンやラジカルは、ＬＦ電源１５を用いたバイアス電圧によって基板２に加速させられ、薄膜をエッチングする。エッチングされた薄膜の構成元素を含む被エッチング物の一部は、透過窓５３に向けて処理室３内を移動する。その一方で、イオンやラジカルの一部は、ＩＣＰコイル５５とプラズマの容量結合によ
って透過窓５３に向けて加速させられ、コーティング層５４の表面をエッチングする。これによって、薄膜から放出される被エッチング物がコーティング層５４に堆積しなくなる。
【００３６】
さらに、図４に別の変形例を示す。このＩＣＰエッチング装置５６では、ＩＣＰコイル２５の導線の配置に併せて、コーティング層２３の厚さが厚くなっている。より具体的には、ＩＣＰコイル２５の導線の内側、即ち透過窓１１を挟んで対向する位置のコーティング層２３が他の領域より厚くなっている。これは、ＩＣＰコイル２５の位置は、イオンやラジカルが打ち込まれ易く、コーティング層２３が他の領域に比べてエッチングされ易いため、この部分２３Ａのコーティング層２３の膜厚を予め厚くすることで、メンテナンス頻度を低下できるからである。
【００３７】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について図面を参照して説明する。第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。
図５（ａ）に全体の概略を示すと共に、図５（ｂ）に一部を拡大して示すように、ＩＣＰエッチング装置（エッチング装置）６１は、処理室３を有する。処理室３は、下部に収容容器１０を有し、収容容器１０の上には、透過窓ユニット６２が配置され、最上部は天板１２で閉鎖されている。
【００３８】
透過窓ユニット６２は、分割された３つの透過窓６３，６４，６５を有する。具体的には下側が第１の透過窓６３、中間が第２の透過窓６４と、上側が第３の透過窓６５になっている。第１の透過窓６３は、収容容器１０の溝２１にＯリングなどのパッキン材２２を用いて固定されており、ホルダ５の中心を通る処理室３の中心線から第１の半径ｒ１を有する円筒形の石英ガラスを用いて製造されている。第１の透過窓６３の上端は、下側連結部材７１の下面に刻まれた溝７２にＯリングなどのパッキン材７３を用いて固定されている。下側連結部材７１は、例えば円筒形状を有し、例えば、アルミニウムなどの金属材料から製造されている。下側連結部材７１の内径は、第１の半径ｒ１と同程度の大きさである。
【００３９】
第２の透過窓６４は、下側連結部材７１の上面に刻まれた溝７５にＯリングなどのパッキン材７６を用いて固定されている。第２の透過窓６４は、中心線から第２の半径ｒ２を有する円筒形の石英ガラスを用いて製造されている。第２の半径ｒ２は、第１の半径ｒ１より大きい。第２の半径ｒ２は、例えば、ホルダ５に載置される基板２の外周と、下側連結部材７１（第１の透過窓６３）の最も内側の部分を結ぶ直線Ｌ１より外側に、第２の透過窓６４が配置されるような値である。
【００４０】
第２の透過窓６４の上端は、上側連結部材８１の下面に刻まれた溝８２にＯリングなどのパッキン材８３を用いて固定されている。上側連結部材８１は、例えば円筒形状を有し、例えば、アルミニウムなどの金属材料から製造されている。上側連結部材８１の内径は、下側連結部材７１より大きく、第２の半径ｒ２と同程度の大きさである。
【００４１】
第３の透過窓６５は、上側連結部材８１の上面に刻まれた溝８２にＯリングのパッキン材８３を用いて固定されている。第３の透過窓６５は、中心線から第３の半径ｒ３を有する円筒形の石英ガラスを用いて製造されている。第３の半径ｒ３は、第２の半径ｒ２より大きい。第３の透過窓６５の上端は天板にＯリングなどのパッキン材２９を用いて固定されている。第３の半径ｒ３は、例えば、ホルダ５に載置される基板２の中心と、上側連結部材８１（第２の透過窓６４）の最も内側の部分を結ぶ直線Ｌ２より外側に、第３の透過窓６５が配置されるような値である。
【００４２】
ＩＣＰコイル２５は、例えば、２重に巻き回されており、その一部が第２の透過窓６４の外側に配置され、残りが第３の透過窓６５の外側に配置されている。
【００４３】
このエッチング装置６１では、第１の実施の形態と同様にエッチングが行われる。基板２からは、被エッチング物が放出される。被エッチング物の一部は、第１の透過窓６３の内面に付着する。また、被エッチング物の他の一部は、第１の透過窓６３のさらに上方に移動するが、第２の透過窓６４は、第１の透過窓６３より外側で、かつ下側連結部材７１によって基板２から隠れた位置に配置されているので、被エッチング物が到達し難い。第３の透過窓６５は、第２の透過窓６４より外側で、かつ上側連結部材８１によって基板２から隠れた位置に配置されているので、さらに被エッチング物が到達し難い。
【００４４】
従って、第２及び第３の透過窓６４，６６に到達する被エッチング物は極めて少なくなる。第２及び第３の透過窓６４，６５の外側には、ＩＣＰコイル２５が配置されているが、第２及び第３の透過窓６４，６５への被エッチング物の付着が防止されるので、電磁波の伝播が妨げられ難くなる。従って、エッチングを安定して行えると共に、装置メンテナンスの頻度を低減できる。
【００４５】
ここで、この実施の形態の変形例について説明する。
図６に示すＩＣＰエッチング装置（エッチング装置）９１は、第１の透過窓６３の代わりに、収容容器１０と一体に形成された筒状の側壁９２が設けられている。側壁９２の内周は、第１の半径ｒ１にほぼ等しい。透過窓ユニット６２Ａは、第２の透過窓６４と、上側連結部材８１と、第３の透過窓６５を有する。第２の透過窓６４は、側壁９２の内周の上端と、基板２の外縁とを結ぶ直線Ｌ１の外側に配置されているので、被エッチング物が付着し難い。同様に、第３の透過窓６５は、第３の半径ｒ３を有するので、被エッチング物が付着し難い。
【００４６】
このエッチング装置９１では、第２及び第３の透過窓６４，６５に対する被エッチング物の付着が抑制されるので、エッチングを安定して行えると共に、装置メンテナンスの頻度を低減できる。ここで、エッチング装置９１は、第２の透過窓６４又は第３の透過窓６５のみを有しても良い。
【００４７】
図７に示すエッチング装置１０１は、第１から第３の透過窓６３，６４，６５のそれぞれの内面にコーティング層２３を有する。コーティング層２３の構成及び作用効果は、第１の実施の形態と同様である。コーティング層２３は、全ての透過窓６３〜６５の内面に形成しても良いし、一部の透過窓６３〜６５の内面のみに形成しても良い。好ましくは、ＩＣＰコイル２５が配置されている透過窓６４，６５にコーティング層２３が形成される。
【００４８】
また、ＩＣＰエッチング装置の他の変形例として、連結部材７１，８１を透過窓６３〜６５より内側に突出させても良い。連結部材７１，８１によって被エッチング物が透過窓６４，６５に到達し難くなる。この場合には、第２及び第３の透過窓６４，６５の半径ｒ２，ｔ３を同じにするか、半径ｒ２，ｔ３の差を小さくすることも可能である。
さらに、エッチング装置６１，９１，１０１の透過窓の数は４つ以上でも良い。また、１つの透過窓６４，６５の外側にＩＰＣコイル２５を２巻き以上巻き回しても良い。
【００４９】
図８に示すエッチング装置１１１のように、第２及び第３の透過窓６４，６５の代わりに、半径が徐々に変化する円筒形の透過窓１１２を有しても良い。透過窓１１２は、中央を通る処理室３の中心線からの距離が、ホルダ５に近い端部に比べて、ホルダ５から遠い端部の方が大きい。透過窓１１２に半径は、基板２から放出される被エッチング物の軌跡を予め予測し、被エッチング物が殆ど到達しない距離に透過窓１１２の内周面が配置され
るように決定される。このエッチング装置１１１では、上側、つまり基板２から離れるに従って徐々に透過窓１１２が外側に配置されるので、被エッチング物が到来し難くなる。透過窓１１２の内側にコーティング層２３を形成しても良い。
【００５０】
透過窓１１，６３，６４，６５は、楕円形や、多角形でも良い。コーティング層２３，５４は、少なくともＩＣＰコイル２５，５５の導線の内側、即ち透過窓１１，５３，６３，６４，６５，１１２を挟んで対向する位置に形成されていれば良く、透過窓１１，５３，６３，６４，６５，１１２の内面の全面に形成されていなくても良い。
【００５１】
ここで挙げた全ての例及び条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明及び概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例及び条件に限定することなく解釈するものであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換及び変形を施すことができる。
【００５２】
以下に、前記の実施の形態の特徴を付記する。
（付記１） エッチング対象物を収容可能で、前記エッチング対象物を支持するホルダと、電磁波を透過する透過窓を有する処理室と、前記透過窓の外側に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、前記透過窓の内面に取り付けられ、前記処理室内で発生させたプラズマによってエッチング可能な絶縁膜と、を含むことを特徴とするエッチング装置。
（付記２） 前記絶縁膜は、前記コイルの導線の内側の位置に少なくとも形成されていることを特徴とする付記１に記載のエッチング装置。
（付記３） 前記絶縁膜は、前記エッチング対象物からの被エッチング物が前記絶縁膜に堆積するレートより、プラズマによるエッチングレートの方が大きいことを特徴とする付記１又は付記２に記載のエッチング装置。
（付記４） 前記絶縁膜は、ポリイミド樹脂によって形成されていることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか一項に記載のエッチング装置。
（付記５） 前記透過窓は、前記処理室の中央を通る前記処理室の中心線からの距離が、前記ホルダに近い端部に比べて、前記ホルダから遠い端部の方が大きいことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか一項に記載のエッチング装置。
（付記６） 前記透過窓は、前記ホルダに近い端部から順番に、第１の半径を有する第１の透過窓と、第１の半径より大きい第２の半径を有する第２の透過窓と、第２の半径より大きい第３の半径を有する第３の透過窓とを有し、前記第２及び第３の透過窓の外側に前記コイルが配置されていることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一項に記載のエッチング装置。
（付記７） 前記絶縁膜は、前記コイルの導線の内側の位置の厚さが、他の部分の厚さより大きいことを特徴とする付記２に記載のエッチング装置。
（付記８） エッチング対象物を収容可能で、前記エッチング対象物を支持するホルダと、電磁波を透過する透過窓を有する処理室と、前記透過窓の外側に配置されたコイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、を有し、前記透過窓は、前記処理室の中央からの距離が、前記ホルダに近い端部に比べて、前記ホルダから遠い端部の方が大きいことを特徴とするエッチング装置。
（付記９） 前記透過窓は、前記ホルダに近い端部から順番に、第１の半径を有する第１の透過窓と、第１の半径より大きい第２の半径を有する第２の透過窓と、第２の半径より大きい第３の半径を有する第３の透過窓とを有し、前記第２及び第３の透過窓の外側に前記コイルが配置されていることを特徴とする付記８に記載のエッチング装置。
【符号の説明】
【００５３】
１，５１，５６，９１，１０１，１１１ エッチング装置
２ 基板（エッチング対象物）
３ 処理室
５ ホルダ
１１，５３，６３，６４，６５，１１２ 透過窓
２３ コーティング層（絶縁膜）
２５，５５ ＩＣＰコイル
２７ ＲＦ
ｒ１ 第１の半径
ｒ２ 第２の半径
ｒ３ 第３の半径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング対象物を支持するホルダと、
電磁波を透過する透過窓とを有する処理室と、
前記透過窓の外側に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、
前記透過窓の内面に取り付けられた絶縁膜と、
を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記絶縁膜は、少なくとも前記透過窓の前記コイルの導線の位置の内面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記エッチング対象物からの被エッチング物が前記絶縁膜に堆積するレートより、前記プラズマによるエッチングレートの方が大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、ポリイミド樹脂よりなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記透過窓は、前記ホルダに近い端部から順番に、第１の半径を有する第１の透過窓と、第１の半径より大きい第２の半径を有する第２の透過窓と、第２の半径より大きい第３の半径を有する第３の透過窓とを有し、前記第２及び第３の透過窓の外側に前記コイルが配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１】
エッチング対象物を支持するホルダと、
電磁波を透過する透過窓とを有する処理室と、
前記透過窓の外側に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電圧を印加する電源と、
前記透過窓の内面に取り付けられた絶縁膜と、
を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記絶縁膜は、少なくとも前記透過窓の前記コイルの導線の位置の内面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記エッチング対象物からの被エッチング物が前記絶縁膜に堆積するレートより、前記プラズマによるエッチングレートの方が大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、ポリイミド樹脂よりなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記透過窓は、前記ホルダに近い端部から順番に、第１の半径を有する第１の透過窓と、第１の半径より大きい第２の半径を有する第２の透過窓と、第２の半径より大きい第３の半径を有する第３の透過窓とを有し、前記第２及び第３の透過窓の外側に前記コイルが配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０２０７５（Ｐ２０１３−１０２０７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５４４２（Ｐ２０１１−２４５４４２）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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