JP2006049461A - ドライエッチング装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ部材によって電極に固定された半導体装置に用いる基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングする際、クランプ部材のプラズマが照射される面から発生したエッチング副生成物が基板表面に付着することを防止するドライエッチング装置を提供する。
【解決手段】装置内３０ａに気体を導入してプラズマを発生させ、装置内３０ａに配設された一対の電極６，７の内、一方の電極７にクランプ部材５によって固定された基板２の表面２ａに前記プラズマを照射して該基板表面２ａをドライエッチングするドライエッチング装置１において、クランプ部材５の前記プラズマが照射される面５ａｈが、プラズマに耐性のある物質１０で覆われていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライエッチング装置に関し、特にクランプ部材によって電極に固定された基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングするドライエッチング装置に関する。

半導体装置の製造工程における石英（ＳｉＯ_２）等の基板または基板上に成膜された酸化膜等の各種薄膜のドライエッチング工程に、プラズマガスを用いて行う手法が周知である。詳しくは、ドライエッチング装置のチャンバ内の上側と下側に配設された一対の電極（以下、上側を上部電極、下側を下部電極と称す）の内、下部電極上に石英等の基板を戴置し、上部電極と下部電極との間に、気体であるフッ素（Ｆ）系のプラズマガスを導入して、前記電極間に真空破壊を起こさせることによりフッ素系のプラズマを発生させ、その結果生成されたイオンやラジカル等の活性種の放電により、基板または基板上に形成された薄膜をドライエッチングする手法が一般に知られている。

このフッ素系のプラズマを用いたドライエッチングにより、石英基板からエッチングされた混合物（Ｆ＋ＳｉＯ_２＝ＳｉＦ_４、以下、混合物をエッチング副生成物と称す）の一部は、Vapor（気体）状態となり、チャンバに設けられた排気口から、チャンバ外にポンプ等により排出される。

また、石英基板上に形成された薄膜と、フッ素系のプラズマとの反応により生成されたエッチング副生成物は、固体状態となりチャンバ内に堆積してしまう場合があるため、表面がドライエッチングされた基板をチャンバ外に搬出し、次いで別の基板をチャンバ内に搬入し、前記ドライエッチングに用いたフッ素系プラズマガスとは、異なるフッ素系のガスを用いて再度ドライエッチングを行うことにより、チャンバ内に付着したエッチング副生成物をチャンバ外に排出する技術が周知である。

しかしながら、活性種が石英と反応することなく再結合されると、フルオロカーボン系のエッチング副生成物が発生してしまい、該フルオロカーボン系のエッチング副生成物は、フッ素系のプラズマには反応しないため、チャンバ内に堆積してしまう場合がある。チャンバ内に、エッチング副生成物が堆積されると、該エッチング副生成物は、飛散して、基板上に付着してしまい、基板のパターン不良、歩留まり低下を招く場合がある。

上記事情に鑑みて、例えば特許文献１には、基板または基板上に成膜された薄膜のプラズマに哂される表面の少なくとも一部に、アルミニウムを主成分とする弗化物の層を覆い、プラズマガスを用いてドライエッチングを行う技術の提案がなされている。

アルミニウムの主成分とする弗化物層は、エッチング副生成物であるフルオロカーボンの堆積を抑制するため、基板または基板上に成膜された薄膜のプラズマに少なくとも一部に哂される表面の少なくとも一部に、アルミニウムの主成分とする弗化物の層を覆い、プラズマを用いてドライエッチングを行うと、チャンバ内のフルオロカーボンの堆積を防ぐことができる。
特開平９−３２６３８４号公報

ところで、基板または基板上に成膜された各種薄膜のドライエッチング工程に、プラズマを用いて行う場合、プラズマにより、基板または基板上に成膜された各種薄膜のプラズマの照射面が焼き付いてしまうため、基板を戴置する下部電極に形成された複数の穴から、該基板に向かって冷却用のガス、例えばヘリウムガスを出射することにより基板の冷却を行う技術が知られている。

この際、ヘリウムガスにより、基板が下部電極上から飛ばされてしまうのを防ぐため、基板表面の少なくとも一部、例えば外周よりの周部に、クランプ部材を戴置し、該クランプ部材をエアシリンダの圧力を用いて、基板に対し押圧することにより、基板の下部電極に対する固定を行う技術も知られている。

図７に示すように、クランプ部材５００を用いて基板６００を下部電極７００に対して固定した場合、クランプ部材５００の表面は外部に晒されているため、フッ素系のプラズマ８００を用いてドライエッチングを行うと、クランプ部材５００の表面の一部にも、フッ素系のプラズマ８００が照射される。

クランプ部材５００は、フッ素系のプラズマ８００に対してエッチングされ難い部材、例えばアルミナセラミック等から形成されているが、多少はドライエッチングされてしまうため、クランプ部材５００のプラズマが照射される面（以下、プラズマ照射面と称す）５００ｈが、ドライエッチングされてしまう場合がある。

クランプ部材５００がエッチングされると、エッチング副生成物９００が発生する。このエッチング副生成物９００は、フッ素系のプラズマ８００によってエッチングされるよりも、エッチング副生成物９００が堆積する方が早い面である該クランプ部材５００のプラズマ照射面５００ｈ以外の面、例えばクランプ部材５００の基板６００の外周面に近接する面（以下、内周面と称す）５００ｎやチャンバ内に堆積してしまう場合がある。

クランプ部材５００の内周面５００ｎに堆積したエッチング副生成物９００ｎは、堆積量が増えると、基板６００をクランプ部材５００の固定から解放した際、エッチング副生成物９００ｎが基板６００に接触することにより該基板６００上に付着してしまい、基板６００のパターン不良、歩留まり低下を招くといった問題がある。

また、チャンバ内に堆積した及びクランプ部材５００のその他の照射面５００ｈ以外の面に堆積したエッチング副生成物９００ｔが、ドライエッチング中に飛散して、クランプ部材５００の内周面５００ｎに堆積してしまう場合もある。さらには、図８に示すように、下部電極７００に形成されたヘリウムガス送気用の複数の穴７００ａを塞いでしまい、基板６００の冷却が行えなくなってしまうといった問題もある。

本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、クランプ部材によって電極に固定された半導体装置に用いる基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングする際、クランプ部材のプラズマが照射される面から発生したエッチング副生成物が基板表面に付着することを防止するドライエッチング装置を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明に係るドライエッチング装置は、装置内に気体を導入してプラズマを発生させ、前記装置内に配設された一対の電極の内、一方の電極にクランプ部材によって固定された基板の表面に前記プラズマを照射して該基板表面をドライエッチングするドライエッチング装置において、前記クランプ部材の前記プラズマが照射される面が、前記プラズマに耐性のある物質で覆われていることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、クランプ部材のプラズマが照射される面が、該プラズマに耐性のある物質で覆われていることにより、クランプ部材によって電極に固定された半導体装置に用いる基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングする際、クランプ部材のプラズマが照射される面から発生したエッチング副生成物が基板表面に付着することを防止することができるという効果を有する。

また、前記気体は、フッ素系の気体であり、前記プラズマに耐性のある物質は、イットリウム酸化物であることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、クランプ部材のプラズマが照射される面が、フッ素系のプラズマに耐性のある物質であるイットリウム酸化物で覆われていることにより、該イットリウム酸化物は、クランプ部材よりもフッ素系のプラズマに対するエッチングレートがはるかに低いため、クランプ部材によって電極に固定された半導体装置に用いる基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングする際、クランプ部材のプラズマが照射される面から発生したエッチング副生成物が基板表面に付着することを防止することができるという効果を有する。

さらに、前記イットリウム酸化物は、前記プラズマが照射される面に溶射されていることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、イットリウム酸化物をクランプ部材のプラズマが照射される面に確実に密着させることができるという効果を有する。

また、前記クランプ部材の前記プラズマが照射される面と、前記プラズマに耐性のある物質との間に、前記クランプ部材と前記プラズマに耐性のある物質との密着性を向上させる中間密着材が配設されていることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、クランプ部材とプラズマに耐性のある物質とが硬質の部材である場合、中間密着材をクランプ部材のプラズマが照射される面と、プラズマに耐性のある物質との間に配設することにより、クランプ部材とプラズマに耐性のある物質との密着性を向上させることができるという効果を有する。

さらに、前記中間密着材は、前記プラズマが照射される面に溶射されており、前記中間密着材に、前記プラズマに耐性のある物質が溶射されていることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、中間密着材をクランプ部材のプラズマが照射される面に、プラズマに耐性のある物質を中間密着材に確実に密着させることができるという効果を有する。

また、前記中間密着材は、前記基板の絶縁抵抗よりも高い絶縁抵抗を有する物質から構成されていることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、中間密着材の絶縁抵抗が基板の絶縁抵抗よりも低い場合に、中間密着材がプラズマにとって基板の電極とみなされて、プラズマが異常放電してしまうことを防止することができるという効果を有する。

また、前記中間密着材は、アルミニウムであることを特徴とする。

本発明のドライエッチング装置によれば、中間密着材をクランプ部材のプラズマが照射される面に、プラズマに耐性のある物質を中間密着材に確実に密着させることができるという効果を有する。

本発明の半導体装置の製造方法は、装置内に気体を導入してプラズマを発生させ、前記装置内に配設された一対の電極の内、一方の電極にクランプ部材によって固定した基板の表面に前記プラズマを照射して該基板表面をドライエッチングする工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記ドライエッチングする工程において、前記プラズマが照射される面が前記プラズマに耐性のある物質で覆われた前記クランプ部材を用いて前記基板を前記一方の電極に固定することを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、クランプ部材のプラズマが照射される面が、該プラズマに耐性のある物質で覆われていることにより、クランプ部材によって電極に固定された半導体装置に用いる基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングする際、クランプ部材のプラズマが照射される面から発生したエッチング副生成物が基板表面に付着することを防止することができるという効果を有する。

また、前記気体は、フッ素系の気体であり、前記プラズマに耐性のある物質は、イットリウム酸化物であることを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、クランプ部材のプラズマが照射される面が、フッ素系のプラズマに耐性のある物質であるイットリウム酸化物で覆われていることにより、該イットリウム酸化物は、クランプ部材よりもフッ素系のプラズマに対するエッチングレートがはるかに低いため、クランプ部材によって電極に固定された半導体装置に用いる基板表面を、プラズマを用いてドライエッチングする際、クランプ部材のプラズマが照射される面から発生したエッチング副生成物が基板表面に付着することを防止することができるという効果を有する。

以下、図面を参照にして本発明の実施の形態を説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態を示すドライエッチング装置の構成の概略を示す断面図、図２は、図１のクランプ部材を拡大して示した斜視図である。尚、本実施の形態におけるドライエッチング装置１は、フッ素系のプラズマを用いて、装置内であるチャンバ３０の内部３０ａに配設された半導体装置に用いる基板（以下、単に基板と称す）２の表面２ａ及び表面に成膜された図示しない酸化膜等の各種薄膜をドライエッチングする装置である。

図１に示すように、ドライエッチング装置１のチャンバ３０に、該チャンバ３０の内部３０ａにプラズマガス、例えば気体であるフッ素（Ｆ）系のプラズマガスを導入する吸気口３０ｋと、ドライエッチング後の基板２から発生したエッチング副生成物と未反応のエッチャントとを、該チャンバ３０の内部３０ａからチャンバ３０外に排出する排気口３０ｈが形成されている。

また、チャンバ３０の内部３０ａであって、該内部３０ａの図中上側寄り及び下側寄りに、一対の電極（以下、上側に設けられたものを上部電極６、下側に設けられたものを下部電極７と称す）が配設されている。

一対の電極の内、一方の電極である下部電極７の上面７ａに、半導体装置に用いる、例えば石英（ＳｉＯ_２）等の円板状の基板２が戴置される。尚、基板２は円板状でなくともよく、板状部材であればどのような形状であっても良い。また、基板２は、石英（ＳｉＯ_２）に限らずシリコン（Ｓｉ）から形成されていても良い。

また、上面７ａに、例えば０．５ｍｍの径を有する複数の穴７ｂが形成されている。該複数の穴７ｂから、後述するフッ素系のプラズマ５０により、戴置された基板２の表面２ａのプラズマ照射面が焼き付きいてしまうのを防ぐため、基板２に向かって冷却用のガスであるヘリウムガスが出射される。

下部電極７の上面７ａに基板２が戴置された際、該基板２の表面２ａのプラズマ照射面以外、例えば外周よりに、例えばリング状を有するクランプ部材であるクランプリング５が戴置される。

クランプリング５は、後述するフッ素系のプラズマに対して耐性のある物質、言い換えればフッ素系のプラズマによりドライエッチングされ難い物質、例えばアルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成されている。

尚、クランプ部材は、リング状に限らず、基板２の表面２ａのプラズマ照射面以外に戴置できる形状であれば、どのような形状であっても良い。また、クランプ部材は、アルミナセラミックに限らず、アルミアルマイトから形成されていても良く、さらには、フッ素系のプラズマによりドライエッチングされ難い物質であれば、どのようなものであってもよい。

クランプリング５は、上面５ａがエアシリンダ３の圧力によって押圧されることにより、基板２を下部電極７に対して押圧して固定するものであり、該押圧により、上述したヘリウムガスによる基板２が下部電極７の上面７ａから飛ばされてしまうのを防ぐ。

図２に示すように、クランプリング５の上面５ａであって、プラズマ５０の照射面５ａｈに、該フッ素系のプラズマ５０に対して耐性のある物質、例えばイットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０が、溶射等により被覆されている。尚、プラズマ５０の照射面５ａｈは、基板２または基板２の上面２ａに成膜された図示しない各種薄膜をドライエッチングする際、発生するフッ素系のプラズマ５０が照射されるクランプリング５の面である。

尚、クランプリング５のフッ素系のプラズマ５０の照射面５ａｈにイットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）を溶射したことにより、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）は、フッ素系のプラズマ５０の照射面５ａｈに、確実に密着している。

イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０のフッ素系のプラズマ５０に対する耐性は、クランプリング５を構成するアルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）のフッ素系のプラズマに対する耐性に比して約１０倍以上の耐性を有している。

詳しくは、アルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）がフッ素系のプラズマ５０によりドライエッチングされる時間当たりのエッチング量（以下、エッチングレートと称す）を、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｆ＝１０とすると、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）のエッチングレートは、Ｙ２Ｏ３＋Ｆ＝０．８となり、エッチングレートは、アルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）の１／１０以下となっている。よって、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０は、フッ素系のプラズマ５０によりドライエッチングが殆どされない物質である。

次に、このように構成された本実施の形態におけるドライエッチング装置１の作用について、図１〜図４を用いて説明する。図３は、図２のクランプリングにより固定した基板にドライエッチングを行っている状態を示すエッチング装置の要部部分拡大断面図、図４は、図１のクランプリングの上面にフッ素系のプラズマを照射させた際の、クランプリングからのエッチング副生成物の発生量を従来と比較して示した図表である。

ドライエッチング装置１を用いて、基板２または基板２上に成膜された図示しない各種薄膜のドライエッチングを行う際は、先ず、基板２が、例えばロボットのアーム等により、チャンバ３０の内部３０ａに配設された下部電極７の上面７ａに戴置される。

次いで、戴置された基板２の表面２ａの外周よりに、クランプリング５が戴置される。その後、クランプリング５は、エアシリンダ３の圧力を受けて、基板２を下部電極７に対して押圧して固定する。

次いで、チャンバ３０の内部３０ａに、具体的には、上部電極６と下部電極７との間に、吸気口３０ｋからフッ素（Ｆ）系のプラズマガスが導入され、既知の手段により、両電極間に高周波の電力が供給されることにより、両電極間が真空破壊される。

その後、フッ素系のプラズマ５０が発生し、その結果生成されたイオンやラジカル等の活性種の放電により、基板２または基板２上に形成された薄膜のプラズマ照射面が任意の形状にドライエッチングされる。

尚、ドライエッチング中は、フッ素系のプラズマ５０により、戴置された基板２の表面２ａのプラズマ照射面が焼き付きいてしまうのを防ぐため、基板２に向かって、下部電極７の複数の穴７ｂから冷却用のヘリウムガスが出射される。

また、フッ素系のプラズマ５０は、基板２のプラズマ照射面に限らず、図３に示すように、クランプリング５の上面５ａにも照射される。この際、従来であれば、フッ素系のプラズマ５０により、アルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成されたクランプリング５の照射面５ａｈは、上述したようにアルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）はエッチングレートが高いため（エッチングレート１０．０）、大量にドライエッチングされてしまっていた。

その結果、該クランプリング５のプラズマ照射面５ａｈ以外の面、例えばクランプリング５の内周面５ｎの一部にエッチング副生成物が堆積されてしまっていた。尚、内周面５ｎは、エッチング副生成物がフッ素系のプラズマ５０にエッチングされる速度よりも、エッチング副生成物が堆積する速度の方が早い面である。

一例を挙げると、図４に示すように、フッ素系のプラズマ５０を、アルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成されたクランプリング５の照射面５ａｈに２０時間照射させると、クランプリング５には、例えば３ミクロン以上のエッチング副生成物を１個とみなすとすると、略１５０個のエッチング副生成物が付着、堆積されてしまっていた。

よって、クランプリング５の内周面５ｎの一部に堆積したエッチング副生成物が、堆積量が増え一定量以上になると、基板２をクランプリング５の固定から解放した際、基板２と接触することにより該基板２上に付着してしまい、基板２のパターン不良、歩留まり低下を招く原因となっていた。

ところが、図４に示すように、クランプリング５のプラズマ照射面５ａに、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０が被覆されているため、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０にフッ素系のプラズマ５０が照射しても、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０は、上述したように微細量しかエッチングされないため（エッチングレート０．８）、エッチング副生成物は殆ど発生しない。一例を挙げると、図４に示すように、フッ素系のプラズマ５０を、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０に５０時間照射させても、クランプリング５に、エッチング副生成物は殆ど付着されない。

図３に戻って、フッ素系のプラズマ５０を用いたドライエッチングにより、石英の基板２から発生した副生成物（Ｆ＋ＳｉＯ_２＝ＳｉＦ_４）は、Vapor（気体）状態となり、チャンバ３０に設けられた排気口３０ｈ（図１参照）から、チャンバ３０外にポンプ等により排出される。このようにして、基板２または基板２上に成膜された各種薄膜は、ドライエッチング装置１によりドライエッチングされる。

このように、本発明の第１実施の形態を示すドライエッチング装置１においては、クランプリング５の上面５ａであって、プラズマ照射面５ａｈに、フッ素系のプラズマ５０に対して耐性のある物質であるイットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０が、溶射により密着性を高くして被覆されていると示した。

このことにより、クランプリング５によって下部電極７に固定された半導体装置に用いる基板２の表面２ａを、フッ素系のプラズマ５０を用いてドライエッチングする際、クランプリング５の上面にフッ素系のプラズマ５０が照射しても、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）は、上述したように微細量しかエッチングされないため、クランプリングからは、エッチング副生成物は殆ど発生しない。

よって、クランプリング５のプラズマ照射面５ａｈから発生したエッチング副生成物が基板２の表面２ａに付着することを防止することができることから、ドライエッチングの後の基板２のパターン不良を改善することができ、基板２の製造における歩留まりを向上させることができる。

以下、変形例を示す。本実施の形態においては、プラズマは、フッ素（Ｆ）系のプラズマガスを用いたフッ素系のプラズマを例に挙げて示したが。これに限らず、本実施の形態は、ハロゲン系のプラズマ、例えばＢｒ（臭素）、Ｉ（ヨウ素）、Ｃｌ（塩素）、Ａｔ（アスタチン）を適用しても本実施の形態と同様の効果を得るということは勿論である。

また、本実施の形態においては、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０は、クランプリング５の上面５ａであって、フッ素系のプラズマ５０の照射面５ａｈに溶射されていると示したが、これに限らず、クランプリング５の上面５ａの全面に溶射されていてもよい。

さらに、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０を、クランプリング５の上面５ａに密着させることができれば、溶射に限らず、他の手法によって、クランプリング５の上面５ａに密着させてもよいことは勿論である。

（第２実施の形態）
図５は、本発明の第２実施の形態を示すドライエッチング装置のクランプリングの拡大斜視図、図６は、図５のクランプリングにより固定した基板にドライエッチングを行っている状態を示すエッチング装置の要部部分拡大断面図である。

この第２実施の形態のエッチング装置２０１の構成は、上記図１乃至図５に示したドライエッチング装置１と比して、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０が、クランプリング５のプラズマ照射面５ａｈに、中間密着材としてアルミニウムを介して被覆されている点のみが異なる。よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図５、図６に示すように、クランプリング５の上面５ａであって、基板２または基板２の表面２ａに成膜された図示しない各種薄膜をドライエッチングする際、発生するフッ素系のプラズマ５０の照射面５ａｈに、基板２の絶縁抵抗よりも高い絶縁抵抗を有する中間密着材である軟質物質、例えばアルミニウム４０が被覆されており、該アルミニウム４０の上面に、フッ素系のプラズマ５０に対して耐性のある物質、例えばイットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０が、溶射により被覆されている。

尚、クランプリング５のプラズマ照射面５ａｈにアルミニウム４０を溶射したことにより、アルミニウム４０は、フッ素系のプラズマ５０の照射面５ａｈに、確実に密着している。さらに、アルミニウム４０に、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０を溶射したことにより、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０は、アルミニウム４０に、確実に密着している。

また、本実施の形態における基板２は、絶縁抵抗がアルミニウム４０の絶縁抵抗より低い物質であるシリコン（Ｓｉ）の基板から構成されている。これは、アルミニウム４０は導電性を有するため、基板２の絶縁抵抗がアルミニウム４０の絶縁抵抗より高いと、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０と、下部電極７との電位差が同一になってしまい、その結果、基板２の表面２ａを、フッ素系のプラズマ５０を用いてドライエッチングする際、アルミニウム４０が、基板の電極とみなされて、フッ素系のプラズマ５０が異常放電してしまうためである。よって、本実施の形態においては、基板２は、絶縁抵抗が、アルミニウム４０の絶縁抵抗より高い物質である石英（ＳｉＯ_２）から構成された基板は適用できない。

このように、本発明の第２実施の形態を示すドライエッチング装置においては、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０と、クランプリング５の上面５ａとの間に、軟質部材であるアルミニウム４０を配設した。よって、密着性の低いセラミック系の硬質部材であるイットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０と、硬質部材であるアルミナセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成されたクランプリング５との密着性をより向上させることができる。

また、本実施の形態においては、中間密着材に、シリコン（Ｓｉ）基板２の絶縁抵抗よりも高い絶縁抵抗を有する物質であるアルミニウム４０を用いると示した。このことにより、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０と、下部電極７との間の電位差が同一になってしまい、アルミニウム４０が基板２の電極とみなされて、プラズマが異常放電してしまうことを防止することができる。

尚、その他の効果、作用は、上述した第１実施の形態のドライエッチング装置１と同一である。

以下、変形例を示す。本実施の形態においては、基板２は、絶縁抵抗がアルミニウム４０の絶縁抵抗より低い物質であるシリコン（Ｓｉ）の基板から構成されていると示した。これに限らず、中間密着材に、絶縁抵抗が石英（ＳｉＯ_２）の絶縁抵抗よりも高いものを用いれば、基板２を石英（ＳｉＯ_２）から形成しても本実施の形態と同一の効果を得ることができるということは勿論である。

また、本実施の形態においても、プラズマは、フッ素（Ｆ）系のプラズマガスを用いたフッ素系のプラズマを例に挙げて示したが、これに限らず、ハロゲン系のプラズマ、例えばＢｒ（臭素）、Ｉ（ヨウ素）、Ｃｌ（塩素）、Ａｔ（アスタチン）を適用しても本実施の形態と同様の効果を得るということは勿論である。

また、本実施の形態においては、アルミニウム４０は、クランプリング５の上面５ａであって、フッ素系のプラズマ５０の照射面５ａｈに溶射されていると示したが、これに限らず、クランプリング５の上面５ａの全面に溶射されていてもよい。さらに、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０も、アルミニウム４０の全面に溶射されていてもよい。

さらに、アルミニウム４０を、クランプリング５の上面５ａに密着、被覆させることができれば、溶射に限らず、他の手法によって、クランプリング５の上面５ａに密着させてもよいことは勿論である。また、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０を、アルミニウム４０上に溶射する場合も同様である。

また、本実施の形態においては、中間密着材に、アルミニウムを用いたがこれに限らず、基板２の絶縁抵抗よりも高い絶縁抵抗を有する軟質物質であって、イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）１０と、クランプリング５の上面５ａとの密着性を高めるものであればどのようなものであってもよい。

本発明のドライエッチング装置を用いてドライエッチングされる基板は、半導体装置に適用できる。例を挙げると、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（Field Emission Display）装置、ＳＥＤ(Surface-Conduction Electron-Emitter Display)装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管または液晶シャッター等を用いた小型テレビを用いた装置などの各種半導体装置に適用できる。

また、上述した半導体装置を用いた電子機器としては、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器や携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機等、電気光学装置である液晶表示モジュールを用いる機器が挙げられる。したがって、これらの電子機器に用いる半導体基板をドライエッチングするに際しても、本発明が適用可能であることはいうまでもない。

本発明の第１実施の形態を示すドライエッチング装置の構成の概略を示す断面図。 図１のクランプ部材を拡大して示した斜視図。 図２のクランプリングにより固定した基板にドライエッチングを行っている状態を示すエッチング装置の要部部分拡大断面図。 図１のクランプリングの上面にフッ素系のプラズマを照射させた際の、クランプリングからのエッチング副生成物の発生量を従来と比較して示した図表。 本発明の第２実施の形態を示すドライエッチング装置のクランプリングの拡大斜視図。 図５のクランプリングにより固定した基板にドライエッチングを行っている状態を示すエッチング装置の要部部分拡大断面図。 クランプリングにより固定した基板にドライエッチングを行っている状態を示す従来のエッチング装置の要部部分拡大断面図。 下部電極に設けられた冷却用ガスが出射される穴が、エッチング副生成物に覆われてしまった状態を示す、下部電極の要部部分拡大断面図。

符号の説明

１…ドライエッチング装置、２…基板、２ａ…基板表面、５…クランプリング、５ａｈ…プラズマ照射面、６…上部電極、７…下部電極、１０…イットリウム酸化物（Ｙ２Ｏ３）、３０…チャンバ、３０ａ…チャンバ内、４０…アルミニウム。

Claims (9)

1. 装置内に気体を導入してプラズマを発生させ、前記装置内に配設された一対の電極の内、一方の電極にクランプ部材によって固定された基板の表面に前記プラズマを照射して該基板表面をドライエッチングするドライエッチング装置において、
   前記クランプ部材の前記プラズマが照射される面が、前記プラズマに耐性のある物質で覆われていることを特徴とするドライエッチング装置。
2. 前記気体は、フッ素系の気体であり、前記プラズマに耐性のある物質は、イットリウム酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング装置。
3. 前記イットリウム酸化物は、前記プラズマが照射される面に溶射されていることを特徴とする請求項２に記載のドライエッチング装置。
4. 前記クランプ部材の前記プラズマが照射される面と、前記プラズマに耐性のある物質との間に、前記クランプ部材と前記プラズマに耐性のある物質との密着性を向上させる中間密着材が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のドライエッチング装置。
5. 前記中間密着材は、前記プラズマが照射される面に溶射されており、前記中間密着材に、前記プラズマに耐性のある物質が溶射されていることを特徴とする請求項４に記載のドライエッチング装置。
6. 前記中間密着材は、前記基板の絶縁抵抗よりも高い絶縁抵抗を有する物質から構成されていることを特徴とする請求項５に記載のドライエッチング装置。
7. 前記中間密着材は、アルミニウムであることを特徴とする請求項５または６に記載のドライエッチング装置。
8. 装置内に気体を導入してプラズマを発生させ、前記装置内に配設された一対の電極の内、一方の電極にクランプ部材によって固定した基板の表面に前記プラズマを照射して該基板表面をドライエッチングする工程を含む半導体装置の製造方法であって、
   前記ドライエッチングする工程において、
   前記プラズマが照射される面が前記プラズマに耐性のある物質で覆われた前記クランプ部材を用いて前記基板を前記一方の電極に固定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 前記気体は、フッ素系の気体であり、前記プラズマに耐性のある物質は、イットリウム酸化物であることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。

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