JP2008306042A

JP2008306042A - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP2008306042A
Application number: JP2007152668A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Hiroshima; 満廣島; Hiromi Asakura; 浩海朝倉
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: JP4895920B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a trace amount of scraps chipped off from the surface of a beam-like structure in plasma processing equipment having the beam-like structure for supporting a dielectric board. SOLUTION: A dry etching device 1 is supported by a beam-like spacer 7 and has a dielectric board 8 facing to the interior of a chamber 3 through a window 7d prepared in the beam-like spacer 7. Above the dielectric board 8, an ICP coil 11 is arranged for generating plasma. A cover 9 composed of a dielectric material is arranged under the lower surface of the beam-like spacer 7. The cover 9 covers at least those parts of the lower surface of the beam-like spacer 7 other than the window 7d. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus such as a dry etching apparatus and a plasma CVD apparatus.

誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）型のプラズマ処理装置では、チャンバの上部が誘電体板で閉鎖され、この誘電体板上に高周波電力が投入されるコイルが配置された構成が知られている。チャンバ内は減圧されるので、大気圧を支持するための機械的強度を確保するために誘電体板はある程度の厚みを有する必要がある。しかし、誘電体板の厚みが厚いほど、コイルからプラズマへ投入される高周波パワーの損失が大きくなる。詳細には、誘電体板の厚みが厚いと、高周波パワーの投入損失が大きいので、高密度のプラズマを生成させるためには、大容量の高周波電源が必要となる。投入損失分は熱に変換されるので、高周波電源の大容量化に伴いこの発熱量が増加し、誘電体板及び周辺部品の温度上昇が顕著となる。その結果、基板処理枚数の増加に伴い、エッチングレート、均一性、形状等のプロセス特性に経時的変化（プロセスシフト）が生じる。 In an inductively coupled plasma (ICP) type plasma processing apparatus, a configuration is known in which an upper portion of a chamber is closed with a dielectric plate, and a coil for supplying high-frequency power is disposed on the dielectric plate. Since the inside of the chamber is depressurized, the dielectric plate needs to have a certain thickness in order to ensure mechanical strength for supporting atmospheric pressure. However, the thicker the dielectric plate, the greater the loss of high-frequency power that is input from the coil to the plasma. Specifically, when the thickness of the dielectric plate is large, the input loss of the high frequency power is large. Therefore, in order to generate high density plasma, a high capacity high frequency power source is required. Since the input loss is converted into heat, the amount of heat generation increases as the capacity of the high-frequency power source increases, and the temperature rise of the dielectric plate and peripheral parts becomes significant. As a result, as the number of processed substrates increases, process characteristics such as etching rate, uniformity, and shape change with time (process shift).

これに対し、例えば特許文献１及び２には、梁状構造物で誘電体板の下面側を支持することにより、機械的強度を確保しつつ誘電体板の薄型化を図ったプラズマ処理装置が開示されている。 On the other hand, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose a plasma processing apparatus in which a dielectric plate is thinned while securing mechanical strength by supporting the lower surface side of the dielectric plate with a beam-like structure. It is disclosed.

一般にこの種の梁状構造物はアルミニウム製でアースされており、さらに表面はアルマイト処理等により高い硬度が付与されている。そのため、梁状構造物の表面はプラズマ中のイオンが衝突しても極めて削れにくい状態にあるものの、微量の削れが発生する。コンデンサ等の電子部品の製造プロセスでは、この梁状構造物表面の微量の削れは品質上問題とならない。しかし、ＩＣの製造プロセスでは、微量の金属汚染も品質に大きな影響を与える。例えば、ＩＣ回路を形成したシリコン基板を積層した３次元積層型集積回路では、シリコン基板間を接続するために埋込配線用の貫通孔、すなわちＳｉ貫通ビア（TSV: Through-Silicon Via）をシリコン基板に形成する必要がある。このＳｉ貫通ビアを形成するプロセスでは、梁状構造物表面の微量の削れ等の金属汚染の高水準での防止が必要な場合がある。 Generally, this type of beam-like structure is made of aluminum and grounded, and the surface is given high hardness by anodizing or the like. Therefore, although the surface of the beam-like structure is extremely difficult to be scraped even when ions in the plasma collide, a small amount of scraping occurs. In the manufacturing process of electronic components such as capacitors, the slight amount of shaving on the surface of the beam-like structure does not cause a quality problem. However, in the IC manufacturing process, a small amount of metal contamination has a great influence on quality. For example, in a three-dimensional stacked integrated circuit in which a silicon substrate on which an IC circuit is formed is stacked, a through-hole for embedded wiring, that is, a through-silicon via (TSV) is formed in silicon to connect the silicon substrates. It is necessary to form on the substrate. In the process of forming this through silicon via, there is a case where it is necessary to prevent metal contamination at a high level such as a small amount of shaving on the surface of the beam-like structure.

特開平１０−２７７８２号公報JP-A-10-27782 特開２００１−１１０７７７号公報JP 2001-110777 A

本発明は、誘電体板を支持する梁状構造物を有するプラズマ処理装置において、梁状構造物表面の微量の削れを高水準で防止することを課題とする。 An object of the present invention is to prevent a very small amount of scraping on the surface of a beam-like structure at a high level in a plasma processing apparatus having a beam-like structure that supports a dielectric plate.

本発明は、内部に基板が配置され、かつプロセスガスが導入される真空容器と、前記基板と対向する前記真空容器の上部開口に配置され、かつ複数の窓部を備える梁状構造物と、前記梁状構造物によって支持され、かつ前記窓部を介して前記真空容器の内部に臨む誘電体板と、前記梁状構造物の下面側に配置され、前記梁状構造物の下面のうち少なくとも前記窓部以外の部分を覆う誘電体材料からなるカバーと、前記誘電体板の上面側に配置され、高周波電力が投入されるプラズマ発生のためのコイルとを備える、プラズマ処理装置を提供する。 The present invention includes a vacuum container in which a substrate is disposed and a process gas is introduced, a beam-shaped structure that is disposed in an upper opening of the vacuum container facing the substrate, and includes a plurality of windows. A dielectric plate supported by the beam-shaped structure and facing the inside of the vacuum vessel through the window, and disposed on the lower surface side of the beam-shaped structure, and at least of the lower surface of the beam-shaped structure Provided is a plasma processing apparatus comprising: a cover made of a dielectric material that covers a portion other than the window portion; and a coil for plasma generation that is disposed on the upper surface side of the dielectric plate and is supplied with high-frequency power.

梁状構造物の下面のうち少なくとも窓部以外の部分を誘電体材料からなるカバーで覆うことにより、プラズマ中のイオンの衝突に起因する梁状構造物表面の微量の削れを高水準で防止できる。 By covering at least the part other than the window part of the lower surface of the beam-like structure with a cover made of a dielectric material, it is possible to prevent a small amount of scraping of the beam-like structure surface due to collision of ions in the plasma at a high level. .

カバーの材質としては、被エッチング材料と同様の性質であり、かつ熱衝撃に対して強い誘電体材料が使用される。例えば、Ｓｉ系のＩＣデバイスのエッチングの場合にはカバー９の材料として石英（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）を使用でき、Ａｌ配線のエッチングの場合にはカバー９の材料として酸化アルミナを含むアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用できる。また、カバーの材質としては、プロセスガスに対して耐食性を有する誘電体材料が使用される。例えばプロセスガスがフッ素系ガスである場合には石英を使用でき、プロセスガスが塩素系ガスである場合にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を使用できる。 As the material of the cover, a dielectric material having the same properties as the material to be etched and strong against thermal shock is used. For example, quartz (SiO ₂ ) or silicon nitride (SiN) can be used as a material for the cover 9 in the case of etching an Si-based IC device, and alumina oxide is included as a material for the cover 9 in the case of etching an Al wiring. Alumina (Al ₂ O ₃ ) or aluminum nitride (AlN) can be used. In addition, as a material for the cover, a dielectric material having corrosion resistance against the process gas is used. For example, quartz can be used when the process gas is a fluorine-based gas, and alumina (Al ₂ O ₃ ) can be used when the process gas is a chlorine-based gas.

具体的には、前記カバーは、前記窓部の部分を含む前記梁状構造物の下面全体を覆う一体構造である。 Specifically, the cover is an integral structure that covers the entire lower surface of the beam-like structure including the window portion.

代案としては、前記カバーは、前記梁状構造物の下面のうち前記窓部以外の部分を覆うカバー本体と、前記梁状構造物の下面の前記窓部の部分を覆い、かつ前記カバー本体に対して着脱可能である交換片とを備える。 As an alternative, the cover covers a portion of the lower surface of the beam-like structure other than the window portion, covers the portion of the window portion on the lower surface of the beam-like structure, and covers the cover body. And an exchange piece that is detachable.

梁状構造物の窓部を介して誘電体板が真空容器の内部に臨んでおり、梁状構造物の下面のうち窓部の部分では、プラズマ中のイオンが衝突することによるカバーの削れが他の部分と比較して顕著である。従って、この部分をカバー本体に対して着脱可能な交換片により構成すれば、削れが進行した交換片のみを交換してカバー本体は使用を継続できる。その結果、プラズマ処理装置のランニングコストを低減できる。 The dielectric plate faces the inside of the vacuum vessel through the window part of the beam-like structure, and the cover part is scraped by the collision of ions in the plasma at the window part of the lower surface of the beam-like structure. It is remarkable compared with other parts. Therefore, if this part is constituted by an exchange piece that can be attached to and detached from the cover body, only the exchange piece that has been scraped can be exchanged and the cover body can be used continuously. As a result, the running cost of the plasma processing apparatus can be reduced.

別の代案としては、前記カバーは、前記梁状構造物の前記窓部に対応する位置に厚み方向に貫通する窓孔を備え、前記誘電体板は前記窓部と前記窓孔を介して前記真空容器の内部に臨む。 As another alternative, the cover includes a window hole penetrating in a thickness direction at a position corresponding to the window portion of the beam-like structure, and the dielectric plate is interposed between the window portion and the window hole. Facing the inside of the vacuum vessel.

さらに別の代案では、前記カバーは、厚み方向に関する細孔を前記梁状スペーサの窓部に対応する位置に備え、好ましくは高密度プラズマ生成領域から外れた位置に備えることにより、前記梁状構造物の下面側と前記カバーの上面側に形成された空間が、この細孔を介して前記真空容器の内部と連通する。 In yet another alternative, the cover is provided with pores in the thickness direction at positions corresponding to the window portions of the beam-shaped spacers, preferably at positions away from the high-density plasma generation region. A space formed on the lower surface side of the object and the upper surface side of the cover communicates with the inside of the vacuum vessel through the pores.

プラズマ処理装置は、前記カバーの外周を支持すると共に、前記梁状構造物の下側に配置されて前記梁状構造物を支持する、前記梁状構造物とは別体のカバーホルダをさらに備えることが好ましい。このカバーホルダを設ければ、カバーが梁状構造物の下面全体を覆う一体構造であっても、真空容器の内部に対してカバーホルダを介してプロセスガスを導入できる。また、カバーホルダとカバーの間に間隔をあけて複数の弾性部材を配置すれば、真空容器内を減圧した際に梁状構造物の下面側とカバーの上面側に形成された空間と真空容器の内部との圧力差が低減されるので、この圧力差に起因してカバーに作用する負荷を低減し、この負荷によるカバーの破損ないし割れを防止できる。さらに、カバーホルダの冷却機構（第１の冷却機構）を設けることで、プロセスガスの導入温度を梁状構造物とは独立して設定ないし制御できる。梁状構造物にも冷却機構（第２の冷却機構）を設けてもよい。これらの冷却機構で梁状構造物とカバーホルダを冷却することによりカバーの温度上昇を抑制でき、カバーの温度上昇に起因するエッチングレート、均一性、形状等のプロセス特性に経時的変化（プロセスシフト）や、放電のオン・オフの繰り返しに伴う温度昇降の繰り返しによって前述のカバーホルダとカバーの間に配置された弾性体等の劣化が進行するのを防止できる。 The plasma processing apparatus further includes a cover holder separate from the beam-shaped structure, which supports the outer periphery of the cover and is disposed below the beam-shaped structure to support the beam-shaped structure. It is preferable. If this cover holder is provided, the process gas can be introduced into the inside of the vacuum vessel through the cover holder even if the cover has an integral structure that covers the entire lower surface of the beam-like structure. Further, if a plurality of elastic members are arranged with a space between the cover holder and the cover, the space formed in the lower surface side of the beam-like structure and the upper surface side of the cover and the vacuum container when the inside of the vacuum container is decompressed As a result, the load acting on the cover due to the pressure difference is reduced, and breakage or cracking of the cover due to this load can be prevented. Furthermore, by providing a cooling mechanism (first cooling mechanism) for the cover holder, the process gas introduction temperature can be set or controlled independently of the beam-like structure. A cooling mechanism (second cooling mechanism) may also be provided in the beam-like structure. By cooling the beam-like structure and the cover holder with these cooling mechanisms, the temperature rise of the cover can be suppressed, and the process characteristics such as etching rate, uniformity, and shape due to the temperature rise of the cover change over time (process shift) ), And the deterioration of the elastic body or the like disposed between the cover holder and the cover can be prevented from proceeding due to repeated temperature rise / fall due to repeated ON / OFF of discharge.

前記梁状構造物の窓部内に別体の前記誘電体板がそれぞれ配置されていることが好ましい。 It is preferable that the separate dielectric plates are respectively disposed in the window portion of the beam-like structure.

誘電体板を分割構造とすることで、誘電体板が窓部を含む梁状構造物の上面全体に配置される構成、すなわち一体構造の誘電体板を梁状構造物で支持する構成と比較して、梁状構造物と誘電体板の厚みを低減できる。また、プラズマ発生のためのコイルの下端側を部分的に窓部内に配置することで、コイルを真空容器の内部により近接して配置できる。その結果、高周波パワーの投入損失を低減し、より高密度のプラズマを生成させることができる。 Compared to a configuration in which the dielectric plate is arranged on the entire upper surface of the beam-like structure including the window portion by dividing the dielectric plate, that is, a configuration in which the dielectric plate having an integral structure is supported by the beam-like structure. Thus, the thickness of the beam-like structure and the dielectric plate can be reduced. Moreover, the coil can be disposed closer to the inside of the vacuum vessel by partially disposing the lower end side of the coil for generating plasma in the window portion. As a result, high-frequency power input loss can be reduced, and higher density plasma can be generated.

本発明のプラズマ処理装置は、誘電体板を支持する梁状構造物の下面のうち少なくとも誘電体板が真空容器の内部に臨む窓部以外を覆う誘電体材料からなるカバーを備える。そのため、プラズマ中のイオンの衝突に起因する梁状構造物表面の微量の削れを高水準で防止でき、３次元積層形集積回路のためのＳｉ貫通ビアの形成プロセス等の極めて微量の金属汚染が品質上問題となるプロセスを実行するのに適している。 The plasma processing apparatus of the present invention includes a cover made of a dielectric material that covers at least a portion of the lower surface of the beam-like structure that supports the dielectric plate except for the window portion where the dielectric plate faces the inside of the vacuum vessel. Therefore, a very small amount of scraping on the surface of the beam-like structure due to collision of ions in the plasma can be prevented at a high level, and an extremely small amount of metal contamination such as a process of forming a through silicon via for a three-dimensional stacked integrated circuit is caused. Suitable for performing quality-related processes.

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型のドライエッチング装置１を示す。ドライエッチング装置１は、その内部に基板２が収容される処理室を構成するチャンバ（真空容器）３を備える。チャンバ３は、全体として上部が開口した円筒状であるチャンバ本体４と、このチャンバ本体４の上部開口を密閉する蓋体５を備える。チャンバ３内を排気する真空排気装置２０が設けられている。また、チャンバ本体４には基板２を搬入出するためのゲート（図示せず）が設けられている。 (First embodiment)
FIG. 1 shows an ICP (inductively coupled plasma) type dry etching apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The dry etching apparatus 1 includes a chamber (vacuum container) 3 constituting a processing chamber in which a substrate 2 is accommodated. The chamber 3 includes a chamber main body 4 having a cylindrical shape with an upper opening as a whole, and a lid 5 that seals the upper opening of the chamber main body 4. A vacuum exhaust device 20 is provided for exhausting the inside of the chamber 3. The chamber body 4 is provided with a gate (not shown) for loading and unloading the substrate 2.

蓋体５は、チャンバ本体４の側壁上端に支持されたカバーホルダ６と、このカバーホルダ６上に支持された梁状スペーサ（梁状構造物）７を備える。梁状スペーサ７には複数個（本実施形態では６個）の誘電体板８が支持され、カバーホルダ６にはカバー９の外周が支持されている。カバー９は梁状スペーサ７の下面側に配置され、梁状スペーサ７の下面を覆っている。後に詳述するように、カバーホルダ６にはプロセスガス供給源１９から供給されるプロセスガスをチャンバ３に噴出するためのガス導入口６ｃが設けられている。また、カバーホルダ６と梁状スペーサ７には、それぞれ冷媒循環装置１７Ａ，１７Ｂから供給される冷媒の循環流路５２（カバー９の循環流路の図示は省略する）が設けられている。 The lid 5 includes a cover holder 6 supported on the upper end of the side wall of the chamber body 4 and a beam-like spacer (beam-like structure) 7 supported on the cover holder 6. A plurality of (six in this embodiment) dielectric plates 8 are supported on the beam-shaped spacer 7, and the outer periphery of the cover 9 is supported on the cover holder 6. The cover 9 is disposed on the lower surface side of the beam-shaped spacer 7 and covers the lower surface of the beam-shaped spacer 7. As will be described in detail later, the cover holder 6 is provided with a gas inlet 6 c for ejecting the process gas supplied from the process gas supply source 19 into the chamber 3. Further, the cover holder 6 and the beam-like spacer 7 are provided with a circulation path 52 for refrigerant supplied from the refrigerant circulation devices 17A and 17B (illustration of the circulation path of the cover 9 is omitted).

カバーホルダ６や梁状スペーサ７を構成する材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等のような十分な剛性を有する金属材料を使用できる。また、誘電体板８やカバー９を構成する材料としては、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、石英（ＳｉＯ_２）等の誘電体材料を使用できる。カバー９の材質については後に詳述する。 As a material constituting the cover holder 6 or the beam-like spacer 7, a metal material having sufficient rigidity such as aluminum or stainless steel (SUS) can be used. The dielectric plate 8 and the cover 9 are made of a dielectric material such as yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), alumina (Al ₂ O ₃ ), or quartz (SiO ₂ ). Can be used. The material of the cover 9 will be described in detail later.

誘電体板８の上面側には、マルチスパイラルコイルであるＩＣＰコイル１１が配設されている。図２に示すようにＩＣＰコイル１１は平面視で中央から外周に向けて螺旋状に延びる複数（本実施形態では４本）の導電体１２からなる。平面視で中央の部分（巻き始め部分）では隣接する導電体１２間の隙間が広く、外周の部分ではこの隙間が狭い。換言すれば、導電体１２間の巻付密度は中央では粗で外周では密である。ＩＣＰコイル１１にはマッチング回路１３を介して、高周波電源１４が電気的に接続されている。 An ICP coil 11 that is a multi-spiral coil is disposed on the upper surface side of the dielectric plate 8. As shown in FIG. 2, the ICP coil 11 is composed of a plurality (four in this embodiment) of conductors 12 that spirally extend from the center toward the outer periphery in plan view. The gap between the adjacent conductors 12 is wide at the central portion (winding start portion) in plan view, and this gap is narrow at the outer peripheral portion. In other words, the winding density between the conductors 12 is coarse at the center and dense at the outer periphery. A high frequency power source 14 is electrically connected to the ICP coil 11 via a matching circuit 13.

チャンバ３内の底部側には、バイアス電圧が印加される下部電極としての機能及び基板２を静電吸着等によって保持する機能を有する基板サセプタ１５が配設されている。基板サセプタ１５にはバイアス用の高周波電源１６から高周波電源が印加される。また、基板サセプタ１５内には冷媒の循環流路が設けられており、冷媒循環装置１７Ｃから供給される温調された冷媒がこの循環流路中を循環する。さらに、基板サセプタ１５の上面と基板２の裏面との間の微細な隙間にＨｅ等の伝熱ガスを供給する伝熱ガス循環装置１８が設けられている。 A substrate susceptor 15 having a function as a lower electrode to which a bias voltage is applied and a function of holding the substrate 2 by electrostatic attraction or the like is disposed on the bottom side in the chamber 3. A high frequency power supply is applied to the substrate susceptor 15 from a high frequency power supply 16 for bias. In addition, a refrigerant circulation channel is provided in the substrate susceptor 15, and the temperature-controlled refrigerant supplied from the refrigerant circulation device 17C circulates in the circulation channel. Further, a heat transfer gas circulation device 18 that supplies a heat transfer gas such as He is provided in a minute gap between the upper surface of the substrate susceptor 15 and the back surface of the substrate 2.

コントローラ１０は、高周波電源１４，１６、プロセスガス供給源１９、伝熱ガス循環装置１８、冷媒循環装置１７Ａ〜１７Ｃ、真空排気装置２０を含む装置全体の動作を制御する。 The controller 10 controls the operation of the entire apparatus including the high-frequency power supplies 14 and 16, the process gas supply source 19, the heat transfer gas circulation device 18, the refrigerant circulation devices 17 A to 17 C, and the vacuum exhaust device 20.

図３から図５を併せて参照して、蓋体５の構造を説明する。 The structure of the lid 5 will be described with reference to FIGS.

図５に最も明瞭に表れているように、カバーホルダ６は全体として厚肉円環状であり、厚み方向に貫通する大面積の窓孔６ａが形成されている。カバーホルダ６の内側周面上端には、段差を形成することで、カバー９の下面の外周縁付近を載置するカバー支持部６ｂが形成されている。また、カバーホルダ６の上面は、梁状スペーサ７の後述する外周部７ａの下面を支持する。 As shown most clearly in FIG. 5, the cover holder 6 has a thick annular shape as a whole, and has a large-area window hole 6a penetrating in the thickness direction. At the upper end of the inner peripheral surface of the cover holder 6, a cover support portion 6 b is formed on which the vicinity of the outer peripheral edge of the lower surface of the cover 9 is placed by forming a step. Further, the upper surface of the cover holder 6 supports the lower surface of the outer peripheral portion 7a described later of the beam-like spacer 7.

図４Ｂ及び図５に示すように、カバーホルダ６のカバー支持部６ｂの上面には、複数個の棒状の弾性部材５０Ａが取り付けられている。本実施形態における弾性部材５０Ａは、後述するＯリング２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ，２１Ｆと同様のゴム製であり、弾性的に湾曲させることでカバー支持部６ｂ上に互いに間隔をあけて形成された平面視で円弧状の溝に収容されている。図５に表れているように、弾性部材５０Ａは平面視で互いに間隔をあけて配置されている。換言すれば、弾性部材５０Ａは平面視で、円環状等の無端形状ではなく、不連続に配置されている。弾性部材５０Ａには、共に剛体であるカバーホルダ６とカバー９との間に介在することで、両者間の接触応力を吸収する機能がある。 As shown in FIGS. 4B and 5, a plurality of rod-like elastic members 50 A are attached to the upper surface of the cover support portion 6 b of the cover holder 6. The elastic member 50A in the present embodiment is made of rubber similar to O-rings 21A, 21B, 21D, and 21F, which will be described later, and is a plane formed at an interval from each other on the cover support portion 6b by being elastically curved. It is accommodated in an arcuate groove as viewed. As shown in FIG. 5, the elastic members 50 A are arranged at intervals from each other in plan view. In other words, the elastic member 50A is discontinuously arranged in a plan view rather than an endless shape such as an annular shape. The elastic member 50A has a function of absorbing contact stress between the two by being interposed between the cover holder 6 and the cover 9 which are both rigid bodies.

カバーホルダ６の内側側壁面には斜め下向きのガス導入口６ｃが複数個形成されている。カバーホルダ６の下面には環状の溝が形成されており、この溝の下端開口をＯリング２１Ａで封鎖することで環状ガス流路６ｄが形成されている。個々のガス導入口６ｃはこの環状ガス流路６ｄに連通している。環状ガス流路６ｄはガス導入路２２によりプロセスガス供給源１９に接続されている。従って、プロセスガス供給源１９から供給されるプロセスガスは、ガス導入路２２と環状ガス流路６ｄを経てガス導入口６ｃからチャンバ３内に噴出される。 A plurality of obliquely downward gas introduction ports 6 c are formed on the inner side wall surface of the cover holder 6. An annular groove is formed in the lower surface of the cover holder 6, and an annular gas flow path 6d is formed by sealing the lower end opening of this groove with an O-ring 21A. Each gas inlet 6c communicates with the annular gas flow path 6d. The annular gas flow path 6 d is connected to the process gas supply source 19 by a gas introduction path 22. Therefore, the process gas supplied from the process gas supply source 19 is jetted into the chamber 3 from the gas introduction port 6c through the gas introduction path 22 and the annular gas flow path 6d.

カバーホルダ６の下面には環状ガス流路６ｄよりも外側にさらに２つの環状の溝が形成されており、これらのうちの内側の溝にはシール部材としてのＯリング２１Ｂが収容されている。このＯリング２１Ｂにより、カバーホルダ６とチャンバ本体４の側壁上端との間の密閉性が確保されている。また、Ｏリング２１Ｂの外側の溝には、スパイラル状の金属製コイル等である導電性を有する弾性体２１Ｃが収容されており、この弾性体２１Ｃを介してカバーホルダ６とチャンバ３の電気的導通が確保されている。Ｏリング２１Ｂよりも外側に配置することは、金属製コイル等である弾性体２１Ｃの腐食等を防止できる点で好ましい。後述するように、弾性体２１Ｃと同様の導電性を有する弾性体２１Ｅにより、梁状スペーサ７とカバーホルダ６との電気的導通が確保されている。チャンバ３、カバーホルダ６、及び梁状スペーサ７は弾性体２１Ｃ，２１Ｅにより電気的に互いに導通されており、これらのいずれかを接地することで筐体アースを行っている。 Two lower grooves are formed on the lower surface of the cover holder 6 outside the annular gas flow path 6d, and an O-ring 21B as a seal member is accommodated in the inner groove of these grooves. By this O-ring 21B, the sealing property between the cover holder 6 and the upper end of the side wall of the chamber body 4 is secured. Further, a conductive elastic body 21C such as a spiral metal coil is accommodated in a groove on the outer side of the O-ring 21B, and the cover holder 6 and the chamber 3 are electrically connected via the elastic body 21C. Continuity is ensured. Arranging outside the O-ring 21B is preferable in that corrosion of the elastic body 21C such as a metal coil can be prevented. As will be described later, electrical continuity between the beam-shaped spacer 7 and the cover holder 6 is ensured by an elastic body 21E having the same conductivity as the elastic body 21C. The chamber 3, the cover holder 6, and the beam-like spacer 7 are electrically connected to each other by the elastic bodies 21C and 21E, and the casing is grounded by grounding any one of them.

前述のように、カバーホルダ６は図示しない循環流路に冷媒循環装置１７Ａから供給される冷媒によって冷却される。 As described above, the cover holder 6 is cooled by the refrigerant supplied from the refrigerant circulation device 17A to the circulation passage (not shown).

本実施形態におけるカバー９は、一体構造、具体的には厚みが一定の円板状である。カバー９は下面の外周縁付近が弾性部材５０Ａを介してカバー支持部６ｂ上に載置されることで、カバーホルダ６に支持されている。カバー９の厚みとカバー支持部６ｂを形成するための段差の深さは、チャンバ３内の減圧により弾性部材２１Ｆ，２１Ｄが厚み方向に圧縮されて梁状スペーサ７と誘電体板８が降下した場合でも、カバーホルダ６の上面とカバー９の上面とが概ね同一平面上に位置し、カバー９に対して破損を生じさせる力が加わらないように設定されている。 The cover 9 in the present embodiment has an integral structure, specifically a disc shape with a constant thickness. The cover 9 is supported by the cover holder 6 by placing the vicinity of the outer peripheral edge of the lower surface on the cover support portion 6b via the elastic member 50A. The thickness of the cover 9 and the depth of the step for forming the cover support portion 6b are such that the elastic members 21F and 21D are compressed in the thickness direction by the reduced pressure in the chamber 3, and the beam spacer 7 and the dielectric plate 8 are lowered. Even in this case, the upper surface of the cover holder 6 and the upper surface of the cover 9 are positioned substantially on the same plane, and the cover 9 is set so as not to be damaged.

梁状スペーサ７及び誘電体板８の下面側とカバー９の上面側との間には微細な空間５１（図４Ａ及び図４Ｂ参照）がある。仮にカバー支持部６ｂ上の弾性部材５０Ａが無端状であるとすると、空間５１は大気が密閉された状態でチャンバ３の内部に対して遮断されるため、チャンバ３内を減圧した際に空間５１とチャンバ３の内部との圧力差によってカバー９に大きな負荷が作用し、その結果カバー９に破損ないし割れが生じる可能がある。しかし、複数の弾性部材５０Ａは互いに間隔をあけて不連続に配置され、弾性部材５０Ａ間の隙間を介して空間５１とチャンバ３の内部は連通しているので、チャンバ３内を減圧した際の空間５１とチャンバ３の内部との圧力差が低減される。従って、この圧力差に起因してカバー９に作用する負荷が低減され、カバー９の破損ないし割れを防止できる。このように平面視で不連続に複数個の弾性部材５０Ａを設けることで、カバーホルダ６とカバー９の接触応力を吸収しつつ、チャンバ３内の減圧した際のカバー９の破損ないし割れを防止している。 There is a minute space 51 (see FIGS. 4A and 4B) between the lower surface side of the beam spacer 7 and the dielectric plate 8 and the upper surface side of the cover 9. Assuming that the elastic member 50A on the cover support 6b is endless, the space 51 is blocked from the interior of the chamber 3 while the atmosphere is sealed. A large load acts on the cover 9 due to a pressure difference between the inside of the chamber 3 and the inside of the chamber 3, and as a result, the cover 9 may be broken or cracked. However, the plurality of elastic members 50A are discontinuously arranged with a space therebetween, and the space 51 and the inside of the chamber 3 communicate with each other through a gap between the elastic members 50A. The pressure difference between the space 51 and the inside of the chamber 3 is reduced. Therefore, the load acting on the cover 9 due to this pressure difference is reduced, and damage or cracking of the cover 9 can be prevented. By providing a plurality of elastic members 50A discontinuously in plan view in this way, the contact stress between the cover holder 6 and the cover 9 is absorbed, and damage or cracking of the cover 9 when the pressure in the chamber 3 is reduced is prevented. is doing.

カバー９の材質は、基板２の被エッチング材料と同様の性質であり、かつ熱衝撃に対して強い誘電体材料である必要がある。例えば、Ｓｉ系のＩＣデバイスのエッチングの場合にはカバー９の材料として石英（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）を使用でき、Ａｌ配線のエッチングの場合にはカバー９の材料として酸化アルミナを含むアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用できる。また、カバー９の材質は、プロセスガスに対して耐食性を有する必要がある。例えば、プロセスガス（エッチングガス）がフッ素系ガスである場合には、カバー９の材料として石英や窒化アルミニウムを使用でき、プロセスガスが塩素系ガスである場合には、カバー９の材料としてアルミナや窒化アルミニウムを使用できる。 The material of the cover 9 needs to be a dielectric material that has the same properties as the material to be etched of the substrate 2 and is strong against thermal shock. For example, quartz (SiO ₂ ) or silicon nitride (SiN) can be used as a material for the cover 9 in the case of etching an Si-based IC device, and alumina oxide is included as a material for the cover 9 in the case of etching an Al wiring. Alumina (Al ₂ O ₃ ) or aluminum nitride (AlN) can be used. Further, the material of the cover 9 needs to have corrosion resistance against the process gas. For example, when the process gas (etching gas) is a fluorine-based gas, quartz or aluminum nitride can be used as the material of the cover 9, and when the process gas is a chlorine-based gas, alumina or Aluminum nitride can be used.

フッ素系ガスを用いてＳｉの深掘り、例えば深さ１０μm以上を、高いエッチングレート（例えば５μm/min以上）で行う際には、高密度のプラズマ（例えばＮｅが１０^１２cm^−３以上）を生成させる必要があるため、高パワーを投入する。このとき、カバー９の材料石英（ＳｉＯ_２）とすると、高密度プラズマに曝されるカバー９の摩耗が激しい。また、カバー９の材料をアルミナ（ＡｌＯ_２）とすると、削れ量は石英（ＳｉＯ_２）の場合の１／２０以下であるが、高パワーの投入による熱衝撃でカバー９が割れるおそれがある。これに対して、本実施形態では、Ｓｉの深絞りにおいてプロセスガス（エッチングガス）をフッ素ガスとした場合にカバー９の材料を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とすることで、カバー９の削れ量は石英（ＳｉＯ_２）の場合の１／３０以下に抑制されて耐食性に優れ、かつ耐熱衝撃性が高いため熱衝撃によるカバー９の割れが生じない。 When digging Si using a fluorine-based gas, for example, at a depth of 10 μm or more at a high etching rate (for example, 5 μm / min or more), a high-density plasma (for example, Ne is 10 ¹² cm ⁻³ or more) is used. Since it needs to be generated, high power is applied. At this time, if the material of the cover 9 is quartz (SiO ₂ ), the cover 9 exposed to high density plasma is severely worn. Further, when the material of the cover 9 is alumina (AlO ₂ ), the scraping amount is 1/20 or less that of quartz (SiO ₂ ), but there is a possibility that the cover 9 may break due to thermal shock caused by high power input. In contrast, in this embodiment, when the process gas (etching gas) is fluorine gas in the deep drawing of Si, the cover 9 is made of aluminum nitride (AlN), so that the amount of scraping of the cover 9 is quartz. Since it is suppressed to 1/30 or less in the case of (SiO ₂ ) and has excellent corrosion resistance and high thermal shock resistance, the cover 9 is not cracked by thermal shock.

本実施形態における梁状スペーサ７は、円環状の外周部７ａ、平面視で外周部７ａによって囲まれた領域の中央に位置する中央部７ｂ、及び中央部７ｂから外周部７ａまで放射状に延びる複数（本実施形態では６個）の梁部７ｃを備える。 The beam-like spacer 7 in the present embodiment includes an annular outer peripheral portion 7a, a central portion 7b located in the center of a region surrounded by the outer peripheral portion 7a in plan view, and a plurality of radially extending portions from the central portion 7b to the outer peripheral portion 7a. (In this embodiment, six beams) are provided.

梁状スペーサ７の外周部７ａの下面が、カバーホルダ６の上面に支持されている。外周部７ａの下面には２つの環状の溝が形成されており、これらのうちの内側の溝に収容されたＯリング２１Ｄによって梁状スペーサ７とカバーホルダ６との間の密閉性が確保されている。また、Ｏリング２１Ｄの外側の溝には、スパイラル状の金属製コイル等の導電性を有する弾性体２１Ｅが収容されている。この弾性体２１Ｅを介して梁状スペーサ７とカバーホルダ６との電気的導通が確保されている。Ｏリング２１Ｄよりも外側に配置することは、金属製コイル等である弾性体２１Ｅの腐食等を防止できる点で好ましい。 The lower surface of the outer peripheral portion 7 a of the beam-shaped spacer 7 is supported on the upper surface of the cover holder 6. Two annular grooves are formed on the lower surface of the outer peripheral portion 7a, and the sealing between the beam-shaped spacer 7 and the cover holder 6 is secured by the O-ring 21D accommodated in the inner groove of these grooves. ing. Further, a conductive elastic body 21E such as a spiral metal coil is accommodated in the outer groove of the O-ring 21D. Electrical conduction between the beam-shaped spacer 7 and the cover holder 6 is ensured through the elastic body 21E. Arranging outside the O-ring 21D is preferable because corrosion of the elastic body 21E such as a metal coil can be prevented.

梁状スペーサ７の６個の梁部７ｃは、幅がほぼ一定の直方体状であり、平面視（図２参照）において等角度間隔で中央部７ｂから放射状に延びている。梁部７ｃの一端は中央部７ｂと一体に連結されており、他端は外周部７ａに一体に連結されている。 The six beam portions 7c of the beam-shaped spacer 7 have a rectangular parallelepiped shape with a substantially constant width, and extend radially from the central portion 7b at equal angular intervals in plan view (see FIG. 2). One end of the beam portion 7c is integrally connected to the central portion 7b, and the other end is integrally connected to the outer peripheral portion 7a.

梁状スペーサ７の外周部７ａ、中央部７ｂ、及び梁部７ｃで囲まれた領域は、梁状スペーサ７を厚み方向に貫通する窓部７ｄを構成している。本実施形態の梁状スペーサ７はそれぞれ扇形状である６個の窓部７ｄを備える。 A region surrounded by the outer peripheral portion 7a, the central portion 7b, and the beam portion 7c of the beam-shaped spacer 7 constitutes a window portion 7d that penetrates the beam-shaped spacer 7 in the thickness direction. The beam-like spacer 7 of this embodiment includes six window portions 7d each having a fan shape.

個々の窓部７ｄには誘電体板８が収容されている。換言すれば、一体構造の誘電体板を窓部７ｄの部分を含む梁状スペーサ７の上面全体に配置するのではなく、誘電体板を分割構造として個々の誘電体板８を窓部７ｄに収容している。個々の誘電体板８は梁状スペーサ７の窓部７ｄと対応した扇形板状である。誘電体板８は下部８ａと、この下部８ａよりも外形寸法を大きく設定した上部８ｂとを備える。下部８ａよりも外側に突出する上部８ｂの下面が被支持面８ｃを構成している。一方、梁状スペーサ７の窓部７ｄの周壁面の下端部分は内向きに突出しており、この突出部分の上面が支持面７ｅを構成している。誘電体板８は被支持面８ｃが支持面７ｅ上に載置されることで窓部７ｄ内に保持されている。支持面７ｅには環状の溝が形成されており、この溝にはＯリング２１Ｆが収容されている。このＯリング２１Ｆにより、個々の誘電体板８と梁状スペーサ７との間の密閉性が確保されている。 A dielectric plate 8 is accommodated in each window portion 7d. In other words, instead of disposing a monolithic dielectric plate over the entire upper surface of the beam-like spacer 7 including the window portion 7d, each dielectric plate 8 is divided into a window portion 7d by using the dielectric plate as a divided structure. Contained. Each dielectric plate 8 has a fan-like plate shape corresponding to the window portion 7 d of the beam-like spacer 7. The dielectric plate 8 includes a lower portion 8a and an upper portion 8b whose outer dimensions are set larger than the lower portion 8a. The lower surface of the upper part 8b protruding outward from the lower part 8a constitutes the supported surface 8c. On the other hand, the lower end portion of the peripheral wall surface of the window portion 7d of the beam-like spacer 7 protrudes inward, and the upper surface of this protruding portion constitutes the support surface 7e. The dielectric plate 8 is held in the window portion 7d by placing the supported surface 8c on the support surface 7e. An annular groove is formed in the support surface 7e, and an O-ring 21F is accommodated in this groove. The O-ring 21 F ensures sealing between the individual dielectric plates 8 and the beam-like spacers 7.

誘電体板８の下部８ａの厚みと梁状スペーサ７の下面から支持面７ｅまでの厚みは、チャンバ３内の減圧によりＯリング２１Ｂが厚み方向に圧縮された際に、誘電体板８の下面と梁状スペーサ７の下面は概ね同一平面上に位置するように設定されている。前述のように、チャンバ３内の減圧時にはカバーホルダ６及びカバー９の上面は概ね同一平面上に位置するので、チャンバ３内の減圧時には誘電体板８及び梁状スペーサ７の下面はカバーホルダ６及びカバー９の上面と概ね同一平面上に位置する。 The thickness of the lower portion 8a of the dielectric plate 8 and the thickness from the lower surface of the beam-like spacer 7 to the support surface 7e are determined by the lower surface of the dielectric plate 8 when the O-ring 21B is compressed in the thickness direction by the reduced pressure in the chamber 3. The lower surfaces of the beam-like spacers 7 are set so as to be positioned substantially on the same plane. As described above, since the upper surfaces of the cover holder 6 and the cover 9 are substantially flush with each other when the pressure in the chamber 3 is reduced, the lower surfaces of the dielectric plate 8 and the beam-like spacer 7 are kept on the cover holder 6 when the pressure in the chamber 3 is reduced. And it is located on the same plane as the upper surface of the cover 9.

梁状スペーサ７の上方には、個々の誘電体８をＯリング２１Ｆに押し付けて密閉性を高めるための付勢機構２４が設けられている。この付勢機構２４は上面側がばね２５によって下向きに弾性的に付勢されるベース板２６と、このベース板２６の下面からそれぞれ下向きに突出して下端が誘電体板８の上部８ｂに当接する複数個（本実施形態では６個）押さえ部材２７を備える。押さえ部材２７を介して作用するばね２５の弾性的な付勢力により、個々の誘電体板８の被支持面８ｃがＯリング２１Ｆ（窓部７ｄの支持面７ｅ）に押し付けられる。 Above the beam-like spacer 7, an urging mechanism 24 is provided for pressing the individual dielectrics 8 against the O-ring 21F to improve the sealing performance. The urging mechanism 24 includes a base plate 26 whose upper surface is elastically urged downward by a spring 25, and a plurality of urging mechanisms 24 that protrude downward from the lower surface of the base plate 26 and whose lower ends abut against the upper portion 8b of the dielectric plate 8. Individual (six in this embodiment) pressing members 27 are provided. The supported surface 8c of each dielectric plate 8 is pressed against the O-ring 21F (the support surface 7e of the window portion 7d) by the elastic biasing force of the spring 25 acting via the pressing member 27.

誘電体板８は梁状スペーサ７の窓部７ｄとカバーホルダ６の窓孔６ａを介してチャンバ３の内部空間に臨んでいる。換言すれば、基板サセプタ１５側から見て窓孔６ａと窓部７ｄを介して誘電体板８の下部８ａの下面が見えている。梁状スペーサ７の下面のうちカバーホルダ６の窓孔６ａに臨む部分は窓部７ｄを含めた全体がカバー９により覆われている。換言すれば、梁状スペーサ７の下面の全体がカバー９で覆われることによってチャンバ３内に発生するプラズマに直接曝露されることなく保護されている。 The dielectric plate 8 faces the internal space of the chamber 3 through the window 7 d of the beam-like spacer 7 and the window hole 6 a of the cover holder 6. In other words, the lower surface of the lower portion 8a of the dielectric plate 8 can be seen through the window hole 6a and the window portion 7d when viewed from the substrate susceptor 15 side. A portion of the lower surface of the beam-shaped spacer 7 that faces the window hole 6a of the cover holder 6 is covered by the cover 9 including the window portion 7d. In other words, the entire lower surface of the beam-like spacer 7 is covered with the cover 9 and thus protected without being directly exposed to the plasma generated in the chamber 3.

図３及び図４Ａに示すように、梁状スペーサ７の中央部７ｂの下面には、複数個の棒状の弾性部材５０Ｂが取り付けられている。本実施形態における弾性部材５０Ｂは前述の弾性部材５０Ａと同様のゴム製であり、弾性的に湾曲させること中央部７ｂの下面に互いに間隔をあけて形成された底面視で円弧状の溝に収容されている。図４Ａに表れているように、弾性部材５０Ｂを収容する溝は脱落防止のために逆台形の断面形状を有する。弾性部材５０Ｂは平面視で、円環状等の無端形状ではなく、不連続に配置されている。弾性部材５０Ｂには、共に剛体である梁状スペーサ７とカバー９との間に介在することで、両者間の接触応力を吸収する機能がある。 As shown in FIGS. 3 and 4A, a plurality of rod-shaped elastic members 50 B are attached to the lower surface of the central portion 7 b of the beam-shaped spacer 7. The elastic member 50B in the present embodiment is made of the same rubber as the elastic member 50A described above, and is accommodated in an arc-shaped groove in a bottom view formed at an interval from each other on the lower surface of the central portion 7b by being elastically curved. Has been. As shown in FIG. 4A, the groove for accommodating the elastic member 50B has an inverted trapezoidal cross-sectional shape for preventing the dropout. The elastic member 50B is discontinuously arranged in a plan view rather than an endless shape such as an annular shape. The elastic member 50B has a function of absorbing contact stress between the both by being interposed between the beam-like spacer 7 and the cover 9 which are both rigid bodies.

仮に梁状スペーサ７の中央部７ｂの下面の弾性部材５０Ｂが無端状であるとすると、前述の梁状スペーサ７とカバー９の間の微細な空間５１のうち中央部７の部分が大気を密閉した状態でチャンバ３の内部に対して遮断されるので、チャンバ３内を減圧した際に空間５１とチャンバ３の内部との圧力差に起因する負荷でカバー９に破損ないし割れが生じる可能がある。しかし、複数の弾性部材５０Ｂは互いに間隔をあけて不連続に配置され、弾性部材５０Ｂ間の隙間を介して空間５１のうち梁状スペーサ７の中央部７ｂの下側の部分とチャンバ３の内部は連通しているので、チャンバ３内を減圧した際の空間５１とチャンバ３の内部との圧力差が低減される。従って、この圧力差に起因してカバー９に作用する負荷が低減され、カバー９の破損ないし割れを防止できる。このように平面視で不連続に複数個の弾性部材５０Ｂを設けることで、梁状スペーサ７とカバー９の接触応力を吸収しつつ、チャンバ３内を減圧した際のカバー９の破損ないし割れを防止している。 Assuming that the elastic member 50B on the lower surface of the central portion 7b of the beam-shaped spacer 7 is endless, the portion of the central portion 7 in the fine space 51 between the beam-shaped spacer 7 and the cover 9 seals the atmosphere. In this state, the inside of the chamber 3 is cut off, so that when the inside of the chamber 3 is depressurized, the cover 9 may be broken or cracked by a load caused by the pressure difference between the space 51 and the inside of the chamber 3. . However, the plurality of elastic members 50B are discontinuously arranged with a space between each other, and a portion of the space 51 below the central portion 7b of the beam-like spacer 7 and the interior of the chamber 3 through a gap between the elastic members 50B. Since these are in communication with each other, the pressure difference between the space 51 and the inside of the chamber 3 when the pressure in the chamber 3 is reduced is reduced. Therefore, the load acting on the cover 9 due to this pressure difference is reduced, and damage or cracking of the cover 9 can be prevented. By providing a plurality of elastic members 50B discontinuously in plan view in this way, damage or cracking of the cover 9 when the inside of the chamber 3 is decompressed while absorbing the contact stress between the beam-like spacer 7 and the cover 9 is achieved. It is preventing.

図３にのみ図示するように、梁状スペーサ７の梁部７ｃの下面にも、それぞれ棒状の弾性部材５０Ｃが取り付けられる。本実施形態における弾性部材５０Ｃは前述の弾性部材５０Ａ，５０Ｂと同様のゴム製であり、梁部７ｃの下面に設けられた底面視で直線状の溝に収容されている。隣接する弾性部材５０Ｃ間には十分な隙間が設けられており、空間５１とチャンバ３の内部との連通が確保されている。従って、これらの弾性部材５０Ｃも、梁状スペーサ７とカバー９の接触応力を吸収しつつ、チャンバ３内を減圧した際のカバー９の破損ないし割れを防止している。梁状スペーサ７の下面側には弾性部材５０Ｂ，５０Ｃのうちいずれか一方のみを取り付けてもよい。 As illustrated only in FIG. 3, rod-shaped elastic members 50 C are attached to the lower surface of the beam portion 7 c of the beam-shaped spacer 7. The elastic member 50C in the present embodiment is made of the same rubber as the above-described elastic members 50A and 50B, and is accommodated in a linear groove as viewed from the bottom provided on the lower surface of the beam portion 7c. A sufficient gap is provided between the adjacent elastic members 50 C, and communication between the space 51 and the inside of the chamber 3 is ensured. Accordingly, these elastic members 50C also prevent damage or cracking of the cover 9 when the inside of the chamber 3 is decompressed while absorbing the contact stress between the beam-like spacer 7 and the cover 9. Only one of the elastic members 50 B and 50 C may be attached to the lower surface side of the beam-shaped spacer 7.

図２を参照すると、本実施形態では、梁状スペーサ７に形成された冷媒の循環流路５２は、平面視で中央部７ｂを通り、かつ個々の窓部７ｄの周囲を取り囲むように形成されている。梁状スペーサ７の中央部７ｂは梁部７ｃのみを介して外周部７ａに連結されているため放熱効率が低く、プラズマ放電中に高温となりやすい。また、梁状スペーサ７の窓部７ｄに収容された個々の誘電体板８もプラズマ放電中に高温となる。本実施形態のような形態で循環流路５２を形成することにより、冷媒循環装置１７Ｂから供給される温調された冷媒で梁状スペーサ７を効果的に冷却できる。 Referring to FIG. 2, in the present embodiment, the coolant circulation passage 52 formed in the beam-like spacer 7 is formed so as to pass through the central portion 7b and surround the individual window portions 7d in plan view. ing. Since the central portion 7b of the beam-like spacer 7 is connected to the outer peripheral portion 7a only through the beam portion 7c, the heat dissipation efficiency is low and the temperature tends to be high during plasma discharge. Further, the individual dielectric plates 8 housed in the window portions 7d of the beam-like spacer 7 also become high temperature during plasma discharge. By forming the circulation flow path 52 in the form as in the present embodiment, the beam-like spacer 7 can be effectively cooled by the temperature-controlled refrigerant supplied from the refrigerant circulation device 17B.

以下、本実施形態のドライエッチング装置１の動作を説明する。まず、真空排気装置２０によってチャンバ３内が排気され、プロセスガス供給源１９からガス導入口６ｃを介してプロセスガス（エッチングガス）が導入される。エッチングの対象である基板２がＳｉである場合、プロセスガスとして例えばＳＦ_６等のフッ素系ガスが使用される。また、基板２がアルミニウムの場合、プロセスガスとして例えばＨＣｌ等の塩素系ガスが使用される。 Hereinafter, the operation of the dry etching apparatus 1 of the present embodiment will be described. First, the inside of the chamber 3 is evacuated by the evacuation apparatus 20, and a process gas (etching gas) is introduced from the process gas supply source 19 through the gas inlet 6 c. When the substrate 2 to be etched is Si, a fluorine-based gas such as SF ₆ is used as a process gas. When the substrate 2 is aluminum, a chlorine-based gas such as HCl is used as a process gas.

次に、高周波電源１３からＩＣＰコイル９に高周波電力が投入され、チャンバ３内にプラズマが発生する。プラズマ中のラジカルやイオンが基板２の表面に輸送され、イオンは高周波電源１６から基板サセプタ１４に印加されるバイアス用の高周波電圧により加速されて基板２に衝突する。その結果基板２の表面がエッチングされる。 Next, high frequency power is supplied from the high frequency power supply 13 to the ICP coil 9, and plasma is generated in the chamber 3. Radicals and ions in the plasma are transported to the surface of the substrate 2, and the ions are accelerated by a high frequency bias voltage applied from the high frequency power supply 16 to the substrate susceptor 14 and collide with the substrate 2. As a result, the surface of the substrate 2 is etched.

前述のようにＩＣＰコイル９を構成する導電体１１は外周で互いに密に配置されているので、梁状スペーサ７の下面近傍のＩＣＰコイル９の外周に対応する領域、すなわち個々の窓部７ｄのうち平面視で梁状スペーサ７の外周部７ａに近い領域にトロイダル状ないしはドーナツ状の高密度プラズマ（高密度プラズマ生成領域３１）が生成し、これが拡散プラズマ３０となって基板２に到達する。従って、梁状スペース７の表面、特に梁状スペーサ７の下面のうち高密度プラズマ生成領域３１と対応する部分に向けてプラズマ中のイオンが照射され、仮に梁状スペーサ７の下面がチャンバ３内に直接的に露出しているとイオンが高頻度で衝突することになる。しかし、前述のように梁状スペーサ７の下面はカバー９で覆われているので、プラズマ中のイオンは梁状スペーサ７の下面ではなく、それを覆っているカバー９に衝突する。そのため、カバー９の下面はイオンの衝突によって削れるが、前述のようにカバー９は被エッチング材料と同質の材料からなるのでエッチング品質への悪影響はない。一方、カバー９で覆ったことにより梁状スペーサ７の表面のイオンの衝突に起因する微小な削れはほぼ完全に防止できる。その結果、梁状スペーサ７の削れに起因する金属汚染が基板２のエッチング品質に悪影響を与えるのを、効果的に防止できる。 As described above, since the conductors 11 constituting the ICP coil 9 are closely arranged on the outer periphery, the region corresponding to the outer periphery of the ICP coil 9 in the vicinity of the lower surface of the beam-shaped spacer 7, that is, the individual window portions 7d. Among them, a toroidal or donut-shaped high-density plasma (a high-density plasma generation region 31) is generated in a region near the outer peripheral portion 7 a of the beam-like spacer 7 in plan view, and this reaches the substrate 2 as diffusion plasma 30. Accordingly, the ions in the plasma are irradiated toward the surface of the beam-shaped space 7, particularly the portion corresponding to the high-density plasma generation region 31 in the lower surface of the beam-shaped spacer 7. If it is directly exposed to ions, ions will collide with high frequency. However, since the lower surface of the beam-like spacer 7 is covered with the cover 9 as described above, ions in the plasma collide not with the lower surface of the beam-like spacer 7 but with the cover 9 covering it. For this reason, the lower surface of the cover 9 is scraped by the collision of ions. However, as described above, the cover 9 is made of the same material as the material to be etched, so there is no adverse effect on the etching quality. On the other hand, by covering with the cover 9, minute scraping caused by ion collision on the surface of the beam-like spacer 7 can be almost completely prevented. As a result, it is possible to effectively prevent the metal contamination resulting from the shaving of the beam-shaped spacer 7 from adversely affecting the etching quality of the substrate 2.

本実施形態では、一体構造で大面積の誘電体板を梁状スペーサ７の上面に支持するではなく、複数の窓部７ｄのそれぞれに小面積の誘電体板８を収容している。かかる分割構造としたことにより、一体構造の場合と比較して、チャンバ３内を減圧した際の大気圧を支持するための機械的強度（チャンバ３内を減圧した際の誘電体板８の変形をも考慮している。）を確保しつつ、梁状スペーサ７と誘電体板８自体の厚みを大幅に低減できる。また、本実施形態では１個のＩＣＰコイル１１を梁状スペーサ７の上方に配置しているが、複数個のＩＣＰコイルを設けた場合には、個々のＩＣＰコイルの下端側を部分的に個々の窓部７ｄ内に配置することができ、それによってＩＣＰコイルを真空容器３の内部により近接して配置できる。これらの理由により、誘電体板８を分割構造としたことで、ＩＣＰコイル１１への高周波パワーの投入損失を低減し、より高密度のプラズマを生成させることができる。 In the present embodiment, a large-area dielectric plate is not supported on the upper surface of the beam-like spacer 7 in an integrated structure, but a small-area dielectric plate 8 is accommodated in each of the plurality of window portions 7d. Due to such a divided structure, mechanical strength for supporting the atmospheric pressure when the inside of the chamber 3 is reduced (deformation of the dielectric plate 8 when the inside of the chamber 3 is reduced) as compared with the case of the integral structure. The thickness of the beam-like spacer 7 and the dielectric plate 8 itself can be greatly reduced. Further, in this embodiment, one ICP coil 11 is arranged above the beam-like spacer 7, but when a plurality of ICP coils are provided, the lower end side of each ICP coil is partially individually set. The ICP coil can be disposed closer to the inside of the vacuum chamber 3. For these reasons, since the dielectric plate 8 has a divided structure, it is possible to reduce the loss of high frequency power input to the ICP coil 11 and to generate a higher density plasma.

ドライエッチング時、カバーホルダ６と梁状スペーサ７は、それぞれ冷媒循環装置１７Ａ，１７Ｂから供給される冷媒によって冷却される。カバーホルダ６の冷媒循環装置１７Ａを梁状スペーサ７の冷媒循環装置１７Ｂとは別個に設けているので、カバーホルダ６に形成された環状ガス流路６ｄ及びガス導入口６ｃを介してチャンバ３内に導入されるプロセスガスの温度を、梁状スペーサ７の温度とは独立して設定ないし制御できる。 During dry etching, the cover holder 6 and the beam-like spacer 7 are cooled by the refrigerant supplied from the refrigerant circulation devices 17A and 17B, respectively. Since the refrigerant circulation device 17A of the cover holder 6 is provided separately from the refrigerant circulation device 17B of the beam-like spacer 7, the inside of the chamber 3 is provided via the annular gas passage 6d and the gas inlet 6c formed in the cover holder 6. Can be set or controlled independently of the temperature of the beam-like spacer 7.

プラズマ放電中はカバー９の温度が最も上昇しやすい。カバー９が高温になると、基板処理枚数の増加に伴い、エッチングレート、均一性、形状等のプロセス特性に経時的変化（プロセスシフト）が生じる。また、カバー９が高温となると、放電のオン・オフの繰り返しに伴う温度昇降の繰り返しによって、Ｏリング２１Ａ〜２１Ｆや弾性部材５０Ａ〜５０Ｃの劣化が進行する。本実施形態では、カバーホルダ６と梁状スペーサ７を冷媒循環装置１７Ａ，１６Ｂから供給される冷媒で冷却しているので、カバー９の温度上昇を防止し、それによってカバー９が高温となることに起因する前述のプロセスシフトやＯリング等の劣化進行を防止できる。例えば、カバーホルダ６と梁状スペーサ７を冷却しないと、ドライエッチング中のカバー９の温度は３００℃程度に上昇するが、カバーホルダ６と梁状スペーサ７を冷媒循環装置１７Ａ，１７Ｂによって８０℃に温調すれば、ドライエッチング中のカバー９の温度を１００〜１５０℃程度に抑制できる。 During the plasma discharge, the temperature of the cover 9 is most likely to rise. When the temperature of the cover 9 increases, a change with time (process shift) occurs in process characteristics such as etching rate, uniformity, and shape as the number of processed substrates increases. Further, when the cover 9 becomes high temperature, the deterioration of the O-rings 21A to 21F and the elastic members 50A to 50C proceeds due to repeated temperature rise and fall accompanying the repeated ON / OFF of the discharge. In the present embodiment, the cover holder 6 and the beam-like spacer 7 are cooled by the refrigerant supplied from the refrigerant circulation devices 17A and 16B, so that the temperature rise of the cover 9 is prevented, and thereby the cover 9 becomes high temperature. It is possible to prevent deterioration of the process shift and O-ring due to the above-described deterioration. For example, if the cover holder 6 and the beam-like spacer 7 are not cooled, the temperature of the cover 9 during dry etching rises to about 300 ° C., but the cover holder 6 and the beam-like spacer 7 are moved to 80 ° C. by the refrigerant circulation devices 17A and 17B. The temperature of the cover 9 during dry etching can be suppressed to about 100 to 150 ° C.

（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態に係るドライエッチング装置１を示す。このドライエッチング装置１はカバー３２の構造が第１実施形態と相違する。具体的には、カバー３２はカバー本体３３と、このカバー本体３３に対して着脱可能である複数（本実施形態では６個）の交換片３４を備える。 (Second Embodiment)
FIG. 6 shows a dry etching apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. The dry etching apparatus 1 is different from the first embodiment in the structure of the cover 32. Specifically, the cover 32 includes a cover main body 33 and a plurality (six in this embodiment) of replacement pieces 34 that can be attached to and detached from the cover main body 33.

図８を参照すると、イオンの衝突に起因するカバー３２の下面の削れ量は平面視でのカバー３２の中心からの距離に対して山形の分布を有する。具体的には、カバー３２の中心及びカバー３２の外周縁の領域、すなわちカバー３２のうち梁状スペーサ７の外周部７ａ及び中央部７ｂ（窓部７ｄ以外の部分）に対応する領域では削れ量が比較的少ない。前述のように、ＩＣＰコイル１１の導電体１１は外周で互いに密に配置されており、このＩＣＰコイル１１の外周に対応する領域に高密度プラズマ生成領域３１が生成される。カバー３２の中心と外周縁の中間にこの高密度生成領域に対応する領域があり、この領域（カバー３２の窓部７ｄに対応する部分）に削れ量のピークがあり、削れ量が比較的多い。本実施形態では、カバー３２のうち下面の削れ量が比較的少ない領域をカバー本体３３とし、削れ量が比較的多い領域を交換片３４としている。カバー３２の材質については、削れ量が比較的少ない領域のカバー本体３３を熱衝撃に強い材料である石英（ＳｉＯ_２）とし、削れ量が比較的多い領域の交換片３４を削れや摩耗が生じにくい材料である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とする組み合わせが、耐食性、耐磨耗性、及び耐熱衝撃性に優れた構成として好ましい。また、ここで熱衝撃性や耐磨耗性の点で許容できる場合には、交換片３４をアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）としても良い。 Referring to FIG. 8, the amount of scraping of the lower surface of the cover 32 caused by ion collision has a mountain-shaped distribution with respect to the distance from the center of the cover 32 in plan view. Specifically, the amount of scraping in the area of the center of the cover 32 and the outer peripheral edge of the cover 32, that is, the area corresponding to the outer peripheral part 7a and the central part 7b (the part other than the window part 7d) of the beam-like spacer 7 in the cover 32. There are relatively few. As described above, the conductors 11 of the ICP coil 11 are closely arranged on the outer periphery, and the high-density plasma generation region 31 is generated in a region corresponding to the outer periphery of the ICP coil 11. There is a region corresponding to this high-density generation region between the center and the outer periphery of the cover 32, and there is a peak in the amount of scraping in this region (portion corresponding to the window portion 7d of the cover 32), and the amount of scraping is relatively large. . In the present embodiment, a region of the cover 32 where the amount of shaving on the lower surface is relatively small is the cover body 33, and a region where the amount of shaving is relatively large is the replacement piece 34. As for the material of the cover 32, the cover main body 33 in the region where the amount of scraping is relatively small is made of quartz (SiO ₂ ), which is a material resistant to thermal shock, and the replacement piece 34 in the region where the amount of scraping is relatively large is scraped or worn. A combination of aluminum nitride (AlN), which is a difficult material, is preferable as a structure excellent in corrosion resistance, wear resistance, and thermal shock resistance. In addition, the replacement piece 34 may be made of alumina (Al ₂ O ₃ ) if it is acceptable in terms of thermal shock resistance and wear resistance.

図６及び図７を参照すると、カバー本体３３は梁状スペーサ７と類似の構造を有する。すなわち、カバー本体３３は円環状の外周部３３ａ、平面視で外周部３３ａによって囲まれた領域の中央に位置する中央部３３ｂ、及び中央部３３ｂから外周部３３ａまで放射状に延びる複数（本実施形態では６個）の梁部３３ｃを備えている。外周部３３ａ、中央部３３ｂ、及び梁部３３ｃで囲まれた領域は、カバー本体３３を厚み方向に貫通する収容孔３３ｄを構成している。カバー本体３３の外周部３３ａ、中央部３３ｂ、及び梁部３３ｃは、それぞれ梁状スペーサ７の外周部７ａ、中央部７ｂ、及び梁部７ｃの下面を覆っている。換言すれば、カバー本体３３は梁状スペーサ７の下面のうち窓部７ｄ以外の部分を覆っている。 Referring to FIGS. 6 and 7, the cover main body 33 has a structure similar to that of the beam-like spacer 7. That is, the cover main body 33 has an annular outer peripheral portion 33a, a central portion 33b positioned in the center of the region surrounded by the outer peripheral portion 33a in plan view, and a plurality of radially extending from the central portion 33b to the outer peripheral portion 33a (this embodiment). 6) beam portions 33c. A region surrounded by the outer peripheral portion 33a, the central portion 33b, and the beam portion 33c constitutes an accommodation hole 33d that penetrates the cover main body 33 in the thickness direction. The outer peripheral portion 33a, the central portion 33b, and the beam portion 33c of the cover main body 33 cover the lower surfaces of the outer peripheral portion 7a, the central portion 7b, and the beam portion 7c of the beam-shaped spacer 7, respectively. In other words, the cover main body 33 covers a portion of the lower surface of the beam-like spacer 7 other than the window portion 7d.

カバー本体３３の収容孔３３ｄは梁状スペーサ７の窓部７ｄに対向する位置に形成されており、形状及び面積も窓部７ｄと同様に設定されている。収容孔３３ｄの周壁面の下端部分は内向きに突出しており、この突出部分の上面が支持面３３ｅを構成している。個々の収容孔３３ｄにカバー３２の交換片３４が収容されている。個々の交換片３４は収容孔３３ｄと対応した扇形板状であり、下部３４ａと、この下部３４ａよりも外形寸法を大きく設定した上部３４ｂとを備える。下部３４ａよりも外側に突出する上部３４ｂの下面が被支持面３４ｃを構成している。交換片３４は被支持面３４ｃが支持面３３ｅ上に載置されることで収容孔３３ｄ内に保持されている。前述のようにカバー本体３３の収容孔３３ｄは梁状スペーサ７の窓部７ｄに対向する位置に形成されているので、カバー３２の交換片３４は梁状スペーサ７の下面のうち窓部７ｄに対応する部分を覆っている。交換片３４は収容孔３３ｄから出し入れしてカバー本体３３に対して着脱可能である。 The housing hole 33d of the cover main body 33 is formed at a position facing the window portion 7d of the beam-like spacer 7, and the shape and area are set similarly to the window portion 7d. The lower end portion of the peripheral wall surface of the accommodation hole 33d protrudes inward, and the upper surface of the protruding portion constitutes the support surface 33e. The replacement piece 34 of the cover 32 is accommodated in each accommodation hole 33d. Each replacement piece 34 has a fan-like plate shape corresponding to the accommodation hole 33d, and includes a lower part 34a and an upper part 34b whose outer dimension is set larger than that of the lower part 34a. The lower surface of the upper part 34b protruding outward from the lower part 34a constitutes a supported surface 34c. The replacement piece 34 is held in the accommodation hole 33d by placing the supported surface 34c on the support surface 33e. As described above, the receiving hole 33d of the cover main body 33 is formed at a position facing the window portion 7d of the beam-shaped spacer 7, so that the replacement piece 34 of the cover 32 is formed in the window portion 7d on the lower surface of the beam-shaped spacer 7. The corresponding part is covered. The replacement piece 34 can be inserted into and removed from the cover main body 33 through the accommodation hole 33d.

カバー本体３３と交換片３４の厚みは同一であり、カバー本体３３に交換片３４を取り付けた状態での本実施形態におけるカバー３２は、第１実施形態におけるカバー９（図５参照）と同様に厚みが一定の円板状を呈する。 The cover body 33 and the replacement piece 34 have the same thickness, and the cover 32 in this embodiment with the replacement piece 34 attached to the cover body 33 is the same as the cover 9 (see FIG. 5) in the first embodiment. It has a disk shape with a constant thickness.

本実施形態におけるカバー３２は摩耗が比較的多い部分をカバー本体３３に対して着脱可能な交換片３４で構成しているので、削れが進行した交換片３４のみを交換してカバー本体３３は使用を継続できる。これによりドライエッチング装置１のランニングコストを低減できる。 In the present embodiment, the cover 32 is constituted by a replacement piece 34 that can be attached to and detached from the cover main body 33 at a portion where the wear is relatively large. Therefore, the cover main body 33 is used only by replacing the replacement piece 34 that has been scraped. Can continue. Thereby, the running cost of the dry etching apparatus 1 can be reduced.

カバー本体３３の支持面３３ｅに、前述した弾性部材５０Ａ，５０Ｂと同様の複数の弾性部材を、間隔をあけて不連続に配置し、カバー本体３３と交換片３４間の接触応力を吸収してもよい。支持面３３ｅに取り付ける弾性部材を無端状ではなく不連続としておけば、カバー３２と梁状スペーサ７や誘電体板８との間の微細な空間５１（図４Ａ，図４Ｂ参照）とチャンバ３の内部との連通を確保できるので、チャンバ３内を減圧した際の空間５１とチャンバ３の内部との圧力差に起因する負荷が作用することによるカバー３の破損ないし割れを防止できる。 A plurality of elastic members similar to the elastic members 50A and 50B described above are arranged discontinuously on the support surface 33e of the cover main body 33 so as to absorb contact stress between the cover main body 33 and the replacement piece 34. Also good. If the elastic member attached to the support surface 33e is not endless but discontinuous, a minute space 51 (see FIGS. 4A and 4B) between the cover 32 and the beam-like spacer 7 and the dielectric plate 8 and the chamber 3 Since the communication with the inside can be ensured, the cover 3 can be prevented from being broken or cracked due to the load caused by the pressure difference between the space 51 and the inside of the chamber 3 when the inside of the chamber 3 is decompressed.

第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。 Since other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

（第３実施形態）
図９は本発明の第３実施形態に係るドライエッチング装置１を示す。このドライエッチング装置１はカバー４２の構造が第１実施形態と相違する。具体的には、カバー４２は梁状スペーサ７の窓部７ｄと対応する窓孔４２ｄを設けた構造である。 (Third embodiment)
FIG. 9 shows a dry etching apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. The dry etching apparatus 1 is different from the first embodiment in the structure of the cover 42. Specifically, the cover 42 has a structure in which a window hole 42 d corresponding to the window portion 7 d of the beam-like spacer 7 is provided.

図１０を併せて参照すると、カバー４２は梁状スペーサ７と類似の構造を有する。すなわち、カバー４２は円環状の外周部４２ａ、平面視で外周部４２ａによって囲まれた領域の中央に位置する中央部４２ｂ、及び中央部４２ｂから外周部４２ａまで放射状に延びる複数（本実施形態では６個）の梁部４２ｃを備えている。外周部４２ａ、中央部４２ｂ、及び梁部４２ｃで囲まれた領域は、カバー４２を厚み方向に貫通する窓孔４２ｄを構成している。カバー４２の窓孔４２ｄは梁状スペーサ７の窓部７ｄに対向する位置に形成されており、形状及び面積も窓部７ｄと同様に設定されている。従って、本実施形態におけるカバー４２は、梁状スペーサ７の下面のうち外周部７ａ、中央部７ｂ、及び梁部７ｃの部分を覆っているが、窓部７ｄに対応する部分は覆っていない。 Referring also to FIG. 10, the cover 42 has a structure similar to that of the beam-like spacer 7. That is, the cover 42 has an annular outer peripheral portion 42a, a central portion 42b located in the center of the region surrounded by the outer peripheral portion 42a in a plan view, and a plurality (in this embodiment) extending radially from the central portion 42b to the outer peripheral portion 42a. 6) beam portions 42c. A region surrounded by the outer peripheral portion 42a, the central portion 42b, and the beam portion 42c constitutes a window hole 42d that penetrates the cover 42 in the thickness direction. The window hole 42d of the cover 42 is formed at a position facing the window portion 7d of the beam-like spacer 7, and the shape and area are set similarly to the window portion 7d. Therefore, the cover 42 in this embodiment covers the outer peripheral portion 7a, the central portion 7b, and the beam portion 7c in the lower surface of the beam-shaped spacer 7, but does not cover the portion corresponding to the window portion 7d.

本実施形態における誘電体板８の下部８ａはカバー４２の窓孔４２ｄを貫通しており、誘電体板８の下部８ａの下面はカバー４２の下面と概ね同一平面上に位置している。 In the present embodiment, the lower portion 8 a of the dielectric plate 8 passes through the window hole 42 d of the cover 42, and the lower surface of the lower portion 8 a of the dielectric plate 8 is located substantially on the same plane as the lower surface of the cover 42.

本実施形態のように梁状スペーサ７の下面のうち窓部７ｄを除く部分をカバー４２で覆った場合でも、プラズマ中のイオンが衝突することに起因する梁状スペーサ７の削れを防止できる。 Even when the portion of the lower surface of the beam-shaped spacer 7 other than the window portion 7d is covered with the cover 42 as in the present embodiment, the beam-shaped spacer 7 can be prevented from being scraped due to collision of ions in the plasma.

第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。 Since other configurations and operations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

（第４実施形態）
図１１及び図１２に示す本発明の第４実施形態に係るドライエッチング装置１は、カバー５３の構造が第１実施形態と相違する。具体的には、カバー５３には非常に細いこうアスペクト比の孔（細孔）５４を厚み方向に貫通するように設けている。この細孔５４によってカバー３２と梁状スペーサ７や誘電体板８との間の微細な空間５１（図４Ａ，図４Ｂ参照）とチャンバ３の内部との連通を確保できるので、チャンバ３内を減圧した際の空間５１とチャンバ３の内部との圧力差に起因する負荷が作用することによるカバー３の破損ないし割れを防止できる。細孔５４は平面視で梁状スペーサ７の窓部７ｄに対応する領域に設けられる。また、細孔５４は、プラズマ密度が高い領域、すなわち高密度プラズマ生成領域３１に対して平面視で外れた位置（本実施形態では梁状スペーサ７の中央部７ｂの外側近傍であるが誘電体板８の外周縁よりも外側であってもよい。）に設けられる。細孔５４のアスペクト比は、例えば６〜８程度（カバー３２の厚みが３〜４mm程度の場合には直径０．５mm程度）に設定される。細孔５４は、好ましくは高密度プラズマ生成領域３１から外れた位置に設けられ、かつ高アスペクト比の非常に細い孔であるので、高密度プラズマ３１と拡散プラズマ３０のいずれもが細孔５４を介してカバー５３と梁状スペーサ７との間の空間５１（図４Ａ参照）に入り込みにくく、誘電体板８の削れによる消耗が抑制される。 (Fourth embodiment)
The dry etching apparatus 1 according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 is different from the first embodiment in the structure of the cover 53. Specifically, the cover 53 is provided with a very thin hole (pore) 54 having an aspect ratio in the thickness direction. The pores 54 can secure the communication between the minute space 51 (see FIGS. 4A and 4B) between the cover 32 and the beam-like spacer 7 and the dielectric plate 8 and the inside of the chamber 3. It is possible to prevent the cover 3 from being damaged or cracked due to the load caused by the pressure difference between the space 51 and the inside of the chamber 3 when the pressure is reduced. The pores 54 are provided in a region corresponding to the window portion 7d of the beam-like spacer 7 in plan view. In addition, the pore 54 is located at a position deviated from the region having a high plasma density, that is, the high-density plasma generation region 31 in a plan view (in this embodiment, the dielectric 54 is near the outside of the central portion 7b of the beam-like spacer 7). It may be provided outside the outer peripheral edge of the plate 8). The aspect ratio of the pores 54 is set to, for example, about 6 to 8 (about 0.5 mm in diameter when the thickness of the cover 32 is about 3 to 4 mm). The pores 54 are preferably provided at positions away from the high-density plasma generation region 31 and are very thin holes having a high aspect ratio, so that both the high-density plasma 31 and the diffusion plasma 30 have pores 54. Therefore, it is difficult to enter the space 51 (see FIG. 4A) between the cover 53 and the beam-like spacer 7, and consumption due to the scraping of the dielectric plate 8 is suppressed.

図１３は梁状スペーサ７と誘電体板の代案を示す。この代案では、梁状スペーサ７の中央部７ｂに追加の窓部７ｆが形成されており、この窓部７ｆに円形には円形の誘電体板４３が収容されている。図１４は梁状スペーサ７と誘電体板の別の代案を示す。この代案では、梁状スペーサ７の中央部７ｂを取り囲むように環状の横梁部７ｇを設け、６個の扇形状の窓部７ｈと、個々の扇形状の窓部７ｈの外側に位置する合計６個の円弧状の窓部７ｉを設けている。個々の窓部７ｈ，７ｉには誘電体板４４，４５が収容されている。 FIG. 13 shows an alternative of the beam spacer 7 and the dielectric plate. In this alternative, an additional window portion 7f is formed in the central portion 7b of the beam-like spacer 7, and a circular dielectric plate 43 is accommodated in the window portion 7f in a circular shape. FIG. 14 shows another alternative of the beam-like spacer 7 and the dielectric plate. In this alternative, an annular horizontal beam portion 7g is provided so as to surround the central portion 7b of the beam-shaped spacer 7, and a total of six fan-shaped window portions 7h and six fan-shaped window portions 7h are positioned outside the respective fan-shaped window portions 7h. Arc-shaped window portions 7i are provided. Dielectric plates 44 and 45 are accommodated in the individual window portions 7h and 7i.

ＩＣＰ型のドライエッチング処理装置を例に本発明を説明したが、プラズマＣＶＤ装置等の他のプラズマ処理装置にも本発明を適用できる。また、実施形態における誘電体板はいずれも分割構造であるが、誘電体板は厚みが一定の円板状であってもよい。 Although the present invention has been described by taking an ICP type dry etching processing apparatus as an example, the present invention can also be applied to other plasma processing apparatuses such as a plasma CVD apparatus. Moreover, although all the dielectric plates in the embodiment have a divided structure, the dielectric plates may have a disk shape with a constant thickness.

本発明の第１実施形態に係るドライエッチング装置を示す模式的な断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a dry etching apparatus according to a first embodiment of the present invention. 梁状スペーサとＩＣＰコイルを示す模式的な平面図。The typical top view which shows a beam-like spacer and an ICP coil. 梁状スペーサを示す模式的な平面図。The typical top view showing a beam-like spacer. 図１の部分拡大図（梁状スペーサの中央部付近）。The elements on larger scale of FIG. 1 (near the center part of a beam-shaped spacer). 図１の部分拡大図（梁状スペーサの外周部付近）。The elements on larger scale of FIG. 1 (near the outer peripheral part of a beam-shaped spacer). 梁状スペーサ、誘電体板、カバーホルダ、及びカバーを示す模式的な分解斜視図。The typical disassembled perspective view which shows a beam-shaped spacer, a dielectric material board, a cover holder, and a cover. 本発明の第２実施形態に係るドライエッチング装置を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the dry etching device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 梁状スペーサ、誘電体板、カバーホルダ、及びカバーを示す模式的な分解斜視図。The typical disassembled perspective view which shows a beam-shaped spacer, a dielectric material board, a cover holder, and a cover. 梁状スペーサの中心からの位置と削れ量の関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between the position from the center of a beam-shaped spacer, and the amount of cutting. 本発明の第３実施形態に係るドライエッチング装置を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the dry etching device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 梁状スペーサ、誘電体板、カバーホルダ、及びカバーを示す模式的な分解斜視図。The typical disassembled perspective view which shows a beam-shaped spacer, a dielectric material board, a cover holder, and a cover. 本発明の第４実施形態にかかるドライエッチング装置を示す模式的な断面図。Typical sectional drawing which shows the dry etching apparatus concerning 4th Embodiment of this invention. 梁状スペーサ、誘電体板、カバーホルダ、及びカバーを示す模式的な断面図。The typical sectional view showing a beam-like spacer, a dielectric board, a cover holder, and a cover. 梁状スペーサ及び誘電体板の代案を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing the alternative of a beam-like spacer and a dielectric board. 梁状スペーサ及び誘電体板の他の代案を示す模式的な断面図。The typical sectional view showing other alternatives of a beam-like spacer and a dielectric board.

Explanation of symbols

１ドライエッチング装置
２基板
３チャンバ
４チャンバ本体
５蓋体
６カバーホルダ
６ａ窓孔
６ｂカバー支持部
６ｃガス導入口
６ｄ環状ガス流路
７梁状スペーサ
７ａ外周部
７ｂ中央部
７ｃ梁部
７ｄ窓部
７ｅ支持面
７ｆ窓部
７ｇ横梁部
７ｈ窓部
７ｉ窓部
８，４３，４４，４５誘電体板
８ａ下部
８ｂ上部
８ｃ被支持面
９カバー
１１ＩＣＰコイル
１２導電体
１３マッチング回路
１４，１６高周波電源
１５基板サセプタ
１７冷媒循環装置
１８伝熱ガス循環装置
１９プロセスガス供給源
２０真空排気装置
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ，２１ＦＯリング
２１Ｃ，２１Ｅ金属製コイル等の導電性を有する弾性体
２２ガス導入路
２４付勢機構
２５ばね
２６ベース板
２７押さえ部材
３０拡散プラズマ
３１高密度プラズマ生成領域，高密度プラズマ
３２カバー
３３カバー本体
３３ａ外周部
３３ｂ中央部
３３ｃ梁部
３３ｄ収容孔
３３ｅ支持面
３４交換片
３４ａ下部
３４ｂ上部
３４ｃ被支持面
４２カバー
４２ａ外周部
４２ｂ中央部
４２ｃ梁部
４２ｄ窓孔
５０Ａ〜５０Ｃ弾性部材
５１空間
５２循環流路
５３カバー
５４細孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry etching apparatus 2 Substrate 3 Chamber 4 Chamber main body 5 Cover body 6 Cover holder 6a Window hole 6b Cover support part 6c Gas inlet 6d Annular gas flow path 7 Beam-shaped spacer 7a Outer peripheral part 7b Central part 7c Beam part 7d Window part 7e Support surface 7f Window portion 7g Horizontal beam portion 7h Window portion 7i Window portion 8, 43, 44, 45 Dielectric plate 8a Lower portion 8b Upper portion 8c Supported surface 9 Cover 11 ICP coil 12 Conductor 13 Matching circuit 14, 16 High frequency power source 15 Substrate Susceptor 17 Refrigerant circulation device 18 Heat transfer gas circulation device 19 Process gas supply source 20 Vacuum exhaust device 21A, 21B, 21D, 21FO O-ring 21C, 21E Conductive elastic body such as metal coil 22 Gas introduction path 24 Energizing Mechanism 25 Spring 26 Base plate 27 Holding member 30 Diffusion plasma 31 High density Plasma generation region, high-density plasma 32 cover 33 cover body 33a outer peripheral portion 33b central portion 33c beam portion 33d receiving hole 33e support surface 34 replacement piece 34a lower portion 34b upper portion 34c supported surface 42 cover 42a outer peripheral portion 42b central portion 42c beam portion 42d Window hole 50A-50C Elastic member 51 Space 52 Circulation flow path 53 Cover 54 Fine hole

Claims

A vacuum vessel (3) in which a substrate (2) is arranged and a process gas is introduced;
A beam-like structure (7) disposed in an upper opening of the vacuum vessel facing the substrate and having a plurality of windows (7d, 7f, 7h, 7i);
A dielectric plate (8, 43, 44, 45) supported by the beam-like structure and facing the inside of the vacuum vessel through the window;
A cover (9, 32, 42) made of a dielectric material disposed on the lower surface side of the beam-shaped structure and covering at least a portion other than the window portion of the lower surface of the beam-shaped structure;
A plasma processing apparatus, comprising: a coil (11) for generating plasma that is disposed on an upper surface side of the dielectric plate and is supplied with high-frequency power.

The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the cover is an integral structure that covers the entire lower surface of the beam-like structure including the window portion.

The cover covers a portion of the lower surface of the beam-like structure other than the window portion, covers a portion of the window portion on the lower surface of the beam-like structure, and covers the cover body. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a replacement piece (34) that can be attached and detached.

The cover includes a window hole (42d) penetrating in a thickness direction having a shape and an area corresponding to the window portion at a position corresponding to the window portion of the beam-like structure,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric plate faces the inside of the vacuum vessel through the window portion and the window hole.

The cover includes a pore (54) penetrating in the thickness direction at a position corresponding to the window portion of the beam-shaped spacer,
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a space formed on a lower surface side of the beam-like structure and an upper surface side of the cover communicates with the inside of the vacuum vessel through the pores.

And further comprising a cover holder (9) separate from the beam-shaped structure, which supports the outer periphery of the cover and is disposed below the beam-shaped structure to support the beam-shaped structure. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.

The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a plurality of elastic members arranged between the cover holder and the cover so as to be spaced apart from each other.

The plasma processing apparatus according to claim 7, further comprising a first cooling mechanism (17A) for cooling the cover holder.

The plasma processing apparatus according to claim 8, further comprising a second cooling mechanism (17B, 52) for cooling the beam-like structure.

The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the separate dielectric plates are respectively disposed in the window portion of the beam-like structure.