JP3865695B2 - エッチング装置の電極部劣化防止機構、エッチング装置、エッチング装置の電極部劣化防止方法及びエッチング方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造に用いるエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７（Ａ）及び（Ｂ）と、図８（Ａ）及び（Ｂ）には、従来の半導体製造に用いるエッチング装置の反応室１０で行われる一連の工程フローを示してある。図７（Ａ）から図８（Ｂ）を参照して、反応室１０の構成について説明する。
【０００３】
図７（Ａ）に示すように、エッチング装置の反応室１０は、その内部に電極部１２と放電部１４とを具える。放電部１４は、電極部１２と対向して設けられ、高周波電源（ＲＦ電源）１６が接続されている。
【０００４】
反応室１０へのエッチングガスの導入は、周知の通り、通常、放電部１４が有する複数の通気部から行われる。図７（Ａ）に通気部は図示されていない。ＲＦ電源１６より放電部１４に高周波電圧が印加されると、この放電部１４と電極部１２との間にプラズマが発生する。尚、高周波電圧は電極部１２に印加されることもある。
【０００５】
反応室１０では、上述したような手順によって発生したプラズマを用いて、エッチング処理が行われる。次に、このエッチング処理について説明する。
【０００６】
まず、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す工程について説明する。図示されていないロードロック室から反応室１０内に移送されてきた基板２６は、図７（Ａ）に示すように、電極部１２上に設置される。具体的に、基板２６は、電極部１２上にクランプリング装置２８等の手段によって固定される。図７（Ａ）は、基板２６を、クランプリング装置２８でその基板の両側をクランプすることによって、電極部１２上に固定する様子を示している。尚、以下の工程において、この基板２６の固定は、図７（Ａ）と同様の手法によって行われる。
【０００７】
また、電極部１２は、複数の開口部２４を有している。そして、これら複数の開口部２４のそれぞれはガスライン２２に接続される。図７（Ａ）に示すように、ガスライン２２は、冷却ガスライン２０と、第４バルブ３２を介して冷却ガスライン２０に接続された排気ライン１８とによって構成される。排気ライン１８にはターボポンプ（ＴＰ）４０と、このターボポンプ４０及び反応室１０間に設けられた排気バルブ４２とが設置されている。この排気バルブ４２が開放されているとき、ターボポンプ４０によって反応室１０内の排気ガスが排気される。
【０００８】
一方、冷却ガスライン２０は、冷却ガス源（図示されていない）と、複数の開口部２４との間に接続される。この冷却ガスライン２０には、冷却ガス源側から開口部２４側へと、マスターバルブ２１、圧力計３８、マスフローコントローラ（以下、単に、ＭＦＣと称する。）３６、第３バルブ３０が設けられている。上述した第４バルブ３２は、冷却ガスライン２０の第３バルブ３０及び開口部２４間と、排気ライン１８の排気バルブ及びターボポンプ４０間とを接続すなわち連結するガス流路ライン（分岐ライン）２３に設けてある。
【０００９】
基板２６は、電極部１２上に設置される。第４バルブ３２を閉じた状態で、複数の開口部２４のそれぞれに、冷却ガスライン２０より冷却ガスが供給される。通常、基板２６に対し、エッチングが行われるとき、プラズマからの熱やエッチングの反応熱により、基板２６の表面温度が上昇し、そのため、エッチング速度の変化や基板２６面内のエッチング速度の均一性が悪化する。冷却ガスライン２０には第３バルブ３０が設置されている。この第３バルブ３０を開いて冷却ガスの供給を行うことにより、上述したエッチング速度の均一性の悪化を防いでいる。尚、冷却ガスライン２０には、ＭＦＣ３６及び圧力計３８が設置され、この冷却ガスライン２０における冷却ガスの流量及び圧力は、ＭＦＣ３６及び圧力計３８によって制御される。また、冷却ガスとしては、一般的に、ヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスが用いられる。
【００１０】
ここで、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すマスターバルブ２１、第３バルブ３０、第４バルブ３２、及び排気バルブ４２は、開いている状態を白抜きで示し、及び閉じている状態を黒塗りで示してある。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す各バルブ２１、３０、３２、及び４２の開状態及び閉状態についても、同様に、白抜き及び黒塗りで示してある。また、上述した図７（Ａ）及び（Ｂ）、図８（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示すガスライン２２の構成は、同一構成である。
【００１１】
上述したように、電極部１２上に固定された基板２６の裏面に、複数の開口部２４から冷却ガスが供給されている状態で、基板２６表面の被エッチング膜のエッチングを行う。図７（Ｂ）には、既に説明した手順によって発生されたプラズマ３４を用いて、基板２６表面の被エッチング膜のエッチングを行うようすを示してある。尚、図７（Ｂ）に示すガスライン２２において、第３バルブ３０は開いており、また、第４バルブ３２は閉じた状態にある。
【００１２】
次に、図８（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、図７（Ｂ）の工程の後に行われる処理について説明する。高周波電圧の印加及び反応室１０内へのエッチングガスの供給を停止し、基板２６に対するエッチングを終了させる。しかる後、図８（Ａ）に示すように、第３バルブ３０を閉じ、それぞれの開口部２４への冷却ガスの供給を中断する。一方、第４バルブ３２を開き、第３バルブ３０と各開口部２４との間の冷却ガスを、排気ライン１８へ排気する。
【００１３】
その後、図８（Ｂ）に示すように、第４バルブ３２を閉じ、及び第３バルブ３０も閉じた状態で、クランプリング装置２８を解除して、エッチングが終了した基板２６を、反応室１０から図示しないアンロード室へ搬送する。ここで、基板２６に対する一連のエッチング処理は終了される。
【００１４】
エッチング装置の反応室１０では、以上説明したような手順によって、基板２６に対するエッチング処理が繰り返し行われる。このエッチング処理の際に生成する反応生成物の脱離成分等が、反応室１０へ吸着し、かつ堆積する恐れがある。この、反応室１０に吸着及び堆積した脱離成分等を、当該反応室１０から除去する方法については、下記特許文献１に開示されている。
【００１５】
【特許文献１】
特開平６−３１４６７５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図８（Ｂ）に示すように、エッチングが終了した基板２６をアンロード室へ搬送している間、すなわち、前のエッチング処理から次のエッチング処理までの、いわゆる非エッチング処理の期間、電極部１２表面が反応室１０内に露出した状態にある。このとき、電極部１２の開口部２４も反応室１０内に露出した状態となる。
【００１７】
この状態において、それぞれの開口部２４へも、上述した脱離成分が吸着するおそれがある。また、前述した脱離成分が電極部１２上に堆積し、この堆積物が、開口部２４に入り込んだり落ち込んだりすることにより、開口部２４がふさがれてしまう恐れがある。
【００１８】
電極部１２における開口部２４のサイズ、個数及び配置等は、基板２６に対するエッチングの均一性等の特性を考慮して予め設計される。従って、上述したように、開口部２４へ堆積物が付着すると、開口部２４のサイズが変わり、結果的に、個数及び配置等の状態が実質的に変わってしまう。その結果、反応室１０におけるエッチング時の基板２６の冷却効率が低下し、従って、エッチングの特性も変化する。
【００１９】
この発明は、以上のような問題点に鑑み成されたものであり、従って、この発明の目的は、開口部への堆積物の付着による電極部の劣化を防止するための機構及び方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、この発明の電極部劣化防止機構は、エッチング装置の反応室に設けられる電極部であって、エッチング処理される基板を支持するとともに、開口部を複数有する電極部と、エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、開口部に対する堆積物の付着を防止するため、開口部のそれぞれに通気されるガスを供給するために、開口部のそれぞれに連通されており、エッチング処理時には、ガスの一部分を、基板を冷却するための冷却ガスの一部分として供給する第１冷却ガスライン、及び第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインを具えており、第２冷却ガスラインには、第１バルブ及び第２バルブを、それぞれ、これら第１及び第２バルブの間に、ガスの残りの一部分を冷却ガスの他の一部分として予め充填できるように設けてあるガス供給ライン、ガス供給ラインと連通され、反応室内の排気ガスもしくはガスを排気するための排気ラインを含むガスラインとを具える。
【００２１】
そして、上述した構成を有する機構において、この発明の電極部劣化防止方法は、エッチング装置の反応室に設けられ、エッチング処理される基板を支持し、及び複数の開口部が設けられている電極部の劣化を防止するに当たり、エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、電極部が有する複数の開口部のそれぞれに連通されたガス供給ラインからガスの供給を行い、このガス供給ラインと連通された排気ラインによって、反応室内の排気ガスもしくはガスを排気することによって、開口部に対する堆積物の付着を防止するエッチング装置の電極部劣化防止方法であって、ガス供給ラインは、第１冷却ガスラインと、該第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインとを具えており、第２冷却ラインは、第１バルブと第２バルブとを具えており、エッチング処理時には、ガスの一部分を、基板を冷却するための冷却ガスの一部分として第１冷却ガスラインから供給し、及び、この第１バルブと第２バルブとの間にガスの残りの一部分を冷却ガスの他の一部分として予め充填する。
【００２２】
例えば、所定のエッチング終了後基板を搬送するあいだ、反応室ではエッチングは実施されていない状態にあり、このとき、既に説明したように、電極部表面は反応室内に露出した状態となる。この発明の電極部劣化防止機構及び方法によれば、非エッチング処理期間中に、複数の開口部へ任意好適なガスを吹き付けることにより、これら開口部への堆積物の付着を、効率的に防止することができる。
【００２３】
また、上述したこの発明の電極部劣化防止機構を有するエッチング装置の反応室に、放電部を電極部と対向して設ける。そして、このエッチング装置において、放電部と電極部との間に発生されるプラズマを用いて、基板をエッチング処理した後、上述したこの発明の電極部劣化防止方法を行う。
【００２４】
上述したように、この発明の電極部劣化防止機構及び方法は、電極部が有する複数の開口部への堆積物の付着を防止する。よって、この発明の電極部劣化防止機構を有するエッチング装置では、電極部が有する複数の開口部のサイズや、個数及び配置の状態の変化は抑制され、従って、反応室で行われるエッチング時の基板の冷却効率の低下、及びエッチングの特性の変化による電極部の劣化を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この出願に係る発明による実施の形態について説明する。尚、以下の説明に用いる各図は、この発明を理解できる程度に構成要素の各々を概略的に示してあるにすぎず、従って、この発明が図示例のみに限定されるものでないことは理解されたい。また、参照する各図において、同様な構成要素については、同一の符号を付して示し、特に説明の必要のある場合を除き、それらの重複する説明を省略する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
この発明の第１の実施の形態について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）には、この実施の形態に係る工程フローを示してある。まず、図１（Ａ）を参照して、この実施の形態の構成について説明する。尚、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示す構成は、以下に説明する構成と同様である。
【００２７】
この実施の形態の電極部劣化防止機構は、エッチング装置の反応室１０に対して設けられる。図１（Ａ）に示す構成によれば、この実施の形態の電極部劣化防止機構は、反応室１０内に設けられる電極部１２と、ガスライン１２２とを具える。電極部１２は、エッチング処理される基板２６を支持するとともに、開口部２４を複数有する。尚、反応室１０及びガスライン１２２は、図７及び図８に示す従来例と同様の構成要素を有する。よって、図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）において、図７及び図８に示す従来例と同様の構成要素については、同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【００２８】
ここで、基板２６は、図７及び図８を参照して既に説明したように、電極部１２上にクランプリング２８等の任意好適な手段によって固定されるのが好ましい。
【００２９】
また、ガスライン１２２は、開口部２４のそれぞれと接続されるガス供給ライン１２０と、該ガス供給ライン１２０と第６バルブ１３２を介して接続された排気ライン１８とから構成される。この実施の形態において、排気ライン１８は、図７及び図８を参照して説明した構成と同様の構成であるのが望ましい。よって、排気ライン１８について、重複する説明は省略する。また、ガス供給ライン１２０は冷却ガスラインと兼用して用いられる。この実施の形態の冷却ガスライン１２０の構成について、その詳細は後述する。
【００３０】
次に、この実施の形態の電極部劣化防止機構における各部構成要素の動作について、図１に示す工程フローを参照して説明する。ここで、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す各工程を、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、該エッチング処理の後工程として行う場合について以下に説明する。
【００３１】
尚、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、行われる工程（すなわち、エッチングが行われていない非エッチング工程）をエッチング処理の後工程という。また、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理が行われる前の工程（すなわち、エッチングが行われていない非エッチング工程）を、エッチング処理の前工程という。また、図１（Ａ）〜（Ｃ）には、アンロード室及びロードロック室は図示されていない。
【００３２】
この実施の形態によれば、図１（Ａ）に示す冷却ガスライン１２０は、冷却ガス供給ライン（図示されていない）と開口部２４との間に接続されている。このガスライン１２０は、図７及び図８に示した冷却ガスライン２０と同様の構成を有していて、同様の動作機能を有している。すなわち、エッチング処理時に、基板２６を冷却するため、ガス供給源から冷却ガスライン１２０を経て開口部２４のそれぞれに冷却ガスを供給する。冷却ガスライン１２０には、第５バルブ１３０が設置されている。冷却ガスは、開状態にある第５バルブ１３０を経て開口部２４へと供給される。尚、図７及び図８に示す冷却ガスライン２０と同様、この実施の形態の冷却ガスライン１２０には、第５バルブ１３０の上流側（ガス供給源側）に、ＭＦＣ３６及び圧力計３８が設置されるのが好適である。このように構成することにより、これらＭＦＣ３６及び圧力計３８によって、冷却ガスライン１２０における冷却ガスの流量及び圧力が好適な値に制御可能となる。また、この実施の形態において用いられる冷却ガスについても、図７及び図８を参照して説明した従来例と同様、希ガスを用いるのが望ましい。
【００３３】
ここで、図１（Ａ）は、既に図８（Ａ）を参照して説明した工程の直後に行われる工程を示している。図１（Ａ）に示すように、マスターバルブ２１、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２を閉状態にしておいて、排気バルブ４２を開き、ターボポンプ４０を作動させて、第５バルブ１３０と各開口部２４との間の冷却ガスを排気する。次に、エッチング処理済の基板２６を電極部１２上に固定していたクランプリング装置２８での固定を解除する。
【００３４】
尚、図１（Ａ）〜（Ｃ）では、図７及び図８と同様に、各バルブの開状態を白抜きで、及び閉状態を黒塗りで示してある。
【００３５】
図１（Ａ）に示す上述した工程に続いて、図１（Ｂ）の工程が行われる。図１（Ｂ）において、基板２６はアンロード室に移送される。このとき、基板２６が設置されていた電極部１２の上部表面は、反応室１０内に露出した状態となる。この状態では、既に説明したように、エッチング時の反応で生成した反応生成物の脱離成分等の堆積物が各開口部２４に進入し、該進入した堆積物が開口部２４に付着（すなわち吸着もしくは蓄積）されるおそれがある。
【００３６】
そこで、この実施の形態によれば、基板２６の移送時、マスターバルブ２１及び第５バルブ１３０を開き、冷却ガスをガス供給源から電極部１２の各開口部２４に供給し、このガス供給により各開口部２４に対する堆積物の進入を防止する。このとき、冷却ガスライン１２０に流す冷却ガスの流量は、排気ライン１８のターボポンプ（ＴＰ）４０に負担をかけないで排気出来る程度の流量であることが好ましい。具体的に、冷却ガスライン１２０の冷却ガスの流量は、１．６９×１０-1〜８．４５×１０-1（Ｐａ・ｍ 3 ／ｓ）の範囲における所望の数値に、ＭＦＣ３６によって制御されるのが望ましい。この実施の形態によれば、冷却ガスライン１２０における冷却ガスの最適な流量は１．６９×１０-1（Ｐａ・ｍ 3 ／ｓ）である。
【００３７】
尚、図１（Ｂ）中、各開口部２４に対する符号の付与は省略してある。また、各開口部２４に付した矢印は、冷却ガスライン１２０から供給された冷却ガスがそれぞれの開口部２４に通気され、反応室１０内に流れ込むようすを示している。また、図１（Ｂ）の工程において、第６バルブ１３２は閉じた状態にある。
【００３８】
その後、反応室１０内にはロードロック室から基板２６が搬送されてくる。すなわち、図１（Ｃ）に示す工程では、マスターバルブ２１及び第５バルブ１３０を閉じ、各開口部２４への冷却ガスの供給を終了した直後に、図１（Ｃ）中白抜き矢印で示すようにロードロック室から搬送されてきた基板２６が電極部１２上に設置される。尚、図１（Ｃ）に示す工程では、第６バルブ１３２は閉じた状態にある。また、図１（Ｃ）中、各開口部２４に対する符号の付与は省略してある。
【００３９】
上述したように、この実施の形態によれば、図１（Ｂ）に示す、エッチング処理の後工程であるエッチング非処理時に、冷却ガスライン１２０から冷却ガスを供給することによって各開口部２４への堆積物の進入を防止する。その結果、この実施の形態では、冷却ガスの供給は、各開口部２４へ進入した堆積物の付着を防止することが出来る。
【００４０】
尚、この実施の形態によれば、図１（Ｂ）を参照して説明した工程と同様の手順により、エッチング処理の前工程において、冷却ガスライン１２０から冷却ガスを供給することによって各開口部２４への堆積物の進入を防止する場合があってもよい。この場合、エッチング処理の前工程であるエッチング非処理時における冷却ガスの供給は、各開口部２４へ進入した堆積物の付着を防止することができる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、この実施の形態に係る工程フローを示してある。
【００４２】
まず、図２（Ａ）を参照して、この実施の形態の構成について説明する。尚、図２（Ｂ）と図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す構成は、以下に説明する構成と同様である。
【００４３】
この実施の形態の電極部劣化防止機構は、既に図１（Ａ）を参照して説明した、第１の実施の形態と同様の構成を有する。よって、図２（Ａ）及び（Ｂ）と図３（Ａ）及び（Ｂ）において、第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して示し、特に説明を必要とする場合を除き、それらの重複する説明は記載を省略する。
【００４４】
この実施の形態において、ガスライン２２２は、ガス供給ライン２２０と排気ライン１８とを具えている。排気ライン１８は第１の実施の形態と同様の構成であるのが望ましい。よって、排気ライン１８について、図２（Ａ）中、第１の実施の形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複する説明は記載を省略する。
【００４５】
また、この実施の形態では、ガス供給ライン２２０は、開口部２４とガス供給源との間において、互いに並列に接続された第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを具える点に特色がある。一方の分岐ラインを構成する第１冷却ガスライン２１６は、第１の実施の形態で図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明したガス供給ライン１２０に相当する。
【００４６】
従って、第１冷却ガスライン２１６は、ガス供給源側から開口部２４側へと、マスターバルブ２１ａ、圧力計３８ａ、ＭＦＣ３６、及び第５バルブ１３０を順に具えている。これらの構成要素は、前述と同様の動作を行うので、それらの重複する説明は省略する。また、この実施の形態において用いられる冷却ガスについても、図７及び図８を参照して説明した従来例と同様、希ガスを用いるのが好ましい。
【００４７】
他方の分岐ラインである第２冷却ガスライン２１８は、ガス供給源側から開口部２４側へと、マスターバルブ２１ｂ、圧力計３８ｂ、第２バルブ２３２、及び第１バルブ２３０を順に具えている。第２バルブ２３２及び圧力計３８ｂは、必要に応じて設ければよい。この圧力計３８ｂによって第２冷却ガスライン２１８の圧力を制御することが出来る。
【００４８】
この実施の形態によれば、図２（Ａ）に示すように、第１冷却ガスライン２１６において、第５バルブ１３０は、複数の開口部２４に続いて設けられるのが好ましい。そして、開口部２４と第５バルブ１３０との間において、第２冷却ガスライン２１８の第１バルブ２３０と接続するとともに、第６バルブ１３２とも接続している。
【００４９】
一方、第１及び第２冷却ガスライン２１６及び２１８は、マスターバルブ２１ａ及び２１ｂの下流側で、互いに接続されてガス供給源につながっている。
【００５０】
さらに、図２（Ａ）中、第１冷却ガスライン２１６において、複数の開口部２４に対してガスの供給源に向かう、第５バルブ１３０以降のラインと、第２冷却ガスライン２１８において、複数の開口部２４に対してガスの供給源に向かう、第１バルブ２３０以降のラインは、並列に設けられる。そして、第２冷却ガスライン２１８において、前述した第１バルブ２３０以降のラインは、該第１バルブ２３０に続いて設けられた第２バルブ２３２を介して、前述した第１冷却ガスライン２１６の第５バルブ１３０以降のラインと接続されるのが好ましい。
【００５１】
次に、この実施の形態の電極部劣化防止機構における各部構成要素の動作について、図２及び図３に示す工程フローを参照して説明する。尚、図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示す各工程が、第１の実施の形態と同様、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後の後工程として行われる場合について説明する。また、図１と同様、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）には、アンロード室及びロードロック室は図示されていない。尚、この場合にも、各バルブは開状態を白抜きで、及び閉状態が黒塗りで示してある。
【００５２】
まず、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程について説明する。図２（Ａ）は、既に図８（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程を示している。図２（Ａ）において、排気バルブ４２は開いており、及びターボポンプ４０は作動している。一方、マスターバルブ２１ａ及び２１ｂ、第５バルブ１３０及び第１バルブ２３０は閉じた状態にあり、冷却ガスの開口部２４への供給は中断されている。この状態で、第６バルブ１３２を開いて、第１バルブ２３０及び第５バルブ１３０と複数の開口部２４との間の冷却ガスを排気する。また、図２（Ａ）に示す工程において、第２バルブ２３２は閉じた状態にあるのが好ましい。
【００５３】
また、この第２の実施の形態では、マスターバルブ２１ｂを開いて冷却ガスを、冷却ガス供給源から第２冷却ガスライン２１８の第２バルブ２３２まで供給する。図２（Ａ）に示す構成において、第２冷却ガスライン２１８にハッチングを付した部分は、冷却ガスが通気されて充填されている部分を示している。一方、マスターバルブ２１ａは閉じているため、第１冷却ガスライン２１６において、マスターバルブ２１ａまで冷却ガスが通気されて充填されている状態にある。
【００５４】
ここで、冷却ガスが通気されている部分及び各バルブの状態を、図２（Ａ）と同様にハッチングを付して、図２（Ｂ）と、図３（Ａ）及び（Ｂ）とに示す。
【００５５】
続いて第６バルブ１３２を閉じ、図２（Ａ）の工程を終了した後、第２バルブ２３２を開く。上述したような第２冷却ガスライン２１８の構成において、第２バルブ２３２を開くと、該バルブ２３２に続いて設けられた第１バルブ２３０にまで冷却ガスが通気される。図２（Ｂ）の工程では、第１バルブ２３０にまで冷却ガスが通気された状態で第２バルブ２３２を閉じ、第１バルブ２３０と第２バルブ２３２の間に冷却ガスを充填させた状態にしておく。また、エッチングが終了した基板２６を電極部１２上に固定しているクランプリング装置２８を解除する。
【００５６】
その後、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程が行われる。図２（Ｂ）の工程に続いて行われる図３（Ａ）の工程では、基板２６がアンロード室に移送される。このとき、既に説明した図１（Ｂ）と同様、電極部１２の上部表面は反応室１０内に露出した状態となる。このため、開口部２４へ進入した堆積物が、該開口部２４において付着されるおそれがある。
【００５７】
そこで、この実施の形態によれば、図３（Ａ）に示すように、エッチング非処理時に、ターボポンプ４０が作動し及び排気バルブ４２が開いた状態にある。この状態で、第１バルブ２３０を開く。その結果、図２（Ｂ）の工程において予め第１バルブ２３０と第２バルブ２３２との間に充填されている冷却ガスは、電極部１２の各開口部２４に浸入する。図３（Ａ）において、各開口部２４に付した矢印は、第２冷却ガスライン２１８から供給された冷却ガスがそれぞれの開口部２４に通気されているようすを示している。第１バルブ２３０と第２バルブ２３２との間に充填させておいた冷却ガスは高圧の状態にある。この実施の形態では、この高圧の冷却ガスを各開口部２４に供給する。従って、この実施の形態によれば、電極部１２の上部表面が反応室１０内に露出した状態において、開口部２４への堆積物の進入を防ぐほか、開口部２４に進入した堆積物を、開口部２４外へはじきとばす効果を奏する。尚、図３（Ａ）の工程は、第１バルブ２３０を閉じることによって中断される。また、図３（Ａ）の工程において、マスターバルブ２１ａ、第５バルブ１３０、第６バルブ１３２及び第２バルブ２３２は閉じた状態にある。一方、マスターバルブ２１ｂは、開いた状態にある。
【００５８】
この実施の形態では、ロードロック室から反応室１０内に基板２６が搬送されてくるまでの間、ガスライン２２２を利用して、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各工程を繰り返す。このことによって、エッチング非処理の期間に各開口部２４への堆積物が進入するのを防止する。このように、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各工程を繰り返し行うことをフラッシングという。
【００５９】
ところで、その後、図３（Ｂ）に示す工程において、第１バルブ２３０を閉じ、各開口部２４への冷却ガスの供給を終了させる。この終了の直後に、同図中白抜き矢印で示すようにロードロック室から搬送されてきた基板２６が電極部１２上に設置される。尚、図３（Ｂ）に示す工程では、第１バルブ２３０以外の他のバルブや、ターボポンプの状態は、前の状態のままである。しかし、マスターバルブ２１ｂは閉じても良い。
【００６０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、各開口部２４への堆積物の進入を防止することによって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、この実施の形態では、フラッシングを行うことにより開口部２４に進入した堆積物を、開口部２４外へ繰り返しはじきとばすことで、開口部２４への堆積物の進入及び付着を効果的に防止することができる。
【００６１】
尚、上述した、この実施の形態によれば、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを一本のラインとして構成することも可能である。この場合、このラインの構成は、例えば、図１（Ａ）に示す第１の実施の形態の冷却ガスライン１２０と同様の構成を有する。この際、第１バルブとして第５バルブ１３０を用い、この第５バルブ１３０に続いて、ＭＦＣ３６側に第２バルブを設置する構成とするのが好ましい。この場合、冷却ガス等が通気されるラインの数が減少するため、装置の簡略化を図ることができる。
【００６２】
一方、既に説明したように、第１冷却ガスライン２１６にＭＦＣ３６を設けて、このＭＦＣ３６によって冷却ガスの流量を制御している。上述したように、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを一本のラインとして構成する場合、冷却ガスの圧力は、ＭＦＣ３６に負担をかけない程度であることが好ましい。ここで、図２及び図３を参照して説明した構成では、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを別々のラインとして設けるため、第２冷却ガスライン２１８において冷却ガスを所望の圧力とすることができる。よって、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを一本のラインとした構成と比較すると、既に述べたような、開口部２４に冷却ガスをフラッシングさせることにより得られる効果をより向上させることができる。
【００６３】
尚、この実施の形態によれば、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）を参照して説明した工程と同様の手順により、エッチング処理の前工程において、各開口部２４への堆積物の進入を防止する場合があってもよい。この場合、エッチング処理の前工程において、各開口部２４へ進入した堆積物の付着を防止することができる。
【００６４】
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。図４及び図５には、この実施の形態に係る工程フローを示してある。
【００６５】
まず、図４（Ａ）を参照して、この実施の形態の構成について説明する。尚、図４（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す構成は、以下に説明する構成と同様である。
【００６６】
この実施の形態の電極部劣化防止機構は、既に図１（Ａ）を参照して説明した、第１の実施の形態と同様の構成を有する。よって、図４（Ａ）及び（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）において、第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して示し、重複する説明は記載を省略する。
【００６７】
この実施の形態において、ガスライン３２２は、ガス供給ライン３２６と排気ライン１８とから構成される。排気ライン１８は第１の実施の形態と同様の構成であるのが望ましい。よって、排気ライン１８について、図４（Ａ）中、第１の実施の形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複する説明は記載を省略する。
【００６８】
また、この実施の形態では、ガス供給ライン３２６は、冷却ガスライン３２０と、クリーニングガスライン３２４とから構成されるのが好ましい。冷却ガスライン３２０は、冷却ガス供給源（図示されていない）に接続され、及びクリーニングガスライン３２４は別のガス供給源（図示されていない）に接続されている。
【００６９】
クリーニングガスライン３２４は、冷却ガスライン３２０と、第５バルブ１３０及び開口部２４との間に、接続されている。この構成例では、クリーニングガスライン３２４以外の構成は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す冷却ガスライン１２０と同様の構成を有し、同様の動作を行う。よって、図４（Ａ）中、冷却ガスライン１２０と同様の構成については、図１（Ａ）〜（Ｃ）と同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。また、この実施の形態において用いられる冷却ガスについても、図７及び図８を参照して説明した従来例と同様、希ガスを用いるのが望ましい。
【００７０】
この実施の形態によれば、図４（Ａ）に示すように、冷却ガスライン３２０において、第５バルブ１３０は、複数の開口部２４に続いて設けられている。そして、冷却ガスライン３２０はクリーニングガスライン３２４と第５バルブ１３０を介して接続される。
【００７１】
さらに、冷却ガスライン３２０において、複数の開口部２４に対してガスの供給源に向かう、第５バルブ１３０以降のラインと、クリーニングガスライン３２４において、複数の開口部２４に対してクリーニングガスの供給源に向かう、第７バルブ３３０以降のラインは、並列に設けられる。クリーニングガスライン３２４は、開口部２４側からクリーニングガス供給源側に向けて、第７バルブ３３０、第８バルブ３３２、及び送られてきたガスから活性のガスを形成して供給する洗浄ガス供給源３４２を順次具えている。尚、この洗浄ガス供給源３４２は、送られてきたガスを活性化するタイプの洗浄ガス供給源ではなく、活性ガスを予め貯蔵している洗浄ガス供給源を用いることが出来る。
【００７２】
次に、この実施の形態の電極部劣化防止機構における各部構成要素の動作について、図４及び図５に示す工程フローを参照して説明する。尚、図４（Ａ）及び（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程が、第１の実施の形態と同様、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、該エッチング処理の後工程として行われる場合について説明する。また、図１と同様、図４（Ａ）及び（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）には、アンロード室及びロードロック室の図示を省略してある。
【００７３】
まず、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程について説明する。図４（Ａ）は、既に図８（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程を示している。図４（Ａ）において、冷却ガスライン３２０の第５バルブ１３０及びマスターバルブ２１は閉じてある。また、クリーニングガスライン３２４の第７バルブ３３０は、閉じた状態にある。従って、冷却ガスの開口部２４への供給は中断されている。この状態で、第６バルブ１３２を開いて、第７バルブ３３０及び第５バルブ１３０と複数の開口部２４との間の冷却ガスを排気する。
【００７４】
また、この実施の形態では、クリーニングガスライン３２４から、第７バルブ３３０を介して、各開口部２４に洗浄ガスが供給される。クリーニングガスライン３２４からの洗浄ガスの供給について詳細は後述する。
【００７５】
図４（Ａ）に示す構成において、クリーニングガスライン３２４にハッチングを付した部分は、洗浄ガスが通気されている部分を示している。図４（Ａ）に示す工程では、第７バルブ３３０は閉じていて第８バルブ３３２は開いているため、クリーニングガスライン３２４において、洗浄ガス供給源３４２から第７バルブ３３０まで冷却ガスが通気されている状態にある。
【００７６】
ここで、洗浄ガスが通気されている部分及び各バルブの状態を、図４（Ａ）と同様にして、図４（Ｂ）と、図５（Ａ）及び（Ｂ）にハッチングを付して示す。
【００７７】
続いて図４（Ｂ）の工程では、第６バルブ１３２を閉じ、図４（Ａ）の工程を終了させる。そして、エッチングが終了した基板２６が電極部１２上に固定され、及び第５バルブ１３０が閉じた状態で第７バルブ３３０を開く。上述したようなクリーニングガスライン３２４の構成において、第７バルブ３３０を開くと、各開口部２４に洗浄ガスが供給される。このとき図４（Ｂ）に示すように、洗浄ガスは、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２と各開口部２４間にも通気される。
【００７８】
この実施の形態によれば、洗浄ガスとしてオゾン（Ｏ3）等の反応性の高いガスを用いるのが好ましい。既に説明したように、エッチングが行われていない、いわゆるエッチング非処理時に、各開口部２４に吸着もしくは蓄積するおそれのある堆積物は、エッチング時の反応で生成した反応生成物の脱離成分等である。各開口部２４に吸着もしくは蓄積された堆積物は、洗浄ガスが各開口部２４に通気されると、該洗浄ガスと反応する。その結果、各開口部２４に吸着もしくは蓄積された堆積物は、除去される。
【００７９】
図４（Ｂ）の工程は、第７バルブ３３０を閉じることによって終了される。その後、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程が行われる。
【００８０】
図５（Ａ）の工程では、第７バルブ３３０及び第５バルブ１３０が閉じている。さらに、基板２６が電極部１２上に固定されている。この状態で、第６バルブ１３２を開いて、第７バルブ３３０及び第５バルブ１３０と各開口部２４との間に通気された洗浄ガスを、排気ライン１８に排気する。その後、第６バルブ１３２を閉じて、図５（Ａ）の工程を終了する。このとき、第８バルブ３３２は、閉じていてもよい。
【００８１】
続いて、図５（Ｂ）の工程では、第７バルブ３３０、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２が閉じている状態で、基板２６を固定していたクランプリング装置２８を解除する。そして、基板２６をアンロード室へ移送した時点で、図５（Ｂ）の工程を終了する。このとき、第８バルブ３３２は、閉じていてもよい。
【００８２】
ここで、この実施の形態では、図５（Ｂ）の工程の際、冷却ガスライン３２０において、第１の実施の形態で、図１（Ｂ）を参照して説明した工程と同様の工程が行われるのが好ましい。従って、この実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
さらに、この実施の形態では、反応室１０においてエッチング処理終了後、該エッチング処理の後工程として、上述したような手順によって洗浄ガスを通気させ、各開口部２４に吸着もしくは蓄積された堆積物の除去を行う。その結果、この実施の形態では、エッチング処理の後工程として、各開口部２４において堆積物の除去を行うことによって、該開口部２４への堆積物の付着を効果的に防止することができる。
【００８４】
尚、上述したこの実施の形態によれば、図５（Ｂ）に示す工程において、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２が閉じた状態で、第７バルブ３３０を開き、クリーニングガスライン３２４から各開口部２４へ洗浄ガスを通気することも可能である。この場合、既に説明したように洗浄ガスは反応性の高いガスを用いるため、ロードロック室から搬送されてきた基板２６のエッチング処理を行う前に、洗浄ガスが残留しないよう、十分に、反応室１０内の排気を行う必要がある。
【００８５】
また、図４（Ａ）及び（Ｂ）及び図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したこの実施の形態では、冷却ガスライン３２０とクリーニングガスライン３２４とを兼用させ、一本のガス供給ライン３２６として構成することも可能である。この場合、ガス供給ライン３２６の構成は、例えば、図１（Ａ）に示す第１の実施の形態の冷却ガスライン１２０と同様の構成を有する。従って、この構成によれば、冷却ガスもしくは洗浄ガスのうち、いずれか一方を、開口部２４への堆積物の吸着もしくは蓄積を防止するガスとして、用いることができる。また、この場合、冷却ガス等が通気されるラインの数が減少するため、装置の簡略化を図ることができる。
【００８６】
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態として、この発明のエッチング装置について説明する。この実施の形態のエッチング装置は、既に第１〜第３の実施の形態において説明した電極部劣化防止機構を有する。そして、このエッチング装置では、反応室１０において、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、エッチング非処理時に、第１〜第３の実施の形態において説明した一連の工程が行われる。
【００８７】
既に説明したように、第１〜第３の実施の形態の電極部劣化防止機構は、電極部１２が有する複数の開口部２４への堆積物の付着を防止する。よって、この実施の形態のエッチング装置では、電極部１２が有する複数の開口部２４のサイズや、個数及び配置の状態の変化は抑制され、従って、反応室１２で行われるエッチング時の基板２６の冷却効率の低下、及びエッチングの特性の変化による電極部１２の劣化を防止することができる。
【００８８】
［変形例］
次に、図６を参照して、この発明の変形例について説明する。図６（Ａ）は上述した各実施の形態における電極部１２について、開口部２４に注目し、該開口部２４の形状を示した横断面図である。
【００８９】
図６（Ｂ）は、この変形例における開口部６２４に注目し、該開口部６２４の形状を示した横断面図である。
【００９０】
図６（Ａ）に示すように、図１〜図５を参照して説明した各実施の形態の複数の開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅは、電極部１２の基板搭載部（基板支持部ともいう）１２ａに、互いに平行に、かつガス供給ライン（１２０、２２０、及び３２６）と連通して設けられている。各開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅは、ガス供給ライン側から電極部１２の上面、すなわち電極部１２の基板２６と対向する面に向かって、鉛直方向に一定の幅ｘで形成されている。しかし、開口部２４の形状は前述した形状に限定されず、図６（Ｂ）に示すような構成とすることも可能である。
【００９１】
図６（Ｂ）に示す開口部６２４が有する複数の開口部６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅのうち、ひとつの開口部６２４ｂについて、その構成を説明する。尚、以下に説明するこの開口部６２４ｂの構成は、図６（Ｂ）に示す他の複数の開口部６２４ａ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅについて同様である。
【００９２】
開口部６２４ｂは、前述した開口部２４の場合と同様に、ガス供給ライン（１２０、２２０、または３２６）側から、電極部１２の基板搭載部１２ａの上面に向かって、鉛直方向に設けられている。但し、開口部の幅は、基板搭載部１２ａの入口と出口の双方またはいずれか一方の部分で、拡張されている。従って、この開口部の中間部の幅は、ｘであり、また、入口及び出口での最大拡張幅はｘ’（このときｘ’＞ｘ）である。開口部の入口及び出口の形状は、中間部と出入口間とが連続的に変化するような、例えばテーパー状な湾曲形状を有している。
【００９３】
ここで、例えば、図６（Ａ）の複数の開口部のうち、開口部２４ｂに注目した場合、エッチング非処理時、この開口部２４ｂにおいて、堆積物は、電極部１２の上面から下面に向かって徐々に付着する。従って、開口部２４ｂと開口部６２４ｂとを比較した場合、上述したような堆積物の付着による形状の変化に対する影響は、図６（Ｂ）に示す開口部６２４ｂのほうが少なくなる。尚、上述した形状の変化とは、堆積物の付着による開口部２４ｂ及び開口部６２４ｂの幅の縮小を意味する。
【００９４】
既に説明したように、堆積物の付着による開口部のサイズ、個数及び配置等の状態の変化は、エッチング特性や基板２６の冷却効率に大きな影響を与える。よって、図６（Ｂ）に示すこの変形例によれば、開口部６２４ｂにおいて、上述したように形状の変化が緩和されるため、エッチング時のエッチング特性や基板２６の冷却効率に対する影響を抑制することができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電極部劣化防止機構及び方法によれば、エッチング非処理時における、複数の開口部への堆積物の付着を防止することができる。よって、この発明の電極部劣化防止機構を有するエッチング装置では、電極部が有する複数の開口部のサイズや、個数及び配置の状態の変化は抑制され、従って、反応室で行われるエッチング時の基板の冷却効率の低下、及びエッチングの特性の変化による電極部の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、第１の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２に続く第２の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、第３の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、図４に続く第３の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図６】（Ａ）は、開口部２４の形状を説明するための図であって、（Ｂ）は、この発明の変形例における開口部６２４の形状を説明するための図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術における工程フローを説明するための図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、図７に続く従来技術における工程フローを説明するための図である。
【符号の説明】
１０：反応室
１２：電極部
１４：放電部
１６：ＲＦ電源
１８：排気ライン
２０、３２０：冷却ガスライン
２１、２１ａ、２１ｂ：マスターバルブ
２２、１２２、２２２、３２２：ガスライン
２３：分岐ライン
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、６２４、６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅ：開口部
２６：基板
２８：クランプリング
３０：第３バルブ
３２：第４バルブ
３４：プラズマ
３６：ＭＦＣ
３８：圧力計
４２：排気バルブ
１２０：ガス供給ライン（冷却ガスライン）
１３０：第５バルブ
１３２：第６バルブ
２１６：第１冷却ガスライン
２１８：第２冷却ガスライン
２２０、３２６：ガス供給ライン
２３０：第１バルブ
２３２：第２バルブ
３２４：クリーニングガスライン
３３０：第７バルブ
３３２：第８バルブ
３４２：洗浄ガス供給源
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造に用いるエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７（Ａ）及び（Ｂ）と、図８（Ａ）及び（Ｂ）には、従来の半導体製造に用いるエッチング装置の反応室１０で行われる一連の工程フローを示してある。図７（Ａ）から図８（Ｂ）を参照して、反応室１０の構成について説明する。
【０００３】
図７（Ａ）に示すように、エッチング装置の反応室１０は、その内部に電極部１２と放電部１４とを具える。放電部１４は、電極部１２と対向して設けられ、高周波電源（ＲＦ電源）１６が接続されている。
【０００４】
反応室１０へのエッチングガスの導入は、周知の通り、通常、放電部１４が有する複数の通気部から行われる。図７（Ａ）に通気部は図示されていない。ＲＦ電源１６より放電部１４に高周波電圧が印加されると、この放電部１４と電極部１２との間にプラズマが発生する。尚、高周波電圧は電極部１２に印加されることもある。
【０００５】
反応室１０では、上述したような手順によって発生したプラズマを用いて、エッチング処理が行われる。次に、このエッチング処理について説明する。
【０００６】
まず、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す工程について説明する。図示されていないロードロック室から反応室１０内に移送されてきた基板２６は、図７（Ａ）に示すように、電極部１２上に設置される。具体的に、基板２６は、電極部１２上にクランプリング装置２８等の手段によって固定される。図７（Ａ）は、基板２６を、クランプリング装置２８でその基板の両側をクランプすることによって、電極部１２上に固定する様子を示している。尚、以下の工程において、この基板２６の固定は、図７（Ａ）と同様の手法によって行われる。
【０００７】
また、電極部１２は、複数の開口部２４を有している。そして、これら複数の開口部２４のそれぞれはガスライン２２に接続される。図７（Ａ）に示すように、ガスライン２２は、冷却ガスライン２０と、第４バルブ３２を介して冷却ガスライン２０に接続された排気ライン１８とによって構成される。排気ライン１８にはターボポンプ（ＴＰ）４０と、このターボポンプ４０及び反応室１０間に設けられた排気バルブ４２とが設置されている。この排気バルブ４２が開放されているとき、ターボポンプ４０によって反応室１０内の排気ガスが排気される。
【０００８】
一方、冷却ガスライン２０は、冷却ガス源（図示されていない）と、複数の開口部２４との間に接続される。この冷却ガスライン２０には、冷却ガス源側から開口部２４側へと、マスターバルブ２１、圧力計３８、マスフローコントローラ（以下、単に、ＭＦＣと称する。）３６、第３バルブ３０が設けられている。上述した第４バルブ３２は、冷却ガスライン２０の第３バルブ３０及び開口部２４間と、排気ライン１８の排気バルブ及びターボポンプ４０間とを接続すなわち連結するガス流路ライン（分岐ライン）２３に設けてある。
【０００９】
基板２６は、電極部１２上に設置される。第４バルブ３２を閉じた状態で、複数の開口部２４のそれぞれに、冷却ガスライン２０より冷却ガスが供給される。通常、基板２６に対し、エッチングが行われるとき、プラズマからの熱やエッチングの反応熱により、基板２６の表面温度が上昇し、そのため、エッチング速度の変化や基板２６面内のエッチング速度の均一性が悪化する。冷却ガスライン２０には第３バルブ３０が設置されている。この第３バルブ３０を開いて冷却ガスの供給を行うことにより、上述したエッチング速度の均一性の悪化を防いでいる。尚、冷却ガスライン２０には、ＭＦＣ３６及び圧力計３８が設置され、この冷却ガスライン２０における冷却ガスの流量及び圧力は、ＭＦＣ３６及び圧力計３８によって制御される。また、冷却ガスとしては、一般的に、ヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスが用いられる。
【００１０】
ここで、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すマスターバルブ２１、第３バルブ３０、第４バルブ３２、及び排気バルブ４２は、開いている状態を白抜きで示し、及び閉じている状態を黒塗りで示してある。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す各バルブ２１、３０、３２、及び４２の開状態及び閉状態についても、同様に、白抜き及び黒塗りで示してある。また、上述した図７（Ａ）及び（Ｂ）、図８（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示すガスライン２２の構成は、同一構成である。
【００１１】
上述したように、電極部１２上に固定された基板２６の裏面に、複数の開口部２４から冷却ガスが供給されている状態で、基板２６表面の被エッチング膜のエッチングを行う。図７（Ｂ）には、既に説明した手順によって発生されたプラズマ３４を用いて、基板２６表面の被エッチング膜のエッチングを行うようすを示してある。尚、図７（Ｂ）に示すガスライン２２において、第３バルブ３０は開いており、また、第４バルブ３２は閉じた状態にある。
【００１２】
次に、図８（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、図７（Ｂ）の工程の後に行われる処理について説明する。高周波電圧の印加及び反応室１０内へのエッチングガスの供給を停止し、基板２６に対するエッチングを終了させる。しかる後、図８（Ａ）に示すように、第３バルブ３０を閉じ、それぞれの開口部２４への冷却ガスの供給を中断する。一方、第４バルブ３２を開き、第３バルブ３０と各開口部２４との間の冷却ガスを、排気ライン１８へ排気する。
【００１３】
その後、図８（Ｂ）に示すように、第４バルブ３２を閉じ、及び第３バルブ３０も閉じた状態で、クランプリング装置２８を解除して、エッチングが終了した基板２６を、反応室１０から図示しないアンロード室へ搬送する。ここで、基板２６に対する一連のエッチング処理は終了される。
【００１４】
エッチング装置の反応室１０では、以上説明したような手順によって、基板２６に対するエッチング処理が繰り返し行われる。このエッチング処理の際に生成する反応生成物の脱離成分等が、反応室１０へ吸着し、かつ堆積する恐れがある。この、反応室１０に吸着及び堆積した脱離成分等を、当該反応室１０から除去する方法については、下記特許文献１に開示されている。
【００１５】
【特許文献１】
特開平６−３１４６７５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図８（Ｂ）に示すように、エッチングが終了した基板２６をアンロード室へ搬送している間、すなわち、前のエッチング処理から次のエッチング処理までの、いわゆる非エッチング処理の期間、電極部１２表面が反応室１０内に露出した状態にある。このとき、電極部１２の開口部２４も反応室１０内に露出した状態となる。
【００１７】
この状態において、それぞれの開口部２４へも、上述した脱離成分が吸着するおそれがある。また、前述した脱離成分が電極部１２上に堆積し、この堆積物が、開口部２４に入り込んだり落ち込んだりすることにより、開口部２４がふさがれてしまう恐れがある。
【００１８】
電極部１２における開口部２４のサイズ、個数及び配置等は、基板２６に対するエッチングの均一性等の特性を考慮して予め設計される。従って、上述したように、開口部２４へ堆積物が付着すると、開口部２４のサイズが変わり、結果的に、個数及び配置等の状態が実質的に変わってしまう。その結果、反応室１０におけるエッチング時の基板２６の冷却効率が低下し、従って、エッチングの特性も変化する。
【００１９】
この発明は、以上のような問題点に鑑み成されたものであり、従って、この発明の目的は、開口部への堆積物の付着による電極部の劣化を防止するための機構及び方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、この発明の電極部劣化防止機構は、エッチング装置の反応室に設けられる電極部であって、エッチング処理される基板を支持するとともに、開口部を複数有する電極部と、エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、開口部に対する堆積物の付着を防止するため、開口部のそれぞれに通気されるガスを供給するために、開口部のそれぞれに連通されており、エッチング処理時には、ガスの一部分を、基板を冷却するための冷却ガスの一部分として供給する第１冷却ガスライン、及び第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインを具えており、第２冷却ガスラインには、第１バルブ及び第２バルブを、それぞれ、これら第１及び第２バルブの間に、ガスの残りの一部分を冷却ガスの他の一部分として予め充填できるように設けてあるガス供給ライン、ガス供給ラインと連通され、反応室内の排気ガスもしくはガスを排気するための排気ラインを含むガスラインとを具える。
【００２１】
そして、上述した構成を有する機構において、この発明の電極部劣化防止方法は、エッチング装置の反応室に設けられ、エッチング処理される基板を支持し、及び複数の開口部が設けられている電極部の劣化を防止するに当たり、エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、電極部が有する複数の開口部のそれぞれに連通されたガス供給ラインからガスの供給を行い、このガス供給ラインと連通された排気ラインによって、反応室内の排気ガスもしくはガスを排気することによって、開口部に対する堆積物の付着を防止するエッチング装置の電極部劣化防止方法であって、ガス供給ラインは、第１冷却ガスラインと、該第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインとを具えており、第２冷却ラインは、第１バルブと第２バルブとを具えており、エッチング処理時には、ガスの一部分を、基板を冷却するための冷却ガスの一部分として第１冷却ガスラインから供給し、及び、この第１バルブと第２バルブとの間にガスの残りの一部分を冷却ガスの他の一部分として予め充填する。
【００２２】
例えば、所定のエッチング終了後基板を搬送するあいだ、反応室ではエッチングは実施されていない状態にあり、このとき、既に説明したように、電極部表面は反応室内に露出した状態となる。この発明の電極部劣化防止機構及び方法によれば、非エッチング処理期間中に、複数の開口部へ任意好適なガスを吹き付けることにより、これら開口部への堆積物の付着を、効率的に防止することができる。
【００２３】
また、上述したこの発明の電極部劣化防止機構を有するエッチング装置の反応室に、放電部を電極部と対向して設ける。そして、このエッチング装置において、放電部と電極部との間に発生されるプラズマを用いて、基板をエッチング処理した後、上述したこの発明の電極部劣化防止方法を行う。
【００２４】
上述したように、この発明の電極部劣化防止機構及び方法は、電極部が有する複数の開口部への堆積物の付着を防止する。よって、この発明の電極部劣化防止機構を有するエッチング装置では、電極部が有する複数の開口部のサイズや、個数及び配置の状態の変化は抑制され、従って、反応室で行われるエッチング時の基板の冷却効率の低下、及びエッチングの特性の変化による電極部の劣化を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この出願に係る発明による実施の形態について説明する。尚、以下の説明に用いる各図は、この発明を理解できる程度に構成要素の各々を概略的に示してあるにすぎず、従って、この発明が図示例のみに限定されるものでないことは理解されたい。また、参照する各図において、同様な構成要素については、同一の符号を付して示し、特に説明の必要のある場合を除き、それらの重複する説明を省略する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
この発明の第１の実施の形態について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）には、この実施の形態に係る工程フローを示してある。まず、図１（Ａ）を参照して、この実施の形態の構成について説明する。尚、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示す構成は、以下に説明する構成と同様である。
【００２７】
この実施の形態の電極部劣化防止機構は、エッチング装置の反応室１０に対して設けられる。図１（Ａ）に示す構成によれば、この実施の形態の電極部劣化防止機構は、反応室１０内に設けられる電極部１２と、ガスライン１２２とを具える。電極部１２は、エッチング処理される基板２６を支持するとともに、開口部２４を複数有する。尚、反応室１０及びガスライン１２２は、図７及び図８に示す従来例と同様の構成要素を有する。よって、図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）において、図７及び図８に示す従来例と同様の構成要素については、同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【００２８】
ここで、基板２６は、図７及び図８を参照して既に説明したように、電極部１２上にクランプリング２８等の任意好適な手段によって固定されるのが好ましい。
【００２９】
また、ガスライン１２２は、開口部２４のそれぞれと接続されるガス供給ライン１２０と、該ガス供給ライン１２０と第６バルブ１３２を介して接続された排気ライン１８とから構成される。この実施の形態において、排気ライン１８は、図７及び図８を参照して説明した構成と同様の構成であるのが望ましい。よって、排気ライン１８について、重複する説明は省略する。また、ガス供給ライン１２０は冷却ガスラインと兼用して用いられる。この実施の形態の冷却ガスライン１２０の構成について、その詳細は後述する。
【００３０】
次に、この実施の形態の電極部劣化防止機構における各部構成要素の動作について、図１に示す工程フローを参照して説明する。ここで、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す各工程を、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、該エッチング処理の後工程として行う場合について以下に説明する。
【００３１】
尚、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、行われる工程（すなわち、エッチングが行われていない非エッチング工程）をエッチング処理の後工程という。また、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理が行われる前の工程（すなわち、エッチングが行われていない非エッチング工程）を、エッチング処理の前工程という。また、図１（Ａ）〜（Ｃ）には、アンロード室及びロードロック室は図示されていない。
【００３２】
この実施の形態によれば、図１（Ａ）に示す冷却ガスライン１２０は、冷却ガス供給ライン（図示されていない）と開口部２４との間に接続されている。このガスライン１２０は、図７及び図８に示した冷却ガスライン２０と同様の構成を有していて、同様の動作機能を有している。すなわち、エッチング処理時に、基板２６を冷却するため、ガス供給源から冷却ガスライン１２０を経て開口部２４のそれぞれに冷却ガスを供給する。冷却ガスライン１２０には、第５バルブ１３０が設置されている。冷却ガスは、開状態にある第５バルブ１３０を経て開口部２４へと供給される。尚、図７及び図８に示す冷却ガスライン２０と同様、この実施の形態の冷却ガスライン１２０には、第５バルブ１３０の上流側（ガス供給源側）に、ＭＦＣ３６及び圧力計３８が設置されるのが好適である。このように構成することにより、これらＭＦＣ３６及び圧力計３８によって、冷却ガスライン１２０における冷却ガスの流量及び圧力が好適な値に制御可能となる。また、この実施の形態において用いられる冷却ガスについても、図７及び図８を参照して説明した従来例と同様、希ガスを用いるのが望ましい。
【００３３】
ここで、図１（Ａ）は、既に図８（Ａ）を参照して説明した工程の直後に行われる工程を示している。図１（Ａ）に示すように、マスターバルブ２１、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２を閉状態にしておいて、排気バルブ４２を開き、ターボポンプ４０を作動させて、第５バルブ１３０と各開口部２４との間の冷却ガスを排気する。次に、エッチング処理済の基板２６を電極部１２上に固定していたクランプリング装置２８での固定を解除する。
【００３４】
尚、図１（Ａ）〜（Ｃ）では、図７及び図８と同様に、各バルブの開状態を白抜きで、及び閉状態を黒塗りで示してある。
【００３５】
図１（Ａ）に示す上述した工程に続いて、図１（Ｂ）の工程が行われる。図１（Ｂ）において、基板２６はアンロード室に移送される。このとき、基板２６が設置されていた電極部１２の上部表面は、反応室１０内に露出した状態となる。この状態では、既に説明したように、エッチング時の反応で生成した反応生成物の脱離成分等の堆積物が各開口部２４に進入し、該進入した堆積物が開口部２４に付着（すなわち吸着もしくは蓄積）されるおそれがある。
【００３６】
そこで、この実施の形態によれば、基板２６の移送時、マスターバルブ２１及び第５バルブ１３０を開き、冷却ガスをガス供給源から電極部１２の各開口部２４に供給し、このガス供給により各開口部２４に対する堆積物の進入を防止する。このとき、冷却ガスライン１２０に流す冷却ガスの流量は、排気ライン１８のターボポンプ（ＴＰ）４０に負担をかけないで排気出来る程度の流量であることが好ましい。具体的に、冷却ガスライン１２０の冷却ガスの流量は、１．６９×１０-1〜８．４５×１０-1（Ｐａ・ｍ 3 ／ｓ）の範囲における所望の数値に、ＭＦＣ３６によって制御されるのが望ましい。この実施の形態によれば、冷却ガスライン１２０における冷却ガスの最適な流量は１．６９×１０-1（Ｐａ・ｍ 3 ／ｓ）である。
【００３７】
尚、図１（Ｂ）中、各開口部２４に対する符号の付与は省略してある。また、各開口部２４に付した矢印は、冷却ガスライン１２０から供給された冷却ガスがそれぞれの開口部２４に通気され、反応室１０内に流れ込むようすを示している。また、図１（Ｂ）の工程において、第６バルブ１３２は閉じた状態にある。
【００３８】
その後、反応室１０内にはロードロック室から基板２６が搬送されてくる。すなわち、図１（Ｃ）に示す工程では、マスターバルブ２１及び第５バルブ１３０を閉じ、各開口部２４への冷却ガスの供給を終了した直後に、図１（Ｃ）中白抜き矢印で示すようにロードロック室から搬送されてきた基板２６が電極部１２上に設置される。尚、図１（Ｃ）に示す工程では、第６バルブ１３２は閉じた状態にある。また、図１（Ｃ）中、各開口部２４に対する符号の付与は省略してある。
【００３９】
上述したように、この実施の形態によれば、図１（Ｂ）に示す、エッチング処理の後工程であるエッチング非処理時に、冷却ガスライン１２０から冷却ガスを供給することによって各開口部２４への堆積物の進入を防止する。その結果、この実施の形態では、冷却ガスの供給は、各開口部２４へ進入した堆積物の付着を防止することが出来る。
【００４０】
尚、この実施の形態によれば、図１（Ｂ）を参照して説明した工程と同様の手順により、エッチング処理の前工程において、冷却ガスライン１２０から冷却ガスを供給することによって各開口部２４への堆積物の進入を防止する場合があってもよい。この場合、エッチング処理の前工程であるエッチング非処理時における冷却ガスの供給は、各開口部２４へ進入した堆積物の付着を防止することができる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、この実施の形態に係る工程フローを示してある。
【００４２】
まず、図２（Ａ）を参照して、この実施の形態の構成について説明する。尚、図２（Ｂ）と図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す構成は、以下に説明する構成と同様である。
【００４３】
この実施の形態の電極部劣化防止機構は、既に図１（Ａ）を参照して説明した、第１の実施の形態と同様の構成を有する。よって、図２（Ａ）及び（Ｂ）と図３（Ａ）及び（Ｂ）において、第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して示し、特に説明を必要とする場合を除き、それらの重複する説明は記載を省略する。
【００４４】
この実施の形態において、ガスライン２２２は、ガス供給ライン２２０と排気ライン１８とを具えている。排気ライン１８は第１の実施の形態と同様の構成であるのが望ましい。よって、排気ライン１８について、図２（Ａ）中、第１の実施の形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複する説明は記載を省略する。
【００４５】
また、この実施の形態では、ガス供給ライン２２０は、開口部２４とガス供給源との間において、互いに並列に接続された第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを具える点に特色がある。一方の分岐ラインを構成する第１冷却ガスライン２１６は、第１の実施の形態で図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明したガス供給ライン１２０に相当する。
【００４６】
従って、第１冷却ガスライン２１６は、ガス供給源側から開口部２４側へと、マスターバルブ２１ａ、圧力計３８ａ、ＭＦＣ３６、及び第５バルブ１３０を順に具えている。これらの構成要素は、前述と同様の動作を行うので、それらの重複する説明は省略する。また、この実施の形態において用いられる冷却ガスについても、図７及び図８を参照して説明した従来例と同様、希ガスを用いるのが好ましい。
【００４７】
他方の分岐ラインである第２冷却ガスライン２１８は、ガス供給源側から開口部２４側へと、マスターバルブ２１ｂ、圧力計３８ｂ、第２バルブ２３２、及び第１バルブ２３０を順に具えている。第２バルブ２３２及び圧力計３８ｂは、必要に応じて設ければよい。この圧力計３８ｂによって第２冷却ガスライン２１８の圧力を制御することが出来る。
【００４８】
この実施の形態によれば、図２（Ａ）に示すように、第１冷却ガスライン２１６において、第５バルブ１３０は、複数の開口部２４に続いて設けられるのが好ましい。そして、開口部２４と第５バルブ１３０との間において、第２冷却ガスライン２１８の第１バルブ２３０と接続するとともに、第６バルブ１３２とも接続している。
【００４９】
一方、第１及び第２冷却ガスライン２１６及び２１８は、マスターバルブ２１ａ及び２１ｂの下流側で、互いに接続されてガス供給源につながっている。
【００５０】
さらに、図２（Ａ）中、第１冷却ガスライン２１６において、複数の開口部２４に対してガスの供給源に向かう、第５バルブ１３０以降のラインと、第２冷却ガスライン２１８において、複数の開口部２４に対してガスの供給源に向かう、第１バルブ２３０以降のラインは、並列に設けられる。そして、第２冷却ガスライン２１８において、前述した第１バルブ２３０以降のラインは、該第１バルブ２３０に続いて設けられた第２バルブ２３２を介して、前述した第１冷却ガスライン２１６の第５バルブ１３０以降のラインと接続されるのが好ましい。
【００５１】
次に、この実施の形態の電極部劣化防止機構における各部構成要素の動作について、図２及び図３に示す工程フローを参照して説明する。尚、図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示す各工程が、第１の実施の形態と同様、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後の後工程として行われる場合について説明する。また、図１と同様、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）には、アンロード室及びロードロック室は図示されていない。尚、この場合にも、各バルブは開状態を白抜きで、及び閉状態が黒塗りで示してある。
【００５２】
まず、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程について説明する。図２（Ａ）は、既に図８（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程を示している。図２（Ａ）において、排気バルブ４２は開いており、及びターボポンプ４０は作動している。一方、マスターバルブ２１ａ及び２１ｂ、第５バルブ１３０及び第１バルブ２３０は閉じた状態にあり、冷却ガスの開口部２４への供給は中断されている。この状態で、第６バルブ１３２を開いて、第１バルブ２３０及び第５バルブ１３０と複数の開口部２４との間の冷却ガスを排気する。また、図２（Ａ）に示す工程において、第２バルブ２３２は閉じた状態にあるのが好ましい。
【００５３】
また、この第２の実施の形態では、マスターバルブ２１ｂを開いて冷却ガスを、冷却ガス供給源から第２冷却ガスライン２１８の第２バルブ２３２まで供給する。図２（Ａ）に示す構成において、第２冷却ガスライン２１８にハッチングを付した部分は、冷却ガスが通気されて充填されている部分を示している。一方、マスターバルブ２１ａは閉じているため、第１冷却ガスライン２１６において、マスターバルブ２１ａまで冷却ガスが通気されて充填されている状態にある。
【００５４】
ここで、冷却ガスが通気されている部分及び各バルブの状態を、図２（Ａ）と同様にハッチングを付して、図２（Ｂ）と、図３（Ａ）及び（Ｂ）とに示す。
【００５５】
続いて第６バルブ１３２を閉じ、図２（Ａ）の工程を終了した後、第２バルブ２３２を開く。上述したような第２冷却ガスライン２１８の構成において、第２バルブ２３２を開くと、該バルブ２３２に続いて設けられた第１バルブ２３０にまで冷却ガスが通気される。図２（Ｂ）の工程では、第１バルブ２３０にまで冷却ガスが通気された状態で第２バルブ２３２を閉じ、第１バルブ２３０と第２バルブ２３２の間に冷却ガスを充填させた状態にしておく。また、エッチングが終了した基板２６を電極部１２上に固定しているクランプリング装置２８を解除する。
【００５６】
その後、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程が行われる。図２（Ｂ）の工程に続いて行われる図３（Ａ）の工程では、基板２６がアンロード室に移送される。このとき、既に説明した図１（Ｂ）と同様、電極部１２の上部表面は反応室１０内に露出した状態となる。このため、開口部２４へ進入した堆積物が、該開口部２４において付着されるおそれがある。
【００５７】
そこで、この実施の形態によれば、図３（Ａ）に示すように、エッチング非処理時に、ターボポンプ４０が作動し及び排気バルブ４２が開いた状態にある。この状態で、第１バルブ２３０を開く。その結果、図２（Ｂ）の工程において予め第１バルブ２３０と第２バルブ２３２との間に充填されている冷却ガスは、電極部１２の各開口部２４に浸入する。図３（Ａ）において、各開口部２４に付した矢印は、第２冷却ガスライン２１８から供給された冷却ガスがそれぞれの開口部２４に通気されているようすを示している。第１バルブ２３０と第２バルブ２３２との間に充填させておいた冷却ガスは高圧の状態にある。この実施の形態では、この高圧の冷却ガスを各開口部２４に供給する。従って、この実施の形態によれば、電極部１２の上部表面が反応室１０内に露出した状態において、開口部２４への堆積物の進入を防ぐほか、開口部２４に進入した堆積物を、開口部２４外へはじきとばす効果を奏する。尚、図３（Ａ）の工程は、第１バルブ２３０を閉じることによって中断される。また、図３（Ａ）の工程において、マスターバルブ２１ａ、第５バルブ１３０、第６バルブ１３２及び第２バルブ２３２は閉じた状態にある。一方、マスターバルブ２１ｂは、開いた状態にある。
【００５８】
この実施の形態では、ロードロック室から反応室１０内に基板２６が搬送されてくるまでの間、ガスライン２２２を利用して、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各工程を繰り返す。このことによって、エッチング非処理の期間に各開口部２４への堆積物が進入するのを防止する。このように、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各工程を繰り返し行うことをフラッシングという。
【００５９】
ところで、その後、図３（Ｂ）に示す工程において、第１バルブ２３０を閉じ、各開口部２４への冷却ガスの供給を終了させる。この終了の直後に、同図中白抜き矢印で示すようにロードロック室から搬送されてきた基板２６が電極部１２上に設置される。尚、図３（Ｂ）に示す工程では、第１バルブ２３０以外の他のバルブや、ターボポンプの状態は、前の状態のままである。しかし、マスターバルブ２１ｂは閉じても良い。
【００６０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、各開口部２４への堆積物の進入を防止することによって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、この実施の形態では、フラッシングを行うことにより開口部２４に進入した堆積物を、開口部２４外へ繰り返しはじきとばすことで、開口部２４への堆積物の進入及び付着を効果的に防止することができる。
【００６１】
尚、上述した、この実施の形態によれば、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを一本のラインとして構成することも可能である。この場合、このラインの構成は、例えば、図１（Ａ）に示す第１の実施の形態の冷却ガスライン１２０と同様の構成を有する。この際、第１バルブとして第５バルブ１３０を用い、この第５バルブ１３０に続いて、ＭＦＣ３６側に第２バルブを設置する構成とするのが好ましい。この場合、冷却ガス等が通気されるラインの数が減少するため、装置の簡略化を図ることができる。
【００６２】
一方、既に説明したように、第１冷却ガスライン２１６にＭＦＣ３６を設けて、このＭＦＣ３６によって冷却ガスの流量を制御している。上述したように、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを一本のラインとして構成する場合、冷却ガスの圧力は、ＭＦＣ３６に負担をかけない程度であることが好ましい。ここで、図２及び図３を参照して説明した構成では、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを別々のラインとして設けるため、第２冷却ガスライン２１８において冷却ガスを所望の圧力とすることができる。よって、第１冷却ガスライン２１６と第２冷却ガスライン２１８とを一本のラインとした構成と比較すると、既に述べたような、開口部２４に冷却ガスをフラッシングさせることにより得られる効果をより向上させることができる。
【００６３】
尚、この実施の形態によれば、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）を参照して説明した工程と同様の手順により、エッチング処理の前工程において、各開口部２４への堆積物の進入を防止する場合があってもよい。この場合、エッチング処理の前工程において、各開口部２４へ進入した堆積物の付着を防止することができる。
【００６４】
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。図４及び図５には、この実施の形態に係る工程フローを示してある。
【００６５】
まず、図４（Ａ）を参照して、この実施の形態の構成について説明する。尚、図４（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す構成は、以下に説明する構成と同様である。
【００６６】
この実施の形態の電極部劣化防止機構は、既に図１（Ａ）を参照して説明した、第１の実施の形態と同様の構成を有する。よって、図４（Ａ）及び（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）において、第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して示し、重複する説明は記載を省略する。
【００６７】
この実施の形態において、ガスライン３２２は、ガス供給ライン３２６と排気ライン１８とから構成される。排気ライン１８は第１の実施の形態と同様の構成であるのが望ましい。よって、排気ライン１８について、図４（Ａ）中、第１の実施の形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複する説明は記載を省略する。
【００６８】
また、この実施の形態では、ガス供給ライン３２６は、冷却ガスライン３２０と、クリーニングガスライン３２４とから構成されるのが好ましい。冷却ガスライン３２０は、冷却ガス供給源（図示されていない）に接続され、及びクリーニングガスライン３２４は別のガス供給源（図示されていない）に接続されている。
【００６９】
クリーニングガスライン３２４は、冷却ガスライン３２０と、第５バルブ１３０及び開口部２４との間に、接続されている。この構成例では、クリーニングガスライン３２４以外の構成は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す冷却ガスライン１２０と同様の構成を有し、同様の動作を行う。よって、図４（Ａ）中、冷却ガスライン１２０と同様の構成については、図１（Ａ）〜（Ｃ）と同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。また、この実施の形態において用いられる冷却ガスについても、図７及び図８を参照して説明した従来例と同様、希ガスを用いるのが望ましい。
【００７０】
この実施の形態によれば、図４（Ａ）に示すように、冷却ガスライン３２０において、第５バルブ１３０は、複数の開口部２４に続いて設けられている。そして、冷却ガスライン３２０はクリーニングガスライン３２４と第５バルブ１３０を介して接続される。
【００７１】
さらに、冷却ガスライン３２０において、複数の開口部２４に対してガスの供給源に向かう、第５バルブ１３０以降のラインと、クリーニングガスライン３２４において、複数の開口部２４に対してクリーニングガスの供給源に向かう、第７バルブ３３０以降のラインは、並列に設けられる。クリーニングガスライン３２４は、開口部２４側からクリーニングガス供給源側に向けて、第７バルブ３３０、第８バルブ３３２、及び送られてきたガスから活性のガスを形成して供給する洗浄ガス供給源３４２を順次具えている。尚、この洗浄ガス供給源３４２は、送られてきたガスを活性化するタイプの洗浄ガス供給源ではなく、活性ガスを予め貯蔵している洗浄ガス供給源を用いることが出来る。
【００７２】
次に、この実施の形態の電極部劣化防止機構における各部構成要素の動作について、図４及び図５に示す工程フローを参照して説明する。尚、図４（Ａ）及び（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程が、第１の実施の形態と同様、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、該エッチング処理の後工程として行われる場合について説明する。また、図１と同様、図４（Ａ）及び（Ｂ）と図５（Ａ）及び（Ｂ）には、アンロード室及びロードロック室の図示を省略してある。
【００７３】
まず、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程について説明する。図４（Ａ）は、既に図８（Ａ）を参照して説明した工程と同様の工程を示している。図４（Ａ）において、冷却ガスライン３２０の第５バルブ１３０及びマスターバルブ２１は閉じてある。また、クリーニングガスライン３２４の第７バルブ３３０は、閉じた状態にある。従って、冷却ガスの開口部２４への供給は中断されている。この状態で、第６バルブ１３２を開いて、第７バルブ３３０及び第５バルブ１３０と複数の開口部２４との間の冷却ガスを排気する。
【００７４】
また、この実施の形態では、クリーニングガスライン３２４から、第７バルブ３３０を介して、各開口部２４に洗浄ガスが供給される。クリーニングガスライン３２４からの洗浄ガスの供給について詳細は後述する。
【００７５】
図４（Ａ）に示す構成において、クリーニングガスライン３２４にハッチングを付した部分は、洗浄ガスが通気されている部分を示している。図４（Ａ）に示す工程では、第７バルブ３３０は閉じていて第８バルブ３３２は開いているため、クリーニングガスライン３２４において、洗浄ガス供給源３４２から第７バルブ３３０まで冷却ガスが通気されている状態にある。
【００７６】
ここで、洗浄ガスが通気されている部分及び各バルブの状態を、図４（Ａ）と同様にして、図４（Ｂ）と、図５（Ａ）及び（Ｂ）にハッチングを付して示す。
【００７７】
続いて図４（Ｂ）の工程では、第６バルブ１３２を閉じ、図４（Ａ）の工程を終了させる。そして、エッチングが終了した基板２６が電極部１２上に固定され、及び第５バルブ１３０が閉じた状態で第７バルブ３３０を開く。上述したようなクリーニングガスライン３２４の構成において、第７バルブ３３０を開くと、各開口部２４に洗浄ガスが供給される。このとき図４（Ｂ）に示すように、洗浄ガスは、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２と各開口部２４間にも通気される。
【００７８】
この実施の形態によれば、洗浄ガスとしてオゾン（Ｏ3）等の反応性の高いガスを用いるのが好ましい。既に説明したように、エッチングが行われていない、いわゆるエッチング非処理時に、各開口部２４に吸着もしくは蓄積するおそれのある堆積物は、エッチング時の反応で生成した反応生成物の脱離成分等である。各開口部２４に吸着もしくは蓄積された堆積物は、洗浄ガスが各開口部２４に通気されると、該洗浄ガスと反応する。その結果、各開口部２４に吸着もしくは蓄積された堆積物は、除去される。
【００７９】
図４（Ｂ）の工程は、第７バルブ３３０を閉じることによって終了される。その後、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す各工程が行われる。
【００８０】
図５（Ａ）の工程では、第７バルブ３３０及び第５バルブ１３０が閉じている。さらに、基板２６が電極部１２上に固定されている。この状態で、第６バルブ１３２を開いて、第７バルブ３３０及び第５バルブ１３０と各開口部２４との間に通気された洗浄ガスを、排気ライン１８に排気する。その後、第６バルブ１３２を閉じて、図５（Ａ）の工程を終了する。このとき、第８バルブ３３２は、閉じていてもよい。
【００８１】
続いて、図５（Ｂ）の工程では、第７バルブ３３０、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２が閉じている状態で、基板２６を固定していたクランプリング装置２８を解除する。そして、基板２６をアンロード室へ移送した時点で、図５（Ｂ）の工程を終了する。このとき、第８バルブ３３２は、閉じていてもよい。
【００８２】
ここで、この実施の形態では、図５（Ｂ）の工程の際、冷却ガスライン３２０において、第１の実施の形態で、図１（Ｂ）を参照して説明した工程と同様の工程が行われるのが好ましい。従って、この実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
さらに、この実施の形態では、反応室１０においてエッチング処理終了後、該エッチング処理の後工程として、上述したような手順によって洗浄ガスを通気させ、各開口部２４に吸着もしくは蓄積された堆積物の除去を行う。その結果、この実施の形態では、エッチング処理の後工程として、各開口部２４において堆積物の除去を行うことによって、該開口部２４への堆積物の付着を効果的に防止することができる。
【００８４】
尚、上述したこの実施の形態によれば、図５（Ｂ）に示す工程において、第５バルブ１３０及び第６バルブ１３２が閉じた状態で、第７バルブ３３０を開き、クリーニングガスライン３２４から各開口部２４へ洗浄ガスを通気することも可能である。この場合、既に説明したように洗浄ガスは反応性の高いガスを用いるため、ロードロック室から搬送されてきた基板２６のエッチング処理を行う前に、洗浄ガスが残留しないよう、十分に、反応室１０内の排気を行う必要がある。
【００８５】
また、図４（Ａ）及び（Ｂ）及び図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したこの実施の形態では、冷却ガスライン３２０とクリーニングガスライン３２４とを兼用させ、一本のガス供給ライン３２６として構成することも可能である。この場合、ガス供給ライン３２６の構成は、例えば、図１（Ａ）に示す第１の実施の形態の冷却ガスライン１２０と同様の構成を有する。従って、この構成によれば、冷却ガスもしくは洗浄ガスのうち、いずれか一方を、開口部２４への堆積物の吸着もしくは蓄積を防止するガスとして、用いることができる。また、この場合、冷却ガス等が通気されるラインの数が減少するため、装置の簡略化を図ることができる。
【００８６】
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態として、この発明のエッチング装置について説明する。この実施の形態のエッチング装置は、既に第１〜第３の実施の形態において説明した電極部劣化防止機構を有する。そして、このエッチング装置では、反応室１０において、図７及び図８を参照して説明した一連のエッチング処理終了後、エッチング非処理時に、第１〜第３の実施の形態において説明した一連の工程が行われる。
【００８７】
既に説明したように、第１〜第３の実施の形態の電極部劣化防止機構は、電極部１２が有する複数の開口部２４への堆積物の付着を防止する。よって、この実施の形態のエッチング装置では、電極部１２が有する複数の開口部２４のサイズや、個数及び配置の状態の変化は抑制され、従って、反応室１２で行われるエッチング時の基板２６の冷却効率の低下、及びエッチングの特性の変化による電極部１２の劣化を防止することができる。
【００８８】
［変形例］
次に、図６を参照して、この発明の変形例について説明する。図６（Ａ）は上述した各実施の形態における電極部１２について、開口部２４に注目し、該開口部２４の形状を示した横断面図である。
【００８９】
図６（Ｂ）は、この変形例における開口部６２４に注目し、該開口部６２４の形状を示した横断面図である。
【００９０】
図６（Ａ）に示すように、図１〜図５を参照して説明した各実施の形態の複数の開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅは、電極部１２の基板搭載部（基板支持部ともいう）１２ａに、互いに平行に、かつガス供給ライン（１２０、２２０、及び３２６）と連通して設けられている。各開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅは、ガス供給ライン側から電極部１２の上面、すなわち電極部１２の基板２６と対向する面に向かって、鉛直方向に一定の幅ｘで形成されている。しかし、開口部２４の形状は前述した形状に限定されず、図６（Ｂ）に示すような構成とすることも可能である。
【００９１】
図６（Ｂ）に示す開口部６２４が有する複数の開口部６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅのうち、ひとつの開口部６２４ｂについて、その構成を説明する。尚、以下に説明するこの開口部６２４ｂの構成は、図６（Ｂ）に示す他の複数の開口部６２４ａ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅについて同様である。
【００９２】
開口部６２４ｂは、前述した開口部２４の場合と同様に、ガス供給ライン（１２０、２２０、または３２６）側から、電極部１２の基板搭載部１２ａの上面に向かって、鉛直方向に設けられている。但し、開口部の幅は、基板搭載部１２ａの入口と出口の双方またはいずれか一方の部分で、拡張されている。従って、この開口部の中間部の幅は、ｘであり、また、入口及び出口での最大拡張幅はｘ’（このときｘ’＞ｘ）である。開口部の入口及び出口の形状は、中間部と出入口間とが連続的に変化するような、例えばテーパー状な湾曲形状を有している。
【００９３】
ここで、例えば、図６（Ａ）の複数の開口部のうち、開口部２４ｂに注目した場合、エッチング非処理時、この開口部２４ｂにおいて、堆積物は、電極部１２の上面から下面に向かって徐々に付着する。従って、開口部２４ｂと開口部６２４ｂとを比較した場合、上述したような堆積物の付着による形状の変化に対する影響は、図６（Ｂ）に示す開口部６２４ｂのほうが少なくなる。尚、上述した形状の変化とは、堆積物の付着による開口部２４ｂ及び開口部６２４ｂの幅の縮小を意味する。
【００９４】
既に説明したように、堆積物の付着による開口部のサイズ、個数及び配置等の状態の変化は、エッチング特性や基板２６の冷却効率に大きな影響を与える。よって、図６（Ｂ）に示すこの変形例によれば、開口部６２４ｂにおいて、上述したように形状の変化が緩和されるため、エッチング時のエッチング特性や基板２６の冷却効率に対する影響を抑制することができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電極部劣化防止機構及び方法によれば、エッチング非処理時における、複数の開口部への堆積物の付着を防止することができる。よって、この発明の電極部劣化防止機構を有するエッチング装置では、電極部が有する複数の開口部のサイズや、個数及び配置の状態の変化は抑制され、従って、反応室で行われるエッチング時の基板の冷却効率の低下、及びエッチングの特性の変化による電極部の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、第１の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２に続く第２の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、第３の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、図４に続く第３の実施の形態の工程フローを説明するための図である。
【図６】（Ａ）は、開口部２４の形状を説明するための図であって、（Ｂ）は、この発明の変形例における開口部６２４の形状を説明するための図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術における工程フローを説明するための図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、図７に続く従来技術における工程フローを説明するための図である。
【符号の説明】
１０：反応室
１２：電極部
１４：放電部
１６：ＲＦ電源
１８：排気ライン
２０、３２０：冷却ガスライン
２１、２１ａ、２１ｂ：マスターバルブ
２２、１２２、２２２、３２２：ガスライン
２３：分岐ライン
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、６２４、６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅ：開口部
２６：基板
２８：クランプリング
３０：第３バルブ
３２：第４バルブ
３４：プラズマ
３６：ＭＦＣ
３８：圧力計
４２：排気バルブ
１２０：ガス供給ライン（冷却ガスライン）
１３０：第５バルブ
１３２：第６バルブ
２１６：第１冷却ガスライン
２１８：第２冷却ガスライン
２２０、３２６：ガス供給ライン
２３０：第１バルブ
２３２：第２バルブ
３２４：クリーニングガスライン
３３０：第７バルブ
３３２：第８バルブ
３４２：洗浄ガス供給源
Claims (13)
- エッチング装置の反応室に設けられる電極部であって、
エッチング処理される基板を支持するとともに、開口部を複数有する電極部と、
前記エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、前記開口部に対する堆積物の付着を防止するため、前記開口部のそれぞれに通気されるガスを供給するために、前記開口部のそれぞれに連通されており、前記エッチング処理時には、前記ガスの一部分を、前記基板を冷却するための冷却ガスの一部分として供給する第１冷却ガスライン、及び該第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインを具えており、該第２冷却ガスラインには、第１バルブ及び第２バルブを、それぞれ、これら第１及び第２バルブの間に、前記ガスの残りの一部分を前記冷却ガスの他の一部分として予め充填できるように設けてあるガス供給ライン、該ガス供給ラインと連通され、前記反応室内の排気ガスもしくは前記ガスを排気するための排気ラインを含むガスラインとを具える
ことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止機構。 - エッチング装置の反応室に設けられる電極部であって、
エッチング処理される基板を支持するとともに、開口幅が前記電極部の前記基板と対向する面に向かって連続的に広くなるテーパー形状を有する開口部を複数有する電極部と、
前記エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、前記開口部に対する堆積物の付着を防止するため、前記開口部のそれぞれに通気されるガスを供給するために、前記開口部のそれぞれに連通されており、前記エッチング処理時には、前記ガスの一部分を、前記基板を冷却するための冷却ガスの一部分として供給する第１冷却ガスライン、及び該第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインを具えており、該第２冷却ガスラインには、第１バルブ及び第２バルブを、それぞれ、これら第１及び第２バルブの間に、前記ガスの残りの一部分を前記冷却ガスの他の一部分として予め充填できるように設けてあるガス供給ライン、該ガス供給ラインと連通され、前記反応室内の排気ガスもしくは前記ガスを排気するための排気ラインを含むガスラインとを具える
ことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止機構。 - 請求項１又は２に記載のエッチング装置の電極部劣化防止機構において、
エッチング処理時には、前記ガスを、前記基板を冷却するための前記冷却ガスとする
ことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止機構。 - 請求項３に記載のエッチング装置の電極部劣化防止機構において、
前記ガス供給ラインは、前記冷却ガスの流量を１．６９×１０-1〜８．４５×１０-1（Ｐａ・ｍ3／ｓ）に制御するマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣと称す）を具えることを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止機構。 - 請求項３に記載のエッチング装置の電極部劣化防止機構において、
前記ガス供給ラインは、
前記冷却ガスを供給する冷却ガスラインと、
該冷却ガスラインと連通され、前記開口部のそれぞれに洗浄ガスを供給するクリーニングガスラインとを含む
ことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止機構。 - 請求項１〜５のいずれか一項に記載の電極部劣化防止機構を有するとともに、
前記反応室に前記電極部と対向して設けられ、該電極部との間に、前記エッチング処理を行うため、プラズマを発生させる放電部を具える
ことを特徴とするエッチング装置。 - エッチング装置の反応室に設けられ、エッチング処理される基板を支持し、及び複数の開口部が設けられている電極部の劣化を防止するに当たり、
前記エッチング処理の前工程及び後工程の双方またはいずれか一方において、前記電極部が有する複数の開口部のそれぞれに連通されたガス供給ラインからガスの供給を行い、該ガス供給ラインと連通された排気ラインによって、前記反応室内の排気ガスもしくは前記ガスを排気することによって、前記開口部に対する堆積物の付着を防止するエッチング装置の電極部劣化防止方法であって、
前記ガス供給ラインは、第１冷却ガスラインと、該第１冷却ガスラインに連通された第２冷却ガスラインとを具えており、
前記第２冷却ガスラインは、第１バルブと第２バルブとを具えており、
前記エッチング処理時には、前記ガスの一部分を、前記基板を冷却するための冷却ガスの一部分として前記第１冷却ガスラインから供給し、及び
前記第１バルブと前記第２バルブとの間に前記ガスの残りの一部分を前記冷却ガスの他の一部分として予め充填する
ことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止方法。 - 請求項７に記載のエッチング装置の電極部劣化防止方法において、
前記エッチング処理時には、前記ガスを、前記基板を冷却するための前記冷却ガスとし、及び該冷却ガスを前記ガス供給ラインに供給することを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止方法。 - 請求項８に記載のエッチング装置の電極部劣化防止方法において、
前記ガス供給ラインにマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣと称す）を設け、該ＭＦＣによって前記冷却ガスの流量を１．６９×１０-1〜８．４５×１０-1（Ｐａ・ｍ3／ｓ）に制御することを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止方法。 - 請求項７に記載のエッチング装置の電極部劣化防止方法において、
前記ガスの供給は、所定の回数繰り返して行うことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止方法。 - 請求項７に記載のエッチング装置の電極部劣化防止方法において、
前記ガスの一部分の供給及び前記ガスの残りの一部分の供給を、それぞれ、所定の回数繰り返して行うことを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止方法。 - 請求項８に記載のエッチング装置の電極部劣化防止方法において、
前記ガス供給ラインを、前記冷却ガスを供給する冷却ガスライン、及び該冷却ガスラインに接続されたクリーニングガスラインで構成し、
前記エッチング処理の前工程及び後工程の双方又はいずれか一方において、前記開口部のそれぞれに、前記クリーニングガスラインから洗浄ガスを供給することを特徴とするエッチング装置の電極部劣化防止方法。 - 前記反応室に前記電極部と対向して放電部を設け、
該放電部と該電極部との間に発生されるプラズマを用いて、前記基板を前記エッチング処理した後、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の電極部劣化防止方法を行うことを特徴とするエッチング方法。
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