JP4409459B2 - プラズマ処理装置およびその部品と部品の寿命検出方法 - Google Patents

Description

本発明は，プラズマ処理装置に関し，更にプラズマ処理装置の処理容器内に配置される部品と，その寿命検出方法に関する。

半導体装置や液晶表示装置等の電子デバイスの製造プロセスなどにおいては，例えば基板上に所定の回路パターンを形成するために，基板上の膜を所定の形状に蝕刻するエッチング処理が行われている。そして，このエッチング処理には，プラズマ処理装置が広く用いられている。プラズマ処理装置は，例えば処理室内に，基板を載置する下部電極と，当該下部電極上の基板に対して所定のガスを噴出する上部電極となるシャワーヘッドを有している。エッチング処理は，例えばシャワーヘッドから処理室内に所定の混合ガスを噴出した状態で，上下の両電極間に高周波を印加し，処理室内にプラズマを生成することによって，基板上の膜をエッチングしている。

ここで，上述したように処理室内にプラズマを生成して，処理室内の基板をエッチング処理する場合，エッチング速度，エッチング選択比などといったエッチング特性が，基板の中央部と外周部においてばらつくという問題があった。この一因として，処理室内に生成されるプラズマ密度が中央部付近と外周部付近との間で不均一になることが考えられる。そこで，下部電極に載置される基板の周囲にいわゆるフォーカスリングを配置し，プラズマの生成範囲を基板の周囲にまで広げることで，基板上のプラズマ密度を平均化させてエッチング処理を均一化させることが提案されている（例えば，特許文献１，２参照）。

特開平９−４５６２４号公報 特開２００２−１８４７６４号公報

ところで，プラズマ処理装置の処理容器内に配置されるフォーカスリングやその他の部品には，部品管理のために製造番号などの識別標識が付されているものがある。そして，この識別標識によって管理することにより，部品の交換時期を判定したり，あるいは，欠陥等の生じた部品について製造過程などの追跡調査を可能にさせている。従来，プラズマ処理装置の部品について識別標識を付す場合，いわゆるレーザマーキング法が利用され，部品の表面に連続した溝を刻印することにより，数字や文字などの識別標識を形成している。

しかしながら，プラズマ処理装置の処理容器内に配置された部品は処理時に高温に晒されるため，このように識別標識を付した部品については，プラズマ処理の度に加わる熱応力により，識別標識を起点とする割れを生ずることがあった。特にフォーカスリングなどのようにＳｉからなる部品や，石英，アルミナセラミックス，イットリアセラミックス，ＳｉＣなどといったいわゆる脆性材料からなる部品について，識別標識を起点とする割れが発生しやすかった。

本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，プラズマ処理装置において，識別標識を起点とする割れが発生しにくい部品を提供し，あわせて，この識別標識を利用して部品の寿命を検出できる方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため，本発明によれば，基板を収納した処理容器内にてプラズマを生成して，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，前記処理容器内に配置される部品であって，前記部品の表面には，平面視で略円形状を有し，縦断面形状が略Ｕ字形状のドット穴を複数並べることにより示された記号を１または２以上組合わせてなる識別標識が付され，前記ドット穴の直径Ｄが，０．１ｍｍ以下でありプラズマ処理時のシース厚よりも狭く，前記ドット穴の中心軸同士の最短距離Ｌが前記直径Ｄの３倍以上であることを特徴とする，プラズマ処理装置の部品が提供される。

この部品において，前記記号を示すにあたり，複数のドット穴を線状に並べて配置されたドット列と，複数のドット穴を線状に並べて配置された他のドット列とが接する場合，当該接する位置において，それらドット列同士のなす角が，２５°未満とならないようにしても良い。

また，前記部品の処理容器内に露出する表面に，２以上の記号を組合わせた識別標識が付されており，前記２以上の記号において，各記号ごとに，ドット穴の深さが異なっていてもよい。また，前記部品の処理容器内に露出しない表面に，前記識別標識が付されていても良い。

なお，前記部品は，Ｓｉ，石英，アルミナセラミックス，イットリアセラミックス，ＳｉＣのいずれかからなるものであっても良い。

また，前記ドット穴は例えばレーザ加工で形成することができる。また，前記ドット穴は，例えばウェットエッチングで形成することができる。

また本発明によれば，基板を収納した処理容器内にてプラズマを発生させ，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，前記処理容器内に，上記部品を配置したことを特徴とする，プラズマ処理装置が提供される。

また本発明によれば，基板を収納した処理容器内にてプラズマを発生させ，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，前記処理容器内に配置される部品の寿命を検出する方法であって，前記部品の，前記処理容器内に露出する表面に，平面視で略円形状を有し，縦断面形状が略Ｕ字形状のドット穴を複数並べることにより示された記号を１または２以上組合わせてなる識別標識を付しておき，前記ドット穴の直径Ｄが，０．１ｍｍ以下でありプラズマ処理時のシース厚よりも狭く，前記ドット穴の中心軸同士の最短距離Ｌが前記直径Ｄの３倍以上であり，前記識別標識の状態により，前記部品の寿命を検出することを特徴とする，プラズマ処理装置における部品の寿命検出方法が提供される。

この場合，前記部品に，各記号ごとにドット穴の深さが異なる２以上の記号を組合わせた識別標識を付しておき，深さが浅い記号から段階的に消滅することにより，前記部品の寿命を検出するようにしても良い。

本発明によれば，プラズマ処理装置の処理容器内に配置される部品について，識別標識を起点とする割れの発生を抑制できるようになる。また本発明によれば，部品の表面に付された識別標識を利用して当該部品の寿命を検出できるようになる。

以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の概略的な構成を説明するための縦断面図である。このプラズマ処理装置１は，Ｓｉウェハなどの基板Ｗに対して，例えばプラズマエッチング処理を行うものとして構成されている。

プラズマ処理装置１は，いわゆる平行平板型電極構造の容量結合型に構成されている。このプラズマ処理装置１は，内部に処理室Ｓを形成する例えば略円筒形状の処理容器１０を有している。処理容器１０は，例えばアルミニウム合金により形成され，内壁面がアルミナ膜又はイットリウム酸化膜により被覆されている。また，処理容器１０は，接地されている。

処理容器１０内の中央の底部には，絶縁板１１を介在して円柱状のサセプタ支持台１２が設けられている。サセプタ支持台１２上には，基板Ｗを載置する載置部としてのサセプタ１３が支持されている。サセプタ１３は，平行平板型電極構造の下部電極を構成している。サセプタ１３は，例えばアルミニウム合金により形成されている。

サセプタ１３の上部には，基板Ｗを保持する静電チャック１４が設けられている。静電チャック１４は，内部に電極１５を有している。電極１５には，直流電源１６が電気的に接続されている。直流電源１６から電極１５に直流電圧を印加することによって，クーロン力を発生させ，サセプタ１３の上面に基板Ｗを吸着できる。

静電チャック１４の周囲のサセプタ１３の上面には，フォーカスリング１７が，サセプタ１３の上面に吸着された基板Ｗの周りを囲むように配置されている。フォーカスリング１７は，基板Ｗと同じＳｉからなる。サセプタ１３及びサセプタ支持台１２の外周面には，例えば石英からなる円筒状のインシュレータ部材１８が貼り付けられている。フォーカスリング１７は，これらサセプタ１３及びインシュレータ部材１８の上に載せられており，フォーカスリング１７の上面が処理容器１０内に露出し，フォーカスリング１７の下面が処理容器１０内に露出しない状態となっている。また，フォーカスリング１７の上面の高さが，サセプタ１３の上面に吸着された基板Ｗの上面の高さと同じになるように設定されている。

図２，３は，このプラズマ処理装置１において用いられるフォーカスリング１７の上面図と下面図である。これら図２，３に示されるように，フォーカスリング１７の上面に所定の識別標識２０が付されており，同様に，フォーカスリング１７の下面に別の所定の識別標識２１が付されている。この実施の形態では，フォーカスリング１７の上面に付された識別標識２０は，３つの記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃを組合わせた構成であり，同様に，フォーカスリング１７の下面に付された識別標識２１も，３つの記号２１ａ，２１ｂ，２１ｃを組合わせた構成である。

図４は，フォーカスリング１７の上面に付された識別標識２０の拡大図であり，図５は，フォーカスリング１７の下面に付された識別標識２１の拡大図である。図４に示すように，フォーカスリング１７の上面に付された識別標識２０は，数字の「１」を表す記号２０ａと，数字の「２」を表す記号２０ｂと，数字の「３」を表す記号２０ｃを並べることにより，全体として３桁の数字の「１２３」を示している。また図５に示すように，フォーカスリング１７の下面に付された識別標識２１は，数字の「４」を表す記号２１ａと，数字の「５」を表す記号２１ｂと，数字の「６」を表す記号２１ｃを並べることにより，全体として３桁の数字の「４５６」を示している。

各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃは，いずれもフォーカスリング１７の表面（上面もしくは下面）に形成されたドット穴２２を複数並べた構成である。図６は，ドット穴２２を上もしくは下から見た状態を示す拡大平面図である。この図６に示されるように，各ドット穴２２は，平面視で略円形状を有している。図７は，ドット穴２２の箇所においてフォーカスリング１７の表面（上面もしくは下面）を切断して示した拡大縦断面図である。この図７に示されるように，各ドット穴２２は，縦断面において底部が半球状に形成され，フォーカスリング１７の表面近傍の入口部分が円柱状に形成れている。これにより，各ドット穴２２の縦断形状は略Ｕ字形状になっている。

また，これら各ドット穴２２の直径Ｄは，プラズマ処理装置１におけるプラズマ処理時に処理容器１０内に発生するプラズマのシース厚よりも狭く形成されている。プラズマのシース厚は，プラズマの発生条件や処理ガス等の種々の要因によって変動するが，具体的には，各ドット穴２２の直径Ｄは，例えば０．１ｍｍ以下であり，好ましくは，各ドット穴２２の直径Ｄは，０．０５ｍｍ以下である。

また，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃを表すために線状に並べられた複数のドット穴２２同士は，互いに所定の距離を隔てて配置されている。隣接するドット穴２２同士においては，ドット穴２２の中心軸同士の最短距離Ｌは，例えばドット穴２２の直径Ｄの３倍以上（即ち，Ｌ≧３Ｄ）に設定されている。具体的には，この最短距離Ｌは，例えば０．１５ｍｍ以上である。

また，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃを示すにあたり，複数のドット穴２２を線状に並べて配置されたドット列と，複数のドット穴を線状に並べて配置された他のドット列とが接する場合は，それらドット列同士が接する位置において，ドット列同士のなす角が，２５°未満とならないように設定される。即ち，例えば図５に示した識別標識２１において数字の「４」を表している記号２１ａに基いて説明すると，この記号２１ａは，複数のドット穴２２をＬ字型に線状に並べて配置された第１のドット列２２ａと，複数のドット穴２２を縦軸方向に直線状に並べて配置された第２のドット列２２ｂとで構成されている。そして，Ｌ字型に並べられた第１のドット列２２ａの一端部を，縦一列に並べられた第２のドット列２２ｂのほぼ中央に接続した構成である。この記号２１ａを例にすれば，第１のドット列２２ａと第２のドット列２２ｂとが接する位置２２ｃ（即ち，Ｌ字型に並べられた第１のドット列２２ａの一端部の位置２２ｃ＝縦一列に並べられた第２のドット列２２ｂのほぼ中央の位置２２ｃ）において，第１のドット列２２ａと第２のドット列２２ｂとのなす角θａ，θｂは，いずれも２５°未満とならないように設定される。この記号２１ａの例では，位置２２ｃにおける第１のドット列２２ａと第２のドット列２２ｂとのなす角θａ，θｂは，いずれもほぼ９０°になっている。なお，数字の「４」を表す記号２１ａについて説明したが，他の記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ｂ，２１ｃにおいても，ドット列同士が接する箇所においては，それらドット列同士のなす角は，いずれの場合も２５°未満とならないように設定されている。

また，各ドット穴２２の深さｄについては，数段階に深さが異なるものが用意されている。即ち，この実施の形態では，図８（ａ）に示すように，比較的浅い深さｄ１のドット穴２２と，図８（ｂ）に示すように，中程度の深さｄ２のドット穴２２と，図８（ｃ）に示すように，比較的深い深さｄ３のドット穴２２がある。そして，フォーカスリング１７の上面に付された識別標識２０については，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃごとに，ドット穴２２の深さが異なるように設定されている。

この実施の形態では，図４に示した識別標識２０において，数字の「１」を表す記号２０ａは，比較的浅い深さｄ１のドット穴２２を用いて示されている。また，数字の「２」を表す記号２０ｂは，中程度の深さｄ２のドット穴２２を用いて示されている，また，数字の「３」を表す記号２０ｃは，比較的深い深さｄ３のドット穴２２を用いて示されている。

一方，フォーカスリング１７の下面に付された識別標識２１については，各記号２１ａ，２１ｂ，２１ｃは，いずれも等しい深さのドット穴２２を用いて示されている。この場合，各記号２１ａ，２１ｂ，２１ｃは，例えば比較的浅い深さｄ１のドット穴２２のみによって構成されている。

以上のような各ドット穴２２は，例えば図９に示す如きレーザ加工装置２３によって形成される。このレーザ加工装置２３によれば，レーザ発振器２４から出射したレーザ光を，スキャニング機構２５，レンズ２６等の光学手段を介してフォーカスリング１７の表面に照射することにより，所望の直径Ｄと深さｄをもったドット穴２２を形成することが可能である。このレーザ加工装置２３において，例えばスキャニング機構２５によってレーザ光の照射範囲を調整することにより，ドット穴２２の直径Ｄを任意の大きさとすることができる。また例えば，フォーカスリング１７の表面に照射するレーザ光のショット数を調整することにより，ドット穴２２の深さｄを任意のものとすることができる，例えば，レーザ光のショット数を中程度の深さｄ２のドット穴２２を形成する場合の回数よりも少なくすることにより，比較的浅い深さｄ１のドット穴２２を形成することができる。また逆に，レーザ光のショット数を中程度の深さｄ２のドット穴２２を形成する場合の回数よりも多くすることにより，比較的深い深さｄ３のドット穴２２を形成することができる。

また，各ドット穴２２は，例えば図１０に示すように，フォーカスリング１７の表面にエッチング液滴２７を接触させるウェットエッチングにより，形成することができる。この場合，例えばエッチング処理時間を調節することにより，ドット穴２２の直径Ｄや深さｄを任意の大きさとすることができる。また，マスキングを用いてエッチング処理を行うことにより，ドット穴２２を形成しても良い。なお，エッチング液として例えばフッ酸と硝酸の混合液などが利用できる。

図１に示すように，サセプタ支持台１２の内部には，リング状の冷媒室２８が形成されている。冷媒室２８は，配管２９ａ，２０ｂを通じて，処理容器１０の外部に設置されたチラーユニット（図示せず）に連通している。冷媒室２８には，配管２９ａ，２９ｂを通じて冷媒又は冷却水が循環供給され，この循環供給によりサセプタ１３上の基板Ｗの温度を制御できる。静電チャック１４の上面には，サセプタ１３及びサセプタ支持台１２内を通るガス供給ライン２９ｃが通じており，基板Ｗと静電チャック１４との間にＨｅガスなどの伝熱ガスを供給できる。

サセプタ１３の上方には，サセプタ１３と平行に対向する上部電極３０が設けられている。サセプタ１３と上部電極３０との間には，プラズマ生成空間が形成される。

上部電極３０は，リング状の外側上部電極３１と，その内側の円板形状の内側上部電極３２を備えている。外側上部電極３１と内側上部電極３２との間には，リング状の誘電体３３が介在されている。外側上部電極３１と処理容器１０の内周壁との間には，例えばアルミナからなるリング状の絶縁性遮蔽部材３４が気密に介在されている。

外側上部電極３１には，整合器４０，上部給電棒４１，コネクタ４２及び給電筒４３を介して第１の高周波電源４４が電気的に接続されている。第１の高周波電源４４は，４０ＭＨｚ以上，例えば６０ＭＨｚの周波数の高周波電圧を出力できる。

給電筒４３は，例えば下面が開口した略円筒状に形成され，下端部が外側上部電極３１に接続されている。給電筒４３の上面の中央部には，コネクタ４２によって上部給電棒４１の下端部が電気的に接続されている。上部給電棒４１の上端部は，整合器４０の出力側に接続されている。整合器４０は，第１の高周波電源４４に接続されており，第１の高周波電源４４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスを整合させることができる。給電筒４３の外方は，処理容器１０と同じ径の側壁を有する円筒状の接地導体１０ａにより覆われている。接地導体１０ａの下端部は，処理容器１０の側壁の上部に接続されている。接地導体１０ａの上面の中央部には，上述の上部給電棒４１が貫通しており，接地導体１０ａと上部給電棒４１の接触部には，絶縁部材４５が介在されている。

内側上部電極３２は，サセプタ１３に載置された基板Ｗ上に所定の混合ガスを噴出するシャワーヘッドを構成している。内側上部電極３２は，多数のガス噴出孔５０ａを有する円形状の電極板５０と，電極板５０の上面側を着脱自在に支持する電極支持体５２を備えている。電極支持体５２は，電極板５０と同じ径の円盤形状に形成され，内部に円形状のバッファ室５３が形成されている。

バッファ室５３内には，例えば図１１に示すようにＯリングからなる環状隔壁部材５４が設けられ，バッファ室５３を中心部側の第１のバッファ室５３ａと外周部側の第２のバッファ室５３ｂに分割している。第１のバッファ室５３ａは，サセプタ１３上の基板Ｗの中央部に対向し，第２のバッファ室５３ｂは，サセプタ１３上の基板Ｗの外周部に対向している。各バッファ室５３ａ，５３ｂの下面には，ガス噴出孔５０ａが連通しており，第１のバッファ室５３ａからは，基板Ｗの中央部に，第２のバッファ室５３ｂからは，基板Ｗの外周部に向けて所定の混合ガスを噴出できる。なお，各バッファ室５３に所定の混合ガスを供給するガスの供給系については後述する。

図１に示すように，電極支持体５２の上面には，上部給電棒４１に接続された下部給電筒６０が電気的に接続されている。下部給電筒６０には，可変コンデンサ６１が設けられている。可変コンデンサ６１は，第１の高周波電源４４による高周波電圧により外側上部電極３１の直下に形成される電界強度と，内側上部電極３２の直下に形成される電界強度との相対的な比率を調整できる。

処理容器１０の底部には，排気口７０が形成されている。排気口７０は，排気管７１を通じて，真空ポンプなどを備えた排気装置７２に接続されている。排気装置７２により，処理容器１０内の所望の真空度に減圧できる。

サセプタ１３には，整合器８０を介して第２の高周波電源８１が電気的に接続されている。第２の高周波電源８１は，例えば２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲，例えば２０ＭＨｚの周波数の高周波電圧を出力できる。

内側上部電極３２には，第１の高周波電源４４からの高周波を遮断し，第２の高周波電源８１からの高周波をグランドに通すためのローパスフィルタ８２が電気的に接続されている。サセプタ１３には，第１の高周波電源４４からの高周波をグランドに通すためのハイパスフィルタ８３が電気的に接続されている。

プラズマ処理装置１には，直流電源１６，第１の高周波電源４４及び第２の高周波電源８１などのエッチング処理を実行するための各種諸元の動作を制御する装置制御部９０が設けられている。

次に，内側上部電極３２に対する混合ガスの供給系について説明する。図１２に示すように内側上部電極３２は，処理容器１０の外側に設定された２つのガスボックス１００，１０１に接続されている。内側上部電極３２の中央部側の第１のバッファ室５３ａは，第１のガス供給管１０２によって，第１のガスボックス１００に接続されている。第１のガスボックス１００には，３つのガス供給源１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃが収容されている。第１のガス供給管１０２は，第１のバッファ室５３ａから第１のガスボックス１００に向かって延伸し，途中で分岐して第１のガスボックス１００の各ガス供給源１０３ａ〜１０３ｃに連通している。第１のガス供給管１０２の各分岐管には，それぞれマスフローコントローラ１０４が設けられている。このマスフローコントローラ１０４により，各ガス供給源１０３ａ〜１０３ｃのガスを所定の混合比で混合して第１のバッファ室５３ａに供給できる。第１のガス供給管１０２には，流量調節弁１０５が設けられており，第１のバッファ室５３ａには，所定の流量の混合ガスを供給できる。

本実施の形態においては，例えばガス供給源１０３ａには，例えばフロロカーボン系のフッ素化合物，例えばＣＦ_４，Ｃ_４Ｆ_６，Ｃ_４Ｆ_８，Ｃ_５Ｆ_８などのＣ_ＸＦ_Ｙガスが封入され，ガス供給源１０３ｂには，例えばＣＦ系の反応生成物のデポをコントロールするガスとしての例えばＯ_２ガスが封入されている。ガス供給源１０３ｃには，例えばキャリアガスとしての希ガス，例えばＡｒガスが封入されている。

同様に内側上部電極３２の外周部側の第２のバッファ室５３ｂは，第２のガス供給管１１０によって，第２のガスボックス１０１に接続されている。第２のガスボックス１０１には，例えば３つのガス供給源１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが収容されている。第２のガス供給管１０２は，第２のバッファ室５３ｂから第２のガスボックス１０１に向かって延伸し，途中で分岐して第２のガスボックス１０１の各ガス供給源１１１ａ〜１１１ｃに連通している。第２のガス供給管１１０の各分岐管には，それぞれマスフローコントローラ１１２が設けられている。このマスフローコントローラ１１２により，各ガス供給源１１１ａ〜１１１ｃのガスを所定の混合比で混合して第２のバッファ室５３ｂに供給できる。第２のガス供給管１１０には，流量調節弁１１３が設けられており，第２のバッファ室５３ｂには，所定の流量の混合ガスを供給できる。

本実施の形態においては，例えば第１のガスボックス１００のガス供給源１０３ａ〜１０３ｃと同様に，ガス供給源１１１ａには，例えばメインエッチングガスとしてのＣ_ＸＦ_Ｙガスが封入され，ガス供給源１１１ｂには，例えばＣＦ系の反応生成物のデポの除去ガスとしてのＯ_２ガスが封入されている。ガス供給源１１１ｃには，例えば希釈ガスとしてのＡｒガスが封入されている。

第１のガス供給管１０２側のマスフローコントローラ１０４，流量調節弁１０５と，第２のガス供給管１１０側のマスフローコントローラ１１２，流量調節弁１１３の動作は，例えばプラズマ処理装置１の装置制御部９０により制御されている。装置制御部９０には，第１のバッファ室５３ａに供給される混合ガスの混合比及び流量と，第２のバッファ室５３ｂに供給される混合ガスの混合比及び流量が設定されており，装置制御部９０は，当該混合ガスの各種設定に従って各マスフローコントローラ１０４，１１２や流量調節弁１０５，１１３の動作を制御できる。

このプラズマ処理装置１には，第１のバッファ室５３ａ，第２のバッファ室５３ｂに供給される各混合ガスの設定を行うためのガス設定装置１２０が設けられている。ガス設定装置１２０は，例えば汎用コンピュータにより構成されている。ガス設定装置１２０は，例えば装置制御部９０に対して通信可能であり，装置制御部９０に対して設定情報を出力し，装置制御部９０の混合ガスに関する各種設定を行うことができる。

以上のように構成されたプラズマ処理装置１におけるエッチング処理では，先ずサセプタ１３上に基板Ｗが載置される。次に排気管９０からの排気により，処理室Ｓが所定の圧力に調整される。そして，内側上部電極３２からは，例えばＣ_ＸＦ_Ｙガス，Ｏ_２ガス及びＡｒガスからなるエッチングガスとしての混合ガスが処理室Ｓ内に供給される。このとき，基板Ｗの中心部側に対しては，第１のバッファ室５３ａから混合ガスが供給され，基板Ｗの外周部側に対しては，第２のバッファ室５３ｂから混合ガスが供給される。また，高周波電源８１により，サセプタ１３に高周波が印加され，処理室Ｓ内のガスがプラズマ化される。このプラズマの作用により，基板Ｗ上の膜が所定の形状にエッチングされる。

ここで，以上のように処理室Ｓにて基板Ｗをプラズマエッチング処理するに際しては，サセプタ１３に載置された基板Ｗの周囲にフォーカスリング１７が配置されているため，プラズマの生成範囲を基板Ｗの周囲にまで広げることができ，基板Ｗ上のプラズマ密度を平均化させてエッチング処理を均一化させることができる。そして，エッチング処理の終了後，こうして均一なエッチング処理が施された基板Ｗを，処理容器１０内から搬出する。

ところで，このようなプラズマエッチング処理時には，処理容器１０内に露出しているフォーカスリング１７は高温に晒され，処理のたびにフォーカスリング１７は膨張・収縮を繰り返す。そして，膨張・収縮を繰り返すごとにフォーカスリング１７に熱応力が加わることとなる。

しかしながら，この実施の形態で説明したフォーカスリング１７によれば，前述のようにフォーカスリング１７の表面（上面と下面）に付された識別標識２０，２１が微細な円形状のドット穴２２からなる記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃで構成されているため，識別標識を起点とする割れが発生しにくい。そのため，フォーカスリング１７を従来よりも長期間使用できるようになる。この場合，例えばＳｉからなるフォーカスリング１７についていえば，各ドット穴２２の直径Ｄが０．１ｍｍ以下で，ドット穴２２の中心軸同士の最短距離Ｌが直径Ｄの３倍以上であれば，識別標識を起点とする割れを効果的に防止できる。また，図５に示した記号２１ａ（数字の「４」）に基いて説明したように，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃを示すにあたり，複数のドット穴２２を線状に並べて配置されたドット列同士が接する場合，それらドット列同士のなす角がいずれも２５°未満とならないように設定しておけば，特定の箇所に複数のドット穴２２が集中することがないので，識別標識２０，２１を起点とする割れをより効果的に防止できる。なお，ドット穴２２の直径Ｄを，プラズマ処理時のシース厚よりも狭い大きさとしておけば，プラズマ処理時にドット穴２２の内部にプラズマが入り込むことがなく，プラズマ処理によってドット穴２２が掘られるといった問題もほとんど回避できる。

また一方，このようなプラズマエッチング処理を繰り返し行うと，処理容器１０内に露出しているフォーカスリング１７の上面は，プラズマのイオンから受けるアタックによってスパッタリングされ，フォーカスリング１７が次第に薄くなっていく。しかるに，この実施の形態で説明したフォーカスリング１７によれば，前述のようにフォーカスリング１７の上面に付された識別標識２０については，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃごとに，ドット穴２２の深さが異なるように設定されているので，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃが，フォーカスリング１７の減り具合を示すインジケータとして作用し，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃを用いてフォーカスリング１７の寿命を知ることができる。

即ち，識別標識２０を構成している各記号２０ａの深さｄ１，ｄ２，ｄ３が異なっているので，処理容器１０内に露出しているフォーカスリング１７の上面がプラズマのイオンアタックで次第に減っていくと，先ず最初に，比較的浅い深さｄ１のドット穴２２を用いて示された記号２０ａ（数字の「１」）が消滅するので，それにより，フォーカスリング１７の上面がほぼ深さｄ１の分まで減ったことを検知できる。また，フォーカスリング１７の上面がプラズマのイオンアタックで更に減り，次に中程度の深さｄ２のドット穴２２を用いて示された記号２０ｂ（数字の「２」）が消滅した場合は，それにより，フォーカスリング１７の上面がほぼ深さｄ２の分まで減ったことを検知できる。更にまた，フォーカスリング１７の上面がプラズマのイオンアタックでより更に減り，次に比較的深い深さｄ３のドット穴２２を用いて示された記号２０ｃ（数字の「３」）が消滅した場合は，それにより，フォーカスリング１７の上面がほぼ深さｄ３の分まで減ったことを検知できる。このように，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃをインジケータとすることにより，フォーカスリング１７の寿命を段階的に知ることができるようになる。なお，ドット穴２２の直径Ｄを，プラズマ処理時のシース厚よりも狭い大きさとしておけば，プラズマ処理時にドット穴２２の内部にプラズマが入り込むことがない。このため，プラズマ処理によってドット穴２２が掘られる問題が少ないので，各ドット穴２２が正確なインジケータとしての役割を果すこととなる。

なお，容器１０内に直接露出していないフォーカスリング１７の下面は，プラズマのイオンアタックを受けることが実質的にないので，フォーカスリング１７の上面のように減ったことを検知する必要はない。フォーカスリング１７の下面に付した識別標識２１は，目視可能な必要最小限の大きさのドット穴２２で示せば足りるので，比較的浅い深さｄ１のドット穴２２のみによって構成されていても構わない。このように容器１０内に直接露出しないフォーカスリング１７の下面に付される識別標識２１は，例えば部品管理のために利用される製造番号などに最適である。

以上，本発明の実施の形態の一例について説明したが，本発明はこの例に限らず種々の形態を採りうるものである。例えば，フォーカスリング１７の上面に付された識別標識２０について，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃごとに，ドット穴２２の深さが異らしめた例を説明したが，各記号２０ａ，２０ｂ，２０ｃのドット穴２２の深さは等しくても良い。そのような場合でも，識別標識２０の減り具合などの状態によって，フォーカスリング１７の寿命を検出することが可能である。

また，この実施の形態では，フォーカスリング１７の上面と下面に付した識別標識２０，２１を，いずれも３桁の数字で示したが，識別標識は，１つの記号のみで示しても良いし，あるいは３つ以外の複数の記号を組合わせて示しても良い。また，識別標識は，数字に限らず，文字，その他の任意の模様など，多種多様の記号を用いて示すことができる。

なお，フォーカスリング１７などの表面に識別標識２０，２１を付するにあたり，図９で説明したレーザ加工や，図１０で説明したウェットエッチングなどを利用してドット穴２２を形成することができる。この場合，ウェットエッチングを利用すれば，シャープエッジなどのない底面が半球状の滑らかなドット穴２２を形成しやすい。また，ウェットエッチングは結晶欠陥も発生させにくい点で有利である。

また，フォーカスリング１７を例にして説明したが，本発明は，プラズマ処理装置の処理容器内に配置される各種部品について広く適用できる。本発明は，Ｓｉ，石英，アルミナセラミックス，イットリアセラミックス，ＳｉＣなどといった脆性材料で構成された部品に特に有効である。本発明が適用される他の部品として，例えば上部電極，デポシールドなどが例示される。

また，プラズマ処理装置の一例としてプラズマエッチング処理を行うものについて説明したが，本発明は，プラズマエッチング処理の他，各種成膜処理，ＣＶＤ処理などを行うプラズマ処理装置にも適用できる。

図１３に，本発明の実施例として用いたテストピース２００を示し，図１４に，比較例として用いたテストピース２１０を示す。これらテストピース２００，２１０は，いずれも３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形状の板材である。図１３に示す実施例のテストピース２００の表面には，先に図５で説明した記号２１ａと同じく複数のドットを並べて数字の「４」を表した記号２０１を横一列に形成した。一方，図１４に示す比較例のテストピース２１０の表面には，レーザマーキング法で連続溝を刻印することにより，数字の「４」を表した記号２１１を横一列に形成した。図１５に示すように，これらテストピース２００，２１０の中央を，記号２０１，２１１と反対の面から押圧し，破壊強度Ｆを測定した。テストピース２００，２１０の厚さｔ（ｍｍ）を変更し，厚さｔと破壊強度Ｆの関係を調べたところ，図１６を得た。本発明の実施例は，比較例に比べて破壊強度がはるかに向上した。

本発明は，プラズマ処理装置に適用できる。

本実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略的な構成を説明するための縦断面図である。 フォーカスリングの上面図である。 フォーカスリングの下面図である。 フォーカスリングの上面に付された識別標識の拡大図である。 フォーカスリングの下面に付された識別標識の拡大図である。 ドット穴を上もしくは下から見た状態を示す拡大平面図である。 ドット穴の箇所においてフォーカスリングの表面を切断して示した拡大縦断面図である。 ドット穴の深さの説明図である。 レーザ加工装置の説明図である。 ウェットエッチングの説明図である。 内側上部電極の横断面図である。 ガス供給形の概略的な構成を示す説明図である。 本発明の実施例のテストピースの説明図である。 比較例のテストピースの説明図である。 破壊試験の説明図である。 本発明の実施例のテストピースと比較例のテストピースについて，厚さと破壊強度の関係を示すグラフである。

符号の説明

Ｓ 処理室
Ｗ 基板
１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
１１ 絶縁板
１２ サセプタ支持台
１３ サセプタ
１４ 静電チャック
１５ 電極
１６ 直流電源
１７ フォーカスリング
１８ インシュレータ部材
２０，２１ 識別標識
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 記号
２２ ドット穴
２３ レーザ加工装置
２４ レーザ発振器
２５ スキャニング機構
２６ レンズ
２７ エッチング液滴
２８ 冷媒室
２９ａ２９ｂ 配管
２９ｃ ガス供給ライン
３０ 上部電極
３１ 外側上部電極
３２ 内側上部電極
３３ 誘電体
３４ 絶縁性遮蔽部材
４０ 整合器
４１ 上部給電棒
４２ コネクタ
４３ 給電筒
４４ １の高周波電源
４５ 絶縁部材
５０ 電極板
５０ａ ガス噴出孔
５２ 電極支持体
５３ バッファ室
５４ 環状隔壁部材
５３ａ 第１のバッファ室
５３ｂ 第２のバッファ室
６０ 下部給電筒
６１ 可変コンデンサ
７０ 排気口
７１ 排気管
７２ 排気装置
８０ 整合器
８１ 第２の高周波電源
８２ ローパスフィルタ
８３ ハイパスフィルタ
９０ 装置制御部
１００，１０１ ガスボックス
１０２ 第１のガス供給管
１０４ マスフローコントローラ
１０５ 流量調節弁
１１０ 第２のガス供給管
１１２ マスフローコントローラ
１１３ 流量調節弁
１２０ ガス設定装置

Claims (10)

1. 基板を収納した処理容器内にてプラズマを生成して，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，前記処理容器内に配置される部品であって，
   前記部品の表面には，平面視で略円形状を有し，縦断面形状が略Ｕ字形状のドット穴を複数並べることにより示された記号を１または２以上組合わせてなる識別標識が付され，
   前記ドット穴の直径Ｄが，０．１ｍｍ以下でありプラズマ処理時のシース厚よりも狭く，
   前記ドット穴の中心軸同士の最短距離Ｌが前記直径Ｄの３倍以上であることを特徴とする，プラズマ処理装置の部品。
2. 前記記号を示すにあたり，複数のドット穴を線状に並べて配置されたドット列と，複数のドット穴を線状に並べて配置された他のドット列とが接する場合，当該接する位置において，それらドット列同士のなす角が，２５°未満とならないことを特徴とする，請求項１に記載のプラズマ処理装置の部品。
3. 前記部品の処理容器内に露出する表面に，２以上の記号を組合わせた識別標識が付されており，前記２以上の記号において，各記号ごとに，ドット穴の深さが異なることを特徴とする，請求項１または２に記載のプラズマ処理装置の部品。
4. 前記部品の処理容器内に露出しない表面に，前記識別標識が付されていることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置の部品。
5. 前記部品は，Ｓｉ，石英，アルミナセラミックス，イットリアセラミックス，ＳｉＣのいずれかからなることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理装置の部品。
6. 前記ドット穴がレーザ加工で形成されることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置の部品。
7. 前記ドット穴がウェットエッチングで形成されることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ処理装置の部品。
8. 基板を収納した処理容器内にてプラズマを発生させ，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，
   前記処理容器内に，請求項１〜７のいずれかに記載された部品を配置したことを特徴とする，プラズマ処理装置。
9. 基板を収納した処理容器内にてプラズマを発生させ，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において，前記処理容器内に配置される部品の寿命を検出する方法であって，
   前記部品の，前記処理容器内に露出する表面に，平面視で略円形状を有し，縦断面形状が略Ｕ字形状のドット穴を複数並べることにより示された記号を１または２以上組合わせてなる識別標識を付しておき，
   前記ドット穴の直径Ｄが，０．１ｍｍ以下でありプラズマ処理時のシース厚よりも狭く，前記ドット穴の中心軸同士の最短距離Ｌが前記直径Ｄの３倍以上であり，
   前記識別標識の状態により，前記部品の寿命を検出することを特徴とする，プラズマ処理装置における部品の寿命検出方法。
10. 前記部品に，各記号ごとにドット穴の深さが異なる２以上の記号を組合わせた識別標識を付しておき，深さが浅い記号から段階的に消滅することにより，前記部品の寿命を検出することを特徴とする，請求項９に記載のプラズマ処理装置における部品の寿命検出方法。
    

Images