WO2020189545A1 - プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材 - Google Patents

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etching
plasma
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八甫谷　明彦
高橋　健
修介 森田
次郎 大島
秀一 齋藤
典章 八木
敦也 佐々木
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Niterra Materials Co Ltd
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Noa Leading Co Ltd
Toshiba Materials Co Ltd
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    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Definitions

  • the embodiment relates to a plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a conductive member.
  • Elements such as transistors, capacitors, and diodes are integrated in semiconductor devices such as memories, logic circuits, power devices, and TFT (thin film transistor) substrates for liquid crystal panels, and wiring and vias are connected between these elements. It is connected by a conductive member of.
  • a conductive film, an insulating film, and a semiconductor are placed on a substrate made of silicon, silicon carbide, sapphire, gallium nitride, glass, or the like. The formation of thin films such as films and the patterning of these thin films are repeated.
  • FIG. 24 is a graph showing the tendency of miniaturization of semiconductor devices, with the horizontal axis representing the age and the vertical axis representing the degree of integration of transistors.
  • the degree of integration of semiconductor devices has increased exponentially according to Moore's law. Along with this, the pattern of semiconductor devices has become finer. In recent years, devices having a transistor channel length of 10 nm or less have also been announced. Therefore, the mask pattern used for patterning is also required to be miniaturized, and for example, the line width needs to be 10 nm or less.
  • the shape error becomes relatively large, so the shape error, which was not a problem before, will no longer be acceptable. For example, a slight shape error will significantly reduce the yield of the semiconductor device. Therefore, the controllability required for patterning becomes stricter.
  • low-level dust and pollution which were not previously a problem, will become a problem in the future. Therefore, in the future, higher controllability will be required for various processes constituting the manufacturing process of semiconductor devices. In particular, improvement of patterning controllability is a decisive requirement for miniaturization of semiconductor devices.
  • plasma etching the portion not covered by the mask pattern is physicochemically etched using ions and radicals excited by plasma.
  • FIG. 25 (a) to 25 (e) are cross-sectional views showing a general plasma etching process.
  • FIG. 26 is a diagram showing typical factors to be controlled by plasma etching.
  • the base member 300 is prepared.
  • the base member 300 may be a washed substrate or a thin film formed on the substrate.
  • the thin film 301 is deposited on the entire surface of the base member 300.
  • the method of depositing the thin film 301 is, for example, sputtering or CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like.
  • a photoresist is applied onto the thin film 301, exposed, and developed to form a resist pattern 302 in which a predetermined pattern is formed.
  • the thin film 301 is patterned by performing etching using plasma using the resist pattern 302 as a mask.
  • ashing is performed to remove the resist pattern 302. In this way, the thin film 301 is patterned into a predetermined shape.
  • factors that determine the controllability of plasma etching include the dimensions of the resist pattern 302, the shape of the thin film 301, the etching selectivity between the resist pattern 302 and the thin film 301, and the thin film 301 and the base member 300.
  • Large dimensional factors related to pattern formation such as etching selectivity and etching residue of the thin film 301.
  • contamination by impurities caused by plasma etching equipment and etching gas, structural changes of the underlying member due to ion injection, and the like also have a large effect on the electrical characteristics of the semiconductor device.
  • the residue of the etching product, the structural change of the mask pattern, and the like are factors that affect the controllability in the next step and thereafter.
  • the channel length of the transistor will vary. Therefore, the electrical characteristics of the transistor are directly affected.
  • the plasma etching step shown in FIG. 26 is a step of forming wiring, and when the wiring is embedded with an insulating film in the subsequent step, voids (voids) are formed in the insulating film. Is formed, the capacitance between the wirings may change, the signal may be delayed, or the reliability may decrease. Further, if the etching product remains at the connection portion between the wiring and the transistor, the electric resistance increases, which causes wiring delay and disconnection failure.
  • the etching selectivity between the thin film 301 and the base member 300 is lowered, so-called overetching occurs when the thin film 301 is etched, and the base member 300 is also etched. Therefore, the shape accuracy is lowered. Further, when the over-etching is remarkable, the recess formed by the over-etching penetrates the base member 300 and reaches the member (not shown) further below.
  • the lower member and the thin film 301 are conductive members and the base member 300 is an insulating film, the conductive members that should be originally insulated come into contact with each other, causing short circuits and leaks, and the semiconductor device is normally operated. It stops working.
  • FIG. 27 is a graph showing a margin of an allowable etching amount, with the horizontal axis representing the etching time and the vertical axis representing the defect rate.
  • the etching amount is often controlled by the etching time. As shown in FIG. 27, if the etching amount is insufficient, etching residue is generated and the product becomes defective, and if the etching amount is excessive, the base member is excessively etched, and the product is also defective.
  • the allowable etching amount is such that no etching residue is generated and the etching amount of the base member is equal to or less than the allowable amount. However, as the semiconductor device becomes finer, this margin becomes narrower. Become.
  • the etching characteristics of the equipment will not always be completely uniform after maintenance. For example, a slight mounting error between parts affects the etching characteristics. This not only causes an error in each maintenance of the same device, but also causes an error between the devices, and when multiple chambers are provided in one device to improve productivity, even between the chambers. There will be an error.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a conductive member having stable operation.
  • the plasma processing apparatus is arranged between a chamber having a first member, a second member that can be attached to and detached from the first member, and the first member and the second member. It includes a conductive member and a first high-frequency power source that generates plasma in the chamber.
  • the conductive member has a resin member made of a resin material and a metal film provided on the surface of the resin member.
  • a member to be treated is charged in a chamber including a first member and a second member, and a resin member made of a resin material is placed between the first member and the second member.
  • a step of arranging a conductive member provided with a metal film on the surface of the chamber and compressing the conductive member, and a step of generating plasma in the chamber by applying a high frequency current are provided.
  • the horizontal axis is time
  • the vertical axis is the electric resistance value between the lower part and the upper part of the chamber.
  • the horizontal axis represents the electric power supplied to the holder, and the vertical axis represents the etching amount.
  • the graph shows an example of the relationship between the supplied power and the etching amount. It is sectional drawing which shows the plasma etching apparatus which concerns on 1st Embodiment.
  • (A) is a plan view showing the lower part of the plasma etching apparatus according to the first embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA'shown in (a).
  • (A) is a perspective view showing a conduction member of the plasma etching apparatus according to this embodiment, and (b) is a sectional view thereof.
  • (A) is a graph showing an example of the relationship between the etching amount and maintenance and parts replacement in the plasma etching apparatus according to the first embodiment, with time on the horizontal axis and etching amount on the vertical axis.
  • b) is a graph showing an example of the relationship between impedance and maintenance and component replacement in the plasma etching apparatus according to the first embodiment, with time on the horizontal axis and impedance on the vertical axis. It is a graph which shows an example of the relationship between impedance and maintenance, and component replacement in the plasma etching apparatus which concerns on comparative example, which takes time on the horizontal axis and impedance on the vertical axis.
  • A) is a cross-sectional view showing the shape of the conductive member when the chamber is released
  • (b) is a cross-sectional view showing the shape of the conductive member when the chamber is closed
  • (c) is a state in which a crack is generated in the metal film.
  • the compressibility is taken on the horizontal axis
  • the electric resistance value is taken on the vertical axis
  • the compressive force is repeatedly applied to the conductive member having a metal film made of nickel and a thickness of 400 nm while changing the compressibility.
  • (b) shows the compressibility at the time of compression for the data shown in (a) on the horizontal axis
  • the electric resistance value at the time of compression and release on the vertical axis It is a graph which shows the influence which the compressibility has on the electric resistance value.
  • the compressibility is taken on the horizontal axis
  • the electric resistance value is taken on the vertical axis
  • the compressive force is repeatedly applied to the conductive member having a metal film made of nickel and a thickness of 800 nm while changing the compressibility.
  • (b) shows the compressibility at the time of compression for the data shown in (a) on the horizontal axis
  • the electric resistance value at the time of compression and release on the vertical axis It is a graph which shows the influence which the compressibility has on the electric resistance value.
  • the compressibility is taken on the horizontal axis
  • the electric resistance value is taken on the vertical axis
  • the compressive force is repeatedly applied to the conductive member having a metal film made of copper and a thickness of 100 nm while changing the compressibility.
  • (b) shows the compressibility at the time of compression for the data shown in (a) on the horizontal axis
  • the electric resistance value at the time of compression and release on the vertical axis It is a graph which shows the influence which the compressibility has on the electric resistance value.
  • the compressibility is taken on the horizontal axis
  • the electric resistance value is taken on the vertical axis
  • the compressive force is repeatedly applied to the conductive member having a metal film made of copper and a thickness of 400 nm while changing the compressibility.
  • (b) shows the compressibility at the time of compression for the data shown in (a) on the horizontal axis
  • the electric resistance value at the time of compression and release on the vertical axis It is a graph which shows the influence which the compressibility has on the electric resistance value.
  • the compressibility is taken on the horizontal axis
  • the electric resistance value is taken on the vertical axis
  • the compressive force is repeatedly applied to the conductive member having a metal film made of copper and a thickness of 800 nm while changing the compressibility.
  • (b) shows the compressibility at the time of compression for the data shown in (a) on the horizontal axis
  • the electric resistance value at the time of compression and release on the vertical axis It is a graph which shows the influence which the compressibility has on the electric resistance value.
  • the horizontal axis is the compressibility at the time of compression
  • the vertical axis is the electric resistance value at the time of release.
  • (A) is a cross-sectional view showing a conductive member of the plasma etching apparatus according to the second embodiment
  • (b) is a perspective view showing a conductive member in an open state
  • (c) is a conductive member in a compressed state. It is a perspective view which shows.
  • (A) is a plan view showing a test material to be etched in a test example
  • (b) is a cross-sectional view showing a test material before etching treatment
  • (c) is a cross-sectional view showing a test material after etching treatment. It is a figure.
  • (A) and (b) are graphs showing the etching rate distribution with respect to the carbon film, with positions on the horizontal axis and etching rates on the vertical axis.
  • (A) and (b) are graphs showing the etching rate distribution with respect to the silicon oxide film, with positions on the horizontal axis and etching rates on the vertical axis.
  • (A) and (b) are graphs showing the etching rate distribution with respect to the silicon nitride film, with the horizontal axis representing the position and the vertical axis representing the etching rate. It is a graph which shows the presence or absence of nickel contamination by taking a sample on the horizontal axis and taking the amount of nickel detected in the test material after etching on the vertical axis. It is a graph which shows the tendency of miniaturization of a semiconductor device by taking the age on the horizontal axis and the degree of integration of transistors on the vertical axis.
  • (A) to (e) are cross-sectional views showing a general plasma etching process. It is a figure which shows the typical factor which should be controlled by plasma etching.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of factors that affect the controllability of etching. As shown in FIG. 28, at least the following factors can be considered as factors that affect the controllability of etching.
  • Variation of gas composition, flow rate, and pressure as plasma species (2) Variation of output of high frequency power supply for forming plasma (3) Variation of processing temperature (4) Variation of high frequency power supply for applying bias Output variation (5) Bias voltage and etching rate calibration line deviation (6) Damage and repair of each part in the chamber due to etching (7) Deterioration and replacement of parts that make up the plasma processing device
  • the purchased high-purity gas is usually introduced by controlling the flow rate directly from the supply line into the chamber. Therefore, unless there is a leak in the air supply pipe or the chamber, it is unlikely that the variation in the composition of the plasma species is the cause of the variation in the etching rate. Further, since the gas flow rate and pressure can be easily controlled and measured, it is unlikely that the gas flow rate and pressure will fluctuate greatly.
  • the processing amount is not always excessive, but is normal, too small, or excessive. Or something. Therefore, unless there is a failure in the high-frequency power supply, it is unlikely that the variation in the output of the high-frequency power supply is the cause of the variation in the etching rate. Further, since the same variation occurs in many plasma processing devices, it is unlikely that the high frequency power supply is out of order.
  • the temperature of the wafer during plasma processing may vary due to various factors.
  • the wafer temperature can be measured directly, and no significant relationship is found between the measured wafer temperature and the etching amount. Therefore, the influence of the variation in the processing temperature on the etching rate is considered to be limited, if any.
  • the processing amount is not always excessive, and it may be normal or insufficient. .. Therefore, it is unlikely that the deviation of the calibration curve is the cause of the variation in the etching rate, and even if the accuracy of the calibration curve is further improved, the effect of converging the variation in the etching rate is considered to be small.
  • ICP inductively coupled plasma
  • FIG. 29 is a diagram showing an example of a general inductively coupled plasma type dry etching apparatus.
  • FIG. 30 is a perspective view showing a conductive member.
  • the plasma etching apparatus 100 is provided with a chamber 101.
  • the chamber 101 is composed of a lower portion 102 and an upper portion 103. Normally, the lower portion 102 is fixed to a frame or the like and is grounded.
  • the upper portion 103 is provided so as to be openable and closable with respect to the lower portion 102, and functions as a lid of the chamber 101.
  • a holder 106 is provided in the lower portion 102.
  • the holder 106 holds the wafer 200 as a member to be processed.
  • the holder 106 is connected to the high frequency power supply 108 via the voltage control unit 107.
  • the voltage control unit 107 and the high frequency power supply 108 are each grounded.
  • a dielectric plate 109 is provided on the upper portion 103, a coil 110 is provided on the dielectric plate 109, and the coil 110 is connected to a high frequency power supply 111.
  • the high frequency power supply 111 is also grounded.
  • an airtight member 115 for ensuring airtightness in the chamber 101 and a conductive member 116 for ensuring continuity between the lower portion 102 and the upper portion 103 are provided. ..
  • the airtight member 115 is, for example, an O-ring
  • the conductive member 116 is, for example, a metal coil.
  • the lower portion 102 and the upper portion 103 are connected by metal bolts and nuts. As a result, the lower portion 102 and the upper portion 103 are mechanically bonded and equipotential.
  • the chamber 101 is provided with an air supply pipe 118 for supplying gas into the chamber 101 and an exhaust pipe 119 for discharging gas from the inside of the chamber 101.
  • the conductive member 116 is a coil-shaped member formed by winding a metal band in a spiral shape.
  • a groove slightly shallower than the diameter of the conductive member 116 is formed on the surface of the lower 102 of the chamber 101 that comes into contact with the upper portion 103, and the conductive member 116 is housed in this groove.
  • the wafer 200 is mounted on the holder 106. Further, the upper portion 103 is connected to the lower portion 102 to make the inside of the chamber 101 airtight. Then, the inside of the chamber 101 is exhausted through the exhaust pipe 119, and a gas serving as a plasma species is introduced through the air supply pipe 118. In this state, the high frequency power supply 111 supplies the high frequency current to the coil 110. As a result, the gas is ionized to form the plasma 250. Further, the high frequency power supply 108 supplies a high frequency current to the holder 106. As a result, a bias voltage is applied to the plasma 250, the ions in the plasma are accelerated, and the ions collide with the wafer 200. As a result, the wafer 200 is etched.
  • FIG. 31 is a graph showing the bias voltage dependence of the etching rate, with the horizontal axis representing the bias voltage and the vertical axis representing the etching rate.
  • the higher the bias voltage the higher the accelerating voltage of the ions and the higher the etching rate.
  • This correlation differs depending on the material of the member to be processed, the design of the device, and the individual difference of the device. Therefore, the relationship between the bias voltage and the etching rate is calibrated in advance.
  • the bias voltage corresponding to the target etching rate is input to the voltage control unit 107.
  • the voltage control unit 107 controls the output of the high frequency power supply 108 to realize a desired etching rate.
  • the wafer 200 is etched in a certain amount.
  • FIG. 1 is a graph showing an example of the relationship between the etching amount and maintenance and component replacement in a conventional plasma etching apparatus, with time on the horizontal axis and etching amount on the vertical axis.
  • FIG. 1 shows the results of a survey on one plasma etching apparatus.
  • the broken line extending in the vertical direction in the drawing represents the maintenance timing
  • the solid line represents the replacement timing of the conductive member 116.
  • FIG. 2 which will be described later.
  • the drawings attached to the present specification are basically schematic views. It is created based on actual data, but does not represent an absolute value.
  • the etching amount tended to increase with each maintenance of the above (6) and decrease after the replacement of the conductive member 116 of the above (7).
  • the replacement cycle of the conductive member 116 is longer than the maintenance cycle, and the conductive member 116 is replaced once every several maintenances.
  • the results shown in FIG. 1 suggest that the maintenance and conduction member 116 contributes to the variation in etching rate.
  • the conductive member 116 is a component that electrically connects the lower portion 102 and the upper portion 103 of the chamber 101.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the replacement time of the conductive member and the electric resistance value, with time on the horizontal axis and the electric resistance value between the lower part and the upper part of the chamber on the vertical axis. As shown in FIG. 2, the electric resistance value was stable and low, and sufficient conduction was obtained between the lower portion 102 and the upper portion 103. In addition, no correlation was found between the maintenance time and the replacement time of the conductive member 116 and the electrical resistance value.
  • the present inventors have made the following hypothesis. Since the etching amount changes discontinuously at the time of maintenance and the time of replacement of the conductive member 116, it is presumed that the maintenance and the conductive member 116 affect the etching conditions. On the other hand, the electric resistance value of the direct current and the impedance of the high frequency current are not necessarily the same, and even if the direct current is sufficiently conducted between the lower 102 and the upper 103 of the chamber 101, the high frequency current is not sufficiently conducted. Is also possible. Therefore, it is considered that the impedance of the conductive member 116 does not change but the impedance increases with the maintenance.
  • the upper part 103 When performing maintenance, the upper part 103 is removed from the lower part 102, and the chamber 101 is opened. Then, after performing necessary measures such as repairing the portion damaged by etching, the upper portion 103 is fixed to the lower portion 102, and the chamber 101 is closed. Each time this work is performed, the conductive member 116 repeats compression and release. Since the conductive member 116 is made of metal, it elastically deforms when a compressive force is applied, but at this time, plastic deformation also occurs locally.
  • the conductive member 116 when the conductive member 116 is repeatedly deformed by opening and closing the chamber 101, the force with which the conductive member 116 presses the lower portion 102 and the upper portion 103 decreases, and even if the DC electric resistance value does not change, the high frequency power supply 108 and The impedance to the high frequency current output by 111 may be increasing.
  • the average potential of the upper 103 deviates from the average potential of the lower 102, and the ground potential referenced by the voltage control unit 107 and the ground potential seen from the plasma 250 deviate from each other.
  • the ground potential seen from the plasma 250 is considered to be the average potential of the inner wall of the chamber 101. Therefore, even if the bias voltage is adjusted according to the calibration curve shown in FIG. 31, the etching amount deviates from the calibration curve shown in FIG. 31. As a result, it is estimated that the etching amount may be excessive.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the supplied power and the etching amount, with the horizontal axis representing the power supplied to the holder and the vertical axis representing the etching amount.
  • the etching amount showed a positive correlation with the input power, and when the etching was excessive, the input power was also excessive.
  • the high-frequency power supply 108 has a bias voltage higher than the set value from the voltage control unit 107. It is considered that such a control signal is input.
  • the bias voltage acting on 250 is different from the set value.
  • the cause is an increase in impedance of the conductive member 116 with respect to high frequency power.
  • the cause of the increase in impedance is considered to be plastic deformation of the conductive member 116.
  • the result shown in FIG. 1 is interpreted based on such an estimation as follows. That is, when maintenance is performed, the impedance between the parts increases and the ground potential shifts, so that the etching amount per unit time tends to increase. However, by replacing the conductive member 116 (see FIG. 30) installed between the parts with a new one, the impedance tends to decrease and the etching amount per unit time tends to return to the initial state.
  • Fig. 3 The result shown in Fig. 3 is interpreted as follows.
  • the self-bias of the plasma is measured, and the input power is controlled so that the value approaches the set value.
  • the magnitude of this input power is shown on the horizontal axis in FIG. Due to the change in impedance between the lower part 102 and the upper part 103 of the chamber 101, the ground potential referred to when measuring the self-bias of plasma shifts, and an error depending on the impedance occurs in the measured value of self-bias. Therefore, an error also occurs in the input power controlled based on this measured value. As described above, an error occurs in the input power depending on the impedance between the lower portion 102 and the upper portion 103, and as a result, an error also occurs in the etching amount per unit time.
  • the present inventors have studied a policy for solving the problem.
  • a new conductive member instead of the conductive member 116 in which the metal band is formed into a coil shape.
  • the new conductive member is required to be elastically deformable, substantially free from plastic deformation, and capable of conducting a high-frequency current.
  • a resin material can be considered as a material that is elastically deformed and does not undergo plastic deformation.
  • the resin material is not conductive as it is. Therefore, it is required to impart conductivity to the resin material.
  • a method of imparting conductivity to the resin material As a method of imparting conductivity to the resin material, a method of containing conductive particles such as carbon black or a metal filler in the resin material and a method of coating a metal on the surface can be considered.
  • a high-frequency current is passed through a conductor, the higher the frequency, the more the current concentrates on the surface. Therefore, it is expected that the impedance of the high-frequency current can be effectively reduced by coating the surface of the member made of the resin material with a metal rather than containing the conductive particles in the resin material.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a plasma etching apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 5A is a plan view showing the lower part of the plasma etching apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA'shown in FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a perspective view showing a conductive member of the plasma etching apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 6B is a cross-sectional view thereof.
  • the plasma etching apparatus 1 is provided with the chamber 11.
  • a lower portion 12 and an upper portion 13 are provided.
  • the lower portion 12 is fixed to a frame or the like and is grounded.
  • the upper portion 13 is detachably provided with respect to the lower portion 12, and is not grounded.
  • the chamber 11 is opened and closed by attaching and detaching the upper portion 13 to the lower portion 12. There is a slight gap between the lower portion 12 and the upper portion 13. The gap interval is, for example, 0.3 mm or less.
  • the chamber 11 is provided with an air supply pipe 28 for supplying gas into the chamber 11 and an exhaust pipe 29 for discharging gas from the inside of the chamber 11.
  • a holder 16 is provided in the lower portion 12.
  • the holder 16 holds the wafer 200, which is a member to be processed.
  • the holder 16 is connected to the high frequency power supply 18 via the voltage control unit 17.
  • the voltage control unit 17 and the high frequency power supply 18 are each grounded.
  • the high frequency power supply 18 outputs, for example, a high frequency current having a frequency of 13.56 MHz.
  • a dielectric plate 19 is provided on the upper portion 13, and a coil 20 is provided on the dielectric plate 19.
  • the coil 20 is fixed to the upper portion 13.
  • the coil 20 is connected to the high frequency power supply 21.
  • the high frequency power supply 21 is also grounded.
  • the high frequency power supply 21 outputs, for example, a high frequency current having a frequency of 13.56 MHz.
  • an airtight member 15 for ensuring airtightness in the chamber 11 and a conductive member 30 for ensuring continuity between the lower portion 12 and the upper portion 13 are provided. .. That is, an annular groove 12a is formed on the upper surface of the lower portion 12, and an annular groove 12b is formed on the outside of the groove 12a. An airtight member 15 is arranged in the groove 12a. The airtight member 15 is, for example, an O-ring. A conductive member 30 is arranged in the groove 12b. In this way, the conductive member 30 is arranged outside the airtight member 15. Further, the lower portion 12 and the upper portion 13 are connected by metal bolts and nuts. As a result, the lower portion 12 and the upper portion 13 are mechanically coupled, and the airtight member 15 and the conductive member 30 are pressed by the lower portion 12 and the upper portion 13.
  • the overall shape of the conductive member 30 of this embodiment is annular.
  • the entire surface of the resin ring 31 made of the resin material is covered with the metal film 32 made of the metal material.
  • the ring diameter R0 of the conductive member 30 depends on the outer diameter of the chamber 11. For example, when the diameter of the wafer 200 is 300 mm (millimeters), the ring diameter R0 is about 600 mm.
  • the diameter D0 of the conductive member 30 is, for example, about 2 to 4 mm (millimeters).
  • the film thickness T0 of the metal film 32 is, for example, 200 nm (nanometers) or more.
  • the conductive member 30 preferably has a maximum diameter of 2 mm or more and 4 mm or less in the compression direction when the compressibility is compressed in the range of 5% or more and 25% or less.
  • the resin material forming the resin ring 31 is, for example, elastic rubber, for example, fluororubber, for example, FKM-70.
  • the elastic modulus of the resin ring 31 is, for example, 10 MPa.
  • the diameter of the resin ring 31 is, for example, 3 mm, and the Poisson ratio is about 0.5.
  • the film structure of the metal film 32 may be, for example, a single-layer film made of nickel (Ni) or copper (Cu), or a multilayer film in which two or more layers are laminated.
  • the metal film 32 can be adhered to the surface of the resin ring 31 by, for example, intermolecular adhesive bonding. Specifically, after the resin ring 31 is formed, the resin ring 31 is subjected to a corona discharge treatment to generate OH groups on the surface. Next, the resin ring 31 is brought into contact with alkoxysilylpropylamide triazinethiol to form a dithioltriazine group on the surface. Next, the resin ring 31 is immersed in the plating solution. As a result, the metal ions in the plating solution chemically bond with the dithioltriazine group to form the metal film 32. As a result, a high adhesion force can be realized between the resin ring 31 and the metal film 32.
  • the operation of the plasma processing apparatus according to the present embodiment that is, the plasma processing method according to the present embodiment will be described.
  • the chamber 11 when maintaining the inside of the chamber 11, the chamber 11 is opened by removing the upper portion 13 from the lower portion 12. At this time, the compressive force applied to the conductive member 30 is removed. In this state, perform necessary maintenance. After the maintenance is completed, the airtight member 15 is arranged in the groove 12a of the lower portion 12, and the upper portion 13 is connected to the lower portion 12 with the conductive member 30 arranged in the groove 12b. As a result, the conductive member 30 is compressed.
  • the wafer 200 When plasma etching is performed on the wafer 200, the wafer 200 is mounted on the holder 16 via the load lock portion of the chamber 11. Then, the inside of the chamber 11 is exhausted through the exhaust pipe 29, and a gas serving as a plasma species is introduced through the air supply pipe 28. In this state, the high frequency power supply 21 supplies a high frequency current to the coil 20. As a result, the gas is ionized to form the plasma 250. Further, the high frequency power supply 18 supplies a high frequency current to the holder 16. As a result, a bias voltage is applied to the plasma 250, the ions in the plasma are accelerated, and the ions collide with the wafer 200. As a result, the wafer 200 is etched. At this time, a high frequency current is conducted between the lower portion 12 and the upper portion 13 via the conductive member 30.
  • the resin ring 31 is made of a resin material and therefore does not undergo plastic deformation. Therefore, the force of pressing the metal film 32 against the lower portion 12 and the upper portion 13 due to the plastic deformation does not decrease. As a result, an increase in the impedance of the metal film 32 can be suppressed.
  • the metal film 32 may be plastically deformed due to the above-mentioned deformation of the resin ring 31, but the force pressing the metal film 32 against the lower portion 12 and the upper portion 13 is not the metal film 32 itself but the elasticity of the resin ring 31. It is due to force. Therefore, even if the metal film 32 is plastically deformed, the pressing force does not change, and the impedance does not increase significantly due to the plastic deformation of the metal film 32. Further, since most of the volume of the conductive member 30 is occupied by the insulating resin ring 31, the electric resistance value of the conductive member 30 with respect to the direct current is higher than the electric resistance value of the conventional conductive member 116 shown in FIG. Sometimes. However, as described above, the high-frequency current is concentrated on the surface layer portion of the conductive member 30, and the metal film 32 is arranged in this portion, so that the impedance with respect to the high-frequency current is sufficiently low.
  • FIG. 7A is a graph showing an example of the relationship between the etching amount and maintenance and component replacement in the plasma etching apparatus according to the present embodiment, with time on the horizontal axis and etching amount on the vertical axis.
  • (B) is a graph showing an example of the relationship between impedance and maintenance and component replacement in the plasma etching apparatus according to the first embodiment, with time on the horizontal axis and impedance on the vertical axis.
  • Is a graph showing an example of the relationship between impedance and maintenance and component replacement in a plasma etching apparatus according to a comparative example, with time on the horizontal axis and impedance on the vertical axis.
  • the etching amount does not change significantly, and stable operation is possible.
  • FIG. 7B according to the present embodiment, even if maintenance and replacement of the conductive member 30 are performed, the change in impedance between the lower portion 12 and the upper portion 13 is small, and stable operation can be performed. It was confirmed that it was possible.
  • the impedance between the lower portion 102 and the upper portion 103 was measured.
  • FIG. 7C in the plasma etching apparatus 100 according to the comparative example, due to the deformation of the conductive member 116 (see FIG. 30) due to the maintenance, the lower part after the maintenance.
  • the impedance between 102 and the upper 103 has increased.
  • the impedance tended to return to the initial value by replacing the conductive member 116 with a new one.
  • a one-to-one correlation was observed between this change in impedance and the amount of etching per unit time.
  • the conductive member 30 is provided with the resin material, for example, the resin ring 31 made of elastic rubber and the metal film 32 covering the surface of the resin ring 31, the chamber Even if the opening and closing of 11 is repeated, the elastic force of the resin ring 31 does not decrease. Therefore, it is possible to suppress an increase in impedance between the lower portion 12 and the upper portion 13 and suppress a deviation in the etching rate. As a result, the plasma etching process can be stably performed.
  • the conductive member 30 is soft as a whole. Therefore, as compared with the conductive member 116 made of a metal band, it is easier to mount the lower portion 12 in the recess 12b.
  • the dimensions and the like of each part differ depending on the required specifications, so the problem is how to design the plasma etching apparatus 1 including the conductive member 30.
  • the ring diameter R0 of the conductive member 30 is determined according to the size of the chamber 11, and the size of the chamber 11 is determined by the size of the wafer 200 which is a member to be processed.
  • the diameter D0 of the conductive member 30 is determined in consideration of the compressibility.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing the shape of the conductive member 30 when the chamber is open
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing the shape of the conductive member 30 when the chamber is closed
  • FIG. 8C is a metal film 32. It is a photograph which shows the conduction member 30 in the state where a crack is generated.
  • the compressibility C is defined as the following mathematical formula 1.
  • C (D0-D) / D0 ⁇ 100 [%] (Formula 1)
  • the horizontal axis represents the compressibility
  • the vertical axis represents the electrical resistance value
  • the conductive member having the metal film 32 made of nickel and having a thickness of 100 nm is repeatedly compressed while changing the compressibility.
  • (b) is the compressibility at the time of compression for the data shown in (a) on the horizontal axis
  • the electric resistance at the time of compression and release on the vertical axis It is a graph which takes a value and shows the influence which a compressibility has on an electric resistance value.
  • 10 (a) to 14 (b) are the same graphs as in FIGS. 9 (a) and 9 (b).
  • 10 (a) and 10 (b) show a case where the metal film 32 is made of nickel and has a thickness of 400 nm
  • FIGS. 11 (a) and 11 (b) show a case where the metal film 32 is made of nickel and has a thickness of 800 nm
  • 12 (a) and 12 (b) show the case where the metal film 32 is made of copper and the thickness is 100 nm
  • FIGS. 13 (a) and 13 (b) show the case where the metal film 32 is made of copper.
  • the case where the thickness is 400 nm is shown
  • FIGS. 14 (a) and 14 (b) show the case where the metal film 32 is made of copper and the thickness is 800 nm.
  • the horizontal axis represents the compression rate at the time of compression
  • the vertical axis represents the electric resistance value at the time of release, showing the influence of the composition and film thickness of the metal film on the relationship between the compression rate and the electric resistance value.
  • FIG. 16 is a graph showing a suitable range of use of the conductive member, with the horizontal axis representing the film thickness of the metal film and the vertical axis representing the compressibility immediately before the resistance value shows an irreversible change.
  • the resistance to compression is higher when the metal film 32 is formed of copper than when it is formed of nickel. Further, if the materials of the metal film 32 are the same, the thicker the film thickness, the higher the resistance to compression.
  • the critical value Tc of the compressibility according to the composition and the film thickness of the metal film 32, as shown in FIG. 16 the range of the compressibility at which the conductive member 30 can be used repeatedly can be obtained. ..
  • the relationship between the diameter D0 of the conductive member 30 and the depth of the groove 12b formed in the lower portion 12 can be determined.
  • the compressibility is preferably 25% or less, and when the film thickness is 400 nm or more, the compressibility is 30% or less.
  • the compressibility is preferably 35% or less.
  • the compressibility is preferably 35% or less.
  • the film thickness of the metal film 32 is preferably 100 nm or more and 2000 nm or less, and more preferably 100 nm or more and 1000 nm or less.
  • the material of the metal film 32 is not limited to nickel and copper.
  • Examples of the material of the metal film 32 include nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), cobalt (Co), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and tin.
  • One or more metals selected from the group consisting of (Sn) and zinc (Zn) may be used.
  • the metal film 32 may be a multilayer film.
  • the metal film 32 may be a three-layer film composed of a base layer, a main layer, and a surface layer in this order from the resin ring 31 side.
  • a material having a dense crystal structure and high chemical stability for example, nickel is used
  • a material having excellent ductility for example, copper is used.
  • the surface material a material having excellent chemical stability and conductivity, for example, gold may be used. That is, the metal film 32 may be a (Ni / Cu / Au) three-layer film.
  • the base layer and the surface layer may be formed of nickel, and the main layer may be formed of copper. That is, the metal film 32 may be a (Ni / Cu / Ni) three-layer film. In this case, for example, the thickness of the base layer and the surface layer may be 100 nm, and the thickness of the main layer may be 400 nm.
  • FIG. 17 is a plan view showing the lower part of the plasma etching apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view showing a conductive member of the plasma etching apparatus according to the present embodiment,
  • FIG. 18B is a perspective view showing a conductive member in an open state, and
  • FIG. 18C is a conductive member in a compressed state. It is a perspective view which shows.
  • each conducting member 40 is not an annular shape but a spherical shape.
  • a cylindrical recess is formed on the upper surface of the lower portion 12 of the chamber 11, and the conductive member 40 is housed in the recess.
  • Each conductive member 40 is provided with a resin ball 41 made of a resin material, for example, elastic rubber, for example, fluororubber, and a metal film 42 is coated on the surface of the resin ball 41.
  • the composition and film thickness of the metal film 42 are the same as those of the metal film 32 in the first embodiment.
  • the conductive member 40 does not necessarily have to be annular. As in the present embodiment, a massive, for example, spherical conductive member 40 may be provided. Further, by providing a plurality of conductive members 40, low impedance can be realized in each part of the chamber 11.
  • the conductive member 40 is spherical, when compressed in the uniaxial direction, for example, in the Z-axis direction shown in FIGS. 18 (b) and 18 (c).
  • it can be extended in other biaxial directions, for example, in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the stretching ratio per axis is reduced, and the mechanical stress applied to the metal film 42 is dispersed.
  • the metal film 42 can withstand higher compressibility. Therefore, the conductive member 40 can be used with a higher compressibility, and the impedance can be reduced more reliably.
  • the shape of the conductive member 40 preferably satisfies the following mathematical formula 2.
  • the following formula 2 is an inequality of Euler's formula.
  • P is the load applied to the conductive member 40
  • P cr is the buckling load of the conductive member 40
  • C is the terminal condition coefficient
  • ⁇ is the pi
  • E is Young's modulus
  • I is the moment of inertia of area.
  • L is the length.
  • the plasma etching apparatus has been described as an example of the plasma processing apparatus, but the plasma processing apparatus is not limited to the etching apparatus, and for example, plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) is used. ) It may be a film forming apparatus such as an apparatus.
  • plasma CVD Chemical Vapor Deposition
  • Example> the plasma etching apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 4, 5 (a) and 5 (b), and FIGS. 6 (a) and 6 (b) was actually manufactured, and this was referred to as " Example ”.
  • the material of the metal film 32 of the conductive member 30 was nickel, and the thickness was 400 nm.
  • the general plasma etching apparatus 100 shown in FIGS. 29 and 30 was actually manufactured and used as a "comparative example". Then, the test material was subjected to an etching treatment by the apparatus according to the example and the apparatus according to the comparative example, and the distribution of the etching rate in the test material was measured.
  • FIG. 19A is a plan view showing a test material to be etched in this test example
  • FIG. 19B is a cross-sectional view showing a test material before etching treatment
  • FIG. 19C is a test material after etching treatment. It is sectional drawing which shows.
  • the silicon wafer 301 is provided in the test material 300 used in this test example.
  • a notch 301n is formed in the silicon wafer 301.
  • the direction from the center 301c of the silicon wafer 301 toward the notch 301n is defined as the "X direction”
  • the direction orthogonal to the X direction is defined as the "Y direction”.
  • the following films are sequentially laminated on the silicon wafer 301.
  • the numbers in parentheses indicate the thickness of each film.
  • the silicon oxide film 304 was formed by a CVD method using TEOS (Tetraethyl orthosilicate: Tetraethyl orthosilicate: Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a raw material.
  • the silicon oxide film 306 was formed by a coating method.
  • a predetermined pattern was formed on the resist pattern 310 by a lithography method.
  • test materials 300 Two of these test materials 300 were prepared and subjected to RIE (Reactive Ion Etching) by the plasma etching apparatus according to the example and the comparative example. Although the etching conditions are adjusted according to the film to be etched, they are the same between the examples and the comparative examples.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • the silicon oxide film 306 was patterned by etching the silicon oxide film 306 using the resist pattern 310 as a mask. Then, the resist pattern 310 was removed.
  • the carbon film 305 was patterned by etching the carbon film 305 using the patterned silicon oxide film 306 as a mask. At this time, the etching rate distribution of the carbon film 305 in the plane of the test material 300 was measured.
  • the silicon oxide film 304 was patterned by etching the silicon oxide film 304 using the patterned carbon film 305 as a mask. At this time, the etching rate distribution of the silicon oxide film 304 in the plane of the test material 300 was measured. Then, the residue generated by the etching of the silicon oxide film 304 was removed.
  • the silicon nitride film 303 was patterned by etching the silicon nitride film 303 using the patterned carbon film 305 and the silicon oxide film 304 as masks. At this time, the etching rate distribution of the silicon nitride film 303 in the plane of the test material 300 was measured.
  • 20 (a) and 20 (b) are graphs showing the etching rate distribution with respect to the carbon film 305, with positions on the horizontal axis and etching rates on the vertical axis.
  • 21 (a) and 21 (b) are graphs showing the etching rate distribution with respect to the silicon oxide film 304, with positions on the horizontal axis and etching rates on the vertical axis.
  • 22 (a) and 22 (b) are graphs showing the etching rate distribution with respect to the silicon nitride film 303, with positions on the horizontal axis and etching rates on the vertical axis.
  • the horizontal axis of each figure represents the position of the silicon wafer 301 in the X direction or the Y direction, and the position of the center 301c is “0”.
  • the etching rate has a distribution in the plane of the test material 300, the etching rate and its distribution are substantially different between the examples and the comparative examples. It was the same. Therefore, it has been found that even if the conventional plasma etching apparatus is replaced with the plasma etching apparatus according to the first embodiment, it is not necessary to readjust the etching conditions and it can be continuously used.
  • the metal film 32 of the conductive member 30 is formed of nickel, there is a concern that the inside of the apparatus may be contaminated with nickel. Therefore, the amount of nickel was measured in the test material 300 after etching.
  • FIG. 23 is a graph showing the presence or absence of nickel contamination by taking a sample on the horizontal axis and the amount of nickel detected in the test material after etching on the vertical axis.
  • the detected amount of nickel in the examples was equal to or less than the detected amount of nickel in the comparative example. Therefore, it can be said that nickel contamination caused by the conductive member 30 has not occurred.
  • the amount of dust generated in the examples was equal to or less than that in the comparative examples, and satisfied the current standard.
  • the plasma etching apparatus 1 according to the embodiment has substantially the same etching rate and distribution thereof as compared with the plasma etching apparatus 100 according to the comparative example, and contamination due to the conductive member 30 is also observed. However, the amount of dust generated did not increase. As a result, it was confirmed that there is no problem even if the conventional plasma etching apparatus is replaced with the plasma etching apparatus according to the first embodiment. For example, in the plasma etching apparatus 100 shown in FIG. 29, the plasma etching apparatus 1 can be realized at low cost by replacing the conductive member 116 with the conductive member 30 (see FIGS. 6A and 6B).

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Abstract

プラズマ処理装置は、第１部材と、前記第１部材に対して着脱可能な第２部材と、を有するチャンバーと、前記第１部材と前記第２部材との間に配置された導通部材と、前記チャンバー内にプラズマを生成させる第１高周波電源と、を備える。前記導通部材は、樹脂材料からなる樹脂部材と、前記樹脂部材の表面上に設けられた金属膜と、を有する。

Description

プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材
　実施形態は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材に関する。
　メモリ、ロジック回路、パワーデバイス、液晶パネルのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板等の半導体デバイスには、トランジスタ、キャパシタ、ダイオード等の素子が集積されており、これらの素子間が配線及びビア等の導電部材によって接続されている。半導体デバイスの製造においては、このような素子及び導電部材を統合的に形成するために、シリコン、炭化シリコン、サファイア、窒化ガリウム、及び、ガラス等からなる基板上に、導電膜、絶縁膜、半導体膜等の薄膜の形成と、これらの薄膜のパターニングとが繰り返される。
　半導体デバイスの製造工程においては、薄膜の形成及びパターニングの他にも、半導体の電気物性を制御するためのイオン注入、薄膜やその界面の物性を制御するためのアニール処理、基板全体やパターンの表面の清浄化又は表面改質を目的とした洗浄処理、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）等の平坦化処理等の各種処理を適宜組み合わせる。そして、半導体デバイスの種類や世代によっても異なるが、通常はパターニングだけでも数十回程度実施して、ようやく半導体デバイスが完成する。
　しかしながら、上述の各種処理には、不可避的にバラツキが発生する。例えば、薄膜のパターニングにおいて、薄膜のパターンに寸法のバラツキや形状の異常等の形状誤差が発生すると、パターンを積層したときに、上下のパターン間で位置がずれたり、意図しない空隙や凸部が形成される。また、形状誤差は電気的特性のバラツキの原因となり、半導体デバイスとしての性能を確保できなくなる。また、各種処理の制御性が半導体デバイスの歩留まりに及ぼす影響も極めて大きい。例えば、ダストや汚染が許容量を超えて発生すると、パターンの欠陥や薄膜の電気的特性の劣化の要因となり、半導体デバイスの歩留まりを低下させる。
　一方で、半導体デバイスは年々微細化している。
　図２４は、横軸に年代をとり、縦軸にトランジスタの集積度をとって、半導体デバイスの微細化の傾向を示すグラフである。
　図２４に示すように、少なくとも現在までは、ムーアの法則にしたがって、半導体デバイスの集積度が指数関数的に増加している。これに伴い、半導体デバイスのパターンは微細化している。近年では、トランジスタのチャネル長が１０ｎｍ以下のデバイスも発表されている。このため、パターニングに用いるマスクパターンも微細化が要求され、例えば線幅を１０ｎｍ以下とする必要がある。
　マスクパターンを微細化すると、形状誤差が相対的に大きくなるため、従前は問題にならなかった形状誤差が今後は許容できなくなる。例えば、わずかな形状誤差が半導体デバイスの歩留まりを著しく低下させることになる。このため、パターニングに要求される制御性がより厳しくなる。また、パターンの微細化に伴い、従前は問題とならなかった低レベルのダストや汚染が、今後は問題となる。このため、将来的には、半導体デバイスの製造工程を構成する各種処理について、より高い制御性が要求される。特に、パターニングの制御性の向上は、半導体デバイスの微細化の決定的な要件となる。
　パターニングの制御性を決定する要因は数多く存在するが、そのうち、プラズマエッチングにおける要因の例を以下に列挙する。プラズマエッチングでは、マスクパターンに覆われていない部分を、プラズマにより励起されたイオンやラジカルを用いて、物理化学的にエッチングする。
　図２５（ａ）～（ｅ）は、一般的なプラズマエッチング工程を示す断面図である。
　図２６は、プラズマエッチングで制御すべき代表的な要因を示す図である。
　図２５（ａ）に示すように、下地部材３００を準備する。下地部材３００は洗浄された基板でもよく、基板上に形成された薄膜でもよい。次に、図２５（ｂ）に示すように、下地部材３００上の全面に薄膜３０１を堆積させる。薄膜３０１の堆積方法は、例えば、スパッタリング又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）等である。次に、図２５（ｃ）に示すように、薄膜３０１上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することにより、所定のパターンが形成されたレジストパターン３０２を形成する。次に、図２５（ｄ）に示すように、レジストパターン３０２をマスクとして、プラズマを用いたエッチングを施すことにより、薄膜３０１をパターニングする。次に、図２５（ｅ）に示すように、例えばアッシングを行い、レジストパターン３０２を除去する。このようにして、薄膜３０１が所定の形状にパターニングされる。
　図２６に示すように、プラズマエッチングの制御性を決定する要因には、レジストパターン３０２の寸法、薄膜３０１の形状、レジストパターン３０２と薄膜３０１とのエッチング選択性、薄膜３０１と下地部材３００とのエッチング選択性、薄膜３０１のエッチング残り等、パターン形成に関わる寸法的な要因が大きい。その他にも、プラズマエッチング装置やエッチングガスなどに起因する不純物による汚染、イオンの打ち込みによる下地部材の構造変化等も、半導体デバイスの電気的特性に及ぼす影響が大きい。さらに、エッチング生成物の残留や、マスクパターンの構造変化等は、次工程以降の制御性に影響を及ぼす要因となる。
　レジストパターン３０２の寸法に誤差が生じると、例えば図２６に示すプラズマエッチング工程がトランジスタのゲートを形成する工程である場合、トランジスタのチャネル長にバラツキが生じることになる。このため、トランジスタの電気的特性が直接的な影響を受ける。
　エッチング後の薄膜３０１の形状に誤差が生じると、例えば図２６に示すプラズマエッチング工程が配線を形成する工程であり、その後の工程で配線を絶縁膜で埋め込む場合に、絶縁膜にボイド（空隙）が形成されてしまい、配線間の容量が変化して信号が遅延したり、信頼性が低下することがある。また、配線とトランジスタの接続部分にエッチング生成物が残留すると、電気抵抗が大きくなり、配線遅延や断線不良の原因となる。
　薄膜３０１と下地部材３００とのエッチング選択性が低下すると、薄膜３０１をエッチングする際に、いわゆるオーバーエッチングが生じ、下地部材３００もエッチングされてしまう。このため、形状精度が低下する。また、オーバーエッチングが著しい場合には、オーバーエッチングにより形成された凹部が下地部材３００を貫通し、さらに下方に配置された部材（図示せず）まで到達してしまう。下方の部材と薄膜３０１が導電部材であり、下地部材３００が絶縁膜である場合は、本来絶縁されるべき導電部材同士が接触することになり、短絡やリークが発生し、半導体デバイスが正常に動作しなくなる。
　図２７は、横軸にエッチング時間をとり、縦軸に不良率をとって、許容されるエッチング量のマージンを示すグラフである。
　図２５（ａ）～（ｅ）及び図２６において説明した薄膜のパターニングにおいて、エッチング量はエッチング時間によって制御することが多い。図２７に示すように、エッチング量が不足するとエッチング残りが発生して不良品となり、エッチング量が過剰であると下地部材を過度にエッチングしてしまい、やはり不良品となる。エッチング残りが発生せず、かつ、下地部材のエッチング量が許容量以下となるようなエッチング量が、許容されるエッチング量のマージンであるが、半導体デバイスの微細化が進むと、このマージンが狭くなる。
　このように、１回のエッチングによっても、様々な形状誤差が発生する。上述の如く、半導体デバイスを製造する際には、数十回程度のエッチングが必要となるため、各エッチングにおいて発生した形状誤差が蓄積されてしまう。このため、１回のエッチングにおいて発生した形状誤差が微小なものであっても、最終的な半導体デバイスの特性や歩留まりには大きく影響する。また、今後の半導体デバイスの微細化に伴い、形状誤差は相対的に大きくなるため、許容マージンは格段に小さくなり、エッチング工程の難易度がますます上昇する。
　また、半導体デバイスの微細化が進むと、チャンバーの内壁への生成物の堆積、プラズマによる各パーツの消耗に伴う寸法の微小な変化、高周波電力の出力の整合状態等もエッチングの制御性に影響を及ぼすようになり、処理装置間の機差や、同じ装置における経時変化も問題となる。
　このため、ガスの流量、圧力及び温度、高周波電力の出力及び整合状態等のパラメータを常に装置側でモニターし、異常があれば警告を表示したり処理を中断する機構が実用化されている。しかし、チャンバーの内壁の状態や、パーツのわずかな消耗などは、直接モニターすることが難しく、いわゆる装置ＱＣ（Quality Check）によるエッチング特性の確認や、基板に形成されたテストパターンの出来栄え評価による確認が実施されている。また、エッチング装置などは、部材の消耗や内壁状態の変化による経時変化を抑制するために、定期的に装置をメンテナンスし、消耗部材の交換及び装置内のクリーニングを実施している。
　しかしながら、定期的にメンテナンスを実施しても、メンテナンス後に装置のエッチング特性が完全に均一になるとは限らない。例えば、パーツ同士のわずかな取り付け誤差がエッチング特性に影響を与える。これは、同一の装置においてメンテナンスの度に誤差が生じるだけでなく、装置間でも誤差が生じ、生産性向上のために一台の装置に複数のチャンバーが設けられている場合にはチャンバー間でも誤差が生じる。
　このため、装置ＱＣにより合わせ込みを行い、上述の誤差を低減している。しかしながら、そのためには、作業者及び作業時間が必要となり、また、高価な処理装置を生産に使用できない時間が長くなるため、半導体デバイスの生産性を著しく低下させる。
特開２００３－３０３８８２号公報
　本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、動作が安定したプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材を提供することを目的とする。
　実施形態に係るプラズマ処理装置は、第１部材と、前記第１部材に対して着脱可能な第２部材と、を有するチャンバーと、前記第１部材と前記第２部材との間に配置された導通部材と、前記チャンバー内にプラズマを生成させる第１高周波電源と、を備える。前記導通部材は、樹脂材料からなる樹脂部材と、前記樹脂部材の表面上に設けられた金属膜と、を有する。
　実施形態に係るプラズマ処理方法は、第１部材と第２部材とを含むチャンバー内に被処理部材を装入し、前記第１部材と前記第２部材との間に、樹脂材料からなる樹脂部材の表面上に金属膜が設けられた導通部材を配置し、前記導通部材を圧縮する工程と、高周波電流を印加することにより、前記チャンバー内にプラズマを生成する工程と、を備える。
横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、従来のプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。 横軸に時間をとり、縦軸にチャンバーの下部と上部との間の電気抵抗値をとって、導通部材の交換時期と電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。 横軸にホルダーに供給する電力をとり、縦軸にエッチング量をとって、供給電力とエッチング量との関係の一例を示すグラフである。 第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ’線による断面図である。 （ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）は横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、比較例に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。 （ａ）はチャンバー解放時の導通部材の形状を示す断面図であり、（ｂ）はチャンバー密閉時の導通部材の形状を示す断面図であり、（ｃ）は金属膜に亀裂が発生した状態の導通部材を示す写真である。 （ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜がニッケルからなり、厚さが１００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。 （ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜がニッケルからなり、厚さが４００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。 （ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜がニッケルからなり、厚さが８００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。 （ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜が銅からなり、厚さが１００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。 （ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜が銅からなり、厚さが４００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。 （ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜が銅からなり、厚さが８００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。 横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に解放時の電気抵抗値をとって、金属膜の組成及び膜厚が圧縮率と電気抵抗値との関係に及ぼす影響を示すグラフである。 横軸に金属膜の膜厚をとり、縦軸に抵抗値が不可逆的な変化を示す直前の圧縮率をとって、導通部材の好適な使用範囲を示すグラフである。 第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図である。 （ａ）は第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す断面図であり、（ｂ）は開放状態の導通部材を示す斜視図であり、（ｃ）は圧縮状態の導通部材を示す斜視図である。 （ａ）は試験例においてエッチング対象としたテスト材を示す平面図であり、（ｂ）はエッチング処理前のテスト材を示す断面図であり、（ｃ）はエッチング処理後のテスト材を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、カーボン膜に対するエッチング速度分布を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン酸化膜に対するエッチング速度分布を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン窒化膜に対するエッチング速度分布を示すグラフである。 横軸にサンプルをとり、縦軸にエッチング後のテスト材におけるニッケル検出量をとって、ニッケル汚染の有無を示すグラフである。 横軸に年代をとり、縦軸にトランジスタの集積度をとって、半導体デバイスの微細化の傾向を示すグラフである。 （ａ）～（ｅ）は、一般的なプラズマエッチング工程を示す断面図である。 プラズマエッチングで制御すべき代表的な要因を示す図である。 横軸にエッチング時間をとり、縦軸に不良率をとって、許容されるエッチング量のマージンを示すグラフである。 エッチングの制御性に影響を及ぼす要因の例を示す図である。 一般的な誘導結合型プラズマ方式のドライエッチング装置の例を示す図である。 導通部材を示す斜視図である。 横軸にバイアス電圧をとり、縦軸にエッチングレートをとって、エッチングレートのバイアス電圧依存性を示すグラフである。
　＜課題の原因究明＞
　本発明者らは、上述のプラズマエッチング処理のばらつきの原因を推定した。
　図２８は、エッチングの制御性に影響を及ぼす要因の例を示す図である。
　図２８に示すように、エッチングの制御性に影響を及ぼす要因としては、少なくとも以下の要因が考えられる。
　（１）プラズマ種となるガスの組成、流量、圧力のばらつき
　（２）プラズマを形成するための高周波電源の出力のばらつき
　（３）処理温度のばらつき
　（４）バイアスを印加するための高周波電源の出力のばらつき
　（５）バイアス電圧とエッチングレートの検量線のずれ
　（６）エッチングによるチャンバー内の各部の損傷及び補修
　（７）プラズマ処理装置を構成する部品の劣化及び交換
　上記（１）のプラズマ種となるガスの組成、流量、圧力のばらつきについては、通常、購入した高純度ガスを供給ラインから直接チャンバー内に流量制御を行って導入している。このため、給気管やチャンバーのリーク等がない限り、プラズマ種の組成のばらつきがエッチングレートのばらつきの原因とは考えにくい。また、ガスの流量及び圧力は容易に制御及び測定できるため、ガスの流量及び圧力が大きくばらつくことも考えにくい。
　上記（２）のプラズマを形成するための高周波電源の出力のばらつきについては、あるプラズマ処理装置において、常に処理量が過多となるわけではなく、正常であったり、過小であったり、過多であったりする。このため、高周波電源に故障がない限り、高周波電源の出力のばらつきがエッチングレートのばらつきの原因とは考えにくい。また、多くのプラズマ処理装置で同様なばらつきが発生するため、高周波電源の故障であるとも考えにくい。
　上記（３）の処理温度のばらつきについては、種々の要因によりプラズマ処理中のウェーハの温度がばらつくことはあり得る。しかし、ウェーハの温度は直接的に測定することができ、測定されたウェーハの温度とエッチング量との間に有意な関係は認められない。このため、処理温度のばらつきがエッチングレートに及ぼす影響は、仮にあったとしても限定的であると考えられる。
　上記（４）のバイアスを印加するための高周波電源の出力のばらつきについても、上記（２）と同じ理由により、エッチングレートのばらつきの原因としては考えにくい。
　上記（５）のバイアス電圧とエッチングレートの検量線のずれについては、上述のごとく、あるプラズマ処理装置において、常に処理量が過多となるわけではなく、正常となる場合も過少となる場合もある。このため、検量線のずれがエッチングレートのばらつきの原因とは考えにくく、検量線の精度をさらに向上させても、エッチングレートのばらつきを収束させる効果は少ないと考えられる。
　上記（６）のエッチングによるチャンバー内の各部の損傷及び補修については、上述の如く、各装置について定期的にメンテナンスを行い、損傷した部分を補修している。このため、メンテナンスの時期とばらつきとの間に相関関係があれば、エッチングによる損傷及び補修がばらつきの原因であることが推定される。
　上記（７）の部品の劣化及び交換についても、上述の如く、各装置において消耗部品を定期的に交換している。このため、交換の時期とばらつきとの間に相関関係があれば、部品の劣化及び交換がばらつきの原因であることが推定される。
　以下、本発明者らが検討の対象とした典型的なプラズマ処理装置について説明する。
　プラズマ処理装置の一例として誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）方式のドライエッチング装置について説明する。
　図２９は、一般的な誘導結合型プラズマ方式のドライエッチング装置の例を示す図である。
　図３０は、導通部材を示す斜視図である。
　図２９に示すように、プラズマエッチング装置１００においては、チャンバー１０１が設けられている。チャンバー１０１は、下部１０２及び上部１０３により構成されている。通常、下部１０２はフレーム等に固定され、接地されている。上部１０３は、下部１０２に対して開閉可能に設けられており、チャンバー１０１の蓋として機能する。
　下部１０２内には、ホルダー１０６が設けられている。ホルダー１０６は、被処理部材としてのウェーハ２００を保持する。ホルダー１０６は電圧制御部１０７を介して高周波電源１０８に接続されている。電圧制御部１０７及び高周波電源１０８はそれぞれ接地されている。上部１０３には誘電体板１０９が設けられており、誘電体板１０９上にはコイル１１０が設けられており、コイル１１０は高周波電源１１１に接続されている。高周波電源１１１も接地されている。
　下部１０２と上部１０３との境界部分には、チャンバー１０１内の気密を担保するための気密部材１１５と、下部１０２と上部１０３との間の導通を担保するための導通部材１１６が設けられている。気密部材１１５は例えばＯリングであり、導通部材１１６は例えば金属コイルである。また、下部１０２と上部１０３とは、金属製のボルト及びナットにより連結される。これにより、下部１０２と上部１０３とが機械的に結合されると共に、同電位化される。チャンバー１０１には、チャンバー１０１内にガスを供給する給気管１１８と、チャンバー１０１内からガスを排出する排気管１１９が設けられている。
　図３０に示すように、導通部材１１６は、金属帯をスパイラル状に巻きあげて形成したコイル状の部材である。例えば、チャンバー１０１の下部１０２における上部１０３と当接する面に、導通部材１１６の直径よりも少し浅い溝が形成されており、この溝内に導通部材１１６が収納される。これにより、上部１０３を閉じたときに、導通部材１１６が圧縮されて弾性変形し、下部１０２及び上部１０３の双方を押圧する。この結果、下部１０２と上部１０３との間で、導通部材１１６を介して電気的な導通が確保される。
　次に、このプラズマエッチング装置１００を用いたプラズマ処理方法を説明する。
　図２９に示すように、ホルダー１０６にウェーハ２００を装着する。また、上部１０３を下部１０２に連結させて、チャンバー１０１内を気密状態とする。そして、排気管１１９を介してチャンバー１０１内を排気すると共に、給気管１１８を介してプラズマ種となるガスを導入する。この状態で、高周波電源１１１がコイル１１０に対して高周波電流を供給する。これにより、ガスが電離してプラズマ２５０が形成される。また、高周波電源１０８がホルダー１０６に対して高周波電流を供給する。これにより、プラズマ２５０にバイアス電圧が印加され、プラズマ中のイオンが加速されて、ウェーハ２００に衝突する。この結果、ウェーハ２００がエッチングされる。
　図３１は、横軸にバイアス電圧をとり、縦軸にエッチングレートをとって、エッチングレートのバイアス電圧依存性を示すグラフである。
　図３１に示すように、バイアス電圧を高くするほど、イオンの加速電圧が高くなり、エッチングレートが高くなる。この相関関係は被処理部材の材料によって異なり、装置の設計によっても異なり、装置の個体差もある。そこで、バイアス電圧とエッチングレートとの関係を予め検量しておく。そして、エッチング処理を行う際には、目標とするエッチングレートに対応したバイアス電圧を電圧制御部１０７に入力する。これにより、電圧制御部１０７が高周波電源１０８の出力を制御し、所望のエッチングレートを実現する。一定のエッチングレートで一定時間エッチングを行うことにより、ウェーハ２００が一定量エッチングされる。
　本発明者らが多数のプラズマ処理装置について長期間にわたって調査したところ、以下の傾向が認められた。
　図１は、横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、従来のプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
　図１は、１台のプラズマエッチング装置についての調査結果である。図１において、図示の縦方向に延びる破線はメンテナンスのタイミングを表し、実線は導通部材１１６の交換のタイミングを表す。後述する図２についても同様である。
　なお、本明細書に添付した図面は基本的に模式図である。実際のデータに基づいて作成されているが、絶対値を表すものではない。
　図１に示すように、エッチング量は、上記（６）のメンテナンスの度に増加し、上記（７）の導通部材１１６の交換の後、減少する傾向が認められた。この装置の場合は、導通部材１１６の交換周期はメンテナンスの周期よりも長く、数回のメンテナンスに１回、導通部材１１６を交換する。図１に示す結果からは、メンテナンス及び導通部材１１６が、エッチングレートのばらつきの一因であることが示唆される。上述の如く、導通部材１１６はチャンバー１０１の下部１０２と上部１０３とを電気的に接続する部品である。
　そこで、本発明者らは、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の電気抵抗値を、長期間にわたって測定した。なお、本明細書において、「電気抵抗値」とは直流電流の流れにくさを意味し、「インピーダンス」とは、高周波電流の流れにくさを意味する。
　図２は、横軸に時間をとり、縦軸にチャンバーの下部と上部との間の電気抵抗値をとって、導通部材の交換時期と電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
　図２に示すように、電気抵抗値は安定して低く、下部１０２と上部１０３との間で十分に導通がとれていた。また、メンテナンスの時期及び導通部材１１６の交換時期と電気抵抗値との間に相関関係は認められなかった。
　本発明者らは、以上の調査結果から、以下の仮説を立てた。
　エッチング量がメンテナンスの時期及び導通部材１１６の交換の時期に不連続的に変化していることから、メンテナンス及び導通部材１１６がエッチングの条件に影響を及ぼしていることが推定される。一方、直流電流の電気抵抗値と高周波電流のインピーダンスは必ずしも同じではなく、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間で、直流電流は十分に導通しても、高周波電流は十分に導通しないことも考えられる。このため、メンテナンスに伴って、導通部材１１６の電気抵抗値は変わらないがインピーダンスが増加していることが考えられる。
　メンテナンスを行う際には、上部１０３を下部１０２から取り外して、チャンバー１０１を開く。そして、エッチングにより損傷した部分の補修等、必要な処置を施した後、上部１０３を下部１０２に固定して、チャンバー１０１を閉じる。この作業の度に、導通部材１１６は圧縮と開放を繰り返す。導通部材１１６は金属製であるため、圧縮力が印加されれば弾性変形するが、このとき、局所的に塑性変形も発生する。このため、チャンバー１０１の開閉により導通部材１１６が変形を繰り返すと、導通部材１１６が下部１０２及び上部１０３を押圧する力が減少し、直流の電気抵抗値は変化しなくても、高周波電源１０８及び１１１が出力する高周波電流に対するインピーダンスは増加している可能性がある。
　この結果、プラズマ処理の進行中に、上部１０３の平均電位が下部１０２の平均電位からずれ、電圧制御部１０７が基準とする接地電位と、プラズマ２５０から見た接地電位とがずれる。プラズマ２５０から見た接地電位とは、チャンバー１０１の内壁の電位の平均であると考えられる。このため、図３１に示す検量線に従ってバイアス電圧を調整しても、エッチング量は図３１に示す検量線からずれてしまう。この結果、エッチング量が過多になる場合があると推定される。
　しかしながら、上記仮説を検証するために、プラズマ２５０から見た接地電位を測定することは困難であり、チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の高周波電流のインピーダンスを測定することも困難である。そこで、実際にホルダー１０６に供給されている高周波電力［Ｗ］とエッチング量との関係を測定した。
　図３は、横軸にホルダーに供給する電力をとり、縦軸にエッチング量をとって、供給電力とエッチング量との関係を示すグラフである。
　図３に示すように、エッチング量は投入電力に対して正の相関を示し、エッチングが過多になるときは、投入電力も過多になっていた。上記（４）で考察したように、バイアスを印加するための高周波電源１０８の出力がばらつくことは考えにくいため、高周波電源１０８には、電圧制御部１０７から、設定値よりも高いバイアス電圧になるような制御信号が入力されていると考えられる。
　このため、上記仮説のとおり、事前に取得した検量線に従ってバイアス電圧を設定しても、電圧制御部１０７が基準とする接地電位と、プラズマ２５０から見た接地電位とが異なるため、実際にプラズマ２５０に作用するバイアス電圧が設定値とは異なることが推定される。また、その原因としては、導通部材１１６の高周波電力に対するインピーダンスの増加が推定される。インピーダンスが増加する原因としては、導通部材１１６の塑性変形が考えられる。
　このような推定に基づいて、図１に示す結果を解釈すると、以下のようになる。すなわち、メンテナンスを実施すると、パーツ間のインピーダンスが増大し、接地電位がずれることで、単位時間当たりのエッチング量が大きくなる傾向が生じる。しかし、パーツ間に設置されている導通部材１１６（図３０参照）を新品に交換することにより、インピーダンスが低下し、単位時間あたりのエッチング量が初期状態に戻る傾向がある。
　また、図３に示す結果を解釈すると、以下のようになる。図２９に示すプラズマエッチング装置１００においては、プラズマの自己バイアスを測定し、その値が設定値に近づくように投入電力を制御している。この投入電力の大きさを図３の横軸に示す。チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間のインピーダンスが変化することにより、プラズマの自己バイアスの測定する際に参照する接地電位がずれ、自己バイアスの測定値にインピーダンスに依存する誤差が生じる。このため、この測定値に基づいて制御される投入電力にも誤差が生じる。このように、下部１０２と上部１０３とのインピーダンスに依存して投入電力に誤差が生じるため、結果として単位時間当たりのエッチング量にも誤差が生じる。
　＜課題を解決するための方針＞
　本発明者らは、上述の考察を踏まえ、課題を解決するための方針を研究した。
　チャンバー１０１の下部１０２と上部１０３との間の高周波電流に対するインピーダンスの増加を抑制するために、金属帯をコイル状に成形した導通部材１１６の替わりに、新たな導通部材を設けることを検討した。新たな導通部材は、弾性変形が可能で、塑性変形が実質的に発生せず、かつ、高周波電流を導電可能であることが要求される。
　弾性変形し、かつ、塑性変形が発生しない材料としては、樹脂材料が考えられる。しかしながら、樹脂材料はそのままでは導電性がない。そこで、樹脂材料に導電性を付与することが要求される。
　樹脂材料に導電性を付与する方法としては、樹脂材料内にカーボンブラック又は金属フィラー等の導電性の粒子を含有させる方法と、表面に金属をコーティングする方法が考えられる。導体に高周波電流を流す場合、周波数が高くなるほど、電流が表面に集中する。このため、樹脂材料中に導電性の粒子を含有させるよりも、樹脂材料からなる部材の表面に金属をコーティングした方が、高周波電流のインピーダンスを効果的に低減できることが予想される。以上の考察に基づいて、以下の実施形態を考案した。
　＜第１の実施形態＞
　先ず、第１の実施形態について説明する。
　本実施形態においては、プラズマ処理装置として、ＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を例に挙げて説明するが、これには限定されない。
　図４は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す断面図である。
　図５（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ’線による断面図である。
　図６（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
　図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１においては、チャンバー１１が設けられている。チャンバー１１においては、下部１２及び上部１３が設けられている。通常、下部１２はフレーム等に固定され、接地されている。上部１３は、下部１２に対して着脱可能に設けられており、接地されていない。下部１２に上部１３が着脱することで、チャンバー１１が開閉される。下部１２と上部１３との間には、若干の隙間がある。隙間の間隔は、例えば、０．３ｍｍ以下である。チャンバー１１には、チャンバー１１内にガスを供給する給気管２８と、チャンバー１１内からガスを排出する排気管２９が設けられている。
　下部１２内には、ホルダー１６が設けられている。ホルダー１６は被処理部材であるウェーハ２００を保持する。ホルダー１６は電圧制御部１７を介して高周波電源１８に接続されている。電圧制御部１７及び高周波電源１８はそれぞれ接地されている。高周波電源１８は、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電流を出力する。
　上部１３には誘電体板１９が設けられており、誘電体板１９上にはコイル２０が設けられている。コイル２０は上部１３に固定されている。コイル２０は高周波電源２１に接続されている。高周波電源２１も接地されている。高周波電源２１は、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電流を出力する。
　下部１２と上部１３との境界部分には、チャンバー１１内の気密を担保するための気密部材１５と、下部１２と上部１３との間の導通を担保するための導通部材３０が設けられている。すなわち、下部１２の上面には、円環状の溝１２ａが形成されており、溝１２ａの外側には、円環状の溝１２ｂが形成されている。そして、溝１２ａ内には、気密部材１５が配置されている。気密部材１５は、例えば、Ｏリングである。溝１２ｂ内には、導通部材３０が配置されている。このように、導通部材３０は気密部材１５の外側に配置されている。また、下部１２と上部１３とは、金属製のボルト及びナットにより連結される。これにより、下部１２と上部１３とが機械的に結合されると共に、気密部材１５及び導通部材３０が下部１２と上部１３とにより押圧される。
　図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の導通部材３０の全体的な形状は環状である。導通部材３０においては、樹脂材料からなる樹脂リング３１の表面全体に、金属材料からなる金属膜３２が被覆されている。導通部材３０のリング径Ｒ０は、チャンバー１１の外径に依存するが、例えば、ウェーハ２００の直径が３００ｍｍ（ミリメートル）である場合は、リング径Ｒ０は６００ｍｍ程度である。導通部材３０の直径Ｄ０は、例えば、２～４ｍｍ（ミリメートル）程度である。金属膜３２の膜厚Ｔ０は、例えば、２００ｎｍ（ナノメートル）以上である。例えば、導通部材３０は、圧縮率が５％以上２５％以下の範囲で圧縮されたときに、圧縮方向の最大径が２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。
　樹脂リング３１を形成する樹脂材料は、例えば、弾性ゴムであり、例えば、フッ素ゴムであり、例えば、ＦＫＭ－７０である。樹脂リング３１の弾性率は、例えば、１０ＭＰａである。樹脂リング３１の直径は、例えば、３ｍｍであり、ポアッソン比は約０．５である。金属膜３２の膜構成は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）又は銅（Ｃｕ）からなる単層膜であってもよく、２以上の層を積層させた多層膜であってもよい。
　金属膜３２は、例えば、分子間接着接合により樹脂リング３１の表面に被着させることができる。具体的には、樹脂リング３１を形成した後、樹脂リング３１に対してコロナ放電処理を施して、表面にＯＨ基を生成する。次に、樹脂リング３１をアルコキシシリルプロピルアミドトリアジンチオールに接触させて、表面にジチオールトリアジン基を生成する。次に、樹脂リング３１をめっき液に浸漬する。これにより、めっき液中の金属イオンがジチオールトリアジン基と化学結合して、金属膜３２が形成される。これにより、樹脂リング３１と金属膜３２の間で高い密着力を実現することができる。
　次に、本実施形態に係るプラズマ処理装置の動作、すなわち、本実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。
　図４に示すように、チャンバー１１内をメンテナンスする際には、下部１２から上部１３を取り外すことにより、チャンバー１１を開く。このとき、導通部材３０に印加されていた圧縮力が除去される。この状態で、必要なメンテナンスを行う。メンテナンス終了後、下部１２の溝１２ａ内に気密部材１５が配置され、溝１２ｂ内に導通部材３０が配置された状態で、上部１３を下部１２に連結する。これにより、導通部材３０が圧縮される。
　ウェーハ２００に対してプラズマエッチングを行う際には、チャンバー１１のロードロック部を介して、ホルダー１６にウェーハ２００を装着する。そして、排気管２９を介してチャンバー１１内を排気すると共に、給気管２８を介してプラズマ種となるガスを導入する。この状態で、高周波電源２１がコイル２０に対して高周波電流を供給する。これにより、ガスが電離してプラズマ２５０が形成される。また、高周波電源１８がホルダー１６に対して高周波電流を供給する。これにより、プラズマ２５０にバイアス電圧が印加され、プラズマ中のイオンが加速されて、ウェーハ２００に衝突する。この結果、ウェーハ２００がエッチングされる。このとき、下部１２と上部１３との間で、導通部材３０を介して、高周波電流が導通する。
　上部１３を下部１２に連結したときは、樹脂リング３１に上下方向の圧力が加わり、樹脂リング３１が弾性変形する。金属膜３２も樹脂リング３１の弾性変形に伴って変形する。樹脂リング３１の弾性力により、金属膜３２が下部１２及び上部１３に押し付けられる。そして、高周波電源１８及び２１が出力する高周波電流は、金属膜３２を介して、下部１２と上部１３との間で伝導する。この結果、下部１２の平均電位と上部１３の平均電位との差が小さくなり、電圧制御部１７が基準とする接地電位と、プラズマ２５０から見た接地電位との差が小さくなる。一方、チャンバー１１を開いたとき、すなわち、上部１３を下部１２から脱離させたときは、樹脂リング３１に加わっていた圧力が消失するため、樹脂リング３１の形状が元に戻る。このとき、金属膜３２の形状も元に戻る。
　このように、樹脂リング３１に対して圧縮力が繰り返し印加されても、樹脂リング３１は樹脂材料により形成されているため、塑性変形することはない。このため、塑性変形によって金属膜３２を下部１２及び上部１３に押し付ける力が減少することもない。これにより、金属膜３２のインピーダンスの増加を抑制できる。
　なお、上述の樹脂リング３１の変形に伴い、金属膜３２が塑性変形する可能性もあるが、金属膜３２を下部１２及び上部１３に押し付ける力は、金属膜３２自体ではなく樹脂リング３１の弾性力に起因している。このため、金属膜３２が塑性変形しても、押し付け力は変わらず、金属膜３２の塑性変形に起因してインピーダンスが大きく増加することはない。また、導通部材３０の体積の大部分は絶縁性の樹脂リング３１が占めるため、導通部材３０の直流電流に対する電気抵抗値は、図３０に示す従来の導通部材１１６の電気抵抗値よりも高くなることがある。しかしながら、上述の如く、高周波電流は導通部材３０の表層部分に集中し、この部分には金属膜３２が配置されているため、高周波電流に対するインピーダンスは十分に低い。
　次に、本実施形態の効果について説明する。
　図７（ａ）は、横軸に時間をとり、縦軸にエッチング量をとって、本実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるエッチング量とメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスをとって、比較例に係るプラズマエッチング装置におけるインピーダンスとメンテナンス及び部品交換との関係の一例を示すグラフである。
　図７（ａ）に示すように、本実施形態によれば、メンテナンス及び導通部材３０の交換を行っても、エッチング量が大きく変化することはなく、安定した運転が可能であった。また、図７（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、メンテナンス及び導通部材３０の交換を行っても、下部１２と上部１３との間のインピーダンスの変化が小さく、安定した運転が可能であることが裏付けられた。
　一方、図２９に示す比較例に係るプラズマエッチング装置１００においても、下部１０２と上部１０３との間のインピーダンスを測定した。この結果、図７（ｃ）に示すように、比較例に係るプラズマエッチング装置１００においては、メンテナンスを実施することで、導通部材１１６（図３０参照）の変形等に起因して、メンテナンス後に下部１０２と上部１０３との間のインピーダンスが大きくなった。但し、導通部材１１６を新品に交換することにより、インピーダンスは初期値に戻る傾向が認められた。このインピーダンスの変化と単位時間当たりのエッチング量には１対１の相関が認められた。
　このように、本実施形態によれば、導通部材３０において、樹脂材料、例えば、弾性ゴムからなる樹脂リング３１と、樹脂リング３１の表面を被覆する金属膜３２とが設けられているため、チャンバー１１の開閉を繰り返しても、樹脂リング３１の弾性力が低下することがない。このため、下部１２と上部１３との間のインピーダンスの増加を抑制し、エッチングレートがずれることを抑制することができる。この結果、プラズマエッチング処理を安定して実施することができる。
　また、導通部材３０の体積の大部分は樹脂リング３１によって構成されているため、導通部材３０は全体として軟質である。このため、金属帯からなる導通部材１１６と比較して、下部１２の凹部１２ｂ内への装着が容易である。
　＜実装のための検討＞
　次に、本実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に設計する場合について検討する。
　本実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に設計する際には、要求される仕様によって各部の寸法等が異なるため、導通部材３０を含むプラズマエッチング装置１をどのように設計するかが問題となる。導通部材３０のリング径Ｒ０はチャンバー１１のサイズに応じて決定され、チャンバー１１のサイズは被処理部材であるウェーハ２００のサイズによって決定される。一方、導通部材３０の直径Ｄ０は圧縮率を考慮して決定する。
　図８（ａ）はチャンバー解放時の導通部材３０の形状を示す断面図であり、（ｂ）はチャンバー密閉時の導通部材３０の形状を示す断面図であり、（ｃ）は金属膜３２に亀裂が発生した状態の導通部材３０を示す写真である。
　図８（ａ）に示すように、チャンバー１１が解放されて、導通部材３０に外力が印加されていないときの導通部材３０の直径をＤ０とし、図８（ｂ）に示すように、チャンバー１１が密閉されたときの導通部材３０の直径をＤとしたとき、圧縮率Ｃを下記数式１のように定義する。
　Ｃ＝（Ｄ０－Ｄ）／Ｄ０×１００［％］　　（数式１）
　図８（ｃ）に示すように、圧縮率Ｃが所定の値を超えると、導通部材３０の金属膜３２に亀裂３２ａが発生する。亀裂３２ａが発生すると、高周波電流に対するインピーダンスが著しく増加する可能性が高い。そこで、導通部材３０は、金属膜３２に亀裂３２ａが発生しないような圧縮率Ｃで使用することが好ましい。
　以下、亀裂３２ａが発生しないような圧縮率Ｃの範囲を求める実験例について説明する。
　本実験例においては、導通部材３０に圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加し、圧縮及び解放の度に、導通部材３０の電気抵抗値を測定する。金属膜３２に大きな亀裂３２ａが生成すると、導通部材３０の電気抵抗値が不可逆的に大きく増加する。
　図９（ａ）は、横軸に圧縮率をとり、縦軸に電気抵抗値をとって、金属膜３２がニッケルからなり、厚さが１００ｎｍである導通部材について、圧縮率を変えながら繰り返し圧縮力を印加したときの抵抗値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示すデータについて、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に圧縮時及び解放時の電気抵抗値をとって、圧縮率が電気抵抗値に及ぼす影響を示すグラフである。
　図１０（ａ）～図１４（ｂ）も図９（ａ）及び（ｂ）と同様なグラフである。
　図１０（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２がニッケルからなり、厚さが４００ｎｍである場合を示し、図１１（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２がニッケルからなり、厚さが８００ｎｍである場合を示し、図１２（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが１００ｎｍである場合を示し、図１３（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが４００ｎｍである場合を示し、図１４（ａ）及び（ｂ）は金属膜３２が銅からなり、厚さが８００ｎｍである場合を示す。
　図１５は、横軸に圧縮時の圧縮率をとり、縦軸に解放時の電気抵抗値をとって、金属膜の組成及び膜厚が圧縮率と電気抵抗値との関係に及ぼす影響を示すグラフである。
　図１６は、横軸に金属膜の膜厚をとり、縦軸に抵抗値が不可逆的な変化を示す直前の圧縮率をとって、導通部材の好適な使用範囲を示すグラフである。
　図９（ａ）～図１４（ｂ）に示すように、金属膜３２がニッケル又は銅からなり、膜厚が１００ｎｍ～８００ｎｍの範囲においては、圧縮率を増加させながら圧縮と解放を繰り返すと、次第に電気抵抗値が増加し、圧縮率がある臨界値Ｔｃを超えるように圧縮すると、次の解放時に電気抵抗値が大幅に増加するような臨界値Ｔｃの存在が認められた。臨界値Ｔｃまで圧縮し、その後解放したときに、金属膜３２に大きな亀裂３２ａが生成したものと考えられる。
　図１５及び図１６に示すように、膜厚が同じであれば、金属膜３２をニッケルにより形成するよりも銅により形成した方が圧縮に対する耐性が高い。また、金属膜３２の材料が同じであれば、膜厚が厚い方が圧縮に対する耐性が高い。
　このように、金属膜３２の組成及び膜厚に応じて圧縮率の臨界値Ｔｃを求めることにより、図１６に示すように、導通部材３０を繰り返し使用可能な圧縮率の範囲を求めることができる。この結果、導通部材３０の直径Ｄ０と、下部１２に形成する溝１２ｂの深さとの関係を決定することができる。
　例えば、金属膜３２がニッケルからなり、膜厚が２００ｎｍ以上である場合、圧縮率は２５％以下とすることが好ましく、膜厚が４００ｎｍ以上である場合、圧縮率は３０％以下とすることが好ましく、膜厚が８００ｎｍ以上の場合、圧縮率は３５％以下とすることが好ましい。また、金属膜３２が銅からなり、膜厚が２００ｎｍ以上である場合、圧縮率は３５％以下とすることが好ましい。一方、インピーダンスを十分に低く抑えるためには、圧縮率は５％以上とすることが好ましい。例えば、金属膜３２の膜厚は、１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下とすることが好ましく、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることがより好ましい。
　なお、金属膜３２の材料は、ニッケル及び銅には限定されない。金属膜３２の材料として、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）からなる群より選択された１種以上の金属を用いてもよい。
　また、金属膜３２は多層膜としてもよい。例えば、金属膜３２を、樹脂リング３１側から順に下地層、主層、表層からなる三層膜としてもよい。この場合に、例えば、下地層の材料として、結晶構造が緻密で化学的安定性が高い材料、例えば、ニッケルを使用し、主層の材料として、延展性が優れた材料、例えば、銅を使用し、表層の材料として、化学的安定性及び導電性が優れた材料、例えば、金を使用してもよい。すなわち、金属膜３２を、（Ｎｉ／Ｃｕ／Ａｕ）三層膜としてもよい。下地層をニッケルにより形成することによって、主層中の銅が樹脂リング３１内に拡散し、銅害により樹脂リング３１を劣化させることを抑制できる。また、主層を銅により形成することによって、金属膜３２に亀裂３２ａが発生することを抑制できる。更に、表層を金により形成することによって、主層中の銅が大気によって酸化することを抑制できる。又は、下地層及び表層をニッケルにより形成し、主層を銅によって形成してもよい。すなわち、金属膜３２を、（Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）三層膜としてもよい。この場合に例えば、下地層及び表層の厚さをそれぞれ１００ｎｍとし、主層の厚さを４００ｎｍとしてもよい。
　＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態について説明する。
　図１７は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置の下部を示す平面図である。
　図１８（ａ）は本実施形態に係るプラズマエッチング装置の導通部材を示す断面図であり、（ｂ）は開放状態の導通部材を示す斜視図であり、（ｃ）は圧縮状態の導通部材を示す斜視図である。
　図１７に示すように、本実施形態に係るプラズマエッチング装置２においては、気密部材１５の周囲に、複数の導通部材４０が設けられている。
　図１７、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、各導通部材４０の形状は円環状ではなく、球形である。チャンバー１１の下部１２の上面には、例えば円筒状の凹部が形成されており、この凹部内に導通部材４０が収納されている。各導通部材４０においては、樹脂材料、例えば弾性ゴム、例えばフッ素ゴムからなる樹脂球４１が設けられており、樹脂球４１の表面上に金属膜４２が被覆されている。金属膜４２の組成及び膜厚は、第１の実施形態における金属膜３２と同様である。
　プラズマエッチング装置２においては、チャンバー１１の気密性は気密部材１５によって実現されているため、導通部材４０は必ずしも環状でなくてもよい。本実施形態のように、塊状、例えば球状の導通部材４０を設けてもよい。また、導通部材４０を複数個設けることにより、チャンバー１１の各部において低いインピーダンスを実現することができる。
　また、図１８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、導通部材４０は球形であるため、１軸方向、例えば、図１８（ｂ）及び（ｃ）に示すＺ軸方向に圧縮されたときに、他の２軸方向、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延伸することができる。これにより、１軸当たりの延伸率が小さくなり、金属膜４２に印加される機械的なストレスが分散する。この結果、金属膜４２はより高い圧縮率に耐えることができる。このため、導通部材４０をより高い圧縮率で使用することができ、インピーダンスをより確実に低減することができる。
　但し、導通部材４０の形状は、下記数式２を満たすことが好ましい。下記数式２は、オイラーの式を不等式としたものである。下記数式２を満たすことにより、導通部材４０が座屈することを確実に回避できる。下記数式２において、Ｐは導通部材４０に印加される荷重、Ｐｃｒは導通部材４０の座屈荷重、Ｃは端末条件係数、πは円周率、Ｅはヤング率、Ｉは断面２次モーメント、Ｌは長さである。
　Ｐ＜Ｐｃｒ＝Ｃπ２ＥＩ／Ｌ２　　（数式２）
　本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
　なお、前述の各実施形態においては、導通部材をチャンバー１１の下部１２と上部１３との間に配置する例を示したが、これには限定されない。プラズマ処理装置のうち、ウェーハ２００を脱着するためのロードロック部分、及び、フランジの継目等、プラズマに近接する部分であって他の部材と十分に電気的に接続されていない部分があれば、上述の各実施形態で説明した導通部材を介在させることができる。
　また、前述の各実施形態においては、プラズマ処理装置の例として、プラズマエッチング装置について説明したが、プラズマ処理装置はエッチング装置には限定されず、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）装置等の成膜装置であってもよい。
　以上説明した実施形態によれば、動作が安定したプラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び導通部材を実現することができる。
　＜試験例＞
　以下、試験例について説明する。
　本試験例においては、図４、図５（ａ）及び（ｂ）、図６（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置１を実際に作製し、これを「実施例」とした。このとき、導通部材３０の金属膜３２の材料はニッケルとし、厚さは４００ｎｍとした。
　一方、図２９及び図３０に示す一般的なプラズマエッチング装置１００を実際に作製し、これを「比較例」とした。そして、実施例に係る装置及び比較例に係る装置により、テスト材に対してエッチング処理を施して、テスト材内におけるエッチング速度の分布を測定した。
　図１９（ａ）は本試験例においてエッチング対象としたテスト材を示す平面図であり、（ｂ）はエッチング処理前のテスト材を示す断面図であり、（ｃ）はエッチング処理後のテスト材を示す断面図である。
　図１９（ａ）～（ｃ）に示すように、本試験例において使用するテスト材３００においては、シリコンウェーハ３０１が設けられている。シリコンウェーハ３０１には、ノッチ３０１ｎが形成されている。シリコンウェーハ３０１の上面に平行な方向のうち、シリコンウェーハ３０１の中心３０１ｃからノッチ３０１ｎに向かう方向を「Ｘ方向」とし、Ｘ方向に直交する方向を「Ｙ方向」とする。
　テスト材３００においては、シリコンウェーハ３０１上に、以下の膜が順に積層されている。括弧内の数値は、各膜の厚さを示す。
　・シリコン酸化膜３０２（１０ｎｍ）
　・シリコン窒化膜３０３（２０ｎｍ）
　・シリコン酸化膜３０４（５００ｎｍ）
　・カーボン膜３０５（５００ｎｍ）
　・シリコン酸化膜３０６（５０ｎｍ）
　・レジストパターン３１０（１００ｎｍ）
　シリコン酸化膜３０４は、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate：オルトケイ酸テトラエチル：Si(OC2H5)4）を原料としたＣＶＤ法により形成した。シリコン酸化膜３０６は、塗布法により形成した。レジストパターン３１０には、リソグラフィ法により、所定のパターンを形成した。
　このテスト材３００を２つ作製し、実施例及び比較例に係るプラズマエッチング装置により、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を施した。エッチング条件は、エッチング対象となる膜に応じて調整するものの、実施例と比較例の間では同じとした。
　先ず、レジストパターン３１０をマスクとしてシリコン酸化膜３０６をエッチングすることにより、シリコン酸化膜３０６をパターニングした。その後、レジストパターン３１０を除去した。
　次に、パターニングされたシリコン酸化膜３０６をマスクとしてカーボン膜３０５をエッチングすることにより、カーボン膜３０５をパターニングした。このとき、テスト材３００の面内におけるカーボン膜３０５のエッチング速度分布を測定した。
　次に、パターニングされたカーボン膜３０５をマスクとしてシリコン酸化膜３０４をエッチングすることにより、シリコン酸化膜３０４をパターニングした。このとき、テスト材３００の面内におけるシリコン酸化膜３０４のエッチング速度分布を測定した。その後、シリコン酸化膜３０４のエッチングに伴って発生した残渣物を除去した。
　次に、パターニングされたカーボン膜３０５及びシリコン酸化膜３０４をマスクとしてシリコン窒化膜３０３をエッチングすることにより、シリコン窒化膜３０３をパターニングした。このとき、テスト材３００の面内におけるシリコン窒化膜３０３のエッチング速度分布を測定した。
　図２０（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、カーボン膜３０５に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
　図２１（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン酸化膜３０４に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
　図２２（ａ）及び（ｂ）は、横軸に位置をとり、縦軸にエッチング速度をとって、シリコン窒化膜３０３に対するエッチング速度分布を示すグラフである。
　各図の横軸は、シリコンウェーハ３０１におけるＸ方向又はＹ方向の位置を表し、中心３０１ｃの位置が「０」である。
　図２０（ａ）～図２２（ｂ）に示すように，エッチング速度はテスト材３００の面内において分布を持つものの、エッチング速度及びその分布は、実施例と比較例との間で実質的に同一であった。このため、従来のプラズマエッチング装置を、第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置に置き換えても、エッチング条件を再調整する必要はなく、継続して使用できることが判明した。
　実施例に係るプラズマエッチング装置１においては、導通部材３０の金属膜３２をニッケルにより形成しているため、装置内がニッケルで汚染される懸念があった。そこで、エッチング後のテスト材３００において、ニッケル量を測定した。
　図２３は、横軸にサンプルをとり、縦軸にエッチング後のテスト材におけるニッケル検出量をとって、ニッケル汚染の有無を示すグラフである。
　図２３に示すように、実施例におけるニッケルの検出量は、比較例におけるニッケル検出量と比較して同等以下であった。このため、導通部材３０に起因するニッケル汚染は発生していないといえる。また、ダストの発生量についても、実施例は比較例と比較して同等以下であり、現行の基準を満たしていた。
　このように、実施例に係るプラズマエッチング装置１は、比較例に係るプラズマエッチング装置１００と比較して、エッチング速度及びその分布が実質的に同一であり、導通部材３０に起因する汚染も認められず、ダストの発生量も増加しなかった。これにより、従来のプラズマエッチング装置を第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置に置き換えても、問題がないことが確認された。例えば、図２９に示すプラズマエッチング装置１００において、導通部材１１６を導通部材３０（図６（ａ）及び（ｂ）参照）に置き換えることにより、低コストでプラズマエッチング装置１を実現することができる。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。

Claims (20)

  1. 　第１部材と、前記第１部材に対して着脱可能な第２部材と、を有するチャンバーと、
    　前記第１部材と前記第２部材との間に配置された導通部材と、
    　前記チャンバー内にプラズマを生成させる第１高周波電源と、
    　を備え、
    　前記導通部材は、
    　　樹脂材料からなる樹脂部材と、
    　　前記樹脂部材の表面上に設けられた金属膜と、
    　を有したプラズマ処理装置。
  2. 　前記第１部材と前記第２部材との間には隙間が形成されている請求項１記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記第２部材は接地されていない請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記チャンバー内に設けられ被処理部材を保持するホルダーと、
    　前記ホルダーに対して高周波電流を供給する第２高周波電源と、
    　をさらに備えた請求項１～３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記第２部材に固定され、前記第１高周波電源から高周波電流が供給されるコイルをさらに備えた請求項１～４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記導通部材の圧縮率は、前記金属膜に亀裂が発生しない範囲の圧縮率である請求項１～５のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記導通部材の圧縮率は、圧縮率を変えながら前記導通部材を繰り返し圧縮し、圧縮及び解放の度に前記導通部材の電気抵抗値を測定することによって決定された請求項１～６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記導通部材の圧縮率は５％以上２５％以下である請求項１～７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記樹脂材料は弾性ゴムである請求項１～８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  10. 　前記樹脂材料はフッ素ゴムである請求項１～９のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記金属膜は、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、コバルト、金、銀、銅、錫及び亜鉛からなる群より選択された１種以上の金属を含む請求項１～１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  12. 　前記金属膜の膜厚は２００ｎｍ以上である請求項１～１１のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  13. 　プラズマエッチング装置である請求項１～１２のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
  14. 　第１部材と第２部材とを含むチャンバー内に被処理部材を装入し、前記第１部材と前記第２部材との間に、樹脂材料からなる樹脂部材の表面上に金属膜が設けられた導通部材を配置し、前記導通部材を圧縮する工程と、
    　高周波電流を印加することにより、前記チャンバー内にプラズマを生成する工程と、
    　を備えたプラズマ処理方法。
  15. 　プラズマ処理装置の電気的に分離した部品を導通させる導通部材であって、
    　ゴム弾性基材と、
    　前記ゴム弾性基材の表面にめっきされた金属膜と、
    　を備えた導通部材。
  16. 　圧縮率が５～２５％の範囲で圧縮された状態で、前記プラズマ処理装置に配置される請求項１５記載の導通部材。
  17. 　前記金属膜の膜厚は１００～２０００ｎｍである請求項１５または１６に記載の導通部材。
  18. 　前記金属膜の膜厚は１００～１０００ｎｍである請求項１７記載の導通部材。
  19. 　前記金属膜の材料は、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、コバルト、金、銀、銅、錫及び亜鉛からなる群より選択された１種以上の金属である請求項１５～１８のいずれか１つに記載の導通部材。
  20. 　前記金属膜は、相互に異なる材料からなる２層以上の金属層が積層された積層膜である請求項１５～１９のいずれか１つに記載の導通部材。
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