JP2000124193A - 局所エッチング装置及び局所エッチング方法 - Google Patents
局所エッチング装置及び局所エッチング方法Info
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチングレートが高く、しかも微細なエッ
チング加工が可能な局所エッチング装置及び局所エッチ
ング方法を提供する。 【解決手段】 石英放電管２はチャンバ９を貫通し、そ
のノズル部２０の噴射口２１をシリコンウエハＷに向け
る。そして、プラズマ発生部１によって石英放電管２に
供給されたガスをプラズマ放電させてラジカルＲを生成
する。また、排気部６は、ノズル部２０の噴射口２１が
吸引口６０ａからシリコンウエハＷ側に突出するよう
に、ノズル部２０の近傍に配設した排気管６０を有し、
ラジカルＲでシリコンウエハＷを局所エッチングする際
に生じる反応生成物Ｇを排気管６０の吸引口６０ａから
吸引してチャンバ９の外部に排出する。好ましくは、ノ
ズル部２０の噴射口２１から噴射されるラジカルＲの拡
散を抑える所定圧力のＮ2ガスをチャンバ９内に供給す
るエッチング領域限定部７を設ける。
チング加工が可能な局所エッチング装置及び局所エッチ
ング方法を提供する。 【解決手段】 石英放電管２はチャンバ９を貫通し、そ
のノズル部２０の噴射口２１をシリコンウエハＷに向け
る。そして、プラズマ発生部１によって石英放電管２に
供給されたガスをプラズマ放電させてラジカルＲを生成
する。また、排気部６は、ノズル部２０の噴射口２１が
吸引口６０ａからシリコンウエハＷ側に突出するよう
に、ノズル部２０の近傍に配設した排気管６０を有し、
ラジカルＲでシリコンウエハＷを局所エッチングする際
に生じる反応生成物Ｇを排気管６０の吸引口６０ａから
吸引してチャンバ９の外部に排出する。好ましくは、ノ
ズル部２０の噴射口２１から噴射されるラジカルＲの拡
散を抑える所定圧力のＮ2ガスをチャンバ９内に供給す
るエッチング領域限定部７を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ放電で
生成したラジカルをノズルからシリコンウエハ等の被エ
ッチング物に噴射して被エッチング物を局所的にエッチ
ングする局所エッチング装置及び局所エッチング方法に
関するものである。
生成したラジカルをノズルからシリコンウエハ等の被エ
ッチング物に噴射して被エッチング物を局所的にエッチ
ングする局所エッチング装置及び局所エッチング方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の局所エッチング装置とし
て、ＣＦ4等のガスをプラズマ放電させて、Ｆ（フッ
素）ラジカル等のラジカルを生成し、このラジカルを細
いノズルからシリコンウエハ等の被エッチング物の相対
厚部に噴射して、この相対厚部を局所的にエッチングす
ることにより、被エッチング物全体を平坦化する技術で
ある。この技術においては、ラジカルと被エッチング物
との反応生成物が被エッチング物を汚染することを防止
する必要があるので、反応生成物を局所エッチング装置
のチャンバ外に排気する排気手段を設けている。この排
気手段を備えた局所エッチング装置の一例として、特開
平９−２７４８２号公報記載の技術がある。この局所エ
ッチング装置は、図８に示すように、ＣＦ4とＯ2の混合
ガスをマグネトロン１００でプラズマ放電させ、生成さ
れたＦラジカルをノズル１０１からシリコンウエハＷの
相対厚部に噴射して、局所的にエッチングすると共に、
排気手段の一部を構成する排気管１１０をノズル１０１
の外側に配設して、反応生成物をこの排気管１１０から
吸引し、この排気管１１０を通してチャンバ１２０の外
側に排出する構造になっている。
て、ＣＦ4等のガスをプラズマ放電させて、Ｆ（フッ
素）ラジカル等のラジカルを生成し、このラジカルを細
いノズルからシリコンウエハ等の被エッチング物の相対
厚部に噴射して、この相対厚部を局所的にエッチングす
ることにより、被エッチング物全体を平坦化する技術で
ある。この技術においては、ラジカルと被エッチング物
との反応生成物が被エッチング物を汚染することを防止
する必要があるので、反応生成物を局所エッチング装置
のチャンバ外に排気する排気手段を設けている。この排
気手段を備えた局所エッチング装置の一例として、特開
平９−２７４８２号公報記載の技術がある。この局所エ
ッチング装置は、図８に示すように、ＣＦ4とＯ2の混合
ガスをマグネトロン１００でプラズマ放電させ、生成さ
れたＦラジカルをノズル１０１からシリコンウエハＷの
相対厚部に噴射して、局所的にエッチングすると共に、
排気手段の一部を構成する排気管１１０をノズル１０１
の外側に配設して、反応生成物をこの排気管１１０から
吸引し、この排気管１１０を通してチャンバ１２０の外
側に排出する構造になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の局所エッチング装置では、次のような問題がある。先
ず、ノズル１０１の先端１０１ａと排気管１１０の先端
１１０ａとが面一に設定され、または、ノズル１０１の
先端１０１ａが排気管１１０内に引っ込められた構造を
採っているので、先端１０１ａから噴射されたＦラジカ
ルの一部が排気管１１０によって吸引され、シリコンウ
エハＷに対するエッチングレートが低下してしまう。次
に、Ｆラジカルをノズル１０１から単に噴射するだけで
あるので、Ｆラジカルのガスが下広がりとなって、エッ
チング領域が大きくなってしまう。しかも、上記従来の
局所エッチング装置では、Ｆラジカルの広がりを抑える
制御手段が無いため、微細なエッチング加工が不可能で
あった。
の局所エッチング装置では、次のような問題がある。先
ず、ノズル１０１の先端１０１ａと排気管１１０の先端
１１０ａとが面一に設定され、または、ノズル１０１の
先端１０１ａが排気管１１０内に引っ込められた構造を
採っているので、先端１０１ａから噴射されたＦラジカ
ルの一部が排気管１１０によって吸引され、シリコンウ
エハＷに対するエッチングレートが低下してしまう。次
に、Ｆラジカルをノズル１０１から単に噴射するだけで
あるので、Ｆラジカルのガスが下広がりとなって、エッ
チング領域が大きくなってしまう。しかも、上記従来の
局所エッチング装置では、Ｆラジカルの広がりを抑える
制御手段が無いため、微細なエッチング加工が不可能で
あった。
【０００４】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、エッチングレートが高く、しかも微細
なエッチング加工が可能な局所エッチング装置及び局所
エッチング方法を提供することを目的とするものであ
る。
なされたもので、エッチングレートが高く、しかも微細
なエッチング加工が可能な局所エッチング装置及び局所
エッチング方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明に係る局所エッチング装置は、チャ
ンバを貫通し、そのノズル部の噴射口をチャンバ内の被
エッチング物に向ける放電管と、放電管に供給された所
定のガスをプラズマ放電させてラジカルを生成するプラ
ズマ発生手段と、ノズル部の噴射口が吸引口から被エッ
チング物側に突出するように、ノズル部の近傍に配設さ
れた排気管を有し、ラジカルで被エッチング物を局所エ
ッチングする際に生じる反応生成物を排気管の吸引口か
ら吸引してチャンバの外部に排出する排気手段とを具備
する構成とした。かかる構成により、放電管に供給され
たガスがプラズマ発生手段によりプラズマ放電されて、
ラジカルが生成される。そして、ラジカルがノズル部の
噴射口から被エッチング物に向けて噴射されて、被エッ
チング物が局所的にエッチングされる。そして、この局
所エッチング時に生じた反応生成物が排気管によってチ
ャンバの外部に排出される。このとき、ノズル部の噴射
口が排気管の吸引口から被エッチング物側に突出してい
るので、噴射口から噴射されるラジカルが排気管によっ
て吸引されることはほとんどない。
に、請求項１の発明に係る局所エッチング装置は、チャ
ンバを貫通し、そのノズル部の噴射口をチャンバ内の被
エッチング物に向ける放電管と、放電管に供給された所
定のガスをプラズマ放電させてラジカルを生成するプラ
ズマ発生手段と、ノズル部の噴射口が吸引口から被エッ
チング物側に突出するように、ノズル部の近傍に配設さ
れた排気管を有し、ラジカルで被エッチング物を局所エ
ッチングする際に生じる反応生成物を排気管の吸引口か
ら吸引してチャンバの外部に排出する排気手段とを具備
する構成とした。かかる構成により、放電管に供給され
たガスがプラズマ発生手段によりプラズマ放電されて、
ラジカルが生成される。そして、ラジカルがノズル部の
噴射口から被エッチング物に向けて噴射されて、被エッ
チング物が局所的にエッチングされる。そして、この局
所エッチング時に生じた反応生成物が排気管によってチ
ャンバの外部に排出される。このとき、ノズル部の噴射
口が排気管の吸引口から被エッチング物側に突出してい
るので、噴射口から噴射されるラジカルが排気管によっ
て吸引されることはほとんどない。
【０００６】また、ノズル部の排気管からの突出量の好
例として請求項２の発明は、請求項１に記載の局所エッ
チング装置において、ノズル部の噴射口が排気管の吸引
口から突出する量を、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内
の値に設定した構成としてある。
例として請求項２の発明は、請求項１に記載の局所エッ
チング装置において、ノズル部の噴射口が排気管の吸引
口から突出する量を、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内
の値に設定した構成としてある。
【０００７】また、請求項３の発明に係る局所エッチン
グ装置は、チャンバを貫通し、そのノズル部の噴射口を
チャンバ内の被エッチング物に向ける放電管と、放電管
に供給された所定のガスをプラズマ放電させてラジカル
を生成するプラズマ発生手段と、ノズル部の近傍に配設
された排気管を有し、ラジカルで被エッチング物を局所
エッチングする際に生じる反応生成物を排気管の吸引口
から吸引してチャンバの外部に排出する排気手段と、ノ
ズル部の噴射口から被エッチング物に向けて噴射される
ラジカルの拡散を抑える所定圧力のガスをチャンバ内に
供給するエッチング領域限定手段とを具備する構成とし
た。かかる構成により、噴射口から被エッチング物に向
けて噴射されるラジカルの拡散がエッチング領域限定手
段から供給される所定圧力のガスによって抑えられるの
で、ラジカルの流束の断面が小さくなる。
グ装置は、チャンバを貫通し、そのノズル部の噴射口を
チャンバ内の被エッチング物に向ける放電管と、放電管
に供給された所定のガスをプラズマ放電させてラジカル
を生成するプラズマ発生手段と、ノズル部の近傍に配設
された排気管を有し、ラジカルで被エッチング物を局所
エッチングする際に生じる反応生成物を排気管の吸引口
から吸引してチャンバの外部に排出する排気手段と、ノ
ズル部の噴射口から被エッチング物に向けて噴射される
ラジカルの拡散を抑える所定圧力のガスをチャンバ内に
供給するエッチング領域限定手段とを具備する構成とし
た。かかる構成により、噴射口から被エッチング物に向
けて噴射されるラジカルの拡散がエッチング領域限定手
段から供給される所定圧力のガスによって抑えられるの
で、ラジカルの流束の断面が小さくなる。
【０００８】また、請求項４の発明は、ノズル部の噴射
口を排気管の吸引口から、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範
囲内の値だけ突出させた構成としてある。さらに請求項
５の発明によれば、請求項３または請求項４に記載の局
所エッチング装置において、ノズル部の噴射口と被エッ
チング物との距離を１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の値に設
定した構成としてある。
口を排気管の吸引口から、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範
囲内の値だけ突出させた構成としてある。さらに請求項
５の発明によれば、請求項３または請求項４に記載の局
所エッチング装置において、ノズル部の噴射口と被エッ
チング物との距離を１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の値に設
定した構成としてある。
【０００９】また、エッチング領域限定手段によって供
給されるガスの圧力の好例として、請求項６の発明は、
請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の局所エッチ
ング装置において、エッチング領域限定手段によって被
エッチング物の周囲に供給されるガスの圧力をノズル部
内のガス圧の４０％以上８０％以下に設定した構成とし
てある。
給されるガスの圧力の好例として、請求項６の発明は、
請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の局所エッチ
ング装置において、エッチング領域限定手段によって被
エッチング物の周囲に供給されるガスの圧力をノズル部
内のガス圧の４０％以上８０％以下に設定した構成とし
てある。
【００１０】エッチング領域限定手段によって供給され
るガスは、被エッチング物のエッチング量域を限定する
ものであるので、ノズル部から噴射されるラジカルや被
エッチング物と反応しない性質のガスが好ましい。そこ
で、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいず
れかに記載の局所エッチング装置において、エッチング
領域限定手段によってチャンバ内に供給されるガスは、
窒素ガス，アルゴンガス，または放電管に供給される所
定のガスのいずれかである構成とした。
るガスは、被エッチング物のエッチング量域を限定する
ものであるので、ノズル部から噴射されるラジカルや被
エッチング物と反応しない性質のガスが好ましい。そこ
で、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいず
れかに記載の局所エッチング装置において、エッチング
領域限定手段によってチャンバ内に供給されるガスは、
窒素ガス，アルゴンガス，または放電管に供給される所
定のガスのいずれかである構成とした。
【００１１】ところで、請求項１〜請求項７の局所エッ
チング装置で実行される動作過程は、方法の発明として
成立する。そこで、請求項８の発明に係る局所エッチン
グ方法は、チャンバを貫通し且つそのノズル部の噴射口
をチャンバ内の被エッチング物に向ける放電管内に供給
された所定のガスをプラズマ放電させてラジカルを生成
するプラズマ発生過程と、ノズル部の噴射口から噴射さ
れるラジカルを被エッチング物の相対厚部に当てて、当
該相対厚部を局所的にエッチングする局所エッチング過
程と、ノズル部の噴射口が吸引口から被エッチング物側
に突出するようにノズル部の近傍に配された排気管を用
いて、局所エッチング過程で生じる反応生成物をチャン
バの外部に排出する反応生成物排気過程とを具備する構
成とした。また、請求項９の発明は、請求項８に記載の
局所エッチング方法において、ノズル部の噴射口を排気
管の吸引口から０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の値だ
け突出させて、ラジカルを噴射する構成とした。また、
請求項１０の発明に係る局所エッチング方法は、チャン
バを貫通し且つそのノズル部の噴射口をチャンバ内の被
エッチング物に向ける放電管内に供給された所定のガス
をプラズマ放電させてラジカルを生成するプラズマ発生
過程と、ノズル部の噴射口から噴射されるラジカルを被
エッチング物の相対厚部に当てて、当該相対厚部を局所
的にエッチングする局所エッチング過程と、ノズル部の
近傍に配された排気管を用いて、局所エッチング過程で
生じる反応生成物をチャンバの外部に排出する反応生成
物排気過程と、所定圧力のガスをチャンバ内に供給し
て、ノズル部の噴射口から被エッチング物に向けて噴射
するラジカルの拡散を抑えるエッチング領域限定過程と
を具備する構成とした。また、請求項１１の発明は、請
求項１０に記載の局所エッチング方法において、ノズル
部の噴射口を排気管の吸引口から０．５ｍｍ〜５．０ｍ
ｍの範囲内の値だけ突出させて、ラジカルを噴射する構
成とした。また、請求項１２の発明は、請求項１０にま
たは請求項１１に記載の局所エッチング方法において、
ノズル部の噴射口を被エッチング物に対して１ｍｍ〜１
０ｍｍの範囲内の距離まで近付けて、ラジカルを噴射す
る構成とした。また、請求項１３の発明は、請求項１０
ないし請求項１２のいずれかに記載の局所エッチング方
法において、エッチング領域限定過程において被エッチ
ング物の周囲に供給されるガスの圧力をノズル部内のガ
ス圧の４０％以上８０％以下に設定した構成としてあ
る。さらに、請求項１４の発明は、請求項１０ないし請
求項１３のいずれかに記載の局所エッチング方法におい
て、エッチング領域限定過程においてチャンバ内に供給
されるガスは、窒素ガス，アルゴンガス，または放電管
に供給される所定のガスのいずれかである構成とした。
チング装置で実行される動作過程は、方法の発明として
成立する。そこで、請求項８の発明に係る局所エッチン
グ方法は、チャンバを貫通し且つそのノズル部の噴射口
をチャンバ内の被エッチング物に向ける放電管内に供給
された所定のガスをプラズマ放電させてラジカルを生成
するプラズマ発生過程と、ノズル部の噴射口から噴射さ
れるラジカルを被エッチング物の相対厚部に当てて、当
該相対厚部を局所的にエッチングする局所エッチング過
程と、ノズル部の噴射口が吸引口から被エッチング物側
に突出するようにノズル部の近傍に配された排気管を用
いて、局所エッチング過程で生じる反応生成物をチャン
バの外部に排出する反応生成物排気過程とを具備する構
成とした。また、請求項９の発明は、請求項８に記載の
局所エッチング方法において、ノズル部の噴射口を排気
管の吸引口から０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の値だ
け突出させて、ラジカルを噴射する構成とした。また、
請求項１０の発明に係る局所エッチング方法は、チャン
バを貫通し且つそのノズル部の噴射口をチャンバ内の被
エッチング物に向ける放電管内に供給された所定のガス
をプラズマ放電させてラジカルを生成するプラズマ発生
過程と、ノズル部の噴射口から噴射されるラジカルを被
エッチング物の相対厚部に当てて、当該相対厚部を局所
的にエッチングする局所エッチング過程と、ノズル部の
近傍に配された排気管を用いて、局所エッチング過程で
生じる反応生成物をチャンバの外部に排出する反応生成
物排気過程と、所定圧力のガスをチャンバ内に供給し
て、ノズル部の噴射口から被エッチング物に向けて噴射
するラジカルの拡散を抑えるエッチング領域限定過程と
を具備する構成とした。また、請求項１１の発明は、請
求項１０に記載の局所エッチング方法において、ノズル
部の噴射口を排気管の吸引口から０．５ｍｍ〜５．０ｍ
ｍの範囲内の値だけ突出させて、ラジカルを噴射する構
成とした。また、請求項１２の発明は、請求項１０にま
たは請求項１１に記載の局所エッチング方法において、
ノズル部の噴射口を被エッチング物に対して１ｍｍ〜１
０ｍｍの範囲内の距離まで近付けて、ラジカルを噴射す
る構成とした。また、請求項１３の発明は、請求項１０
ないし請求項１２のいずれかに記載の局所エッチング方
法において、エッチング領域限定過程において被エッチ
ング物の周囲に供給されるガスの圧力をノズル部内のガ
ス圧の４０％以上８０％以下に設定した構成としてあ
る。さらに、請求項１４の発明は、請求項１０ないし請
求項１３のいずれかに記載の局所エッチング方法におい
て、エッチング領域限定過程においてチャンバ内に供給
されるガスは、窒素ガス，アルゴンガス，または放電管
に供給される所定のガスのいずれかである構成とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係る局所エッチング装置の概略断面図である。
この局所エッチング装置は、プラズマ発生手段としての
プラズマ発生部１と、石英放電管２と、ガス供給部３
と、Ｘ−Ｙ駆動部４と、Ｚ駆動部５と、排気手段として
の排気部６と、エッチング領域限定手段としてのエッチ
ング領域限定ガス供給部７とを具備している。
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係る局所エッチング装置の概略断面図である。
この局所エッチング装置は、プラズマ発生手段としての
プラズマ発生部１と、石英放電管２と、ガス供給部３
と、Ｘ−Ｙ駆動部４と、Ｚ駆動部５と、排気手段として
の排気部６と、エッチング領域限定手段としてのエッチ
ング領域限定ガス供給部７とを具備している。
【００１３】プラズマ発生部１は、石英放電管２内のガ
スをプラズマ放電させてラジカルを生成するための器機
であり、マイクロ波発振器１０と導波管１１とよりな
る。マイクロ波発振器１０は、マグネトロンであり、所
定周波数のマイクロ波Ｍを発振することができる。導波
管１１は、マイクロ波発振器１０から発振されたマイク
ロ波Ｍを伝搬するためのもので、孔１２を介してアルミ
ナ石英放電管２に外挿されている。このような導波管１
１の左側端内部には、マイクロ波Ｍを反射して定在波を
形成する反射板（ショートプランジャ）１３が取り付け
られている。また、導波管１１の中途には、マイクロ波
Ｍの位相合わせを行う３スタブチューナ１４と、マイク
ロ波発振器１０に向かう反射マイクロ波Ｍを９０゜方向
（図１の表面方向）に曲げるアイソレータ１５が取り付
けられている。
スをプラズマ放電させてラジカルを生成するための器機
であり、マイクロ波発振器１０と導波管１１とよりな
る。マイクロ波発振器１０は、マグネトロンであり、所
定周波数のマイクロ波Ｍを発振することができる。導波
管１１は、マイクロ波発振器１０から発振されたマイク
ロ波Ｍを伝搬するためのもので、孔１２を介してアルミ
ナ石英放電管２に外挿されている。このような導波管１
１の左側端内部には、マイクロ波Ｍを反射して定在波を
形成する反射板（ショートプランジャ）１３が取り付け
られている。また、導波管１１の中途には、マイクロ波
Ｍの位相合わせを行う３スタブチューナ１４と、マイク
ロ波発振器１０に向かう反射マイクロ波Ｍを９０゜方向
（図１の表面方向）に曲げるアイソレータ１５が取り付
けられている。
【００１４】石英放電管２は、下端部にノズル部２０を
有した円筒体であり、チャンバ９の上壁９０を貫通して
その噴射口２１をシリコンウエハＷの表面に向けてい
る。具体的には、チャンバ９の上壁９０中央部に孔９１
が穿設され、この孔９１を介して石英放電管２のノズル
部２０がチャンバ９内に挿入されている。孔９１と石英
放電管２との間にはＯ−リング９２が装着されて、孔９
１と石英放電管２との間が気密に保持されている。この
実施形態の石英放電管２の外径及び内径（噴射口２１の
直径）は１３ｍｍ及び９ｍｍに設定されている。このよ
うな石英放電管２の上端部には、ガス供給部３の供給パ
イプ３０が連結されている。
有した円筒体であり、チャンバ９の上壁９０を貫通して
その噴射口２１をシリコンウエハＷの表面に向けてい
る。具体的には、チャンバ９の上壁９０中央部に孔９１
が穿設され、この孔９１を介して石英放電管２のノズル
部２０がチャンバ９内に挿入されている。孔９１と石英
放電管２との間にはＯ−リング９２が装着されて、孔９
１と石英放電管２との間が気密に保持されている。この
実施形態の石英放電管２の外径及び内径（噴射口２１の
直径）は１３ｍｍ及び９ｍｍに設定されている。このよ
うな石英放電管２の上端部には、ガス供給部３の供給パ
イプ３０が連結されている。
【００１５】ガス供給部３は、石英放電管２内にガスを
供給するための装置であり、ＣＦ4（四フッ化炭素）ガ
スのボンベ３１とＯ2（酸素）ガスのボンベ３２とを有
し、ボンベ３１，３２がバルブ３７と流量制御器３４，
３５を介して供給パイプ３０に連結されている。
供給するための装置であり、ＣＦ4（四フッ化炭素）ガ
スのボンベ３１とＯ2（酸素）ガスのボンベ３２とを有
し、ボンベ３１，３２がバルブ３７と流量制御器３４，
３５を介して供給パイプ３０に連結されている。
【００１６】プラズマ発生部１がかかる構成を採ること
により、ガス供給部３から石英放電管２にＣＦ4ガスと
Ｏ2ガスの混合ガスを供給すると共に、マイクロ波発振
器１０からマイクロ波Ｍを発振すると、プラズマ放電が
行われ、プラズマ放電で生成されたＦ（フッ素）ラジカ
ルＲがノズル部２０の噴射口２１から噴射される。
により、ガス供給部３から石英放電管２にＣＦ4ガスと
Ｏ2ガスの混合ガスを供給すると共に、マイクロ波発振
器１０からマイクロ波Ｍを発振すると、プラズマ放電が
行われ、プラズマ放電で生成されたＦ（フッ素）ラジカ
ルＲがノズル部２０の噴射口２１から噴射される。
【００１７】Ｘ−Ｙ駆動部４は、チャンバ９内に配され
ており、チャック９３を下方から支持している。このＸ
−Ｙ駆動部４は、そのＸ駆動モータ４０によってチャッ
ク９３を図１の左右に移動させ、そのＹ駆動モータ４１
によってチャック９３とＸ駆動モータ４０とを一体に図
１の紙面表裏に移動させる。すなわち、このＸ−Ｙ駆動
部４によって、ノズル部２０をシリコンウエハＷに対し
て相対的にＸ−Ｙ方向に移動させることができる。この
Ｘ−Ｙ駆動部４のＸ駆動モータ４０，Ｙ駆動モータ４１
の駆動制御は、制御コンピュータ８が所定のプログラム
に基づいて行う。
ており、チャック９３を下方から支持している。このＸ
−Ｙ駆動部４は、そのＸ駆動モータ４０によってチャッ
ク９３を図１の左右に移動させ、そのＹ駆動モータ４１
によってチャック９３とＸ駆動モータ４０とを一体に図
１の紙面表裏に移動させる。すなわち、このＸ−Ｙ駆動
部４によって、ノズル部２０をシリコンウエハＷに対し
て相対的にＸ−Ｙ方向に移動させることができる。この
Ｘ−Ｙ駆動部４のＸ駆動モータ４０，Ｙ駆動モータ４１
の駆動制御は、制御コンピュータ８が所定のプログラム
に基づいて行う。
【００１８】チャンバ９全体は、石英放電管２に対して
上下に移動することができるようになっており、Ｚ駆動
部５は、このチャンバ９を下方から支持している。Ｚ駆
動部５は、そのＺ駆動モータ９０によって、チャンバ９
全体を上下に移動させて、ノズル部２０の噴射口２１と
シリコンウエハＷ表面との距離を調整することができ
る。この実施形態では、図２に示すように、ノズル部２
０の噴射口２１とシリコンウエハＷとの距離Ｌ２が１ｍ
ｍ〜１０ｍｍの範囲内の値に設定されている。
上下に移動することができるようになっており、Ｚ駆動
部５は、このチャンバ９を下方から支持している。Ｚ駆
動部５は、そのＺ駆動モータ９０によって、チャンバ９
全体を上下に移動させて、ノズル部２０の噴射口２１と
シリコンウエハＷ表面との距離を調整することができ
る。この実施形態では、図２に示すように、ノズル部２
０の噴射口２１とシリコンウエハＷとの距離Ｌ２が１ｍ
ｍ〜１０ｍｍの範囲内の値に設定されている。
【００１９】排気部６は、シリコンウエハＷをＦラジカ
ルＲでエッチングするときに生じる反応生成物Ｇをチャ
ンバ９の外部に排出する機構である。この排気部６は、
図２に示すように、排気管６０とチューブ６１と排気ポ
ンプ６２とを有している。排気管６０は、ノズル部２０
全体を外側から囲むようにして、チャンバ９の上壁９０
の内面に気密に取り付けられており、その下端には、直
径３０ｍｍの吸引口６０ａを有している。この排気管６
０の長さは、ノズル部２０の長さよりも短く設定されて
おり、ノズル部２０先端部が排気管６０の吸引口６０ａ
からシリコンウエハＷ側に突出した状態になっている。
この突出量即ち排気管６０の吸引口６０ａとノズル部２
０の噴射口２１との距離Ｌ１は、０．５ミリ〜５．０ｍ
ｍの範囲内の値に設定されている。チューブ６１は、排
気管６０の内部と排気ポンプ６２とを連結している。こ
れにより、排気ポンプ６２の作動させることで、チャン
バ９内の反応生成物Ｇを排気管６０の吸引口６０ａから
吸引し、この反応生成物Ｇをチューブ６１を通じてチャ
ンバ９の外部に排出することができる。なお、図１にお
いて符号９４は、真空ポンプであり、この真空ポンプ６
０によってチャンバ９内を真空にすることができる。
ルＲでエッチングするときに生じる反応生成物Ｇをチャ
ンバ９の外部に排出する機構である。この排気部６は、
図２に示すように、排気管６０とチューブ６１と排気ポ
ンプ６２とを有している。排気管６０は、ノズル部２０
全体を外側から囲むようにして、チャンバ９の上壁９０
の内面に気密に取り付けられており、その下端には、直
径３０ｍｍの吸引口６０ａを有している。この排気管６
０の長さは、ノズル部２０の長さよりも短く設定されて
おり、ノズル部２０先端部が排気管６０の吸引口６０ａ
からシリコンウエハＷ側に突出した状態になっている。
この突出量即ち排気管６０の吸引口６０ａとノズル部２
０の噴射口２１との距離Ｌ１は、０．５ミリ〜５．０ｍ
ｍの範囲内の値に設定されている。チューブ６１は、排
気管６０の内部と排気ポンプ６２とを連結している。こ
れにより、排気ポンプ６２の作動させることで、チャン
バ９内の反応生成物Ｇを排気管６０の吸引口６０ａから
吸引し、この反応生成物Ｇをチューブ６１を通じてチャ
ンバ９の外部に排出することができる。なお、図１にお
いて符号９４は、真空ポンプであり、この真空ポンプ６
０によってチャンバ９内を真空にすることができる。
【００２０】エッチング領域限定ガス供給部７は、ノズ
ル部２０から噴射されるＦラジカルＲの拡散を抑える所
定圧力のガスをチャンバ９に供給するための装置であ
り、Ｎ2（窒素）ガスＳのボンベ７０と、流量制御器７
１と、チャンバ９の側壁９５に取り付けられたノズル７
２とを有している。これにより、ボンベ７０のバルブ７
３を開くと共に、ノズル７２からチャンバ９内に噴射す
るＮ2ガスＳの圧力を流量制御器７１で制御することに
より、図３に示すように、ＦラジカルＲの拡散を抑える
ことができる。すなわち、チャンバ９内が真空に近い場
合には、二点鎖線で示すように、ＦラジカルＲの流束が
下広がりになり、シリコンウエハＷに対するエッチング
領域Ｅ１が大きくなる。これに対して、Ｎ2ガスＳをチ
ャンバ９内に供給すると、Ｎ2ガスＳの圧力によって、
ＦラジカルＲの流束が絞られ、実線で示すように、シリ
コンウエハＷに対するＦラジカルＲのエッチング領域Ｅ
２が小さくなる。したがって、Ｎ2ガスＳの圧力によっ
てエッチング領域Ｅ２を制御することができることとな
る。この実施形態では、Ｎ2ガスＳの圧力をノズル部２
０内のガス圧の４０％〜８０％の範囲内の割合に設定し
た。
ル部２０から噴射されるＦラジカルＲの拡散を抑える所
定圧力のガスをチャンバ９に供給するための装置であ
り、Ｎ2（窒素）ガスＳのボンベ７０と、流量制御器７
１と、チャンバ９の側壁９５に取り付けられたノズル７
２とを有している。これにより、ボンベ７０のバルブ７
３を開くと共に、ノズル７２からチャンバ９内に噴射す
るＮ2ガスＳの圧力を流量制御器７１で制御することに
より、図３に示すように、ＦラジカルＲの拡散を抑える
ことができる。すなわち、チャンバ９内が真空に近い場
合には、二点鎖線で示すように、ＦラジカルＲの流束が
下広がりになり、シリコンウエハＷに対するエッチング
領域Ｅ１が大きくなる。これに対して、Ｎ2ガスＳをチ
ャンバ９内に供給すると、Ｎ2ガスＳの圧力によって、
ＦラジカルＲの流束が絞られ、実線で示すように、シリ
コンウエハＷに対するＦラジカルＲのエッチング領域Ｅ
２が小さくなる。したがって、Ｎ2ガスＳの圧力によっ
てエッチング領域Ｅ２を制御することができることとな
る。この実施形態では、Ｎ2ガスＳの圧力をノズル部２
０内のガス圧の４０％〜８０％の範囲内の割合に設定し
た。
【００２１】次に、この実施形態の局所エッチング装置
が示す動作について説明する。なお、局所エッチング装
置を動作させることで、請求項８〜請求項１４の発明に
係る局所エッチング方法を具体的に実行することができ
るので、この方法の各過程に沿って説明する。
が示す動作について説明する。なお、局所エッチング装
置を動作させることで、請求項８〜請求項１４の発明に
係る局所エッチング方法を具体的に実行することができ
るので、この方法の各過程に沿って説明する。
【００２２】まず、プラズマ発生過程を実行する。すな
わち、図１において、シリコンウエハＷをチャック９３
に吸着させた状態で、真空ポンプ９４を駆動してチャン
バ９内を０．１Ｔorr〜５．０Ｔorrの低気圧状態にする
と共に、Ｚ駆動部５を駆動させてチャンバ９全体を上昇
させることにより、シリコンウエハＷをノズル部２０の
下方１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の距離まで近付ける。こ
の状態でガス供給部３のバルブ３７を開き、ボンベ３
１，３２内のＣＦ4ガス，Ｏ2ガスを供給パイプ３０に流
出させ、これらの混合ガスを石英放電管２内に供給す
る。このとき、バルブ３７の開度を調整して、ＣＦ4ガ
スとＯ2ガスの圧力を所定の圧力に維持すると共に、流
量制御器３４によりＣＦ4ガスの流量を調整する。上記
ＣＦ4ガスの供給作業と並行して、マイクロ波発振器１
０を駆動させると、マイクロ波Ｍによって、放電部位に
存在するＣＦ4ガスがプラズマ放電し、ＦラジカルＲが
生成される。これにより、ＦラジカルＲが石英放電管２
のノズル部２０に案内されて、ノズル部２０の噴射口２
１からシリコンウエハＷ側に噴射される。
わち、図１において、シリコンウエハＷをチャック９３
に吸着させた状態で、真空ポンプ９４を駆動してチャン
バ９内を０．１Ｔorr〜５．０Ｔorrの低気圧状態にする
と共に、Ｚ駆動部５を駆動させてチャンバ９全体を上昇
させることにより、シリコンウエハＷをノズル部２０の
下方１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の距離まで近付ける。こ
の状態でガス供給部３のバルブ３７を開き、ボンベ３
１，３２内のＣＦ4ガス，Ｏ2ガスを供給パイプ３０に流
出させ、これらの混合ガスを石英放電管２内に供給す
る。このとき、バルブ３７の開度を調整して、ＣＦ4ガ
スとＯ2ガスの圧力を所定の圧力に維持すると共に、流
量制御器３４によりＣＦ4ガスの流量を調整する。上記
ＣＦ4ガスの供給作業と並行して、マイクロ波発振器１
０を駆動させると、マイクロ波Ｍによって、放電部位に
存在するＣＦ4ガスがプラズマ放電し、ＦラジカルＲが
生成される。これにより、ＦラジカルＲが石英放電管２
のノズル部２０に案内されて、ノズル部２０の噴射口２
１からシリコンウエハＷ側に噴射される。
【００２３】しかる後、Ｘ−Ｙ駆動部４によって、シリ
コンウエハＷをノズル部２０の真下に位置させた後、エ
ッチング領域限定過程を実行する。すなわち、ノズル７
２からチャンバ９内に噴射されるＮ2ガスＳの圧力を流
量制御器７１で制御し、シリコンウエハＷの周囲のＮ2
ガスＳの圧力をノズル部２０内のガス圧の４０％〜８０
％の範囲内の割合にする。これにより、ＦラジカルＲの
流束を絞り、図３に示したように、シリコンウエハＷに
対するエッチング領域を小さなエッチング領域Ｅ２に限
定する。
コンウエハＷをノズル部２０の真下に位置させた後、エ
ッチング領域限定過程を実行する。すなわち、ノズル７
２からチャンバ９内に噴射されるＮ2ガスＳの圧力を流
量制御器７１で制御し、シリコンウエハＷの周囲のＮ2
ガスＳの圧力をノズル部２０内のガス圧の４０％〜８０
％の範囲内の割合にする。これにより、ＦラジカルＲの
流束を絞り、図３に示したように、シリコンウエハＷに
対するエッチング領域を小さなエッチング領域Ｅ２に限
定する。
【００２４】この状態で、局所エッチング過程を実行す
る。すなわち、チャック９３をＸ−Ｙ方向にジグザグ状
に移動させて、ノズル部２０をシリコンウエハＷに対し
て相対的にジグザグ状に走査させる。このとき、ノズル
部２０のシリコンウエハＷに対する相対速度は、相対厚
部の厚さに略反比例するように設定しておくことで、シ
リコンウエハＷの相対厚部に対するエッチング時間が長
くなり、相対厚部が平坦に削られることとなる。また、
上記したように、ＦラジカルＲによるエッチング領域Ｅ
２が小さいので、小さな相対厚部を逐一エッチングする
ことができ、微細な局所エッチング加工を実行すること
ができる。このようにして、シリコンウエハＷの表面全
面をエッチングすることで、局所エッチング過程が完了
する。
る。すなわち、チャック９３をＸ−Ｙ方向にジグザグ状
に移動させて、ノズル部２０をシリコンウエハＷに対し
て相対的にジグザグ状に走査させる。このとき、ノズル
部２０のシリコンウエハＷに対する相対速度は、相対厚
部の厚さに略反比例するように設定しておくことで、シ
リコンウエハＷの相対厚部に対するエッチング時間が長
くなり、相対厚部が平坦に削られることとなる。また、
上記したように、ＦラジカルＲによるエッチング領域Ｅ
２が小さいので、小さな相対厚部を逐一エッチングする
ことができ、微細な局所エッチング加工を実行すること
ができる。このようにして、シリコンウエハＷの表面全
面をエッチングすることで、局所エッチング過程が完了
する。
【００２５】上記局所エッチング過程と並行して反応生
成物排気過程を実行する。すなわち、上記局所エッチン
グ過程実行中に、排気部６の排気ポンプ６２の作動させ
ておく。局所エッチング過程により、図２に示すよう
に、ノズル部２０から噴射されたＦラジカルＲとシリコ
ンウエハＷとの反応によって反応生成物Ｇが生成され、
反応生成物Ｇがチャンバ９内に充満することとなるが、
この反応生成物Ｇは、排気ポンプ６２の作動によって、
排気管６０の吸引口６０ａから吸引され、チューブ６１
を通じてチャンバ９の外部に排出される。ところで、ノ
ズル部２０から噴出されているＦラジカルＲが排気部６
によって排気されるおそれもある。しかし、上記したよ
うに、ノズル部２０先端部が０．５ミリ〜５．０ｍｍの
範囲内の値だけ排気管６０の吸引口６０ａからシリコン
ウエハＷ側に突出しており、しかも、ＦラジカルＲが相
当の圧力でノズル部２０から噴射しているので、ノズル
部２０から噴射するＦラジカルＲは排気部６によってほ
とんど吸引されず、その全てがシリコンウエハＷのエッ
チングに寄与することとなる。この結果、エッチングレ
ートが上記した従来の局所エッチング装置によるエッチ
ングレート比べて遙かに大きくなる。
成物排気過程を実行する。すなわち、上記局所エッチン
グ過程実行中に、排気部６の排気ポンプ６２の作動させ
ておく。局所エッチング過程により、図２に示すよう
に、ノズル部２０から噴射されたＦラジカルＲとシリコ
ンウエハＷとの反応によって反応生成物Ｇが生成され、
反応生成物Ｇがチャンバ９内に充満することとなるが、
この反応生成物Ｇは、排気ポンプ６２の作動によって、
排気管６０の吸引口６０ａから吸引され、チューブ６１
を通じてチャンバ９の外部に排出される。ところで、ノ
ズル部２０から噴出されているＦラジカルＲが排気部６
によって排気されるおそれもある。しかし、上記したよ
うに、ノズル部２０先端部が０．５ミリ〜５．０ｍｍの
範囲内の値だけ排気管６０の吸引口６０ａからシリコン
ウエハＷ側に突出しており、しかも、ＦラジカルＲが相
当の圧力でノズル部２０から噴射しているので、ノズル
部２０から噴射するＦラジカルＲは排気部６によってほ
とんど吸引されず、その全てがシリコンウエハＷのエッ
チングに寄与することとなる。この結果、エッチングレ
ートが上記した従来の局所エッチング装置によるエッチ
ングレート比べて遙かに大きくなる。
【００２６】このように、この実施形態の局所エッチン
グ装置によれば、ノズル部２０を排気管６０から突出さ
せて、排気部６によるＦラジカルＲの吸引を防止すると
共に、ノズル部２０から噴射されるＦラジカルＲの流束
を絞ってエッチング領域を小さくすることができるの
で、シリコンウエハＷのエッチングレートの向上とシリ
コンウエハＷの微細なエッチング加工が可能である。
グ装置によれば、ノズル部２０を排気管６０から突出さ
せて、排気部６によるＦラジカルＲの吸引を防止すると
共に、ノズル部２０から噴射されるＦラジカルＲの流束
を絞ってエッチング領域を小さくすることができるの
で、シリコンウエハＷのエッチングレートの向上とシリ
コンウエハＷの微細なエッチング加工が可能である。
【００２７】この点を実証すべく、発明者等は、次のよ
うな実験を行った。まず、ノズル部２０が排気管６０か
ら突出する量即ちノズル部２０の噴射口２１と排気管６
０の吸引口６０ａとの距離Ｌ１とシリコンウエハＷのエ
ッチングレートとの関係について知るために、第１の実
験を行った。この実験では、流量制御器３４，３５を制
御し、石英放電管２に供給するＣＦ4ガスの流量とＯ2ガ
スの流量とをそれぞれ１０００ＳＣＣＭと６０ＳＣＣＭ
にして、ノズル部２０内圧力を３．０Ｔorrに設定し
た。そして、上記距離Ｌ１を変化させながら１秒間当た
りのシリコンウエハＷのエッチング深さを測定した。す
ると、図４に示す結果を得た。図４は、ノズル部２０の
突出距離Ｌ１とシリコンウエハＷのエッチング深さとの
関係を示す線図である。図４に示すように、ノズル部２
０の突出距離Ｌ１が０ｍｍ以下の場合、即ちノズル部２
０の噴射口２１と排気管６０の吸引口６０ａとが面一か
ノズル部２０が排気管６０内に引っ込んでいる場合に
は、シリコンウエハＷのエッチング深さがノズル部２０
の引っ込み量に対応して小さくなる。これは、ノズル部
２０が排気管６０内に引っ込んでいればいる程、ノズル
部２０から噴射されたＦラジカルＲが排気部６によって
排気される確率が高くなるからであると考えられる。こ
れに対して、ノズル部２０の突出距離Ｌ１が０．５ｍｍ
〜５．０ｍｍの範囲では、０．２μｍという大きなエッ
チング深さを維持している。これは、ノズル部２０から
噴射されたＦラジカルＲのほぼすべてが排気部６に吸引
されずにシリコンウエハＷのエッチングに寄与したため
であると考えられる。そして、ノズル部２０の突出距離
Ｌ１が５．０ｍｍを超えると、それに応じて、エッチン
グ深さが小さくなっていく。かかる観点から、発明者等
は、ノズル部２０の突出距離Ｌ１を０．５ｍｍ〜５．０
ｍｍの範囲内に設定することが、シリコンウエハＷのエ
ッチングレートを高める上で好ましいという結論に達し
た。
うな実験を行った。まず、ノズル部２０が排気管６０か
ら突出する量即ちノズル部２０の噴射口２１と排気管６
０の吸引口６０ａとの距離Ｌ１とシリコンウエハＷのエ
ッチングレートとの関係について知るために、第１の実
験を行った。この実験では、流量制御器３４，３５を制
御し、石英放電管２に供給するＣＦ4ガスの流量とＯ2ガ
スの流量とをそれぞれ１０００ＳＣＣＭと６０ＳＣＣＭ
にして、ノズル部２０内圧力を３．０Ｔorrに設定し
た。そして、上記距離Ｌ１を変化させながら１秒間当た
りのシリコンウエハＷのエッチング深さを測定した。す
ると、図４に示す結果を得た。図４は、ノズル部２０の
突出距離Ｌ１とシリコンウエハＷのエッチング深さとの
関係を示す線図である。図４に示すように、ノズル部２
０の突出距離Ｌ１が０ｍｍ以下の場合、即ちノズル部２
０の噴射口２１と排気管６０の吸引口６０ａとが面一か
ノズル部２０が排気管６０内に引っ込んでいる場合に
は、シリコンウエハＷのエッチング深さがノズル部２０
の引っ込み量に対応して小さくなる。これは、ノズル部
２０が排気管６０内に引っ込んでいればいる程、ノズル
部２０から噴射されたＦラジカルＲが排気部６によって
排気される確率が高くなるからであると考えられる。こ
れに対して、ノズル部２０の突出距離Ｌ１が０．５ｍｍ
〜５．０ｍｍの範囲では、０．２μｍという大きなエッ
チング深さを維持している。これは、ノズル部２０から
噴射されたＦラジカルＲのほぼすべてが排気部６に吸引
されずにシリコンウエハＷのエッチングに寄与したため
であると考えられる。そして、ノズル部２０の突出距離
Ｌ１が５．０ｍｍを超えると、それに応じて、エッチン
グ深さが小さくなっていく。かかる観点から、発明者等
は、ノズル部２０の突出距離Ｌ１を０．５ｍｍ〜５．０
ｍｍの範囲内に設定することが、シリコンウエハＷのエ
ッチングレートを高める上で好ましいという結論に達し
た。
【００２８】次に、ＦラジカルＲのエッチング領域の幅
（直径）とエッチング領域限定ガス供給部７によって供
給されるＮ2ガスＳの圧力との関係を調べる第２の実験
を行った。この実験では、上記第１の実験と同一条件下
で、流量制御器７１を制御して、シリコンウエハＷ周囲
のＮ2ガスＳの圧力を増加させたところ、図５に示すよ
うな結果を得た。図５は、ＦラジカルＲのエッチング領
域の幅とエッチング領域限定ガス供給部７によって供給
されるＮ2ガスＳの圧力との関係を示す線図である。図
５に示すように、Ｎ2ガスＳの圧力をノズル部２０内圧
力の４０％（１．２Ｔorr）まで増加させると、下広が
りに拡散していたＦラジカルＲのエッチング領域の幅が
３０ｍｍ迄に絞られた。そして、Ｎ2ガスＳの圧力をノ
ズル部２０内圧力の８０％迄増加させると、エッチング
領域の幅はほぼ一定値を維持した。但し、Ｎ2ガスＳの
圧力をノズル部２０内圧力の８０％を超えて増加させる
と、エッチングレートの低下が顕著になった。ところ
で、エッチング領域の幅を３０ｍｍに限定するには、ノ
ズル部２０の噴射口２１とシリコンウエハＷ表面との距
離Ｌ２が問題となる。図６は、噴射口ウエハ間距離Ｌ２
とエッチング領域幅との関係を示す線図であり、図７は
噴射口ウエハ間距離Ｌ２とノズル内圧力との関係を示す
線図である。上記Ｎ2ガスＳの圧力をノズル部２０内圧
力の４０％に設定し、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を変化さ
せたところ、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を１０ｍｍよりも
大きく設定すると、図６に示すように、エッチング領域
幅が急激に大きくなってしまう。これに対処するには、
Ｎ2ガスＳの圧力を増加させる必要があるが、あまり大
きくすると、Ｎ2ガスＳがＦラジカルＲのシリコンウエ
ハＷへの到達を阻害し、エッチングレートが低下してし
まう。一方、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を１ｍｍよりも小
さく設定すると、図７に示すように、ノズル部２０内の
圧力が３．０Ｔorrを維持せず、急激に増加し、安定し
たエッチングが不可能となる。これは、ノズル部２０を
シリコンウエハＷに余り近づけ過ぎると、シリコンウエ
ハＷ自体がＦラジカルＲの遮蔽物になって、ノズル部２
０内のＦラジカルＲが噴射口２１から噴射することを阻
害するためであると考えられる。かかる観点から、発明
者等は、Ｎ2ガスＳの圧力を４０％〜８０％に設定する
と共に、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を１ｍｍ〜１０ｍｍの
範囲内に設定することが、安定して微細な局所エッチン
グ加工をする上で好ましいという結論に達した。
（直径）とエッチング領域限定ガス供給部７によって供
給されるＮ2ガスＳの圧力との関係を調べる第２の実験
を行った。この実験では、上記第１の実験と同一条件下
で、流量制御器７１を制御して、シリコンウエハＷ周囲
のＮ2ガスＳの圧力を増加させたところ、図５に示すよ
うな結果を得た。図５は、ＦラジカルＲのエッチング領
域の幅とエッチング領域限定ガス供給部７によって供給
されるＮ2ガスＳの圧力との関係を示す線図である。図
５に示すように、Ｎ2ガスＳの圧力をノズル部２０内圧
力の４０％（１．２Ｔorr）まで増加させると、下広が
りに拡散していたＦラジカルＲのエッチング領域の幅が
３０ｍｍ迄に絞られた。そして、Ｎ2ガスＳの圧力をノ
ズル部２０内圧力の８０％迄増加させると、エッチング
領域の幅はほぼ一定値を維持した。但し、Ｎ2ガスＳの
圧力をノズル部２０内圧力の８０％を超えて増加させる
と、エッチングレートの低下が顕著になった。ところ
で、エッチング領域の幅を３０ｍｍに限定するには、ノ
ズル部２０の噴射口２１とシリコンウエハＷ表面との距
離Ｌ２が問題となる。図６は、噴射口ウエハ間距離Ｌ２
とエッチング領域幅との関係を示す線図であり、図７は
噴射口ウエハ間距離Ｌ２とノズル内圧力との関係を示す
線図である。上記Ｎ2ガスＳの圧力をノズル部２０内圧
力の４０％に設定し、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を変化さ
せたところ、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を１０ｍｍよりも
大きく設定すると、図６に示すように、エッチング領域
幅が急激に大きくなってしまう。これに対処するには、
Ｎ2ガスＳの圧力を増加させる必要があるが、あまり大
きくすると、Ｎ2ガスＳがＦラジカルＲのシリコンウエ
ハＷへの到達を阻害し、エッチングレートが低下してし
まう。一方、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を１ｍｍよりも小
さく設定すると、図７に示すように、ノズル部２０内の
圧力が３．０Ｔorrを維持せず、急激に増加し、安定し
たエッチングが不可能となる。これは、ノズル部２０を
シリコンウエハＷに余り近づけ過ぎると、シリコンウエ
ハＷ自体がＦラジカルＲの遮蔽物になって、ノズル部２
０内のＦラジカルＲが噴射口２１から噴射することを阻
害するためであると考えられる。かかる観点から、発明
者等は、Ｎ2ガスＳの圧力を４０％〜８０％に設定する
と共に、噴射口ウエハ間距離Ｌ２を１ｍｍ〜１０ｍｍの
範囲内に設定することが、安定して微細な局所エッチン
グ加工をする上で好ましいという結論に達した。
【００２９】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
プラズマ放電用のガスして、ＣＦ4ガスとＯ2ガスを用い
たが、ＣＦ4ガス単体でも良く、また、ＣＦ4ガスの代わ
りにＳＦ6（六フッ化硫黄）ガスやＮＦ3 （三フッ化窒
素）ガスを用いてもよい。また、上記実施形態では、エ
ッチング領域限定用のガスとしてＮ2ガスＳを用いた
が、Ａrガスや石英放電管２に供給されるＣＦ4ガス（他
のＳＦ6ガス等を用いた場合には、ＳＦ6ガス等）を用い
ても良い。要するに、シリコンウエハＷのエッチングを
阻害しないガスであれば、エッチング領域限定用のガス
として用いることができる。また、上記実施形態では、
放電管として石英放電管２を用いたが、アルミナ放電管
を用いても良い。また、上記実施形態では、プラズマ発
生手段として、マイクロ波を発振してプラズマを発生す
るプラズマ発生部１を用いたが、ＦラジカルＲを生成し
うる手段であれば良く、例えば高周波によってプラズマ
を発生してＦラジカルＲを生成するプラズマ発生器など
各種のプラズマ発生器を用いることができることは勿論
である。
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
プラズマ放電用のガスして、ＣＦ4ガスとＯ2ガスを用い
たが、ＣＦ4ガス単体でも良く、また、ＣＦ4ガスの代わ
りにＳＦ6（六フッ化硫黄）ガスやＮＦ3 （三フッ化窒
素）ガスを用いてもよい。また、上記実施形態では、エ
ッチング領域限定用のガスとしてＮ2ガスＳを用いた
が、Ａrガスや石英放電管２に供給されるＣＦ4ガス（他
のＳＦ6ガス等を用いた場合には、ＳＦ6ガス等）を用い
ても良い。要するに、シリコンウエハＷのエッチングを
阻害しないガスであれば、エッチング領域限定用のガス
として用いることができる。また、上記実施形態では、
放電管として石英放電管２を用いたが、アルミナ放電管
を用いても良い。また、上記実施形態では、プラズマ発
生手段として、マイクロ波を発振してプラズマを発生す
るプラズマ発生部１を用いたが、ＦラジカルＲを生成し
うる手段であれば良く、例えば高周波によってプラズマ
を発生してＦラジカルＲを生成するプラズマ発生器など
各種のプラズマ発生器を用いることができることは勿論
である。
【００３０】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１，
請求項２，請求項８及び請求項９の発明によれば、ノズ
ル部の噴射口から噴射されるラジカルが排気管の吸引口
から吸引されることはほとんどないので、噴射口から噴
射されるラジカルのほとんど全部が被エッチング物の局
所エッチングに寄与することとなり、この結果、エッチ
ングレートが向上するという優れた効果がある。
請求項２，請求項８及び請求項９の発明によれば、ノズ
ル部の噴射口から噴射されるラジカルが排気管の吸引口
から吸引されることはほとんどないので、噴射口から噴
射されるラジカルのほとんど全部が被エッチング物の局
所エッチングに寄与することとなり、この結果、エッチ
ングレートが向上するという優れた効果がある。
【００３１】また、請求項３，請求項７，請求項１０〜
請求項１４の発明によれば、ノズル部の噴射口から噴射
するラジカルの流束の断面を小さくすることができるの
で、被エッチング物のエッチング領域が小さくなり、そ
の分被エッチング物の微細なエッチング加工が可能とな
る。
請求項１４の発明によれば、ノズル部の噴射口から噴射
するラジカルの流束の断面を小さくすることができるの
で、被エッチング物のエッチング領域が小さくなり、そ
の分被エッチング物の微細なエッチング加工が可能とな
る。
【図１】この発明の一実施形態に係る局所エッチング装
置の概略断面図である。
置の概略断面図である。
【図２】排気機構を示す断面図である。
【図３】エッチング領域限定ガス供給部によるＦラジカ
ルの拡散抑止作用を説明するための断面図である。
ルの拡散抑止作用を説明するための断面図である。
【図４】ノズル部の突出距離とシリコンウエハのエッチ
ング深さとの関係を示す線図である。
ング深さとの関係を示す線図である。
【図５】エッチング領域の幅とＮ2ガスの圧力との関係
を示す線図である。
を示す線図である。
【図６】噴射口ウエハ間距離とエッチング領域幅との関
係を示す線図である。
係を示す線図である。
【図７】噴射口ウエハ間距離とノズル内圧力との関係を
示す線図である。
示す線図である。
【図８】排気手段を備えた従来の局所エッチング装置の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
１…プラズマ発生部、 ２…石英放電管、 ３…ガス供
給部、 ４…Ｘ−Ｙ駆動機構、 ５…Ｚ駆動機構、 ６
…排気機構、 ７…エッチング領域限定ガス供給部、
９…チャンバ、 ２０…ノズル部、 ２１…噴射口、
６０…排気管、６１…チューブ、 ６２…排気ポンプ、
７０…ボンベ、 ７１…流量制御器、 ７２…ノズ
ル、 Ｒ…Ｆラジカル、 Ｇ…反応生成物、 Ｓ…Ｎ2
ガス、Ｗ…シリコンウエハ。
給部、 ４…Ｘ−Ｙ駆動機構、 ５…Ｚ駆動機構、 ６
…排気機構、 ７…エッチング領域限定ガス供給部、
９…チャンバ、 ２０…ノズル部、 ２１…噴射口、
６０…排気管、６１…チューブ、 ６２…排気ポンプ、
７０…ボンベ、 ７１…流量制御器、 ７２…ノズ
ル、 Ｒ…Ｆラジカル、 Ｇ…反応生成物、 Ｓ…Ｎ2
ガス、Ｗ…シリコンウエハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳澤 道彦 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 飯田 進也 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 堀池 靖浩 東京都保谷市東伏見３丁目２番12号 Ｆターム(参考） 4K057 DA20 DB06 DD05 DE06 DE08 DE09 DE20 DM13 DM29 DM37 DN01 5F004 AA16 BA03 BA11 BB11 BB18 BB28 BC03 BD07 DA01 DA17 DA18 DA26 DB01
Claims (14)
- 【請求項１】 チャンバを貫通し、そのノズル部の噴射
口をチャンバ内の被エッチング物に向ける放電管と、 上記放電管に供給された所定のガスをプラズマ放電させ
てラジカルを生成するプラズマ発生手段と、 上記ノズル部の噴射口が吸引口から上記被エッチング物
側に突出するように、上記ノズル部の近傍に配設された
排気管を有し、上記ラジカルで被エッチング物を局所エ
ッチングする際に生じる反応生成物を上記排気管の吸引
口から吸引して上記チャンバの外部に排出する排気手段
とを具備することを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の局所エッチング装置に
おいて、 上記ノズル部の噴射口が排気管の吸引口から突出する量
を、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の値に設定した、 ことを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項３】 チャンバを貫通し、そのノズル部の噴射
口をチャンバ内の被エッチング物に向ける放電管と、 上記放電管に供給された所定のガスをプラズマ放電させ
てラジカルを生成するプラズマ発生手段と、 上記ノズル部の近傍に配設された排気管を有し、上記ラ
ジカルで被エッチング物を局所エッチングする際に生じ
る反応生成物を上記排気管の吸引口から吸引して上記チ
ャンバの外部に排出する排気手段と、 上記ノズル部の噴射口から被エッチング物に向けて噴射
されるラジカルの拡散を抑える所定圧力のガスを上記チ
ャンバ内に供給するエッチング領域限定手段とを具備す
ることを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の局所エッチング装置に
おいて、 上記ノズル部の噴射口を上記排気管の吸引口から、０．
５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の値だけ突出させた、 ことを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載の局所エ
ッチング装置において、 上記ノズル部の噴射口と上記被エッチング物との距離を
１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の値に設定した、 ことを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項６】 請求項３ないし請求項５のいずれかに記
載の局所エッチング装置において、 上記エッチング領域限定手段によって上記被エッチング
物の周囲に供給される上記ガスの圧力を上記ノズル部内
のガス圧の４０％以上８０％以下に設定した、 ことを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の局所エッチング装置において、 上記エッチング領域限定手段によってチャンバ内に供給
される上記ガスは、窒素ガス，アルゴンガス，または上
記放電管に供給される上記所定のガスのいずれかであ
る、 ことを特徴とする局所エッチング装置。 - 【請求項８】 チャンバを貫通し且つそのノズル部の噴
射口をチャンバ内の被エッチング物に向ける放電管内に
供給された所定のガスをプラズマ放電させてラジカルを
生成するプラズマ発生過程と、 上記ノズル部の噴射口から噴射されるラジカルを上記被
エッチング物の相対厚部に当てて、当該相対厚部を局所
的にエッチングする局所エッチング過程と、 上記ノズル部の噴射口が吸引口から上記被エッチング物
側に突出するように上記ノズル部の近傍に配された排気
管を用いて、上記局所エッチング過程で生じる反応生成
物をチャンバの外部に排出する反応生成物排気過程とを
具備することを特徴とする局所エッチング方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載の局所エッチング方法に
おいて、 上記ノズル部の噴射口を上記排気管の吸引口から０．５
ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の値だけ突出させて、上記ラ
ジカルを噴射する、 ことを特徴とする局所エッチング方法。 - 【請求項１０】 チャンバを貫通し且つそのノズル部の
噴射口をチャンバ内の被エッチング物に向ける放電管内
に供給された所定のガスをプラズマ放電させてラジカル
を生成するプラズマ発生過程と、 上記ノズル部の噴射口から噴射されるラジカルを上記被
エッチング物の相対厚部に当てて、当該相対厚部を局所
的にエッチングする局所エッチング過程と、 上記ノズル部の近傍に配された排気管を用いて、上記局
所エッチング過程で生じる反応生成物をチャンバの外部
に排出する反応生成物排気過程と、 所定圧力のガスを上記チャンバ内に供給して、上記ノズ
ル部の噴射口から被エッチング物に向けて噴射するラジ
カルの拡散を抑えるエッチング領域限定過程とを具備す
ることを特徴とする局所エッチング方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の局所エッチング方
法において、 上記ノズル部の噴射口を上記排気管の吸引口から０．５
ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内の値だけ突出させて、上記ラ
ジカルを噴射する、 ことを特徴とする局所エッチング方法。 - 【請求項１２】 請求項１０にまたは請求項１１に記載
の局所エッチング方法において、 上記ノズル部の噴射口を上記被エッチング物に対して１
ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の距離まで近付けて、上記ラジ
カルを噴射する、 ことを特徴とする局所エッチング方法。 - 【請求項１３】 請求項１０ないし請求項１２のいずれ
かに記載の局所エッチング方法において、 上記エッチング領域限定過程において上記被エッチング
物の周囲に供給される上記ガスの圧力を上記ノズル部内
のガス圧の４０％以上８０％以下に設定した、ことを特
徴とする局所エッチング方法。 - 【請求項１４】 請求項１０ないし請求項１３のいずれ
かに記載の局所エッチング方法において、 上記エッチング領域限定過程においてチャンバ内に供給
される上記ガスは、窒素ガス，アルゴンガス，または上
記放電管に供給される上記所定のガスのいずれかであ
る、 ことを特徴とする局所エッチング方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290989A JP2000124193A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 局所エッチング装置及び局所エッチング方法 |
| US09/898,940 US20020008082A1 (en) | 1998-10-13 | 2001-07-05 | Local etching apparatus and local etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10290989A JP2000124193A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 局所エッチング装置及び局所エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124193A true JP2000124193A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17763032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10290989A Withdrawn JP2000124193A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 局所エッチング装置及び局所エッチング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020008082A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000124193A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10053198A1 (de) * | 2000-10-26 | 2002-05-16 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum lokalen Ätzen |
| JP2007523459A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-16 | ドライ プラズマ システムズ インコーポレーテッド | 高出力密度ダウンストリーム・プラズマ |
| US7452813B2 (en) | 2005-03-04 | 2008-11-18 | Elpida Memory, Inc. | Method of manufacturing semiconductor device having planarized interlayer insulating film |
| JP2010153805A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-07-08 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、プログラム、プログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体 |
| KR20220032883A (ko) * | 2020-09-08 | 2022-03-15 | 세메스 주식회사 | 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6451217B1 (en) * | 1998-06-09 | 2002-09-17 | Speedfam-Ipec Co., Ltd. | Wafer etching method |
| AT412719B (de) * | 2003-06-16 | 2005-06-27 | Eckelt Glas Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum bereichsweisen entschichten von glasscheiben |
| US20070045239A1 (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-01 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method for processing a microfeature workpiece using a plasma |
| RU2651639C1 (ru) * | 2017-05-25 | 2018-04-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Способ локального травления двуокиси кремния |
| DE102022203298A1 (de) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur chemischen Bearbeitung einer Oberfläche |
| WO2024104265A1 (zh) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | 江苏鲁汶仪器股份有限公司 | 一种进气喷嘴装置以及等离子体刻蚀机 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10290989A patent/JP2000124193A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-07-05 US US09/898,940 patent/US20020008082A1/en not_active Abandoned
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|---|---|---|---|---|
| DE10053198A1 (de) * | 2000-10-26 | 2002-05-16 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum lokalen Ätzen |
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| GB2368314B (en) * | 2000-10-26 | 2005-03-16 | Infineon Technologies Ag | Localised etching of a workpiece surface |
| JP2007523459A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-16 | ドライ プラズマ システムズ インコーポレーテッド | 高出力密度ダウンストリーム・プラズマ |
| US7452813B2 (en) | 2005-03-04 | 2008-11-18 | Elpida Memory, Inc. | Method of manufacturing semiconductor device having planarized interlayer insulating film |
| JP2010153805A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-07-08 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、プログラム、プログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体 |
| KR20220032883A (ko) * | 2020-09-08 | 2022-03-15 | 세메스 주식회사 | 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법 |
| KR102501331B1 (ko) | 2020-09-08 | 2023-02-17 | 세메스 주식회사 | 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020008082A1 (en) | 2002-01-24 |
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