JP2000208487A - 局部エッチング装置及び局部エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ放電の点火前に放電管を予熱してお
くことにより、局部エッチング処置のスループットの向
上を図った局部エッチング装置及び局部エッチング方法
を提供する。 【解決手段】 局部エッチング装置は、プラズマ発生器
１とアルミナ放電管２と加熱器６とを具備している。そ
して、加熱器６を、電熱線６０と、電熱線６０に電圧を
印加するための電源６１と、電源６１から電熱線６０に
印加する電圧を制御する電圧昇降器６２とで構成した。
これにより、プラズマ発生器１によるプラズマ放電直前
まで、加熱器６によってアルミナ放電管２を所望温度迄
加熱しておくことができる。この結果、アルミナ放電管
２がプラズマ放電による熱によって所望温度まで昇温す
るまで局部エッチング処理作業を待つ必要がなく、プラ
ズマ放電後直ちに、局部エッチング処理作業を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ウエハ表面の凸
部をラジカルにより局部的にエッチングして平坦化し、
あるいはウエハの相対的に厚い部分を局部的にエッチン
グしてウエハの厚さ分布を均一にするための局部エッチ
ング装置及び局部エッチング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の局部エッチング装置の
一例を示す概略断面図である。この局部エッチング装置
は、放電管１００とガス供給装置１１０とプラズマ発生
器１２０とステージ１３０とを有している。かかる構成
により、ガス供給装置１１０から放電管１００にガスを
供給すると共に、プラズマ発生器１２０のマイクロ波発
振器１２１から導波管１２２内にマイクロ波Ｍを発振し
て、放電管１００内のガスをプラズマ放電させ、このプ
ラズマ放電で生成されたラジカルＧを放電管１００のノ
ズル部１０１からステージ１３０上のウエハＷ上に噴射
させることができる。そして、ステージ１３０を水平方
向に移動させることで、ウエハＷの表面のうち規定厚さ
よりも相対的に厚い部分（以下、「相対厚部」という）
Ｗａをノズル１０１の真下に導き、ラジカルＧをノズル
１０１から相対厚部Ｗａに噴射して、相対厚部Ｗａを局
部的にエッチングする。ウエハＷ表面全体をこのように
局部エッチングしていくことで、ウエハＷの表面厚さ分
布を均一化し、ウエハＷの表面全体を平坦化することが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の局部エッチング装置では、次のような問題があった。
ラジカルＧによるウエハＷのエッチング深さは放電管１
００の温度に依存する。図１１は、放電管１００の表面
温度とエッチング深さとの相関関係図である。図１１に
示すように、ラジカルＧによるエッチング深さは、放電
管１００の表面温度の上昇と共に大きくなり、放電管１
００の表面温度がある値Ｔ0に至ると、温度Ｔ0以上の温
度におけるエッチング深さはほぼ一定になる。放電管１
００内でのプラズマ放電の点火時には、放電管１００は
冷えており、放電管１００の温度はプラズマの熱によっ
て時間と共に上昇していく。したがって、放電管１００
の表面温度が上記温度Ｔ0に至るまでは、ラジカルＧに
よるウエハＷのエッチング深さが安定しない。このた
め、放電管１００の表面温度がＴ0に達する前にエッチ
ング作業を始めると、ウエハＷのエッチングレートが不
安定になって、ウエハＷを高精度に平坦化することがで
きない。かかる点から、従来の局部エッチング装置で
は、放電管１００の表面温度がＴ0に達するまでの長い
待機時間を設けなければならず、その間エッチング作業
を始めることができなかった。この結果、ウエハＷの平
坦化処理のスループットが低く、量産性に劣っていた。

【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、プラズマ放電の点火前に放電管を予熱
しておくことにより、局部エッチング処置のスループッ
トの向上を図った局部エッチング装置及び局部エッチン
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の発明に係る局部エッチング装置は、ノズ
ル部の噴射口を被エッチング物に向ける放電管と、放電
管内の所定のガスをプラズマ放電させて、被エッチング
物の表面に存在する相対厚部を局部エッチングするため
のラジカルを生成するプラズマ発生器と、放電管を所定
温度に加熱する加熱器とを具備する構成とした。かかる
構成により、加熱器によって、放電管を所定温度、具体
的には被エッチング物のエッチング深さがほぼ一定にな
る温度以上に加熱することができる。しかる後、プラズ
マ発生器によって、放電管内の所定のガスをプラズマ放
電させて、被エッチング物の表面に存在する相対厚部を
局部エッチングするためのラジカルを生成する。そし
て、放電管のノズル部を被エッチング物の表面に沿って
相対的に移動させることで、被エッチング物の表面に存
在する相対厚部を、ノズル部から噴射するラジカルによ
って局部的にエッチングすることができる。このよう
に、放電管を被エッチング物のエッチング深さがほぼ一
定になる温度以上に予め加熱することができるので、従
来の局部エッチング装置のように、放電管がプラズマ放
電による熱によって当該温度まで昇温するまで局部エッ
チング処理作業を待つ必要がなく、直ちに、局部エッチ
ング処理作業を行うことで、安定したエッチング深さの
局部エッチング処理を実行することができる。

【０００６】放電管を加熱するための加熱器として各種
考えられるが、加熱器の好ましい一例として、請求項２
の発明は、請求項１に記載の局部エッチング装置におい
て、加熱器は、放電管を囲むように配設され且つ印加電
圧に対応して昇温可能な電熱部材と、電熱部材に印加す
る電圧を制御する電圧制御部とを有する構成とした。特
に、請求項３の発明は、請求項２に記載の局部エッチン
グ装置において、加熱器の電熱部材は、放電管に巻き付
けられた電熱線である構成とした。また、加熱器の好ま
しい他の例として、請求項４の発明は、請求項１に記載
の局部エッチング装置において、加熱器は、赤外線又は
レーザ光を放電管に照射して放電管を加熱する光学的加
熱器である構成とした。さらに、他の例として、請求項
５の発明は、請求項１に記載の局部エッチング装置にお
いて、加熱器は、放電管の外側に接触した状態で放電管
を囲むように配設され且つ内部の流体収納部に連通する
流体供給口と流体排出口とを有した加熱ブロックと、流
体を所定温度に加熱して加熱ブロックの流体収納部に供
給する流体供給器とを具備する構成とした。特に、請求
項６の発明は、請求項５に記載の局部エッチング装置に
おいて、加熱器の加熱ブロックは、細管を放電管に巻き
付けたものである構成とした。

【０００７】なお、局部エッチング装置用の放電管とし
て、各種の放電管を用いることができる。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
載の局部エッチング装置において、放電管として、アル
ミナ放電管，窒化アルミニウム放電管，サファイア放電
管及び石英放電管のうちのいずれかを用いた構成として
ある。

【０００８】ところで、請求項１〜請求項７の発明に係
る局部エッチング装置を実行する方法も発明として成立
する。そこで、請求項８の発明に係る局部エッチング方
法は、放電管内の所定のガスをプラズマ放電させてラジ
カルを生成し、このラジカルを放電管のノズル部から噴
射するプラズマ発生過程と、放電管のノズル部を被エッ
チング物の表面に沿って相対的に移動させながら、被エ
ッチング物の表面に存在する相対厚部を、ノズル部から
噴射するラジカルによって局部的にエッチングする局部
エッチング過程と、局部エッチング過程における被エッ
チング物のエッチング深さがほぼ一定になる温度以上
に、放電管を少なくともプラズマ発生過程のプラズマ放
電開始時まで加熱しておく加熱過程とを具備する構成と
した。

【０００９】加熱過程においては、放電管を少なくとも
プラズマ発生過程のプラズマ放電開始時まで加熱してお
けばよく、加熱時間は任意である。そこで、請求項９の
発明は、請求項８に記載の局部エッチング方法におい
て、加熱過程は、放電管を常時上記温度に加熱するもの
である構成とした。また、請求項１０の発明は、請求項
８に記載の局部エッチング方法において、加熱過程は、
プラズマ発生過程のプラズマ放電開始時まで放電管を上
記温度に加熱するものである構成とした。

【００１０】放電管の加熱部位は任意である。その一例
として、請求項１１の発明は、請求項８ないし請求項１
０のいずれかに記載の局部エッチング方法において、加
熱過程は、放電管の部位であって、プラズマ放電部位と
放電管の噴射口との間の部位を上記温度に加熱するもの
である構成とした。

【００１１】また、請求項１２の発明は、請求項８ない
し請求項１１のいずれかに記載の局部エッチング方法に
おいて、加熱過程は、放電管を囲む電熱部材を印加電圧
により昇温させることで、放電管を上記温度に加熱する
ものである構成とした。また、請求項１３の発明は、請
求項８ないし請求項１１のいずれかに記載の局部エッチ
ング方法において、加熱過程は、放電管に赤外線又はレ
ーザ光をに照射して、放電管を上記温度に加熱するもの
である構成とした。さらに、請求項１４の発明は、請求
項８ないし請求項１１のいずれかに記載の局部エッチン
グ方法において、加熱過程は、放電管の外側に接触した
状態で放電管を囲むように配設された加熱ブロック内に
加熱流体を供給して、放電管を上記温度に加熱するもの
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。 （第１の実施形態）図１は、この発明の第１の実施形態
に係る局部エッチング装置を一部破断して示す概略構成
図である。図１に示すように、局部エッチング装置は、
プラズマ発生器１と、アルミナ放電管２と、ガス供給装
置３と、Ｘ−Ｙ駆動機構４と、Ｚ駆動機構５と、加熱器
６とを具備している。

【００１３】プラズマ発生器１は、アルミナ放電管２内
のガスをプラズマ放電させてラジカルＧ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、アルミナ放電
管２に外挿されている。このような導波管１１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）１２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１３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）に曲げて反射波が発振器に戻ることを防ぐア
イソレータ１４が取り付けられている。

【００１４】アルミナ放電管２は、下端部にノズル部２
０を有した円筒体であり、上端部には、ガス供給装置３
の供給パイプ３０が連結されている。ガス供給装置３
は、アルミナ放電管２内にガスを供給するための装置で
あり、ＳＦ6（六フッ化硫黄）ガスのボンベ３１を有
し、ボンベ３１がバルブ３２と流量制御器３３を介して
供給パイプ３０に連結されている。

【００１５】プラズマ発生器１がかかる構成を採ること
により、ガス供給装置３からアルミナ放電管２にガスを
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、アルミナ放電管２内においてプラズマ
放電が行われ、プラズマ放電で生成されたラジカルＧが
ノズル部２０の噴射口２１から噴射される。

【００１６】被エッチング物としてのシリコンウエハＷ
は、チャンバー９内のチャック９０上に配置されると、
チャック９０の静電気力で吸着されるようになってい
る。チャンバー９には、真空ポンプ９１が取り付けられ
ており、この真空ポンプ９１によってチャンバー９内を
真空にすることができる。また、チャンバー９の上面中
央部には、孔９２が穿設され、この孔９２を介してアル
ミナ放電管２のノズル部２０がチャンバー９内に挿入さ
れている。孔９２とアルミナ放電管２との間にはＯ−リ
ング９３が装着され、孔９２とアルミナ放電管２との間
が気密に保持されている。そして、このような孔９２に
挿入されたノズル部２０の周囲には、ダクト９４が設け
られ、真空ポンプ９５の駆動によって、エッチング時の
反応生成ガスをチャンバー９外部に排出するようになっ
ている。

【００１７】Ｘ−Ｙ駆動機構４は、このようなチャンバ
ー９内に配されており、チャック９０を下方から支持し
ている。このＸ−Ｙ駆動機構４は、そのＸ駆動モータ４
０によってチャック９０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９０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駆動機構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Ｚ駆動機構５は、チャンバー９内のＸ−
Ｙ駆動機構４全体を下方から支持している。このＺ駆動
機構５は、そのＺ駆動モータ５０によって、Ｘ−Ｙ駆動
機構４全体を上下に移動させて、シリコンウエハＷ側を
向くノズル部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。このようなＸ−Ｙ駆
動機構４のＸ駆動モータ４０，Ｙ駆動モータ４１やＺ駆
動機構５のＺ駆動モータ５０の駆動制御は、制御コンピ
ュータ４５が所定のプログラムに基づいて行う。

【００１８】加熱器６は、アルミナ放電管２を所望の温
度に加熱するためのヒーターであり、電熱部材としての
電熱線６０と、電熱線６０に電圧を印加するための電源
６１と、電源６１から電熱線６０に印加する電圧を制御
し、電源６１と共に電圧制御部を構成する電圧昇降器６
２とを有している。電熱線６０は、ニクロム線であり、
図２に示すように、アルミナ放電管２の所定部位を囲む
ようにアルミナ放電管２の外周面に巻き付けられてい
る。具体的には、導波管１１とアルミナ放電管２とが交
差する放電部位より下側の部位に電熱線６０が巻き付け
られている。そして、この電熱線６０の両端は、チャン
バ９外部の電圧昇降器６２に電気的に接続され、この電
圧昇降器６２が電源６１に電気的に接続されている。こ
れにより、電源６１をオン状態にすると共に、電圧昇降
器６２を調整して、電熱線６０に印加される電圧を制御
することにより、電熱線６０が印加電圧に対応した温度
迄昇温し、アルミナ放電管２が所望温度まで加熱され
る。

【００１９】なお、図１において符号７は、エッチング
領域限定器であり、開口をチャンバー９内部に向けた状
態でチャンバー９に取り付けられたノズル７０と、この
ノズル７０がバルブ７１と流量制御器７２とを介して接
続されたＮ2（窒素）ガス収納ボンベ７３とを有してい
る。

【００２０】次に、この実施形態の局部エッチング装置
が示す動作について説明する。なお、局部エッチング装
置の動作は、請求項８，請求項１０ないし請求項１２の
発明に係る局部エッチング方法を具体的に実行するもの
である。

【００２１】まず、加熱過程を実行する。すなわち、図
１に示す加熱部６の電源６１をオン状態にすると共に、
電圧昇降器６２で電熱線６０に印加する電圧を制御する
ことにより、アルミナ放電管２に巻き付けられた電熱線
６０を加熱し、この熱でアルミナ放電管２の温度を所定
温度Ｔ0まで上昇させる。温度Ｔ0は、図１１に示した温
度であり、アルミナ放電管２では、例えば１００゜Ｃで
ある。アルミナ放電管２がこの温度Ｔ0以上に昇温され
ると、後述する局部エッチング過程におけるウエハＷの
エッチング深さがほぼ一定になる。加熱過程の実行によ
り、アルミナ放電管２の表面温度が上記Ｔ0゜Ｃになっ
た時点で、電源６１をオフにすると共に、プラズマ発生
過程を実行する。

【００２２】すなわち、真空ポンプ９１を駆動してチャ
ンバー９内を所定の低気圧状態にすると共に、Ｚ駆動機
構５を動されてＸ−Ｙ駆動機構４全体を上昇し、シリコ
ンウエハＷをノズル部２０の開口２１に近付ける。

【００２３】そして、ガス供給装置３のバルブ３２を開
き、ボンベ３１内のＳＦ6ガスを供給パイプ３０を介し
てアルミナ放電管２内に供給する。このとき、バルブ３
２の開度及び流量制御器３３を調整して、ＳＦ6ガスの
流量を例えば３００ＳＣＣＭに調整する。

【００２４】上記ＳＦ6ガスの供給作業と並行して、マ
イクロ波発振器１０を駆動し、ＳＦ6ガスをマイクロ波
Ｍによりプラズマ放電して、Ｆ（フッ素）ラジカルを含
んだラジカルＧを生成する。これにより、ラジカルＧが
アルミナ放電管２のノズル部２０に案内されて、ノズル
部２０の噴射口２１からシリコンウエハＷ側に噴射され
る。しかる後、エッチング領域限定器７のバルブ７１の
開度及び流量制御器７２を調整して、ノズル部２０から
のＮ2ガスの流量を例えば５００ＳＣＣＭに調整し、Ｓ
Ｆ6ガスのノズル部２０内圧力を１．５Ｔorrにすると共
にノズル部２０から噴射されるラジカルＧの流束径を絞
って、エッチング領域を所望の大きさに限定する。

【００２５】この状態で、局部エッチング過程を実行す
る。すなわち、制御コンピュータ４５によりＸ−Ｙ駆動
機構４を駆動し、シリコンウエハＷを吸着したチャック
９０をＸ−Ｙ方向にジグザグ状に移動させる。具体的に
は、図３に示すように、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。これにより、図４に示すように、ノズル部２０が非
相対厚部Ｗｂの真上を高速度で移動し、相対厚部Ｗａの
上方にくると相対厚部Ｗａの厚さに応じて速度を下げ
る。この結果、相対厚部Ｗａに対するエッチング時間が
長くなり、相対厚部Ｗａが平坦に削られることとなる。
このようにして、シリコンウエハＷの表面全面を順次局
部エッチングする。このとき、プラズマ放電の熱によっ
て、アルミナ放電管２の温度は上記温度Ｔ0よりも高く
なっているので、シリコンウエハＷの全面に対するエッ
チング深さはほぼ一定となる。この結果、シリコンウエ
ハＷ表面がほぼ等しいエッチング深さで平坦化されるこ
ととなる。

【００２６】このようにして１枚目のウエハＷの平坦化
処理を終了した後、図１に示すプラズマ発生器１のマイ
クロ波発振器１０をオフにして、プラズマ放電を停止す
ると共に、加熱部６の電源６１をオンにして加熱過程を
実行する。これにより、プラズマ放電停止後のアルミナ
放電管２の降下温度の最低値を上記温度Ｔ0に維持する
ことができる。この状態で、ロボットなどを用いて、ゲ
ートバルブ９６を開けて、チャック９０上のシリコンウ
エハＷを取り出し、処理済みのシリコンウエハＷを所定
場所に搬送すると共に、２枚目のシリコンウエハＷをチ
ャック９０上にセットする。しかる後、プラズマ発生過
程を実行すると、アルミナ放電管２の温度が、温度Ｔ0
を初期値としてこの温度から上昇する。したがって、ア
ルミナ放電管２の温度が温度Ｔ0まで上昇するまで待機
することなく、２枚目のシリコンウエハＷに対して直ち
に局部エッチング過程を実行することができる。同様
に、３枚目以降のシリコンウエハＷに対しても直ちに局
部エッチング過程を実行することができる。

【００２７】このように、この実施形態の局部エッチン
グ装置によれば、加熱器６の予熱効果により、アルミナ
放電管２の温度が温度Ｔ0まで上昇するまで待機するこ
となく、直ちに局部エッチング過程を実行することがで
きるので、シリコンウエハＷの単位時間当たりの処理枚
数即ちスループットを非常に大きくすることができる。

【００２８】かかる点を実証すべく発明者等は、上記例
示条件下で対比実験を行った。図５は、アルミナ放電管
２を予熱せずに平坦化処理作業を行った場合の時間とア
ルミナ放電管２の温度との相関関係を示す線図であり、
図６は、アルミナ放電管２を予熱して平坦化処理作業を
行った場合の時間とアルミナ放電管２の温度との相関関
係を示す線図である。図５に示すように、１枚目のシリ
コンウエハＷの平坦化処理作業時においては、０分時に
プラズマ発生過程を実行して、プラズマ放電させたとこ
ろ、アルミナ放電管２の温度が温度Ｔ0に達するまでに
１５分を要した。そして、２０分時まで５分間局部エッ
チング過程を実行した後、プラズマ放電を停止して、搬
送過程を実行したところ、シリコンウエハＷの搬送に約
２分間かかった。しかる後、２２分時に２枚目のシリコ
ンウエハＷの平坦化処理作業を開始した。この作業時に
は、１枚目のシリコンウエハＷの平坦化処理作業時にお
けるプラズマ放電による余熱が残っており、アルミナ放
電管２の温度が温度Ｔ0に達するまでに１０分間であっ
た。そして、３７分時まで５分間局部エッチング過程を
実行した後、プラズマ放電を停止して、３９分時まで２
分間の搬送過程を実行した。そして、３枚目以降のシリ
コンウエハＷの平坦化処理作業においても２枚目のシリ
コンウエハＷの平坦化処理作業と同様の時間を要した。
すなわち、図５に示すように、８５分間の間に平坦化処
理作業を完了し得るシリコンウエハＷの枚数は５枚であ
った。

【００２９】これに対して、アルミナ放電管２を予熱し
て平坦化作業を行った場合には、図６に示すように、ア
ルミナ放電管２が予熱されているので、１枚目のシリコ
ンウエハＷの平坦化処理作業時において、０分時のプラ
ズマ発生過程の実行時には、アルミナ放電管２の温度が
温度Ｔ0に達しており、直ちに５分時まで５分間の局部
エッチング過程を実行することができた。そして、プラ
ズマ放電を停止して、加熱過程を実行すると共に２枚目
のシリコンウエハＷに対する搬送過程を７分時まで２分
間実行したところ、加熱過程の効果によりアルミナ放電
管２の温度が温度Ｔ0を維持しており、２枚目のシリコ
ンウエハＷに対して直ちに１２分時まで５分間の局部エ
ッチング過程を実行することができた。そして、３枚目
以降のシリコンウエハＷの平坦化処理作業においても２
枚目のシリコンウエハＷの平坦化処理作業と同様の時間
を要した。すなわち、この実施形態の局部エッチング装
置によれば、図６に示すように、５枚のシリコンウエハ
Ｗに対して平坦化処理作業を完了し得る時間はたった３
３分間であり、スループットが、予熱を行わない場合に
比べて約２．６倍にも達した。

【００３０】（第２の実施形態）図７は、この発明の第
２の実施形態に係る局部エッチング装置の要部を示す断
面図である。なお、図１〜図６に示した要素と同一要素
については同一符号を付して説明する。。この実施形態
は、加熱器として、赤外線をアルミナ放電管２に照射し
てアルミナ放電管２を加熱する光学的加熱器を用いた点
が、上記第１の実施形態と異なる。

【００３１】光学的加熱器８０は、図７に示すように、
周知のハロゲンヒータ８１と電源８２とを有しており、
その動作時に、請求項１３の発明に係る局部エッチング
方法を具体的に実行し得るものでもある。具体的には、
導波管１１とアルミナ放電管２とが交差する放電部位よ
り下側の部位に前面を向けた状態で、ハロゲンヒータ８
１が配置されており、このハロゲンヒータ８１の図示し
ないランプから赤外線Ｓをアルミナ放電管２の上記部位
に向けて照射することにより、アルミナ放電管２を上記
温度Ｔ0まで加熱するようになっている。その他の構
成，作用効果は上記第１の実施形態と同様であるので、
その記載は省略する。

【００３２】（第３の実施形態）図８は、この発明の第
３の実施形態に係る局部エッチング装置の要部を示す断
面図である。なお、図１〜図６に示した要素と同一要素
については同一符号を付して説明する。。この実施形態
は、加熱器として、アルミナ放電管２に巻き付けた細管
内に所定温度の流体を供給して、アルミナ放電管２を加
熱する構成とした点が、上記第１及び第２のの実施形態
と異なる。加熱器８３は、加熱ブロックとしての細管８
４と温度コントロールユニット８５と流体循環用のポン
プ８６とを有しており、その動作時に、請求項１４の発
明に係る局部エッチング方法を具体的に実行し得るもの
でもある。細管８４は、アルミナ放電管２の外側に接触
した状態で巻き付けられており、その内部を流体収納部
としている。細管８４は、温度コントロールユニット８
５の内部を通ってポンプ８６側に至り、細管８４の流体
供給口と流体排出口とが、ポンプ８６の排出側と吸入側
とに接続されている。かかる構成により、ポンプ８６で
細管８４内の流体Ｒを循環させ、温度コントロールユニ
ット８５で加熱して、アルミナ放電管２を上記温度Ｔ0
まで加熱するようになっている。その他の構成，作用効
果は上記第１及び第２の実施形態と同様であるので、そ
の記載は省略する。

【００３３】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。上記第１の実施形態では、加
熱器６をプラズマ放電実行とほぼ同時にオフとし、局部
エッチング過程終了とほぼ同時にオンとする方法を採っ
たが、加熱器６を常時オン状態にしておき、アルミナ放
電管の温度を常に温度Ｔ0以上に保つようにしても良
い。また、上記第１の実施形態では、電熱部材として電
熱線６０を用いたが、電熱線６０の代わりに電熱板を用
い、この電熱板をアルミナ放電管２の外側に当接する構
成としても良い。

【００３４】上記第２の実施形態では、赤外線Ｓを用い
てアルミナ放電管２を加熱する構成としたが、レーザ光
等を用いて加熱する構成とすることもできる。

【００３５】上記第３の実施形態では、加熱ブロックと
して、細管８４を用いたが、図９に示すように、内部に
流体収納部８７ａを有した中空体８７をアルミナ放電管
２の外側に接触させ、細管８４をこの中空体８７の流体
供給口８７ｂと流体排出口８７ｃとに接続して、細管８
４を流体収納部８７ａに連通させた構成とすることもで
きる。

【００３６】上記各実施形態では、放電管として、アル
ミナ放電管２を用いたが、アルミナ放電管２の代わり
に、窒化アルミニウム放電管，サファイア放電管及び石
英放電管のうちのいずれかを用いても良い。また、上記
各実施形態では、ラジカルＲ生成用ガスとして、ＳＦ6
ガスを用いたが、ＣＦ4（四フッ化炭素）ガスやＮＦ3
（三フッ化窒素）ガスを用いることもできる。さらに、
単体のＳＦ6ガスでなく、ＳＦ6ガスとＯ2ガス等、他の
ガスとの混合ガスをアルミナ放電管２に供給する構成と
することもできる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よれば、被エッチング物のエッチング深さがほぼ一定に
なる温度以上に放電管を予め加熱することができるの
で、従来の局部エッチング装置のように、放電管がプラ
ズマ放電による熱によって当該温度まで昇温するまで局
部エッチング処理作業を待つ必要がなく、直ちに、局部
エッチング処理作業を行うことができる。この結果、被
エッチング物の平坦化処理のスループットの向上を図る
ことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る局部エッチン
グ装置を一部破断して示す概略構成図である。

【図２】加熱器を示すための部分拡大断面図である。

【図３】ノズル部のシリコンウエハに対する走査状態を
示す平面図である。

【図４】局部エッチング工程を示す断面図である。

【図５】アルミナ放電管を予熱せずに平坦化処理作業を
行った場合の時間とアルミナ放電管の温度との相関関係
を示す線図である。

【図６】アルミナ放電管を予熱して平坦化処理作業を行
った場合の時間とアルミナ放電管の温度との相関関係を
示す線図である。

【図７】この発明の第２の実施形態に係る局部エッチン
グ装置の要部を示す断面図である。

【図８】この発明の第３の実施形態に係る局部エッチン
グ装置の要部を示す断面図である。

【図９】局部エッチング装置の変形例を示す断面図であ
る。

【図１０】従来の局部エッチング装置の一例を示す概略
断面図である。

【図１１】放電管の表面温度とエッチング深さとの相関
関係図である。

【符号の説明】

１…プラズマ発生器、 ２…アルミナ放電管、 ３…ガ
ス供給装置、 ４…Ｘ−Ｙ駆動機構、 ５…Ｚ駆動機
構、 ６…加熱器、 ２０…ノズル部、 ６０…電熱
線、 ６１…電源、 ６２…電圧昇降器、 Ｇ…ラジカ
ル、 Ｗ…シリコンウエハ。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル部の噴射口を被エッチング物に向
   ける放電管と、 上記放電管内の所定のガスをプラズマ放電させて、上記
   被エッチング物の表面に存在する相対厚部を局部エッチ
   ングするためのラジカルを生成するプラズマ発生器と、 上記放電管を所定温度に加熱する加熱器とを具備するこ
   とを特徴とする局部エッチング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の局部エッチング装置に
   おいて、 上記加熱器は、 上記放電管を囲むように配設され且つ印加電圧に対応し
   て昇温可能な電熱部材と、 上記電熱部材に印加する電圧を制御する電圧制御部とを
   有することを特徴とする局部エッチング装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の局部エッチング装置に
   おいて、 上記加熱器の電熱部材は、上記放電管に巻き付けられた
   電熱線である、 ことを特徴とする局部エッチング装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の局部エッチング装置に
   おいて、 上記加熱器は、赤外線又はレーザ光を上記放電管に照射
   して放電管を加熱する光学的加熱器である、 ことを特徴とする局部エッチング装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の局部エッチング装置に
   おいて、 上記加熱器は、 上記放電管の外側に接触した状態で放電管を囲むように
   配設され且つ内部の流体収納部に連通する流体供給口と
   流体排出口とを有した加熱ブロックと、 上記流体を所定温度に加熱して上記加熱ブロックの流体
   収納部に供給する流体供給器とを具備することを特徴と
   する局部エッチング装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の局部エッチング装置に
   おいて、 上記加熱器の加熱ブロックは、細管を上記放電管に巻き
   付けたものである、ことを特徴とする局部エッチング装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記
   載の局部エッチング装置において、 上記放電管として、アルミナ放電管，窒化アルミニウム
   放電管，サファイア放電管及び石英放電管のうちのいず
   れかを用いた、 ことを特徴とする局部エッチング装置。
8. 【請求項８】 放電管内の所定のガスをプラズマ放電さ
   せてラジカルを生成し、このラジカルを放電管のノズル
   部から噴射するプラズマ発生過程と、 上記放電管のノズル部を上記被エッチング物の表面に沿
   って相対的に移動させながら、被エッチング物の表面に
   存在する相対厚部を、ノズル部から噴射するラジカルに
   よって局部的にエッチングする局部エッチング過程と、 上記局部エッチング過程における被エッチング物のエッ
   チング深さがほぼ一定になる温度以上に、上記放電管を
   少なくとも上記プラズマ発生過程のプラズマ放電開始時
   まで加熱しておく加熱過程とを具備することを特徴とす
   る局部エッチング方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の局部エッチング方法に
   おいて、 上記加熱過程は、上記放電管を常時上記温度に加熱する
   ものである、 ことを特徴とする局部エッチング方法。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の局部エッチング方法
    において、 上記加熱過程は、上記プラズマ発生過程のプラズマ放電
    開始時まで上記放電管を上記温度に加熱するものであ
    る、 ことを特徴とする局部エッチング方法。
11. 【請求項１１】 請求項８ないし請求項１０のいずれか
    に記載の局部エッチング方法において、 上記加熱過程は、上記放電管の部位であって、プラズマ
    放電部位と放電管の噴射口との間の部位を上記温度に加
    熱するものである、 ことを特徴とする局部エッチング方法。
12. 【請求項１２】 請求項８ないし請求項１１のいずれか
    に記載の局部エッチング方法において、 上記加熱過程は、上記放電管を囲む電熱部材を印加電圧
    により昇温させることで、上記放電管を上記温度に加熱
    するものである、 ことを特徴とする局部エッチング方法。
13. 【請求項１３】 請求項８ないし請求項１１のいずれか
    に記載の局部エッチング方法において、 上記加熱過程は、上記放電管に赤外線又はレーザ光をに
    照射して、上記放電管を上記温度に加熱するものであ
    る、 ことを特徴とする局部エッチング方法。
14. 【請求項１４】 請求項８ないし請求項１１のいずれか
    に記載の局部エッチング方法において、 上記加熱過程は、 上記放電管の外側に接触した状態で放電管を囲むように
    配設された加熱ブロック内に加熱流体を供給して、上記
    放電管を上記温度に加熱するものである、 ことを特徴とする局部エッチング方法。