JP2012129239A - エッチング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコン含有物をエッチングする装置において、分離回収装置や除害装置を不要とし、設備コストを低減する。
【解決手段】分解部２０において、フッ素含有成分を含む原料ガスに高周波又は熱エネルギーを印加して、フッ素含有成分を分解する。分解中又は分解後の原料ガスと水素含有成分とを接触させてフッ化水素を含むエッチングガスを生成する。このエッチングガスを処理槽１０内の被処理物９に吹き付け、シリコン含有物９ａをエッチングする。更に、処理槽１０内のガスを排気手段５によって吸引して排出する。シリコン含有物９ａのエッチングレートが所定以上になるよう、かつ排出ガス中のフッ素含有成分の流量が放出許容値以下になるよう、分解部２０への原料ガスの供給流量、及び供給電力又は供給周波数を設定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、アモルファスシリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン含有物を大気圧近傍下にてエッチングする装置及び方法に関する。

例えば、特許文献１では、ＣＦ_４、ＳＦ_６等のフッ素含有成分とＡｒ等の希釈成分との混合ガスに水（Ｈ_２Ｏ）を添加し、添加後のガスをプラズマ生成部に供給している。プラズマ生成部は、例えば一対の電極を有している。これら電極間に上記ガスを導入するとともに、パルス状の高周波電界を印加することによって大気圧近傍下でプラズマ放電を生成し、上記ガスをプラズマ化している。プラズマ化によってＨＦ、ＣＯＦ_２等のフッ素系反応成分を含むエッチングガスが生成される。別途、オゾナイザーでオゾンを生成して上記エッチングガスに混合する。混合後のエッチングガスをアモルファスシリコン膜に吹き付ける。これにより、アモルファスシリコンのエッチング反応が起きる。具体的には、エッチングガス中のオゾンによってアモルファスシリコンが酸化され、このシリコン酸化物がエッチングガス中のＨＦと反応して揮発成分に変換される。

処理後の排出ガスには、未分解のフッ素含有成分が含まれている。特許文献２では、上記排出ガスを、分離回収装置に導入して回収ガスと放出ガスとに分離している。回収ガスは、上記排出ガス中のフッ素含有成分が濃縮されたものであり、再利用に供される。放出ガスは、上記排出ガス中のフッ素含有成分が希釈されたものであり、除害装置にて除害処理されたうえで大気に放出される。除害装置はフッ素含有成分をプラズマや熱等によって分解している。

特開２００９−２４６３３１号公報 特開２０１０−０６３９９５号公報

近年、環境負荷の観点から、ＣＦ_４、ＳＦ_６等のフッ素含有成分の大気への放出基準が厳しくなっている。一方、プラズマ処理部の後段に分離回収装置や除害装置を設置すると、設備が大掛かりになり、コストが増大する。

上記問題点を解決するために、本発明装置は、シリコン含有物を含む被処理物における前記シリコン含有物を大気圧近傍下にてエッチングするエッチング装置であって、
前記被処理物を収容する処理槽と、
フッ素含有成分を含む原料ガスに高周波又は熱エネルギーを印加して、前記フッ素含有成分を分解する分解部と、
分解中又は分解後の前記原料ガスと水素含有成分とを接触させてフッ化水素を含むエッチングガスを生成する生成部と、
前記エッチングガスを前記処理槽内の被処理物に吹き付けるノズルと、
前記処理槽内のガスを吸引して排出する排気手段と、
を備え、前記シリコン含有物のエッチングレートが所定以上になるよう、かつ前記吸引した排出ガス中の前記フッ素含有成分（フッ化水素を除く）の流量が放出許容値以下になるよう、前記分解部への前記フッ素含有成分の供給流量、及び前記エネルギー印加のための供給電力又は供給周波数が設定されていることを特徴とする。
分解部への供給電力又は供給周波数の設定によって高周波又は熱エネルギーを調節することでフッ素含有成分の分解率を高めることができる。分解率が高くなるとフッ化水素の生成量が増えるため、その分、フッ素含有成分の供給流量を小さくしても所望のエッチングレートを確保できる。したがって、排出ガス中のフッ素含有成分の量を少なくでき、放出許容値以下にできる。よって、分離回収装置や除害装置を設ける必要がなく、設備コストを低減できる。前記フッ素含有成分の放出許容値は、法令や自主規制等に基づいて定められ、例えば数ｃｃ／ｍｉｎ〜十数ｃｃ／ｍｉｎ程度である。

前記分解部へ導入される前の前記原料ガスに前記水素含有成分を添加する添加部を備え、前記分解部が、前記生成部を兼ねていてもよい。これによって、フッ素含有成分の分解中に、分解と併行してフッ化水素を生成することができる。
前記分解部の後段に前記生成部が設けられ、この生成部に前記水素含有成分を添加する添加部が接続されていてもよい。これによって、分解部において生成したエネルギーをフッ素含有成分の分解に効率的に使用でき、分解効率を高めることができる。

前記分解部が、前記電力が供給される誘導結合コイルを含む誘導結合型プラズマ生成装置であることが好ましい。これによって、原料ガスに高周波エネルギーを高密度で印加できる。

前記排出ガス中のフッ化水素を除去するスクラバと、前記排出ガス中の水分を除去するデミスタを備え、前記分解部、前記スクラバ、及び前記デミスタが、１の筺体内に収容されてユニットを構成していることが好ましい。これによって、装置をコンパクトにすることができる。

本発明方法は、シリコン含有物を含む被処理物における前記シリコン含有物を大気圧近傍下にてエッチングするエッチング方法であって、
前記被処理物を処理槽内に収容しておき、
フッ素含有成分を含む原料ガスに高周波又は熱エネルギーを印加して、前記フッ素含有成分を分解する分解工程と、
分解中又は分解後の前記原料ガスと水素含有成分とを接触させてフッ化水素を含むエッチングガスを生成する生成工程と、
前記エッチングガスを前記処理槽内の被処理物に吹き付ける吹付工程と、
前記処理槽内のガスを吸引して排出する排気工程と、
を備え、前記シリコン含有物のエッチングレートが所定以上になるよう、かつ前記吸引した排出ガス中の前記フッ素含有成分（フッ化水素を除く）の流量が放出許容値以下になるよう、前記分解工程に供する前記フッ素含有成分の流量、及び前記エネルギー印加のための供給電力又は供給周波数を設定することを特徴とする。
分解工程に供する電力又は周波数の設定によって高周波又は熱エネルギーを調節することでフッ素含有成分の分解率を高めることができる。分解率が高くなるとフッ化水素の生成量が増えるため、その分、フッ素含有成分の供給流量を小さくしても所望のエッチングレートを確保できる。したがって、排出ガス中のフッ素含有成分の量を少なくでき、放出許容値以下にできる。よって、分離回収装置や除害装置を設ける必要がなく、設備コストを低減できる。

大気圧近傍とは、１．０１３×１０^４〜５０．６６３×１０^４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａがより好ましい。

フッ素含有成分として、ＰＦＣ（パーフルオロカーボン）やＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等のフッ素含有化合物が挙げられる。ＰＦＣとして、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_３Ｆ_８等が挙げられる。ＨＦＣとして、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ等が挙げられる。更に、フッ素含有成分として、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＸｅＦ_２等のＰＦＣ及びＨＦＣ以外のフッ素含有化合物を用いてもよく、Ｆ_２を用いてもよい。

水素含有成分としては、水（Ｈ_２Ｏ）を用いることが好ましい。水素含有成分は、水の他、ＯＨ基含有化合物や過酸化水素であってもよく、これらの混合物でもよい。ＯＨ基含有化合物として、アルコールが挙げられる。

本発明によれば、フッ素含有成分の分解率を高めることで、その分、フッ素含有成分の供給流量を小さくしつつエッチングレートを確保でき、ひいては排出ガス中のフッ素含有成分量を放出許容値以下にできる。よって、分離回収装置や除害装置を設ける必要がなく、設備コストを低減できる。

本発明の第１実施形態に係るエッチング装置の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示したものである。被処理物９は、例えばフラットパネルディスプレイ（以下「ＦＰＤ」と称す）用のガラス基板であるが、半導体ウェハ等であってもよい。被処理物９の表面にエッチング対象のシリコン含有物からなる膜９ａが形成されている。シリコン含有膜９ａは、例えばアモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン等のシリコン単体にて構成されているが、これに限られず、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等のシリコン化合物にて構成されていてもよい。

エッチング装置１は、処理槽１０と、プラズマトーチ２０を備えている。処理槽１０の内部は、大気圧近傍になっている。処理槽１０の一側壁に搬入口１１が設けられている。処理槽１０の他の側壁に搬出口１２が設けられている。これら搬入出口１１，１２は常時開放されている。搬入出口１１，１２に開閉扉を設け、被処理物９の搬入出に応じて開閉するようにしてもよい。

処理槽１０の内部及び処理槽１０の両外側にローラコンベア４が配置されている。ローラコンベア４は、被処理物９の搬送手段及び支持手段として機能する。複数の被処理物９がローラコンベア４上に一列に並べられ、順次、搬入口１１から処理槽１０内に搬入され、搬出口１２を通って搬出される。

プラズマトーチ２０は、誘導結合型のプラズマトーチにて構成されている。プラズマトーチ２０内には誘導結合コイル２０ａが設けられている。誘導結合コイル２０ａに給電線３ａを介して高周波電源３が接続されている。誘導結合コイル２０ａ内の空間がプラズマ分解通路２０ｂを構成している。通路２０ｂ内の圧力は大気圧近傍である。高周波電源３から誘導結合コイル２０ａに高周波電力が供給されることによって、誘導結合コイル２０ａ内の通路２０ｂにプラズマｐが生成される。電源３からの供給電力は、高周波に変換する前の直流で例えば数百Ｗ〜数千Ｗ程度であり、供給周波数は、例えば１０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ程度である。

分解通路２０ｂの上流端には、原料ガス供給路３５を介してフッ素含有成分供給源３１が接続されている。供給路３５には添加路３７を介して水素含有成分供給源３３（添加部）が連なっている。供給源３１，３３からのフッ素含有成分及び水素含有成分を含む原料ガスが、原料供給路３５を経て分解通路２０ｂに導入される。この原料ガスが、分解通路２０ｂのプラズマｐによって分解され、フッ化水素（ＨＦ）を含むエッチングガスが生成される。フッ素含有成分の分解率は、９０％〜１００％程度である。プラズマトーチ２０は、フッ素含有成分を分解する分解部、及びフッ化水素を含むエッチングガスを生成する生成部を兼ねている。換言すると、分解部が生成部を兼ねている。

上記フッ素含有成分として、ここではＣＦ_４が用いられている。フッ素含有成分として、ＣＦ_４に代えて、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_３Ｆ_８等の他のＰＦＣ（パーフルオロカーボン）を用いてもよく、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を用いてもよく、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＸｅＦ_２、Ｆ_２等を用いてもよい。

上記水素含有成分としては、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）が用いられている。水素含有成分供給源３３（添加部）は、水の気化器にて構成されている。気化器３３内に水が液状態で蓄えられている。気化器３３の上流にキャリア供給源３２が接続されている。キャリアガスとして、ここでは窒素（Ｎ_２）が用いられている。キャリア供給源３２は、キャリアガス（Ｎ_２）を気化器３３へ導入する。このキャリアガス（Ｎ_２）が、気化器３３内の液中に導入されてバブリングされる。或いは、気化器３３内の液面より上側部分にキャリアガス（Ｎ_２）を導入し、上記液面より上側部分の飽和蒸気をキャリアガス（Ｎ_２）にて押し出してもよい。これによって、水蒸気がキャリアガス（Ｎ_２）にキャリアされて供給路３５のＣＦ_４ガスに添加される。気化器３３を温度調節することによって、水の蒸気圧ひいては添加量を調節できる。或いは、キャリアガス（Ｎ_２）の一部を気化器３３内に導入し、キャリアガス（Ｎ_２）の残部は気化器３３を迂回させ、上記一部と残部の流量比を調節することによって、水の添加量を調節してもよい。水を添加した後の原料ガス（ＣＦ_４＋Ｈ_２Ｏ＋Ｎ_２）の各ガス成分の体積流量比は、ＣＦ_４：（Ｈ_２Ｏ＋Ｎ_２）＝１：３〜３：１程度が好ましい。上記添加後の原料ガス（ＣＦ_４＋Ｈ_２Ｏ＋Ｎ_２）の露点は、１５℃〜２０℃程度が好ましい。

水素含有成分として、水に代えて、ＯＨ基含有化合物、過酸化水素等を用いてもよい。ＯＨ基含有化合物として、アルコールが挙げられる。
キャリアガスとして、窒素に代えて、アルゴン、ヘリウム等の希ガスを用いてもよい。

プラズマトーチ２０の分解通路２０ｂの下流端から分解ガス供給路３６が引き出されている。供給路３６にオゾナイザー２３（酸化性反応成分生成部）の出口ポートが接続されている。オゾナイザー２３の入口ポートには、酸素供給路３８を介して酸素供給源３４が接続されている。酸素供給源３４からの酸素（Ｏ_２）がオゾナイザー２３に供給されてオゾン化される。オゾナイザー２３からオゾン含有ガス（Ｏ_２＋Ｏ_３）が供給路３６に合流する。

供給路３６は、処理槽１０へ延びている。処理槽１０の上部にノズル４０が設けられている。ノズル４０に供給路３６が連なっている。ノズル４０の下部が、処理槽１０の内部のローラコンベア４と対向している。ノズル４０の下部に吹出し口４１及び吸引口４２が形成されている。上記供給路３６が吹出し口４１に連なっている。供給路３６からのエッチングガスが、吹出し口４１から被処理物９に吹き付けられる。これによって、被処理物９のシリコン含有膜９ａがエッチングされる。

吹出し口４１及び吸引口４２は、被処理物９の搬送方向と直交する巾方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるスリット状、又は上記巾方向に分散された多数の小孔状になっている。図示は省略するが、ノズル４０の内部には、吹出し用整流部及び吸引用整流部が設けられている。これら整流部は、上記巾方向に延びるチャンバーや複数段に分岐しながら巾方向に拡がるトーナメント状ないしはツリー状の通路等にて構成されている。吹出し用整流部は、供給路３６からのガスが吹出し口４１の上記巾方向に均一に導入されるように整流する。吸引用整流部は、ノズル４０の下方のガスが吸引口４２の上記巾方向に均一に吸引されるように整流する。

処理槽１０の例えば底部から排出路５５が引き出されている。吸引口４２が、図示しない吸引路を介して排出路５５に合流している。排出路５５には、排気ポンプ５（排気手段）、スクラバ５１、デミスタ５２、オゾンキラー５３が上流側（処理槽１０側）から順次設けられている。排気ポンプ５と水スクラバ５１とデミスタ５２とオゾンキラー５３の並びは適宜入れ替えてもよい。

排気ポンプ５によって、処理槽１０内のガスが排出路５５へ吸い込まれて排出される。スクラバ５１は、排出ガス中のＨＦ等を水噴霧等により除去する。デミスタ５２は、排出ガス中の水分を凝縮管や凝縮室等において凝縮させる等して除去する。オゾンキラー５３は、排出ガス中のオゾンを活性炭等の吸着剤や還元触媒を用いて除去する。

オゾンキラー５３の出口ポートから放出路５６が延びている。放出路５６は、大気に開放されている。

エッチング装置１では、エッチングガスによるシリコン含有膜９ａのエッチングレートが所定以上になるよう、かつ排気ガス中のフッ素含有成分（ＣＦ_４）の流量が大気への放出許容値以下になるよう、プラズマトーチ２０への原料ガス中のフッ素含有成分（ＣＦ_４）の供給流量、及び電源３からの供給電力又は供給周波数が設定されている。エッチングレートは、工業上の実用性の観点から、１０ｎｍ／ｓｅｃ〜２００ｎｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。ＣＦ_４の放出許容値は、法令や自主規制等に基づいて定められる。ＣＦ_４の放出許容値は、例えば１０ｃｃ／ｍｉｎ程度である。ＣＦ_４の供給流量は、ノズル４０の吹出し口４１の巾又は被処理物９の巾寸法等をも考慮して定める。被処理物９の巾方向（図１の紙面直交方向）の単位長さ当りのＣＦ_４の供給流量は、１００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ程度が好ましい。電源３からの供給電力及び供給周波数の好適範囲は上述した通りである。

プラズマトーチ２０と、オゾナイザー２３と、水スクラバ５１と、デミスタ５２と、オゾンキラー５３は、１つのユニット６０になっている。ユニット６０は、筺体６１を備えている。筺体６１の内部に上記ユニット構成要素２０，２３，５１，５２，５３が収容されている。筺体６１には、各ガス路３５，３６，３８，５５，５６のユニット外部の路部分とユニット６０内の路部分とを中継する中継ポート６２，６３，６４，６５，６６が設けられている。また、筺体６１には、給電線３ａを絶縁して支持する中継支持部６９が設けられている。プラズマトーチ２０の上端部が筺体６１から突出していてもよく、供給路３５及び給電線３ａが筺体６１及び中継部６２，６９を経ずにプラズマトーチ２０に連なっていてもよい。

上記構成のエッチング装置１によって、被処理物９のシリコン含有膜９ａをエッチング処理する方法を説明する。
［搬送工程］
被処理物９をローラコンベア４によって搬入口１１から処理槽１０内に搬入し、ノズル４０の下方に通す。

［ガス供給工程］
上記搬送工程と併行して、原料供給源３１からの原料ガス（ＣＦ_４）に、気化器３３からＮ_２にてキャリアされた水（Ｈ_２Ｏ）を添加する。添加後の原料ガス（ＣＦ_４＋Ｈ_２Ｏ＋Ｎ_２）をプラズマトーチ２０の誘導結合コイル２０ａ内に導入する。

［分解工程及び生成工程］
電源３からプラズマトーチ２０の誘導結合コイル２０ａに高周波電力を供給する。これによって、原料ガスに高周波エネルギーを印加でき、原料ガス中のＣＦ_４を分解してフッ素ガス（フッ素単体のほか、フッ素イオン、フッ素ラジカル等を含む）を生成できる。このフッ素ガスとＨ_２Ｏが接触すると反応してフッ化水素（ＨＦ）が生成される。或いは、Ｈ_２Ｏが分解して水素ガス（水素イオン、水素ラジカル等を含む）が生成され、この水素ガスとフッ素ガスが反応してフッ化水素（ＨＦ）が生成される。これによって、原料ガスからフッ化水素を含むエッチングガスを生成できる。

電源３からの供給電力又は供給周波数を調節することで、原料ガスへの印加エネルギーを調節でき、ひいてはフッ素含有成分（ＣＦ_４）の分解率を高めることができる。プラズマトーチ２０におけるフッ素含有成分（ＣＦ_４）の分解率は、９０％程度〜１００％近くにでき、例えば９５％程度にできる。したがって、フッ化水素の生成量を大きくでき、その分、原料ガスの供給流量を小さくできる。

上記エッチングガスにオゾナイザー２３からオゾン含有ガス（Ｏ_２＋Ｏ_３）を混合する。混合後のエッチングガスをノズル４０に導入する。エッチングガスは、供給路３６を流れる過程で放熱し常温近くになる。このエッチングガスを吹出し口４１から吹き出し、ノズル４０の下方を通過中の被処理物９に接触させる。これによって、エッチングガス中のオゾンとシリコン含有膜９ａが酸化反応を起こし、このシリコン酸化物とエッチングガス中のフッ化水素とがエッチング反応を起こし、揮発性のＳｉＦ_４が生成される。これによって、シリコン含有膜９ａをエッチングすることができる。プラズマトーチ２０でのＣＦ_４の分解率を高めることによって、エッチングレートを十分に確保できる。

エッチング処理後の被処理物９は搬出口１２から搬出される。大気圧下での処理であるため、複数の被処理物９を連続的に処理槽１０内に搬入し、エッチングし、搬出できる。

［排出工程］
更に、排気ポンプ５を駆動する。これにより、処理済みのエッチングガスが吸引口４２に吸い込まれ、排出路５５へ送られる。一部の処理済みのエッチングガスは、処理槽１０内の雰囲気ガス（空気）と一緒に処理槽１０の底部から排出路５５へ吸い込まれる。排気ポンプ５による排出ガス流量は、エッチングガス流量より十分に大きい。この差に相当する流量の外気が、搬入出口１１，１２を通って処理槽１０の内部に流入する。

排出ガス中のＨＦやＳｉＦ_４は、スクラバー５１で除去される。排出ガス中のＨ_２Ｏは、デミスタ５２で除去される。排出ガス中のＯ_３は、オゾンキラー５３で除去される。その後、排出ガスを放出路５６から外気に放出する。

上述したように、フッ素原料供給源３１からのＣＦ_４の供給流量は少量であり、かつプラズマトーチ２０においてＣＦ_４の殆ど（例えば９５％程度）が分解されるため、排出ガス中のＣＦ_４の流量は十分に小さい。したがって、排出ガスをフッ素含有成分の分解用の除害装置に導入しなくても、該排出ガス中のＣＦ_４の流量を十分に放出許容値以下にすることができる。よって、排出ガスを除害処理を経ることなく、外気に放出できる。また、排出ガスからＣＦ_４を分離回収するのも不要である。よって、除害装置や分離回収装置を設備する必要がなく、設備コストを低減できる。

エッチング前のガス処理部２０，２３と、エッチング後の排出ガス処理部５１，５２，５３をユニットにすることによって、装置１をコンパクトにすることができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図２は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態のエッチング装置１Ａでは、分解部２１と生成部２２が分離されている。分解部２１は、高周波ヒータ２１ａと、熱分解通路２１ｂを有している。電源３Ａが給電線３ａを介して高周波ヒータ２１ａに接続されている。

高周波ヒータ２１ａが環状をなしていてもよく、その内部空間が熱分解通路２１ｂを構成していてもよい。熱分解通路２１ｂが管にて構成され、この管の周囲に高周波ヒータ２１ａが設けられていてもよい。熱分解通路２１ｂ内の圧力は大気圧近傍である。熱分解通路２１ｂの上流端に原料ガス供給路３５が接続されている。熱分解通路２１ｂの下流端から分解ガス供給路３６が延びている。

エッチング装置１Ａでは、エッチングガスによるシリコン含有膜９ａのエッチングレートが所定以上になるよう、かつ排気ガス中のフッ素含有成分（ＣＦ_４）の流量が大気への放出許容値以下になるよう、分解部２１への原料ガス中のフッ素含有成分（ＣＦ_４）の供給流量及び電源３Ａからの供給電力又は供給周波数が設定されている。

分解部２１の後段に生成部２２が設けられている。生成部２２は、分解ガス供給路３６に介在された反応容器にて構成されている。生成部２２は、管状であってもよく、チャンバー状であってもよい。気化器３３からの添加路３７が、供給路３５にではなく、生成部２２に連なっている。

生成部２２は、分解部２１とオゾナイザー２３との間の供給路３６に配置され、ユニット６０内に収容されている。添加路３７が、ユニット６０の外部から筺体６１の中継ポート６７を経て、ユニット６０の内部に差し入れられている。

オゾナイザー２３は、ユニット６０の外部に配置されている。

第２実施形態においては、フッ素含有成分（ＣＦ_４）のみからなる原料ガスを、原料供給源３１から供給路３５を経て熱分解通路２１ｂに導入する。この原料ガスにヒータ２１によって熱エネルギーを印加する。これによって、原料ガスのフッ素含有成分（ＣＦ_４）を熱分解することができ、フッ素ガスを生成できる（分解工程）。以下、分解部２１にて分解後の原料ガスを分解ガスと称する。

電源３Ａからの供給電力又は供給周波数を調節することによって、分解部２１の出力エネルギーひいては原料ガスへの印加エネルギーを調節できる。これによって、原料ガスの加熱温度を調節できる。原料ガスの加熱温度は８００℃〜１６００℃程度が好ましい。これによって、フッ素含有成分（ＣＦ_４）を確実に分解できる。ヒータ２１によるフッ素含有成分（ＣＦ_４）の熱分解率は、９０％程度〜１００％近くにでき、例えば９５％程度にできる。したがって、原料ガス（ＣＦ_４）の供給流量が小さくても、フッ素ガスの生成量を十分に大きくできる。

上記分解ガスをヒータ２１から生成部２２に導入する。かつ、Ｎ_２にてキャリアされた水蒸気を気化器３３から生成部２２に導入して、上記分解ガスと混合する。これによって、生成部２２内において、分解ガス中のフッ素ガスと水（Ｈ_２Ｏ）とが反応してフッ化水素が生成され、フッ化水素を含むエッチングガスを生成できる（生成工程）。ヒータ２１における分解率が高い分、フッ化水素の生成量を十分に大きくできる。

その後、第１実施形態と同様に、上記エッチングガスにオゾン含有ガスを混合し、混合後のエッチングガスを処理槽１０内の被処理物９に接触させてシリコン含有膜９ａをエッチングする。ヒータ２１におけるフッ素含有成分（ＣＦ_４）の分解率を高めることによって、エッチングレートを十分に確保できる。処理後のエッチングガスを含む排出ガスを水スクラバ５１、デミスタ５２、オゾンキラー５３によって処理したうえで、除害装置によるＣＦ_４の分解を経ることなく、外気に放出する。エッチングガス中のＣＦ_４の流量を十分小さくできるから、除害処理を行なわなくても、排出ガス中のＣＦ_４の流量を十分に放出許容値以下にすることができる。

本発明は、上記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、第１実施形態において、プラズマトーチ２０は、一対の電極間に高周波を印加する容量結合型のプラズマトーチでもよく、アーク型のプラズマトーチでもよい。
分解部２０，２１に導入される原料ガスが、空気を含んでいてもよい。
第１実施形態において、第２実施形態と同様に、分解部と生成部を分離してもよい。原料ガス（ＣＦ_４）を、水の添加を経ずにプラズマトーチ２０（分解部）に導入して分解してもよい。分解ガス路３６には生成部２２を設け、この生成部２２においてプラズマトーチ２０からの分解ガスに気化器３３からの水を添加することで、フッ化水素を生成してもよい。
第２実施形態において、第１実施形態と同様に分解部２１が生成部を兼ねていてもよい。原料ガス（ＣＦ_４）を、水添加を経たうえで分解部兼生成部２１の熱分解通路２１ｂに導入し、熱分解通路２１ｂ内でフッ化水素を含むエッチングガスを生成することにしてもよい。
生成部２２は、ユニット６０の外部に配置されていてもよい。
生成部２２は、オゾナイザー２３より下流の供給路３６に設けられていてもよい。
第１実施形態において、オゾナイザー２３をユニット６０の外部に配置してもよい。第２実施形態において、オゾナイザー２３をユニット６０の内部に収容してもよい。
オゾナイザー２３（酸化性反応成分生成部）からのオゾン（酸化性反応成分）を、供給路３６に合流させることなく別ルートで被処理物９に吹き付けることにしてもよい。
エッチング対象膜９ａが酸化シリコン等にて構成されている場合は、エッチングガスにオゾン（酸化性反応成分）を含ませる必要はなく、オゾナイザー２３（酸化性反応成分生成部）及びオゾンキラー５３は不要である。
排気ポンプ５をユニット６０内に収容してもよい。

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイや半導体ウェハの製造に適用可能である。

１，１Ａ エッチング装置
３ 電源（高周波エネルギー供給源）
３Ａ 電源（熱エネルギー供給源）
４ ローラコンベア（搬送手段）
５ 排気ポンプ（排気手段）
９ 被処理物
９ａ 膜（シリコン含有物）
１０ 処理槽
１１ 搬入口
１２ 搬出口
２０ プラズマトーチ（分解部、生成部）
２０ａ 誘導結合コイル
２０ｂ プラズマ分解通路
２１ 分解部
２１ａ 高周波ヒータ
２１ｂ 熱分解通路
２２ 生成部
２３ オゾナイザー（酸化性反応成分生成部）
３１ フッ素原料供給源
３２ キャリア供給源
３３ 気化器（添加部）
３４ 酸素供給源
３５ 原料ガス供給路
３６ 分解ガス供給路
３７ 添加路
３８ 酸素供給路
４０ ノズル
４１ 吹出し口
４２ 吸引口
５１ 水スクラバ
５２ デミスタ
５３ オゾンキラー
５５ 排出路
５６ 放出路
６０ ユニット
６１ 筺体
６２〜６７ 中継ポート
６９ 中継支持部
ｐ プラズマ

Claims (6)

1. シリコン含有物を含む被処理物における前記シリコン含有物を大気圧近傍下にてエッチングするエッチング装置であって、
   前記被処理物を収容する処理槽と、
   フッ素含有成分を含む原料ガスに高周波又は熱エネルギーを印加して、前記フッ素含有成分を分解する分解部と、
   分解中又は分解後の前記原料ガスと水素含有成分とを接触させてフッ化水素を含むエッチングガスを生成する生成部と、
   前記エッチングガスを前記処理槽内の被処理物に吹き付けるノズルと、
   前記処理槽内のガスを吸引して排出する排気手段と、
   を備え、前記シリコン含有物のエッチングレートが所定以上になるよう、かつ前記吸引した排出ガス中の前記フッ素含有成分の流量が放出許容値以下になるよう、前記分解部への前記フッ素含有成分の供給流量、及び前記エネルギー印加のための供給電力又は供給周波数が設定されていることを特徴とするエッチング装置。
2. 前記分解部へ導入される前の前記原料ガスに前記水素含有成分を添加する添加部を備え、前記分解部が、前記生成部を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
3. 前記分解部の後段に前記生成部が設けられ、この生成部に前記水素含有成分を添加する添加部が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
4. 前記分解部が、前記電力が供給される誘導結合コイルを含む誘導結合型プラズマ生成装置であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエッチング装置。
5. 前記排出ガス中のフッ化水素を除去するスクラバと、前記排出ガス中の水分を除去するデミスタを備え、前記分解部、前記スクラバ、及び前記デミスタが、１の筺体内に収容されてユニットを構成していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエッチング装置。
6. シリコン含有物を含む被処理物における前記シリコン含有物を大気圧近傍下にてエッチングするエッチング方法であって、
   前記被処理物を処理槽内に収容しておき、
   フッ素含有成分を含む原料ガスに高周波又は熱エネルギーを印加して、前記フッ素含有成分を分解する分解工程と、
   分解中又は分解後の前記原料ガスと水素含有成分とを接触させてフッ化水素を含むエッチングガスを生成する生成工程と、
   前記エッチングガスを前記処理槽内の被処理物に吹き付ける吹付工程と、
   前記処理槽内のガスを吸引して排出する排気工程と、
   を備え、前記シリコン含有物のエッチングレートが所定以上になるよう、かつ前記吸引した排出ガス中の前記フッ素含有成分の流量が放出許容値以下になるよう、前記分解工程に供する前記フッ素含有成分の流量、及び前記エネルギー印加のための供給電力又は供給周波数を設定することを特徴とするエッチング方法。

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