JP2016015436A - エッチング装置およびエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチングレートを向上可能なエッチング装置およびエッチング方法を提供する。【解決手段】チャンバー１００内に規定される処理空間Ｖ内にプラズマを生成し、かつ、絶縁板５（電気的な絶縁部材）を介してチャンバー１００内に支持され処理空間Ｖに配される電極（導電性の仕切り部材３）に対して正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加する。これにより、プラズマ中のイオンが加速され、処理空間Ｖの開放箇所から処理対象の基板Ｓに向けて飛翔する。その結果、加速されたイオンが基板Ｓの主面Ｓ１に衝突するので、エッチングレートが向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマを生成して該プラズマを用いて基材の表面を処理するエッチング装置およびエッチング方法に関する。

処理ガスをチャンバー内に導入するとともに、チャンバー内の電極に高周波電力を印加して高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを生成して、基材の主面に処理を施すエッチング装置が知られている。

例えば、特許文献１には、誘導結合アンテナを備え、該誘導結合アンテナによって生成した誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma、以下ＩＣＰと略称）を用いて基材の主面に処理を施すエッチング装置が開示されている。

特許第３７５１９０９号公報 特開２０１０−２０５９６７号公報

この種のプラズマエッチング技術においては、一般に、エッチングレートの向上が技術課題とされている。例えば、特許文献２には、チャンバー内に導入される処理ガスの条件（処理ガスの種類、複数の処理ガスの混合比、等）を調節することによって、エッチングレートを向上する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献２のようにエッチングレート向上の観点から処理ガスの条件を設定する態様においては、他の観点から処理ガスの条件を変更した場合にエッチングレートが低下する事態が生じる。

本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、処理ガスの条件等に依らず、エッチングレートを向上可能なエッチング装置およびエッチング方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかるエッチング装置は、基材の主面に処理を施すエッチング装置であって、チャンバーと、前記チャンバー内に設けられ、一方側が開放された処理空間を規定する仕切り部材と、前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、前記処理空間内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部に高周波電力を供給する高周波電力供給部と、前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持する保持機構と、電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に支持され、前記処理空間に配される電極と、前記電極に正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電圧供給部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第１の態様にかかるエッチング装置であって、前記プラズマ生成部は前記処理空間内に設けられており、前記電極の少なくとも一部が前記プラズマ生成部よりも前記主面に近い位置に配されることを特徴とする。

本発明の第３の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第２の態様にかかるエッチング装置であって、前記電極が、前記仕切り部材の前記一方側の端部を覆う第１部分を有することを特徴とする。

本発明の第４の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第２の態様または第３の態様にかかるエッチング装置であって、前記電極が、前記仕切り部材のうち前記処理空間側の壁面に沿って伸びる第２部分を有することを特徴とする。

本発明の第５の態様にかかるエッチング装置は、基材の主面に処理を施すエッチング装置であって、チャンバーと、電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に支持され、一方側が開放された処理空間を規定する導電性の仕切り部材と、前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、前記処理空間内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部に高周波電力を供給する高周波電力供給部と、前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持する保持機構と、前記仕切り部材に正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電圧供給部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第６の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第１の態様ないし第５の態様のいずれかにかかるエッチング装置であって、前記基材を電気的に接地させる接地部、を備えることを特徴とする。

本発明の第７の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第６の態様にかかるエッチング装置であって、前記接地部は、前記基材の前記主面のうち前記処理の対象とならない非処理領域に電気的に接触するアース電極と、前記基材に対して前記アース電極を押圧する方向に付勢された絶縁性のシール部と、一端が前記アース電極に接続され他端が接地されたアース線と、を備えることを特徴とする。

本発明の第８の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第１の態様ないし第７の態様のいずれかにかかるエッチング装置であって、前記パルス電圧の繰返し周期での時間平均値は正であることを特徴とする。

本発明の第９の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第１の態様ないし第８の態様のいずれかにかかるエッチング装置であって、前記保持機構は、前記基材を保持しつつ搬送可能な機構であることを特徴とする。

本発明の第１０の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第１の態様ないし第９の態様のいずれかにかかるエッチング装置であって、前記プラズマ生成部は、未周回の少なくとも１つの誘導結合アンテナを有することを特徴とする。

本発明の第１１の態様にかかるエッチング方法は、チャンバー内に形成され一方側が開放された処理空間内にプラズマを生成し、前記プラズマを用いて基材の主面に処理を施すエッチング方法であって、前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持する保持工程と、前記処理空間内に配置されたプラズマ生成部によってプラズマを生成させるプラズマ生成工程と、電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に支持され前記処理空間に配される電極に対して正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電圧供給工程と、を有し、前記プラズマ生成工程と前記パルス電圧供給工程とが時間的に並行して行われることを特徴とする。

本発明の第１２の態様にかかるエッチング方法は、本発明の第１１の態様にかかるエッチング方法であって、前記電極は、前記チャンバーの中を仕切って前記処理空間を規定する導電性の仕切り部材であることを特徴とする。

本発明の第１３の態様にかかるエッチング方法は、本発明の第１１の態様または第１２の態様にかかるエッチング方法であって、前記保持工程では、前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持搬送することを特徴とする。

本発明の第１の態様ないし第１３の態様では、チャンバー内に規定される処理空間内にプラズマを生成し、かつ、電気的な絶縁部材を介してチャンバー内に支持され処理空間に配される電極（或いは、導電性の仕切り部材）に対して正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加する。これにより、プラズマ中のイオンが加速され、処理空間の開放箇所から処理対象の基材に向けて飛翔する。その結果、加速されたイオンが基板の主面に衝突するので、処理ガスの条件等に依らず、エッチングレートが向上する。

特に、本発明の第６の態様では、処理対象たる基材が電気的に接地される。これにより、エッチング処理中に基材の被処理主面に向けて飛翔されるイオンや電子が該被処理主面における帯電との斥力によって減速されることが有効に防止され、エッチングレートがさらに向上しうる。

第１実施形態に係るエッチング装置１の概略構成を模式的に示す側面図である。 エッチング装置１のうち処理空間Ｖの周辺部を示す部分斜視図である。 パルス電圧供給工程において印加されるパルス電圧の波形の一例を示す図である。 第２実施形態のエッチング装置１Ａの概略構成を模式的に示す側面図である。 エッチング装置１Ａのうち電極の周辺部を詳細に示す部分斜視図である。 第３実施形態のエッチング装置１Ｂの概略構成を模式的に示す側面図である。 エッチング装置１Ｂのうち電極の周辺部を詳細に示す部分斜視図である。 第４実施形態のエッチング装置１Ｃの概略構成を模式的に示す側面図である。 エッチング装置１Ｃのうち電極の周辺部を詳細に示す部分斜視図である。 基板Ｓおよび基板Ｓに取付けられる接地部１２０の構成を示す分解図である。 接地部１２０が基板Ｓに取付けられた状態を示す下面図である。 図１１のＡ−Ａ断面から見た端面図である。 図１１のＢ−Ｂ断面から見た端面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、一部の図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が付されている。該座標軸における＋Ｚ方向は鉛直上方向を示し、ＸＹ平面は水平面である。

＜１ 第１実施形態＞
＜１．１ エッチング装置１の構成＞
図１は、第１実施形態に係るエッチング装置１の概略構成を模式的に示す側面図である。図２は、エッチング装置１のうち処理空間Ｖの周辺部を示す部分斜視図である。

エッチング装置１は、チャンバー１００内に形成された処理空間Ｖにプラズマを生成し、該プラズマを用いて基板Ｓ（基材）の一方主面Ｓ１に処理を施す装置である。以下では、処理対象たる基板Ｓの上記主面Ｓ１にＩＴＯ膜が形成されている場合について説明する。

エッチング装置１は、主たる構成として、チャンバー１００と、チャンバー１００内において基板Ｓを搬送する搬送機構２と、チャンバー１００内において処理空間Ｖの範囲を規定する仕切り部材３と、処理空間Ｖ内でプラズマを発生させるプラズマ処理部４と、チャンバー１００の底板上面と仕切り部材３の底板下面との間に配される絶縁板５と、を備える。また、エッチング装置１は、該装置の各部を統括制御する制御部９を備える。

処理空間Ｖは、後述する誘導結合アンテナ４１によってプラズマ処理が実行される空間である。本実施形態では、一方側（上側）が開放された箱状の仕切り部材３によってチャンバー１００内が仕切られ、処理空間Ｖの範囲が規定されている。

仕切り部材３は導電性の部材（例えば、ステンレス鋼）によって構成され、該仕切り部材３には正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電源８１（パルス電圧供給部）が電気的に接続される。また、仕切り部材３は、電気的な絶縁部材たる絶縁板５を介してチャンバー１００内に支持される。

このため、仕切り部材３は、プラズマ処理部４にて発生するプラズマ範囲（処理空間Ｖの範囲）を制限するシールドとしての機能と、チャンバー１００内の各部から絶縁された状態でパルス電圧が印加される電極としての機能と、を有する。なお、仕切り部材３にパルス電圧が印加される際の作用については、後述する＜１．２ エッチング処理＞にて詳細に説明する。

チャンバー１００内には、水平な搬送経路面Ｌが仕切り部材３の上方に規定されている。搬送経路面Ｌの延在方向はＸ軸方向であり、搬送機構２は、基板Ｓの主面Ｓ１を下向きにした状態で搬送経路面Ｌに沿って基板Ｓを搬送する。

チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの−Ｘ側の端部には、基板Ｓをチャンバー１００内に搬入するためのゲート１６０が設けられる。他方、チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの＋Ｘ側の端部には、基板Ｓをチャンバー１００外に搬出するためのゲート１６１が設けられている。また、チャンバー１００のＸ方向両端部には、ロードロックチャンバーや、アンロードロックチャンバーなどの他のチャンバーの開口部が気密を保った形態で接続可能に構成されている。各ゲート１６０、１６１は、開閉の切替可能に構成される。

搬送機構２（保持機構）は、基板Ｓを保持搬送するための機構であり、チャンバー１００内でＹ方向において搬送経路面Ｌを挟んで対向配置された複数対の搬送ローラ２１と、これらを同期させて回転駆動する駆動部（図示省略）とを含んで構成される。搬送ローラ２１は、搬送経路面Ｌの延在方向であるＸ方向に沿って複数対設けられる。なお、図１では、６対の搬送ローラ２１における図示手前側（−Ｙ側）に位置する６つのローラが描かれている。

基板Ｓがゲート１６０を介してチャンバー１００内に搬入されると、各搬送ローラ２１が該基板Ｓの端縁（±Ｙ側の端縁）付近に下方から当接する。そして、駆動部（図示省略）によって各搬送ローラ２１が同期回転されることによって、基板Ｓが各搬送ローラ２１上に保持され搬送経路面Ｌに沿って搬送される。本実施形態では、各搬送ローラ２１が図示時計回りに回転して基板Ｓが＋Ｘ方向に搬送される態様について説明する。なお、他の態様として、各搬送ローラ２１が図示時計回りおよび反時計回りに回転可能であり基板Ｓが±Ｘ方向に往復搬送される態様が採用されても構わない。

搬送経路面Ｌは、プラズマ処理部４に対向し処理空間Ｖを通過する箇所である被処理箇所Ｐを含む。このため、搬送機構２によって搬送される基板Ｓが被処理箇所Ｐに配される期間中は、主面Ｓ１のうち被処理箇所Ｐに配される部分でエッチング処理が行われる。他方、基板Ｓが被処理箇所Ｐに配されない期間中は、主面Ｓ１でのエッチング処理が行わることはない。チャンバー１００内でのエッチング処理を完了した基板Ｓは、ゲート１６１を介してチャンバー１００から搬出される。

また、エッチング装置１は、チャンバー１００内を搬送される基板Ｓを加熱または冷却する温調部（図示せず）を備えてもよい。温調部は、例えば、搬送経路面Ｌの上方に配置される。

プラズマ処理部４は、誘導結合タイプの高周波アンテナである複数の誘導結合アンテナ４１（プラズマ生成部）を備える。本実施形態では、６個の誘導結合アンテナ４１がＹ方向に沿って間隔をあけて（好ましくは等間隔で）配列される。各誘導結合アンテナ４１は、石英（石英硝子）などからなる誘電体の保護部材によって覆われて、チャンバー１００の底板を貫通して設けられる。より詳細には、各誘導結合アンテナ４１は、金属製のパイプ状導体をＵ字形に曲げたものであり、「Ｕ」の字を上下逆向きにした状態でチャンバー１００の底板を貫通して処理空間Ｖの内部に突設されている。各誘導結合アンテナ４１は、内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。誘導結合アンテナ４１は、ＬＩＡ（Low Inductance Antenna：株式会社イー・エム・ディーの登録商標）とも称される。

各誘導結合アンテナ４１の一端は、給電器４２およびマッチングボックス４３を介して、高周波電源４４に接続されている。また、各誘導結合アンテナ４１の他端は接地されている。この構成において、高周波電源４４から各誘導結合アンテナ４１に高周波電流（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電流）が流されると、誘導結合アンテナ４１の周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、誘導結合プラズマが発生する。本実施形態では、給電器４２、マッチングボックス４３、および、高周波電源４４によって実現される構成が、誘導結合アンテナ４１に高周波電力を供給するための高周波電力供給部として機能する。

上述したとおり、誘導結合アンテナ４１は、Ｕ字形状を呈している。このようなＵ字形状の誘導結合アンテナ４１は、巻数が未周回の誘導結合アンテナに相当し、巻数が１回以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低いため、誘導結合アンテナ４１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。

また、エッチング装置１は、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスを供給するガス供給部６を備える。ガス供給部６は、例えば、アルゴンガスの供給源であるガス供給源６１１と、ガス供給源６１１から供給されたガスを送給する配管６１２と、配管６１２を通じて送給されたガスを処理空間Ｖ内に供給するノズル６１４と、を有する。また、配管６１２の経路途中には、管内を流れるガスの流量を自動調整するマスフローコントローラ６１３が設けられる。以上のような構成となっているので、制御部９による制御下で処理空間Ｖに所望のアルゴン雰囲気を形成することができる。なお、本実施形態とは異なる態様として、種々のガス（例えば、酸素ガス等）を処理ガスとして採用しうる。

また、エッチング装置１は、チャンバー１００の内部空間を真空状態に減圧可能な排気部７を備える。排気部７は、例えば、それぞれ図示省略の真空ポンプと、一端が真空ポンプに接続され他端がチャンバー１００の内部空間に開口した排気配管と、を有する。また、該排気配管の経路途中には、排気バルブ（図示せず）が設けられる。排気バルブは、排気配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成では、真空ポンプが作動された状態で排気バルブが開放されることによって、処理空間Ｖ内の雰囲気が排気される。この際、排気バルブとマスフローコントローラ（図示せず）とが協働することによって、処理空間Ｖが所定のプロセス圧に保たれる。

エッチング装置１が備える各構成要素は制御部９と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部９により制御される。制御部９は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なＦＡコンピュータにより構成される。また、制御部９は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。エッチング装置１においては、制御部９の制御下で、基板Ｓに対して定められた処理が実行される。

＜１．２ エッチング処理＞
以下、本実施形態におけるエッチング処理の流れについて説明する。

まず、ガス供給部６が、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスを供給する（ガス供給工程）。これにより、処理空間Ｖには、アルゴン雰囲気が形成される。

高周波電源４４が各誘導結合アンテナ４１に高周波電力を供給し、処理空間Ｖ内に誘導結合プラズマが生成される（プラズマ生成工程）。これにより、ガス供給工程で処理空間Ｖに流入されたアルゴンガスがプラズマ化して、処理空間Ｖ内にアルゴンイオンと電子とが生成される。

また、パルス電源８１は、絶縁板５を介してチャンバー１００内に支持される仕切り部材３に対して、正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加する（パルス電圧供給工程）。図３は、パルス電圧供給工程において印加されるパルス電圧の波形の一例を示す図である。図３に示すように、本実施形態におけるパルス電圧供給工程では、−２０Ｖ（ボルト、以下同様。）の負電圧および＋１００Ｖの正電圧が、０．３３ｍｓｅｃ（ミリ秒、以下同様）の周期において１対２のデューティー比で交互に繰り返して印加される。なお、正電圧値、負電圧値、周期、デューティー比などの各数値は、処理条件によって適宜変更可能である。

本実施形態において、プラズマ生成工程とパルス電圧供給工程とは時間的に並行して行われる。その結果、仕切り部材３に正電圧が印加されている期間では、正に帯電した仕切り部材３と正に帯電したアルゴンイオンとの間で斥力が生じ、処理空間Ｖ内のアルゴンイオンが箱状の仕切り部材３の上方開口から上向きに加速して飛翔される。他方、仕切り部材３に負電圧が印加されている期間では、負に帯電した仕切り部材３と負に帯電した電子との間で斥力が生じ、処理空間Ｖ内の電子が箱状の仕切り部材３の上方開口から上向きに加速して飛翔される。

なお、上記の通り仕切り部材３は絶縁板５を介してチャンバー１００内に支持されているため、パルス電圧が印加されたとしても、仕切り部材３からチャンバー１００内の他の部材に電流が流れることは防止される。

未処理の基板Ｓがゲート１６１を介してチャンバー１００内に搬入されると、搬送機構２は該基板Ｓを水平姿勢で保持しつつ搬送経路面Ｌに沿って＋Ｘ方向に搬送する（保持工程）。そして、上記したプラズマ生成工程およびパルス電圧供給工程が並行して行われる状態において、基板Ｓが搬送経路面Ｌの被処理箇所Ｐを通過する。これにより、基板Ｓの主面Ｓ１のうち被処理箇所Ｐが配される部分に上向きに加速して飛翔したアルゴンイオンおよび電子が衝突し、該部分においてのエッチング処理が進行する。

被処理箇所Ｐを通過して主面Ｓ１の全体においてエッチング処理が施された基板Ｓは、ゲート１６１を介してチャンバー１００から搬出される。これにより、１枚の基板Ｓについてエッチング装置１での処理が完了する。

以上説明したように、本実施形態では、絶縁板５を介してチャンバー１００内に支持され処理空間Ｖに配される仕切り部材３（電極）に対して正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加する。これにより、加速して飛翔したアルゴンイオンおよび電子を基板Ｓの主面Ｓ１に衝突させることができ、エッチングレートが向上する。

特に、本実施形態のようにパルス電圧の繰返し周期での時間平均値が正となる態様（図３）では、アルゴンイオンがより加速して飛翔され、エッチングレートがさらに向上しうる。

また、本実施形態では、仕切り部材３の上端部分（電極の少なくとも一部）が、誘導結合アンテナ４１よりも被処理箇所Ｐにおける基板主面Ｓ１に近い位置に配される。このため、本実施形態の態様では、仕切り部材３の上端部分が誘導結合アンテナ４１よりも主面Ｓ１から遠い位置に配される他の態様に比べて、電圧の印加によって加速されたイオンまたは電子が減速されにくくより高速に基板Ｓの主面Ｓ１に衝突する。その結果、エッチングレートがさらに向上しうる。

また、本実施形態では、仕切り部材３が、プラズマ範囲（処理空間Ｖの範囲）を制限するシールドとしての本来の機能に加え、電極としての機能をさらに有する。このため、本実施形態の態様では、後述する第２実施態様のエッチング装置１Ａおよび第３実施形態のエッチング装置１Ｂのように仕切り部材と電極とを別体として備える態様に比べ、装置の簡素化および小型化を実現できる。

また、本実施形態では、仕切り部材３（電極）が処理空間Ｖの側方を全体的に包囲している。このため、本実施形態の態様では、後述するエッチング装置１Ａのように電極が局所的に設けられる態様に比べ、電極へのパルス電圧印加によりプラズマ中のアルゴンイオンおよび電子をより加速させることができる。

＜２ 第２実施形態＞
図４は、第２実施形態のエッチング装置１Ａの概略構成を模式的に示す側面図である。図５は、エッチング装置１Ａのうち電極の周辺部を詳細に示す部分斜視図である。

以下では、図４および図５を参照しつつ第２実施形態のエッチング装置１Ａについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。なお、図４では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、電極の周辺部を簡略的に描いている。

エッチング装置１Ａは、仕切り部材３Ａと電極８Ａとを別体として備える点で、上記したエッチング装置１とは異なる。以下、この相違点について主に説明する。

仕切り部材３Ａは、上記第１実施形態と同様、上方が開放された箱状の部材であり、絶縁板５を介してチャンバー１００の底板に支持される。仕切り部材３Ａの上部のうち搬送上流側（−Ｘ側）および搬送下流側（＋Ｘ側）には、それぞれ、水平面に沿ってＹ方向に伸びる板状の電極８Ａが設けられる。また、仕切り部材３Ａの上部と２つの電極８Ａとの間には、複数の絶縁部材５０が配設される。これにより、２つの電極８Ａが電気的な絶縁部材を介してチャンバー１００内に支持されることとなる。

このように２つの電極８Ａを支持する態様としては、例えば、電極８Ａ、絶縁部材５０、および、仕切り部材３の上部、を鉛直方向にネジ１１０で貫通させ、該ネジ１１０で締付け固定する態様を採用することができる（図５）。この支持態様においては、ネジ１１０が絶縁部材を含んで構成されることが望ましい。これにより、電極８Ａをチャンバー１００内の各部から絶縁された状態で支持することができるからである。なお、電極８Ａの支持態様としては、他にも種々の態様を採用しうる。

また、２つの電極８Ａには、正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電源８１（パルス電圧供給部）が電気的に接続される。このような構成となっているため、エッチング処理において、２つの電極８Ａにパルス電圧を印加することで、プラズマ中のアルゴンイオンおよび電子を上向きに加速して飛翔させることができる。これにより、エッチングレートが向上する。

また、本実施形態では、電極８Ａが誘導結合アンテナ４１よりも被処理箇所Ｐにおける基板主面Ｓ１に近い位置に配される。このため、本実施形態の態様では、電極が誘導結合アンテナ４１よりも主面Ｓ１から遠い位置に配される他の態様に比べて、電圧の印加によって加速されたイオンまたは電子が減速されにくくより高速に基板Ｓの主面Ｓ１に衝突する。その結果、エッチングレートがさらに向上しうる。

また、本実施形態では、電極８Ａのサイズが第１実施形態の電極（仕切り部材３）および後述する第３実施形態の電極８Ｂに比べて小さい。このため、パルス電圧の印加に伴う消費電力を抑制することが可能となる。なお、本実施形態において仕切り部材３Ａにはパルス電圧が印加されないので、該仕切り部材３Ａは必ずしも導電体で構成される必要はない。

＜３ 第３実施形態＞
図６は、第３実施形態のエッチング装置１Ｂの概略構成を模式的に示す側面図である。図７は、エッチング装置１Ｂのうち電極の周辺部を詳細に示す部分斜視図である。

以下では、図６および図７を参照しつつ第３実施形態のエッチング装置１Ｂについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。なお、図６では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、電極の周辺部を簡略的に描いている。

第３実施形態における電極８Ｂは、側面視において略Ｌ字形状であり、仕切り部材３Ｂの上方端部を覆う第１部分８５と、仕切り部材３Ｂのうち処理空間Ｖ側の壁面に沿って伸びる第２部分８６と、を有する。このため、第１部分８５および第２部分８６を有する電極８Ｂは、第１部分のみで構成される電極８Ａとはその形状が異なる。

エッチング装置１Ｂは、電極８Ｂの形状が電極８Ａの形状と異なる点を除いて、上記したエッチング装置１Ａと同様の構成である。

したがって、エッチング処理において、２つの電極８Ｂにパルス電圧を印加することで、プラズマ中のアルゴンイオンおよび電子を上向きに加速して飛翔させることができる。これにより、エッチングレートが向上する。

また、本実施形態では、電極８Ｂが誘導結合アンテナ４１よりも被処理箇所Ｐにおける基板主面Ｓ１に近い位置に配される。このため、本実施形態の態様では、電極が誘導結合アンテナ４１よりも主面Ｓ１から遠い位置に配される他の態様に比べて、電圧の印加によって加速されたイオンまたは電子が減速されにくくより高速に基板Ｓの主面Ｓ１に衝突する。その結果、エッチングレートがさらに向上しうる。

また、本実施形態では、電極８Ｂのサイズが第１実施形態の電極（仕切り部材３）に比べて小さい。このため、パルス電圧の印加に伴う消費電力を抑制することが可能となる。なお、本実施形態において仕切り部材３Ｂにはパルス電圧が印加されないので、該仕切り部材３Ｂは必ずしも導電体で構成される必要はない。

また、本実施形態では、電極８Ｂが第１部分８５および第２部分８６を有し、処理空間Ｖの側方のうち上方部分（より被処理箇所Ｐに近い部分）が電極８Ｂによって包囲されている。このため、本実施形態の態様では、第２実施態様のエッチング装置１Ａように電極が局所的に設けられる態様に比べ、電極へのパルス電圧印加によりプラズマ中のアルゴンイオンおよび電子をより加速させることができる。

＜４ 第４実施形態＞
図８は、第４実施形態のエッチング装置１Ｃの概略構成を模式的に示す側面図である。図９は、エッチング装置１Ｃのうち電極の周辺部を詳細に示す部分斜視図である。

以下では、図８および図９を参照しつつ第４実施形態のエッチング装置１Ｃについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。なお、図８では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、電極の周辺部を簡略的に描いている。

第４実施形態における電極８Ｃは、板状であり、絶縁部材５０を介してチャンバー１００における処理空間Ｖ側の側壁に支持される。すなわち、電極８Ｃは、仕切り部材３Ｃのうち処理空間Ｖ側の壁面に沿って伸びる第２部分８６のみを有する。このように２つの電極８Ｃを支持する態様としては、例えば、電極８Ｃ、絶縁部材５０、および、仕切り部材３Ｃの側壁、を水平方向にネジ１１０で貫通させ、該ネジ１１０で締付け固定する態様を採用することができる（図９）。この支持態様においては、ネジ１１０が絶縁部材を含んで構成されることが望ましい。これにより、電極８Ｃをチャンバー１００内の各部から絶縁された状態で支持することができるからである。なお、電極８Ｃの支持態様としては、他にも種々の態様を採用しうる。

エッチング装置１Ｃは、エッチング装置１Ｃ内での電極８Ｃの配置がエッチング装置１Ａ内での電極８Ａの配置と異なる点を除いて、上記したエッチング装置１Ａと同様の構成である。

したがって、エッチング処理において、２つの電極８Ｃにパルス電圧を印加することで、プラズマ中のアルゴンイオンおよび電子を上向きに加速して飛翔させることができる。これにより、エッチングレートが向上する。

また、本実施形態では、電極８Ｃが誘導結合アンテナ４１よりも被処理箇所Ｐにおける基板主面Ｓ１に近い位置に配される。このため、本実施形態の態様では、電極が誘導結合アンテナ４１よりも主面Ｓ１から遠い位置に配される他の態様に比べて、電圧の印加によって加速されたイオンまたは電子が減速されにくくより高速に基板Ｓの主面Ｓ１に衝突する。その結果、エッチングレートがさらに向上しうる。

また、本実施形態では、電極８Ｃのサイズが第１実施形態の電極（仕切り部材３）および第３実施形態の電極８Ｂに比べて小さい。このため、パルス電圧の印加に伴う消費電力を抑制することが可能となる。なお、本実施形態において仕切り部材３Ｃにはパルス電圧が印加されないので、該仕切り部材３Ｃは必ずしも導電体で構成される必要はない。

＜５ 第５実施形態＞
図１０は、基板Ｓおよび基板Ｓに取付けられる接地部１２０の構成を示す分解図である。図１１は、接地部１２０が基板Ｓに取付けられた状態を示す下面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ断面から見た端面図である。図１３は、図１１のＢ−Ｂ断面から見た端面図である。

以下では、図１０〜図１３を参照しつつ第５実施形態について説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。

第５実施形態が上記各実施形態と異なるのは、処理対象の基板Ｓが接地部１２０によって接地されている点のみである。したがって、以下、この相違点について主に説明する。

接地部１２０は、基板Ｓの主面Ｓ１のうちエッチング処理の対象とならない非処理領域に電気的に接触するアース電極１２１と、基板Ｓに対してアース電極１２１を押圧する方向に付勢された絶縁性のシール部１２２と、一端がアース電極１２１に接続され他端が接地されたアース線１２３と、を有する。

本実施形態では基板Ｓが水平面視において矩形であるので、主面Ｓ１の非処理領域（例えば、水平面視における端縁）に配設されるアース電極１２１は矩形環状に形成される。シール部１２２は基板Ｓの下面側においてアース電極１２１を覆う部分であるので、シール部１２２はアース電極１２１よりも幅の広い矩形環状に形成される。

また、接地部１２０は、基板Ｓ、アース電極１２１、および、シール部１２２の相対位置関係を固定する複数の固定部材１２４を有する。各固定部材１２４は、基板Ｓ、アース電極１２１、および、シール部１２２の各部を固定保持するための凹部１２５を有する。具体的には、上記各部が上下方向に重ねられた状態で上記各部の側方が凹部１２５に嵌め合わされることで、該凹部１２５と上記各部とが固定される。本実施形態では、４つの固定部材１２４の各凹部１２５が、水平面視における上記各部の四隅に取付けられる。

これにより、基板Ｓ、アース電極１２１、シール部１２２、および、４つの固定部材１２４が一体化した基板ユニットＳＵが形成される。また、基板ユニットＳＵのアース電極１２１にはアース線１２３が接続されているので、基板Ｓはアース電極１２１およびアース線１２３を通じて接地される。

第５実施形態では、搬送機構２によって搬送される基板ユニットＳＵの主面Ｓ１に対してエッチング処理が実行される。このため、エッチング処理で基板Ｓの主面Ｓ１にイオンおよび電子が衝突することによって基板Ｓが帯電したとしても、アース電極１２１およびアース線１２３を通じて基板Ｓ上の電荷が取り除かれる。これにより、エッチング処理中に基板Ｓの主面Ｓ１に向けて飛翔されるイオンや電子が主面Ｓ１における帯電との斥力によって減速されることが有効に防止され、エッチングレートが向上しうる。

また、既述の通り、アース電極１２１の下面には絶縁性のシール部１２２が付勢されている。このため、エッチング処理で基板Ｓの主面Ｓ１に向けて飛翔するイオンおよび電子が直接アース電極１２１に流れることを防止でき、基板Ｓの主面Ｓ１にイオンおよび電子をより衝突させることができる。その結果、エッチングレートが向上しうる。同様の観点から、基板Ｓの周辺に配される搬送ローラ２１（図１）の外周にも絶縁加工が施されることが望ましい。

＜６ 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

上記各実施形態では、基板Ｓが保持搬送される態様について説明したが、これに限られるものはない。被処理箇所Ｐが主面Ｓ１の被処理領域を包含する場合には、搬送されず単に保持された基板Ｓに対してエッチング処理を行うこともできる。

第１実施形態のように電極（仕切り部材３）の上端から主面Ｓ１までの距離が仕切り部材３の上端から主面Ｓ１までの距離と一致する態様、或いは、第２実施形態および第３実施形態にように電極８Ａ、８Ｂの上端から主面Ｓ１までの距離が仕切り部材３Ａ、３Ｂの上端からと主面Ｓ１までの距離よりも小さい態様であれば、エッチングレートがさらに向上しうる。イオンや電子の加速位置（電極の位置）と主面Ｓ１の位置とが近くなり、高速のイオンや電子が主面Ｓ１に衝突するからである。

ただし、上記各実施形態とは異なる態様（すなわち、電極の上端から主面Ｓ１までの距離が仕切り部材の上端からと主面Ｓ１までの距離よりも大きい態様）であったとしても、パルス電圧により加速されたイオンや電子を主面Ｓ１に衝突させてエッチングレートを向上するという効果を奏することは可能である。

第５実施形態では、アース電極１２１およびシール部１２２が矩形環状である態様について説明したが、これに限られるものではない。第５実施形態と同様に矩形の基板Ｓを接地する場合において、例えば、上記矩形の対辺の双方にアース電極およびシール部を設けてもよい。また、第５実施形態とは異なる他の種々の方法で基板Ｓを接地したとしても、エッチング処理中に基板Ｓの主面Ｓ１に向けて飛翔されるイオンや電子が主面Ｓ１における帯電との斥力によって減速されることが有効に防止する、という効果を奏することは可能である。

また、上記各実施形態および変形例では、上側が開放された箱状の仕切り部材によってチャンバー１００内が仕切られて処理空間Ｖの範囲が規定され、搬送機構２が基板Ｓの主面Ｓ１を下向きにした状態で搬送経路面Ｌに沿って基板Ｓを搬送する態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、下側が開放された箱状の仕切り部材によってチャンバー１００内が仕切られて処理空間Ｖの範囲が規定され、搬送機構２が基板Ｓの主面Ｓ１を上向きにした状態で搬送経路面Ｌに沿って基板Ｓを搬送する態様でもよい。

以上、実施形態およびその変形例に係るエッチング装置およびエッチング方法について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１、１Ａ、１Ｂ エッチング装置
１００ チャンバー
２ 搬送機構
３、３Ａ、３Ｂ 仕切り部材
４ プラズマ処理部
４１ 誘導結合アンテナ
５ 絶縁板
５０ 絶縁部材
６ ガス供給部
７ 排気部
８Ａ、８Ｂ 電極
８１ パルス電源
１２０ 接地部
１２１ アース電極
１２２ シール部
１２３ アース線
１２４ 固定部材
Ｐ 被処理箇所
Ｓ 基板
Ｖ 処理空間

Claims (13)

1. 基材の主面に処理を施すエッチング装置であって、
   チャンバーと、
   前記チャンバー内に設けられ、一方側が開放された処理空間を規定する仕切り部材と、
   前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、
   前記処理空間内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
   前記プラズマ生成部に高周波電力を供給する高周波電力供給部と、
   前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持する保持機構と、
   電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に支持され、前記処理空間に配される電極と、
   前記電極に正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電圧供給部と、
   を備えることを特徴とするエッチング装置。
2. 請求項１に記載のエッチング装置であって、
   前記プラズマ生成部は前記処理空間内に設けられており、前記電極の少なくとも一部が前記プラズマ生成部よりも前記主面に近い位置に配されることを特徴とするエッチング装置。
3. 請求項２に記載のエッチング装置であって、
   前記電極が、前記仕切り部材の前記一方側の端部を覆う第１部分を有することを特徴とするエッチング装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のエッチング装置であって、
   前記電極が、前記仕切り部材のうち前記処理空間側の壁面に沿って伸びる第２部分を有することを特徴とするエッチング装置。
5. 基材の主面に処理を施すエッチング装置であって、
   チャンバーと、
   電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に支持され、一方側が開放された処理空間を規定する導電性の仕切り部材と、
   前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、
   前記処理空間内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
   前記プラズマ生成部に高周波電力を供給する高周波電力供給部と、
   前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持する保持機構と、
   前記仕切り部材に正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電圧供給部と、
   を備えることを特徴とするエッチング装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエッチング装置であって、
   前記基材を電気的に接地させる接地部、を備えることを特徴とするエッチング装置。
7. 請求項６に記載のエッチング装置であって、
   前記接地部は、
   前記基材の前記主面のうち前記処理の対象とならない非処理領域に電気的に接触するアース電極と、
   前記基材に対して前記アース電極を押圧する方向に付勢された絶縁性のシール部と、
   一端が前記アース電極に接続され他端が接地されたアース線と、
   を備えることを特徴とするエッチング装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のエッチング装置であって、
   前記パルス電圧の繰返し周期での時間平均値は正であることを特徴とするエッチング装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のエッチング装置であって、
   前記保持機構は、前記基材を保持しつつ搬送可能な機構であることを特徴とするエッチング装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のエッチング装置であって、
    前記プラズマ生成部は、未周回の少なくとも１つの誘導結合アンテナを有することを特徴とするエッチング装置。
11. チャンバー内に形成され一方側が開放された処理空間内にプラズマを生成し、前記プラズマを用いて基材の主面に処理を施すエッチング方法であって、
    前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持する保持工程と、
    前記処理空間内に配置されたプラズマ生成部によってプラズマを生成させるプラズマ生成工程と、
    電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に支持され前記処理空間に配される電極に対して正電圧を含むパルス電圧を繰り返して印加するパルス電圧供給工程と、
    を有し、
    前記プラズマ生成工程と前記パルス電圧供給工程とが時間的に並行して行われることを特徴とするエッチング方法。
12. 請求項１１に記載のエッチング方法であって、
    前記電極は、前記チャンバーの中を仕切って前記処理空間を規定する導電性の仕切り部材であることを特徴とするエッチング方法。
13. 請求項１１または請求項１２に記載のエッチング方法であって、
    前記保持工程では、前記処理空間の前記一方側に前記主面が配されるように前記基材を保持搬送することを特徴とするエッチング方法。

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