JP2016066704A - エッチング装置およびエッチング方法 - Google Patents
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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】正電位に維持された第1電極81と負電位に維持された第2電極82との2層を貫く+Z方向にプラズマ中の陽イオン(例えば、アルゴンイオン)が通過することにより、正電位と負電位との電位差に応じて該陽イオンが加速される。また、上記2層を貫通して加速した陽イオンが、接地電位に維持された第3電極83を+Z方向に通過して、基板Sの主面S1に衝突する。その結果、基板Sの主面S1におけるエッチング処理が効率よく進行する。
【選択図】図1
【解決手段】正電位に維持された第1電極81と負電位に維持された第2電極82との2層を貫く+Z方向にプラズマ中の陽イオン(例えば、アルゴンイオン)が通過することにより、正電位と負電位との電位差に応じて該陽イオンが加速される。また、上記2層を貫通して加速した陽イオンが、接地電位に維持された第3電極83を+Z方向に通過して、基板Sの主面S1に衝突する。その結果、基板Sの主面S1におけるエッチング処理が効率よく進行する。
【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。
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、前記主面に直交する軸の一方側が開放された処理空間を規定する仕切りと、前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、前記処理空間内で前記軸の他方側に配され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、前記軸に沿う方向に貫通する複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり、各々が電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に前記主面と平行に支持され、前記処理空間内において前記軸に沿って互いに間隔をあけて配される第1電極ないし第3電極と、前記第1電極に正電位を印加する第1印加部と、前記第2電極に負電位を印加する第2印加部と、前記第3電極を電気的に接地する電極接地部と、を備え、前記処理空間において、前記他方側から前記一方側にかけて、前記プラズマ生成部、前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極、および、前記保持機構に保持される前記基材、が順に配され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、前記正電位の絶対値が、前記負電位の絶対値よりも大きいことを特徴とする。
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1の態様または第2の態様にかかるエッチング装置であって、前記複数の空隙部の平面的な形成位置が、前記第1電極ないし第3電極の相互間で整合してい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1の態様ないし第3の態様のいずれかにかかるエッチング装置であって、前記第1電極ないし第3電極は、複数の電線を面状に編んで形成される電極であ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、本発明の第1の態様ないし第3の態様のいずれかにかかるエッチング装置であって、前記第1電極ないし第3電極は、導電性の板状部材に前記複数の空隙部として複数の貫通孔を設けて形成される電極であ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基材接地部、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、前記基材接地部は、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10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、前記処理空間内にプラズマを生成させるプラズマ生成工程と、前記プラズマ中の陽イオンを前記基材の主面に向けて加速するイオン加速工程と、を備え、前記イオン加速工程は、複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり正電位に維持された第1電極と、複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり負電位に維持された第2電極との2層を貫く方向に前記陽イオンを通すことにより、前記正電位と前記負電位との電位差に応じて前記陽イオンを加速する第1工程と、前記2層を貫通して加速した前記陽イオンを、複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり接地電位に維持された第3電極を貫く方向に通し、該陽イオンを前記基材の前記主面に与える第2工程と、を備え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、本発明の第10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11の態様では、まず、正電位に維持された第1電極と負電位に維持された第2電極との2層を貫く方向にプラズマ中の陽イオンが通過することにより、正電位と負電位との電位差に応じて該陽イオンが加速される。その後、上記2層を貫通して加速した陽イオンが、接地電位に維持された第3電極を貫く方向に通過して、基板の主面に衝突する。このように、加速された陽イオンを基板の主面に衝突させることができるので、処理ガスの条件等に依らず、エッチングレートを向上できる。また、第3電極に陽イオンおよび電子が衝突して第3電極が帯電したとしても、接地により第3電極上の電荷が取り除かれる。その結果、エッチング処理において基板の主面に電子が作用することを有効に防止できる。
本発明の第2の態様では、第1電極に印加される正電位の絶対値が第2電極に印加される負電位の絶対値よりも大きい。これにより、陽イオンが負に帯電する第2電極に引き寄せられて基板の主面に到達しないという事態を、有効に防止できる。
本発明の第3の態様では、複数の空隙部の平面的な形成位置が、第1電極ないし第3電極の相互間で整合している。このため、第1電極ないし第3電極を貫く方向に加速される陽イオンが、第2電極または第3電極に衝突し難い。その結果、加速された陽イオンを効率的に基板の主面に衝突させることができ、エッチングレートが向上しうる。
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。なお、図1および図2では、後述する絶縁部材51など一部の構成が省略されて図示されている。
<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。なお、図1および図2では、後述する絶縁部材51など一部の構成が省略されて図示されている。
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3の底板下面との間に配される絶縁板5と、処理空間V内の陽イオン(例えば、アルゴンイオン)を加速させ基板Sに衝突させるイオン加速部8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(+Z側)が開放された箱状の仕切り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、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を有する。
チャンバー100内には、水平な搬送経路面Lが仕切り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、処理空間V内で−Z側に、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(図2)。なお、図2では、仕切り3の内部を図示する目的で後述する第1電極81ないし第3電極83を点線で示している。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が形成される。このアルゴン雰囲気においてプラズマ処理部4がプラズマを生成することにより、処理空間Vにはアルゴンイオンと電子とを含むアルゴンプラズマ雰囲気が形成される。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することができる。
図3は、エッチング装置1のうち、イオン加速部8の第1電極81ないし第3電極83の周辺を示す部分斜視図である。
イオン加速部8は、各々が電気的な絶縁部材51を介してチャンバー100内に主面S1と平行に支持され処理空間V内においてZ軸に沿って互いに間隔をあけて配される第1電極81、第2電極82、および、第3電極83を備える。本実施形態では、第1電極81ないし第3電極83、複数の絶縁部材51(例えば、セラミックのワッシャー)、および、仕切り3の上部が、鉛直方向にネジ110(絶縁材料を含んで構成されるネジ)で貫通され締付け固定されている。その結果、仕切り3の上方開口が第1電極81ないし第3電極83で覆われ、処理空間Vにおいて、−Z側から+Z側にかけて、プラズマ処理部4、第1電極81、第2電極82、第3電極83、および、搬送機構2に保持される基板S、が順に配される。
第1電極81、第2電極82、および、第3電極83は、Z軸方向に貫通する複数の空隙部をXY平面状に配列して有する面状電極である。第1電極81、第2電極82、および、第3電極83として、例えば、ステンレス鋼の板状部材に複数の空隙部(貫通孔)を穿設したパンチングプレートを採用しうる。第1電極81は、XY平面視において円状の複数の空隙部810を有する。第2電極82は、XY平面視において円状の複数の空隙部820を有する。第3電極83は、XY平面視において円状の複数の空隙部830を有する。
また、イオン加速部8は、第1電極81に正電位(正の直流電圧)を印加する第1印加部84、第2電極82に負電位(負の直流電圧)を印加する第2印加部85、および、第3電極83を電気的に接地する電極接地部86を備える。
このため、プラズマ中の陽イオン(例えば、アルゴンイオン)が正電位に維持された第1電極81と負電位に維持された第2電極82との2層を貫く+Z方向に通過することにより、正電位と負電位との電位差に応じて陽イオンが加速される。また、上記2層を貫通して加速した陽イオンが、接地電位に維持された第3電極83を+Z方向に通過して、基板Sの主面S1に衝突する。その結果、基板Sの主面S1におけるエッチング処理が効率よく進行する。
図4は、本実施形態において、複数の空隙部810、複数の空隙部820、および、複数の空隙部830の配置関係を概念的に示すXY平面図である。図5は、他の実施形態において、複数の空隙部810、複数の空隙部820、および、複数の空隙部830の配置関係を概念的に示すXY平面図である。
図4および図5に示す例では、複数の空隙部810、複数の空隙部820、および、複数の空隙部830のXY平面における形成位置が互いに整合している。ここで、「整合する」とは、Z軸方向に伸びる複数の仮想的な直線を想定したとき、該複数の仮想的な直線が、複数の空隙部810、複数の空隙部820、および、複数の空隙部830をZ軸方向に貫通可能であることを意味する。
このように、各空隙部が整合する態様では、上記の原理により加速した陽イオンが加速後の速度を維持した状態で基板Sの主面S1に衝突することとなり、エッチング処理をより効率よく実行できる。特に、図4および図5に示すように上記複数の仮想的な直線がXY平面視で各空隙部の中央を貫通する態様(第1電極81ないし第3電極83において対応する各空隙部がXY平面視で同心円となる態様)であれば、エッチング処理を特に効率よく実行できる。
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。
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。
第1印加部84が第1電極81に正電位を印加し、第2印加部85が第2電極82に負電位を印加する。これにより、正に帯電した第1電極81と正に帯電したアルゴンイオンとの間で斥力が生じ、第1電極81よりも+Z側に位置するアルゴンイオンが+Z側に加速される。また、負に帯電した第2電極82と正に帯電したアルゴンイオンとの間で引力が生じ、第2電極82よりも−Z側に位置するアルゴンイオンが+Z側に加速される。このため、プラズマ中のアルゴンイオンが正電位に維持された第1電極81と負電位に維持された第2電極82との2層を貫く+Z方向に通過することにより、正電位と負電位との電位差に応じてアルゴンイオンが加速される(第1工程)。本実施形態では、第1電極81に設けられた複数の空隙部810と第2電極82に設けられた複数の空隙部820とが整合しているため、加速され+Z方向に飛翔するアルゴンイオンが第2電極82に衝突し難い。
また、第3電極83は電極接地部86によって電気的に接地される。このため、上記2層を貫通して加速したアルゴンイオンが、接地電位に維持された第3電極83を+Z方向に通過して、基板Sの主面S1に衝突する(第2工程)。本実施形態では、第2電極82に設けられた複数の空隙部820と第3電極83に設けられた複数の空隙部830とが整合しているため、加速され+Z方向に飛翔するアルゴンイオンが第3電極83に衝突し難い。なお、第3電極83にアルゴンイオンおよび電子が衝突して第3電極83が帯電したとしても、接地により第3電極83上の電荷が取り除かれる。その結果、エッチング処理において基板Sの主面S1に電子が作用することを有効に防止できる。
上記第1工程および上記第2工程を含みプラズマ中の陽イオンを基板Sの主面S1に向けて加速する工程が、本発明のイオン加速工程に相当する。
上記の通り、第1電極81ないし第3電極83は絶縁部材51を介してチャンバー100内に支持され、かつ、仕切り3は絶縁板5を介してチャンバー100内に支持される。このため、第1電極81ないし第3電極83および絶縁板5に電流が流れたとしても、これら各部からチャンバー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160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処理空間Vの+Z側に規定される搬送経路面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イオン加速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、本実施形態ではイオン加速工程によって加速したアルゴンイオンを基板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、第1電極81に印加される正電位と第2電極82に印加される負電位との電位差が大きければ、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。この場合、第1電極81に印加される正電位の絶対値が第2電極82に印加される負電位の絶対値よりも大きければ、より望ましい。これにより、正に帯電するアルゴンイオンが負に帯電する第2電極82に引き寄せられて基板Sの主面S1に到達しないという事態を、有効に防止できるからである。
<2 第2実施形態>
図6は、基板Sおよび基板Sに取付けられる接地部120(基材接地部)の構成を示す分解図である。図7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8は、図7のA−A断面から見た端面図である。図9は、図7のB−B断面から見た端面図である。
図6は、基板Sおよび基板Sに取付けられる接地部120(基材接地部)の構成を示す分解図である。図7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8は、図7のA−A断面から見た端面図である。図9は、図7のB−B断面から見た端面図である。
以下では、図6〜図9を参照しつつ第2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2実施形態が第1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2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。
<3 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。
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。
上記各実施形態では、第1電極81ないし第3電極83が、導電性の板状部材に複数の貫通孔を設けて形成される電極(パンチングプレート)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。例えば、第1電極81ないし第3電極83が、複数の電線を面状に編んで形成される電極(メッシュ電極)であってもよい。
上記第2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2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2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、上記各実施形態では、上側が開放された箱状の仕切り3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3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 エッチング装置
100 チャンバー
2 搬送機構
3 仕切り
4 プラズマ処理部
41 誘導結合アンテナ
5 絶縁板
51 絶縁部材
6 ガス供給部
7 排気部
8 イオン加速部
81 第1電極
82 第2電極
83 第3電極
L 搬送経路面
P 被処理箇所
S 基板
V 処理空間
100 チャンバー
2 搬送機構
3 仕切り
4 プラズマ処理部
41 誘導結合アンテナ
5 絶縁板
51 絶縁部材
6 ガス供給部
7 排気部
8 イオン加速部
81 第1電極
82 第2電極
83 第3電極
L 搬送経路面
P 被処理箇所
S 基板
V 処理空間
Claims (11)
- 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、前記主面に直交する軸の一方側が開放された処理空間を規定する仕切りと、
前記処理空間にガスを供給するガス供給部と、
前記処理空間内で前記軸の他方側に配され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、
前記軸に沿う方向に貫通する複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり、各々が電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に前記主面と平行に支持され、前記処理空間内において前記軸に沿って互いに間隔をあけて配される第1電極ないし第3電極と、
前記第1電極に正電位を印加する第1印加部と、
前記第2電極に負電位を印加する第2印加部と、
前記第3電極を電気的に接地する電極接地部と、
を備え、
前記処理空間において、前記他方側から前記一方側にかけて、前記プラズマ生成部、前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極、および、前記保持機構に保持される前記基材、が順に配されることを特徴とするエッチング装置。 - 請求項1に記載のエッチング装置であって、
前記正電位の絶対値が、前記負電位の絶対値よりも大きいことを特徴とするエッチング装置。 - 請求項1または請求項2に記載のエッチング装置であって、
前記複数の空隙部の平面的な形成位置が、前記第1電極ないし第3電極の相互間で整合していることを特徴とするエッチング装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のエッチング装置であって、
前記第1電極ないし第3電極は、複数の電線を面状に編んで形成される電極であることを特徴とするエッチング装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のエッチング装置であって、
前記第1電極ないし第3電極は、導電性の板状部材に前記複数の空隙部として複数の貫通孔を設けて形成される電極であることを特徴とするエッチング装置。 - 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基材接地部、を備えることを特徴とするエッチング装置。 - 請求項6に記載のエッチング装置であって、
前記基材接地部は、
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。 - 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。 - 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。 - 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、
前記処理空間内にプラズマを生成させるプラズマ生成工程と、
前記プラズマ中の陽イオンを前記基材の主面に向けて加速するイオン加速工程と、
を備え、
前記イオン加速工程は、
複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり正電位に維持された第1電極と、複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり負電位に維持された第2電極との2層を貫く方向に前記陽イオンを通すことにより、前記正電位と前記負電位との電位差に応じて前記陽イオンを加速する第1工程と、
前記2層を貫通して加速した前記陽イオンを、複数の空隙部を面状に配列して有する面状電極であり接地電位に維持された第3電極を貫く方向に通し、該陽イオンを前記基材の前記主面に与える第2工程と、
を備えることを特徴とするエッチング方法。 - 請求項10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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---|---|---|---|
JP2014194680A JP2016066704A (ja) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | エッチング装置およびエッチング方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014194680A JP2016066704A (ja) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | エッチング装置およびエッチング方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2016066704A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2017221832A1 (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 株式会社イー・エム・ディー | プラズマ源及びプラズマ処理装置 |
-
2014
- 2014-09-25 JP JP2014194680A patent/JP2016066704A/ja active Pending
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JPWO2017221832A1 (ja) * | 2016-06-24 | 2019-04-18 | 株式会社イー・エム・ディー | プラズマ源及びプラズマ処理装置 |
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CN109479369B (zh) * | 2016-06-24 | 2021-01-15 | Emd株式会社 | 等离子源以及等离子处理装置 |
KR102299608B1 (ko) * | 2016-06-24 | 2021-09-09 | 가부시키가이샤 이엠디 | 플라즈마원 및 플라즈마 처리 장치 |
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