JP2016066704A - 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】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。

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、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。

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。 エッチング装置１のうち第１電極８１ないし第３電極８３の周辺部を示す部分斜視図である。 図４は、第１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。 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７のＡ−Ａ断面から見た端面図である。 図７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。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。

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。

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。

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

Claims (11)

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、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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
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基材接地部、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。
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。
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。
10. 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。
11. 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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