JP2016072258A - エッチング装置 - 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を提供する。
【解決手段】第１電極８１は、＋Ｚ側と＋Ｘ側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面８１０を有する。このため、第１傾斜面８１０の周辺に存在するアルゴンイオンおよび電子は、第１電極８１への印加電圧によって第１方向に沿って加速され飛翔される。また、第２電極８２は、＋Ｚ側と−Ｘ側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面８２０を有する。このため、第２傾斜面８２０の周辺に存在するアルゴンイオンおよび電子は、第２電極８２への印加電圧によって第２方向に沿って加速され飛翔される。これにより、アルゴンイオンおよび電子は、Ｘ方向について第１電極８１と第２電極８２との間でかつ＋Ｚ側に収束される。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３

Description

本発明は、搬送方向に沿って搬送される基材の主面に処理を施すエッチング装置に関する。

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、搬送方向に沿って搬送される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と、前記処理空間内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しつつ、該基材を前記主面に平行な搬送方向に沿って搬送する搬送機構と、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、前記処理空間のうち前記搬送方向の上流側に配される第１電極と、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、前記処理空間のうち前記搬送方向の下流側に配される第２電極と、前記第１電極および前記第２電極に時間平均値が正となる電位を印加する印加部と、を備え、前記第１電極は前記一方側と前記下流側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面を有し、前記第２電極は前記一方側と前記上流側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面を有す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、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記仕切りよりも前記一方側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、前記処理空間内で前記搬送方向の中央に位置する仮想的な面に対して、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが対称配置され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３の態様にかかるエッチング装置であって、前記第１傾斜面に対しその中央位置を通過する第１法線と、前記第２傾斜面に対しその中央位置を通過する第２法線とが、前記搬送方向に沿って搬送される前記基材の前記主面上で交わ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４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電極は、前記仕切りの内側でかつ前記搬送方向の上流側に配される第１内壁部を有し、前記第２電極は、前記仕切りの内側でかつ前記搬送方向の下流側に配される第２内壁部を有し、前記プラズマ生成部の少なくとも一部が、前記第１内壁部と前記第２内壁部との間に配され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５の態様にかかるエッチング装置であって、前記第１内壁部は該第１内壁部から前記搬送方向の下流側に向けて突設された第１凸部を有し、前記第２内壁部は該第２内壁部から前記搬送方向の上流側に向けて突設された第２凸部を有す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、第１凸部における前記一方側の外面が前記第１傾斜面の一部を構成し、第２凸部における前記一方側の外面が前記第２傾斜面の一部を構成す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、搬送方向に沿って搬送される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設けられ処理空間のうち前記搬送方向の上流側に配される導電性の第１仕切り部材と、電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に設けられ前記処理空間のうち前記搬送方向の下流側に配される導電性の第２仕切り部材と、を有し、一方側が開放された前記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しつつ、該基材を前記主面に平行な前記搬送方向に沿って搬送する搬送機構と、前記第１仕切り部材および前記第２仕切り部材に時間平均値が正となる電位を印加する印加部と、を備え、前記第１仕切り部材は前記一方側と前記下流側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面を有し、前記第２仕切り部材は前記一方側と前記上流側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面を有す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８の態様にかかるエッチング装置であって、前記第１傾斜面は前記第１仕切り部材における前記一方側の端部に設けられ、前記第２傾斜面は前記第２仕切り部材における前記一方側の端部に設けられ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８の態様または第９の態様にかかるエッチング装置であって、前記処理空間内で前記搬送方向の中央に位置する仮想的な面に対して、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが対称配置されてい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装置は、本発明の第１０の態様にかかるエッチング装置であって、前記第１傾斜面に対しその中央位置を通過する第１法線と、前記第２傾斜面に対しその中央位置を通過する第２法線とが、前記搬送方向に沿って搬送される前記基材の前記主面上で交わ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装置は、本発明の第８の態様ないし第１１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仕切り部材は該第１仕切り部材から前記搬送方向の下流側に向けて突設された第１凸部を有し、前記第２仕切り部材は該第２仕切り部材から前記搬送方向の上流側に向けて突設された第２凸部を有す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装置は、本発明の第１２の態様にかかるエッチング装置であって、第１凸部における前記一方側の外面が前記第１傾斜面の一部を構成し、第２凸部における前記一方側の外面が前記第２傾斜面の一部を構成することを特徴とする。

本発明の第１４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１３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１５の態様にかかるエッチング装置は、本発明の第１４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１６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１５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１の態様ないし第７の態様のエッチング装置は、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と、処理空間の一方側にその主面が配されるように基材を保持しつつ該基材を前記主面に平行な搬送方向に沿って搬送する搬送機構と、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のうち搬送方向の上流側に配される第１電極と、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のうち搬送方向の下流側に配される第２電極と、第１電極および第２電極に時間平均値が正となる電位を印加する印加部と、を備える。

第１電極は前記一方側と前記下流側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面を有する。このため、第１傾斜面の周辺に存在するプラズマ中のイオンおよび電子は、第１電極への印加電圧によって第１方向に沿って加速され飛翔される。第２電極は前記一方側と前記上流側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面を有する。このため、第２傾斜面の周辺に存在するプラズマ中のイオンおよび電子は、第２電極への印加電圧によって第２方向に沿って加速され飛翔される。これにより、イオンおよび電子は、搬送方向について第１電極と第２電極との間でかつ前記一方向側に収束される。その結果、搬送される基板の主面におけるエッチング処理が効率よく進行する。

本発明の第８の態様ないし第１６の態様のエッチング装置は、電気的な絶縁部材を介してチャンバー内に設けられ処理空間のうち搬送方向の上流側に配される導電性の第１仕切り部材と電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に設けられ処理空間のうち搬送方向の下流側に配される導電性の第２仕切り部材とを有し、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と、処理空間の一方側にその主面が配されるように基材を保持しつつ該基材を前記主面に平行な搬送方向に沿って搬送する搬送機構と、第１仕切り部材および第２仕切り部材に時間平均値が正となる電位を印加する印加部と、を備える。

第１仕切り部材は前記一方側と前記下流側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面を有する。このため、第１傾斜面の周辺に存在するプラズマ中のイオンおよび電子は、第１電極への印加電圧によって第１方向に沿って加速され飛翔される。第２仕切り部材は前記一方側と前記上流側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面を有する。このため、第２傾斜面の周辺に存在するプラズマ中のイオンおよび電子は、第２電極への印加電圧によって第２方向に沿って加速され飛翔される。これにより、イオンおよび電子は、搬送方向について第１仕切り部材と第２仕切り部材との間でかつ前記一方向側に収束される。その結果、搬送される基板の主面におけるエッチング処理が効率よく進行する。

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、処理空間Ｖの周辺を示す部分側面図である。 エッチング装置１Ａのうち、処理空間Ｖの周辺を示す部分側面図である。 エッチング装置１Ｂのうち、処理空間Ｖの周辺を示す部分側面図である。 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、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）や電子を加速させ基板Ｓに衝突させる加速部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）。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、処理空間Ｖの周辺を示す部分側面図である。なお、図３では、第１電極８１および第２電極８２に接続される導線など、一部の構成が省略されている。

加速部８は、処理空間Ｖのうち搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に配される第１電極８１と、処理空間Ｖのうち搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に配される第２電極８２と、第１電極８１および第２電極８２に時間平均値が正となるパルス電圧を繰り返して印加する印加部８３と、を有する。

このため、プラズマ処理部４によってプラズマが生成された状態で、第１電極８１および第２電極８２に正電圧が印加される期間では、正に帯電した第１電極８１および第２電極８２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３の上方開口から上向きに加速して飛翔される。他方、第１電極８１および第２電極８２に負電圧が印加されている期間では、負に帯電した第１電極８１および第２電極８２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３の上方開口から上向きに加速して飛翔される。

第１電極８１および第２電極８２は、電気的な絶縁部材（図示せず）を介してチャンバー１００内に支持される。例えば、第１電極８１および第２電極８２は、セラミックのワッシャーを介して絶縁材料を含んで構成されるネジで貫通され、仕切り３の内壁に締付け固定されている。これにより、第１電極８１および第２電極８２にパルス電圧が印加されたとしても、第１電極８１および第２電極８２からチャンバー１００内の他の部材に電流が流れることが防止される。

第１電極８１は、一方側（＋Ｚ側）と搬送下流側（＋Ｘ側）との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面８１０を有する。このため、第１傾斜面８１０の周辺に存在するアルゴンイオンおよび電子は、第１電極８１への印加電圧によって第１方向に沿って加速され飛翔される。また、第２電極８２は、一方側（＋Ｚ側）と搬送上流側（−Ｘ側）との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面８２０を有する。このため、第２傾斜面８２０の周辺に存在するアルゴンイオンおよび電子は、第２電極８２への印加電圧によって第２方向に沿って加速され飛翔される。これにより、アルゴンイオンおよび電子は、Ｘ方向について第１電極８１と第２電極８２との間でかつ＋Ｚ側に収束される。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。

第１傾斜面８１０は処理空間Ｖ内でＸ方向の中央に位置する仮想的な面に対して図示反時計回り方向に４５度だけ傾斜し、第２傾斜面８２０は上記仮想的な面に対して図示時計回り方向に４５度だけ傾斜し、両者は上記仮想的な面に対する対称配置とされている。さらに、第１傾斜面８１０に対しその中央位置を通過して第１方向に沿って伸びる第１法線８１１と、第２傾斜面８２０に対しその中央位置を通過して第２方向に沿って伸びる第２法線８２１とが、搬送される基板Ｓの主面Ｓ１上で交差する。これにより、処理空間Ｖから飛翔するイオンまたは電子は、搬送される基板Ｓの主面Ｓ１上でより密に収束される。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。

第１電極８１はＹ方向に沿うどのＸＺ断面においても同一形状であり、第２電極８２もＹ方向に沿うどのＸＺ断面においても同一形状である。また、第１電極８１および第２電極８２のＹ方向長さは、搬送される基板ＳのＹ方向長さよりも長い。このため、処理空間Ｖから飛翔するイオンまたは電子は、搬送される基板Ｓの主面Ｓ１上でＹ方向について均一とされる。その結果、基板Ｓの主面Ｓ１におけるエッチング処理が均一に進行する。

第１電極８１は、仕切り３の内側でかつ搬送方向の上流側に配される第１内壁部８１２を有する。また、第２電極８２は、仕切り３の内側でかつ搬送方向の下流側に配される第２内壁部８２２を有する。そして、誘導結合アンテナ４１の少なくとも一部（本実施形態では、＋Ｚ側の端部）が、第１内壁部８１２と第２内壁部８２２との間に配される。このため、誘導結合アンテナ４１によって生成されたプラズマが発する熱が、第１内壁部８１２および第２内壁部８２２を通じて第１電極８１の全体および第２電極８２の全体に伝導する。その結果、第１電極８１および第２電極８２からの輻射熱により処理空間Ｖ内においてプラズマ中の活性種が失活することが有効に抑制され、エッチングレートが向上しうる。

第１内壁部８１２は、該第１内壁部８１２から搬送方向の下流側（＋Ｘ側）に向けて突設された第１凸部８１３を有する。また、第２内壁部８２２は該第２内壁部８２２から搬送方向の上流側（−Ｘ側）に向けて突設された第２凸部８２３を有する。第１凸部８１３および第２凸部８２３は、第１内壁部８１２および第２内壁部８２２に衝突して失活した活性種がその失活した状態のまま基板Ｓの主面Ｓ１に到達するのを防ぐストッパーとして機能する。これにより、エッチングレートが向上しうる。

図１に戻って、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。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。これにより、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。

印加部８３は、第１電極８１および第２電極８２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。例えば、−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。

その結果、上述した原理によって、処理空間Ｖ内のアルゴンイオンおよび電子が箱状の仕切り３の上方開口から被処理箇所Ｐに向けて加速して飛翔される。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。そして、プラズマ処理部４によって生成されたプラズマ中の電子およびイオンが加速部８によって加速された状態において、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。

＜２ 第２実施形態＞
図４は、エッチング装置１Ａのうち、処理空間Ｖの周辺を示す部分側面図である。なお、図４では、第１電極８１Ａおよび第２電極８２Ａに接続される導線など、一部の構成が省略されている。以下では、図４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、第１電極８１Ａおよび第２電極８２Ａにかかる構成のみである。具体的には、第１電極８１Ａでは、第１凸部８１３Ａにおける＋Ｚ側の外面が第１傾斜面８１０Ａの一部を構成する。また、第２電極８２Ａでは、第２凸部８２３Ａにおける＋Ｚ側の外面が第２傾斜面８２０Ａの一部を構成する。

このため、第２実施形態では、第１傾斜面８１０Ａと第１凸部８１３Ａとを別個に設ける必要が無い。また、第２傾斜面８２０Ａと第２凸部８２３Ａとを別個に設ける必要が無い。

この他にも、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成を有する部分については、第１実施形態と同様の効果を有する。具体的には、第１電極８１Ａが第１方向を法線方向とする第１傾斜面８１０Ａを有し、第２電極８２Ａが第２方向を法線方向とする第２傾斜面８２０Ａを有することによって、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。また、第１傾斜面８１０Ａおよび第２傾斜面８２０Ａは上記仮想的な面に対する対称配置とされ、第１法線８１１Ａと第２法線８２１Ａとが搬送される基板Ｓの主面Ｓ１近傍で交差することによって、エッチング処理が効率よく進行する。また、第１電極８１Ａおよび第２電極８２ＡはＹ方向に沿うどのＸＺ断面においても同一形状であり、第１電極８１Ａおよび第２電極８２ＡのＹ方向長さが搬送される基板ＳのＹ方向長さよりも長いことによって、処理空間Ｖから飛翔するイオンまたは電子は搬送される基板Ｓの主面Ｓ１上でＹ方向について均一とされる。また、誘導結合アンテナ４１の少なくとも一部が第１内壁部８１２Ａと第２内壁部８２２Ａとの間に配されることによって、第１電極８１Ａおよび第２電極８２Ａからの輻射熱により処理空間Ｖ内においてプラズマ中の活性種が失活することが有効に抑制され、エッチングレートが向上しうる。また、第１凸部８１３Ａおよび第２凸部８２３Ａが、失活した活性種が基板Ｓの主面Ｓ１に到達するのを防ぐストッパーとして機能することにより、エッチングレートが向上しうる。

＜３ 第３実施形態＞
図５は、エッチング装置１Ｂのうち、処理空間Ｖの周辺を示す部分側面図である。なお、図５では、第１電極８１Ｂおよび第２電極８２Ｂに接続される導線など、一部の構成が省略されている。以下では、図５を参照しつつ第３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３実施形態が第１実施形態と異なるのは、仕切り３Ｂにかかる構成のみである。具体的には、仕切り３Ｂが、絶縁板５を介してチャンバー１００内に設けられ処理空間Ｖのうち搬送方向の上流側（−Ｘ側）に配される導電性の第１仕切り部材と、絶縁板５を介してチャンバー１００内に設けられ処理空間Ｖのうち搬送方向の下流側（＋Ｘ側）に配される導電性の第２仕切り部材と、を有する。第３実施形態において、第１仕切り部材は第１電極８１Ｂとして機能し、第２仕切り部材は第２電極８２Ｂとして機能する。

第１傾斜面８１０Ｂは第１仕切り部材における＋Ｚ側の端部に設けられ、第２傾斜面８２０Ｂは第２仕切り部材における＋Ｚ側の端部に設けられる。また、第１電極８１Ｂでは、第１凸部８１３Ｂにおける＋Ｚ側の外面が第１傾斜面８１０Ｂの一部を構成する。第２電極８２Ｂでは、第２凸部８２３Ｂにおける＋Ｚ側の外面が第２傾斜面８２０Ｂの一部を構成する。

このように、第３実施形態では、仕切り３Ｂが処理空間Ｖを規定する機能と電極としての機能とを兼用するため、第１電極、第２電極、および仕切りを別個に設ける必要が無い。

この他にも、第３実施形態において第１実施形態と同様の構成を有する部分については、第１実施形態と同様の効果を有する。具体的には、第１電極８１Ｂが第１方向を法線方向とする第１傾斜面８１０Ｂを有し、第２電極８２Ｂが第２方向を法線方向とする第２傾斜面８２０Ｂを有することによって、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。また、第１傾斜面８１０Ｂおよび第２傾斜面８２０Ｂは上記仮想的な面に対する対称配置とされ、第１法線８１１Ｂと第２法線８２１Ｂとが搬送される基板Ｓの主面Ｓ１近傍で交差することによって、エッチング処理が効率よく進行する。また、第１電極８１Ｂおよび第２電極８２ＢはＹ方向に沿うどのＸＺ断面においても同一形状であり、第１電極８１Ｂおよび第２電極８２ＢのＹ方向長さが搬送される基板ＳのＹ方向長さよりも長いことによって、処理空間Ｖから飛翔するイオンまたは電子は搬送される基板Ｓの主面Ｓ１上でＹ方向について均一とされる。また、誘導結合アンテナ４１が第１内壁部８１２Ｂと第２内壁部８２２Ｂとの間に配されることによって、第１電極８１Ｂおよび第２電極８２Ｂからの輻射熱により処理空間Ｖ内においてプラズマ中の活性種が失活することが有効に抑制され、エッチングレートが向上しうる。また、第１凸部８１３Ｂおよび第２凸部８２３Ｂが、失活した活性種が基板Ｓの主面Ｓ１に到達するのを防ぐストッパーとして機能することにより、エッチングレートが向上しうる。

この他にも、第３実施形態において第２実施形態と同様の構成を有する部分については、第１実施形態と同様の効果を有する。具体的には、第１凸部８１３Ｂにおける＋Ｚ側の外面が第１傾斜面８１０Ｂの一部を構成することによって、第１傾斜面８１０Ｂと第１凸部８１３Ｂとを別個に設ける必要が無い。同様に、第２凸部８２３Ｂにおける＋Ｚ側の外面が第２傾斜面８２０Ｂの一部を構成することによって、第２傾斜面８２０Ｂと第２凸部８２３Ｂとを別個に設ける必要が無い。

＜４ 第４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４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４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４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。

＜５ 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、第１傾斜面および第２傾斜面が仕切りよりも一方側（＋Ｚ側）に配され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傾斜面および第２傾斜面が仕切りの内側に配される態様でも構わない。ただし、基板Ｓの主面Ｓ１に近い位置でイオンおよび電子を加速すればより効率的にエッチングレートが向上しうるので、この観点からいえば、上記各実施形態のように第１傾斜面および第２傾斜面が仕切りよりも一方側（＋Ｚ側）に配されることが望ましい。

また、上記各実施形態では、印加部８３が第１電極および第２電極に時間平均値が正となるパルス電圧を印加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、印加部８３が正の直流電圧を印加する態様でも構わない。

上記第４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４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４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。

また、上記各実施形態では、第１電極または第１仕切り部材によって構成される第１傾斜面、および、第２電極または第２仕切り部材によって構成される第２傾斜面、の双方が、平面である場合について説明したが、これに限られるものではない。第１傾斜面および第２傾斜面は、凹面や凸面などの曲面で構成されてもよい。

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
６ ガス供給部
７ 排気部
８ イオン加速部
８１、８１Ａ、８１Ｂ 第１電極
８２、８２Ａ、８２Ｂ 第２電極
８３ 印加部
Ｌ 搬送経路面
Ｐ 被処理箇所
Ｓ 基板
Ｖ 処理空間

Claims (16)

1. 搬送方向に沿って搬送される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と、
   前記処理空間内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しつつ、該基材を前記主面に平行な搬送方向に沿って搬送する搬送機構と、
   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、前記処理空間のうち前記搬送方向の上流側に配される第１電極と、
   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、前記処理空間のうち前記搬送方向の下流側に配される第２電極と、
   前記第１電極および前記第２電極に時間平均値が正となる電位を印加する印加部と、
   を備え、
   前記第１電極は前記一方側と前記下流側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面を有し、前記第２電極は前記一方側と前記上流側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面を有す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、
   前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記仕切りよりも前記一方側に配される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、
   前記処理空間内で前記搬送方向の中央に位置する仮想的な面に対して、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが対称配置されていることを特徴とするエッチング装置。
4. 請求項３に記載のエッチング装置であって、
   前記第１傾斜面に対しその中央位置を通過する第１法線と、前記第２傾斜面に対しその中央位置を通過する第２法線とが、前記搬送方向に沿って搬送される前記基材の前記主面上で交わ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４のいずれかに記載のエッチング装置であって、
   前記第１電極は、前記仕切りの内側でかつ前記搬送方向の上流側に配される第１内壁部を有し、
   前記第２電極は、前記仕切りの内側でかつ前記搬送方向の下流側に配される第２内壁部を有し、
   前記プラズマ生成部の少なくとも一部が、前記第１内壁部と前記第２内壁部との間に配されることを特徴とするエッチング装置。
6. 請求項５に記載のエッチング装置であって、
   前記第１内壁部は該第１内壁部から前記搬送方向の下流側に向けて突設された第１凸部を有し、前記第２内壁部は該第２内壁部から前記搬送方向の上流側に向けて突設された第２凸部を有す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、
   第１凸部における前記一方側の外面が前記第１傾斜面の一部を構成し、第２凸部における前記一方側の外面が前記第２傾斜面の一部を構成することを特徴とするエッチング装置。
8. 搬送方向に沿って搬送される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設けられ処理空間のうち前記搬送方向の上流側に配される導電性の第１仕切り部材と、電気的な絶縁部材を介して前記チャンバー内に設けられ前記処理空間のうち前記搬送方向の下流側に配される導電性の第２仕切り部材と、を有し、一方側が開放された前記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しつつ、該基材を前記主面に平行な前記搬送方向に沿って搬送する搬送機構と、
   前記第１仕切り部材および前記第２仕切り部材に時間平均値が正となる電位を印加する印加部と、
   を備え、
   前記第１仕切り部材は前記一方側と前記下流側との間の第１方向を法線方向とする第１傾斜面を有し、前記第２仕切り部材は前記一方側と前記上流側との間の第２方向を法線方向とする第２傾斜面を有することを特徴とするエッチング装置。
9. 請求項８に記載のエッチング装置であって、
   前記第１傾斜面は前記第１仕切り部材における前記一方側の端部に設けられ、前記第２傾斜面は前記第２仕切り部材における前記一方側の端部に設けられることを特徴とするエッチング装置。
10. 請求項８または請求項９に記載のエッチング装置であって、
    前記処理空間内で前記搬送方向の中央に位置する仮想的な面に対して、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが対称配置されていることを特徴とするエッチング装置。
11. 請求項１０に記載のエッチング装置であって、
    前記第１傾斜面に対しその中央位置を通過する第１法線と、前記第２傾斜面に対しその中央位置を通過する第２法線とが、前記搬送方向に沿って搬送される前記基材の前記主面上で交わることを特徴とするエッチング装置。
12. 請求項８ないし請求項１１に記載のエッチング装置であって、
    前記第１仕切り部材は該第１仕切り部材から前記搬送方向の下流側に向けて突設された第１凸部を有し、前記第２仕切り部材は該第２仕切り部材から前記搬送方向の上流側に向けて突設された第２凸部を有することを特徴とするエッチング装置。
13. 請求項１２に記載のエッチング装置であって、
    第１凸部における前記一方側の外面が前記第１傾斜面の一部を構成し、第２凸部における前記一方側の外面が前記第２傾斜面の一部を構成することを特徴とするエッチング装置。
14. 請求項１ないし請求項１３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。
15. 請求項１４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。
16. 請求項１ないし請求項１５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。

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