JP4473724B2 - エッチング装置およびエッチング方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態であるエッチング装置1の断面を示す。エッチング装置1は、気密性のチャンバ2の中にテーブル状の下部電極3と、下部電極3の上部にマスク電極4とが設けられている。下部電極3の上面にはエッチング対象物であるシリコンウエハ5が載置される。マスク電極4は、垂直方向に伸縮する油圧シリンダ(密接装置)6により下部電極3に平行に支持されている。油圧シリンダ6は、収縮することでマスク電極4を下降させてシリコンウエハ5に密接する第1位置(実線で図示)に移動させることができ、伸長することでマスク電極4を上昇させてシリコンウエハ5から離反する第2位置(二点鎖線で図示)に移動させることができる。下部電極3は、ケーブル7を介してチャンバ2の外部で接地されており、マスク電極4は、印加ケーブル8を介してチャンバ2の外部に設けた高周波電圧を生成する電源装置9に接続されている。また、マスク電極4にはフレキシブルチューブ10を通してエッチングガス(例えばSF6)が、マスフローコントローラ11によって流量制御されて供給される。さらに、マスク電極4からはフレキシブルチューブ12を通して、また、チャンバ2からはノズル13を通して、それぞれ真空ポンプ14によって内部の気体が排出されるようになっている。
先ず、油圧シリンダ6に支持されるマスク電極3を有するエッチング装置1の下部電極3の上面にシリコンウエハ5を治具などでマスク電極3に対して正確に位置決めして載置する。油圧シリンダ6を収縮させ、マスク電極4をの密接面17がシリコンウエハ5の表面に密接する第1位置に移動させ、密接面17をシリコンウエハ5に押し当てる。これにより、マスク電極4の窪み18の開口をシリコンウエハ5が封止して密閉空間を形成する。
図6に本発明の第2実施形態のマスク電極4を示す。このマスク電極4は、第1実施形態と同様にエッチング装置1で使用するものである。よって、同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態のマスク電極4は、密接面17を有し、厚み全体を貫く穴状の窪み18が設けられた絶縁体からなる板状の密接層27と、密接層27の上面に接合され、窪み18の上面を封止して奥壁(天井面)を形成し、供給路21および排気路22が厚み方向に貫通して設けられた導体からなる板状の電極層28と、電極層28上面に接合された第1実施形態と同じ構成の接続層16とからなっている。
図7に第3実施形態のマスク電極4を示す。本実施形態のマスク電極4は、下から順に密接層31、分配層32、合流層33、配電層34および接続層35とからなる5層構造をしており、全て絶縁体で構成されている。密接層31は、方形の貫通穴により9つの窪み18が形成されている。分配層32は、放電極19を挿入する電極穴36、供給路21および排気路22がそれぞれ貫通穴として設けられ、上面に設けた溝により全ての供給路21を連絡する分配路23形成されている。合流層33は、分配層32の電極穴36および排気路22にそれぞれ一体に接続する貫通穴である電極穴36および排気路22(不図示)が形成され、上面に設けた溝により全ての排気路22を連絡する合流路25が形成され、分配層32の分配路23に連通する貫通穴である接続穴24が形成されている。配電層34は、合流層32の電極穴36にそれぞれ一体に接続する貫通穴である電極穴36が形成され、上面に設けた溝により全ての電極穴36を連絡する配電溝37が形成され、分配層の接続穴24に一体に接続する接続穴24が形成され、合流層33の合流路25に連通する貫通穴である接続穴26が形成されている。接続層35は、配電層34の接続穴24および接続穴26に一体に接続する接続穴24および接続穴26が形成され、配電層34の配電溝37に連通する貫通穴である端子穴38が形成されている。電極穴36、配電溝37および端子穴38には、溶解した導体が流し込まれ、窪み18の中に露出する放電極が形成され、端子穴38の上部に電源装置9によって高周波電圧を印加するためのケーブルが接続される。
図8は、本発明の第4実施形態のマスク電極4を示す。本実施形態の密接面17には、方形部分17aを取り囲むように、或いは、複数の方形部分17aに区分するように互いに接続された溝状の窪み18が設けられている。窪み18の奥の壁面には、不図示の放電極19が適当な間隔で多数設けられ、不図示の供給路21および排気路22が開口している。
さらに、図9に本発明の第5実施形態のマスク電極4の断面を示す。本実施形態において、窪み18は、密接面17に対して傾斜した壁面で構成されている。これにより、シリコンウエハ5の表面位置によって、到達するフッ素ラジカル(F*)の個数に偏りができるので、図示するように、シリコンウエハ5を不均一な深さにエッチングすることができる。
2 チャンバ
3 下部電極
4 マスク電極
5 シリコンウエハ(エッチング対象物)
6 油圧シリンダ(密接装置)
9 電源装置
15 密接層
16 接続層
17 密接面
18 窪み
19 放電極
21 供給路
22 排気路
23 分配路
25 合流路
27 密接層
28 電極層
31 密接層
32 分配層
33 合流層
34 配電層
35 接続層
Claims (11)
- 難エッチング性の絶縁体からなり、エッチング対象物の表面に密接する密接面(17)にエッチングする形状の窪み(18)を形成した密接層(15,27,31)を有し、
前記窪みの中の前記エッチング対象物と接触しない位置に配置した放電極(19)と、前記窪みの中にエッチングガスを供給するための供給路(21)と、前記窪みの中の気体を排出するための排気路(22)とを備えることを特徴とするマスク電極。 - 前記密接層と、導体からなる電極層(28)とを重ね合わせてなり、
前記窪みは、前記密接層(27)の厚み全体を貫き、
前記導体層は、前記窪みの上面を封止して天井面を形成することを特徴とする請求項1に記載のマスク電極。 - 前記放電極は、前記絶縁体に設けた穴(36)に溶解した導体を流し込んで形成したことを特徴とする請求項1に記載のマスク電極。
- 前記放電極は、前記窪みの内部に突出することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマスク電極。
- 前記放電極は、表面に耐食処理が施されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマスク電極。
- 複数の前記供給路および前記排気路が設けられ、
少なくとも、前記密接層(31)と、前記供給路を連絡する分配路(23)を形成した層(32)と、前記排気路を連絡する合流路(25)とを形成した層(33)とを重ね合わせてなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマスク電極。 - 請求項1から6のいずれかに記載のマスク電極と、
前記放電極に高周波電圧を印加して前記窪み内でプラズマ放電を起こさせる電源装置(9)を有することを特徴とするエッチング装置。 - エッチング対象物を載置して前記放電極との間で放電可能な下部電極(3)を有することを特徴とする請求項7に記載のエッチング装置。
- 前記マスク電極を、前記密接面がエッチング対象物に密接する第1位置と、前記密接面がエッチング対象物から離反する第2位置とに移動させる密接装置(6)を有すること特徴とする請求項7または8に記載のエッチング装置。
- 前記マスク電極およびエッチング対象物を収容し、減圧可能なチャンバ(2)を有することを特徴とする請求項7から9のいずれかに記載のエッチング装置。
- 難エッチング性の絶縁体からなる密接面を有し、該密接面にエッチングする形状の窪みを形成し、該窪みの中の前記エッチング対象物と接触しない位置に放電極を設け、前記窪みの中に外部と連通する供給路および排気路を開口したマスク電極をエッチング対象物に密接させ、
前記排気路から前記窪みの中の気体を排気し、前記供給路から前記窪みの中にエッチングガスを供給し、前記放電極に高周波電圧を印加して前記窪みの内部でプラズマ放電を起こさせることを特徴とするエッチング方法。
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