JP4550113B2 - エッチング方法、低誘電率誘電体膜の製造方法、多孔性部材の製造方法並びにエッチング装置及び薄膜作製装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は新規なエッチング方法を用いた低誘電率誘電体膜の製造方法及び多孔性部材の製造方法に関する。
(2)エッチング反応;M+Cl*→MCl(g)
(3)基板への吸着反応;MCl(g)→MCl(ad)
(4)成膜反応;MCl(ad)+Cl*→M+Cl2↑
ここで、Cl*はClのラジカルであることを、(g)はガス状態であることを、(ad)は吸着状態であることをそれぞれ表している。
3 基板
6、106 エッチング温度制御手段
7 天井板
8 プラズマアンテナ
9 整合器
10 高周波電源
11 貴金属部材
14 ノズル
15 流量制御器
16 ノズル
21 作用ガス
110 エッチング制御手段
219 銅薄膜
図1は本発明の第1の実施の形態に係るエッチング装置を示す概略構成図である。同図に示すように、円筒状に形成された、例えばセラミックス製のチャンバ1の底部近傍には支持台2が設けられ、支持台2にはエッチング対象部材である基板3が載置されている。支持台2にはヒータ4及び冷媒流通手段5を備えたエッチング温度制御手段6が設けられ、エッチング温度制御手段6により支持台2の温度は所定温度(例えば、基板3が100℃から300℃に維持される温度)に制御される。なお、チャンバの形状は円筒状に限らず、例えば、矩形状のチャンバを適用することも可能である。
上記第1の実施の形態では、一組のプラズマ発生手段で吸着工程及びエッチング工程の塩素プラズマを形成するようにしたが、これらを別々のプラズマ発生手段で独立に形成するようにすることもできる。
上述の各実施の形態は、吸着工程及びエッチング工程の何れにおいてもチャンバ1内で塩素ラジカルを形成する場合であるが、何れかの工程又は両方の工程においてチャンバ1外で形成した塩素ラジカルをチャンバ1内に導入する構成とすることもできる。第3の実施の形態に係るエッチング装置は、エッチング工程における塩素ラジカルをチャンバ1外で形成する、いわゆるリモートプラズマ方式の装置を例示する。
上述した各実施の形態は本発明のエッチング装置を説明したが、本実施の形態では、本発明のエッチング装置を備えた薄膜作製装置の一例を説明する。
以上説明したエッチング装置又は薄膜作製装置を用いると、上述したように、貫通孔などの微細孔や薄膜の表面の粗面化を行うことができる他、例えば、基板3を金属製などの板状部材とし、微細な貫通孔を多数形成することにより、多孔性部材を製造することができ、ガスフィルタや触媒フィルタなどのフィルタ用途に使用することができる。このような用途には、従来、多孔性セラミックスからなる薄膜フィルタが用いられており、セラミックス自体の吸着性により、再生が困難であるという問題があるが、本発明のエッチング方法による多孔性部材は、このような問題を解消したものである。
Claims (18)
- ハロゲンをプラズマ化して得られるハロゲンラジカルと、貴金属部材を前記ハロゲンラジカルでエッチングして得られる貴金属成分とハロゲンとからなる前駆体とを用い、エッチング対象部材上に前記前駆体からなる結晶核を吸着させる吸着工程と、前記エッチング対象部材の前記結晶核が吸着した部分を前記ハロゲンラジカルで厚さ方向に異方性エッチングするエッチング工程とを実行することを特徴とするエッチング方法。
- 請求項1に記載するエッチング方法において、
前記吸着工程と前記エッチング工程とで前記前駆体と前記ハロゲンラジカルとのフラックス比を変更し、前記吸着工程では前記前駆体のフラックスが過多となるように制御する一方、前記エッチング工程では前記ハロゲンラジカルが過多となるように制御することを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1又は2に記載するエッチング方法において、
前記吸着工程と前記エッチング工程とで前記エッチング対象部材の温度を変更し、前記吸着工程では前記エッチング対象部材上に前記結晶核が吸着するような温度にする一方、前記エッチング工程では前記結晶核が吸着しないで前記ハロゲンラジカルによるエッチングが促進されるように前記吸着工程より高温になるように制御することを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜3の何れかに記載するエッチング方法において、
前記貴金属部材を前記ハロゲンラジカルでエッチングする際に、前記結晶核の大きさを大きくするために前記貴金属部材の温度を高温側へ変更するか、前記結晶核の大きさを小さくするために前記貴金属部材の温度を低温側へ変更するかの制御を行うことを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜4の何れかに記載するエッチング方法において、
前記貴金属がイリジウム(Ir)又は白金(Pt)であることを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜5の何れかに記載するエッチング方法において、
前記結晶核を、前記エッチング対象部材の所定のエッチング領域内に不連続に吸着させることを特徴とするエッチング方法。 - 請求項6に記載するエッチング方法において、
前記エッチング対象部材は、前記エッチング領域の最表面が他の領域と比較して前記結晶核が吸着され易いようになっていることを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜7の何れかに記載するエッチング方法において、
前記結晶核を、励起用ビームを照射した部分に選択的に吸着させることを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜8の何れかに記載するエッチング方法において、
前記エッチング対象部材の表面を、前記異方性エッチングにより粗面化することを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜8の何れかに記載するエッチング方法において、
基板の最表面に形成された薄膜を前記エッチング対象部材とし、前記異方性エッチングにより前記薄膜を貫通する少なくとも一つの貫通孔を形成することを特徴とするエッチング方法。 - 請求項1〜8の何れかに記載するエッチング方法を用い、
基板の最表面に形成された誘電体膜を前記エッチング対象とし、この薄膜の厚さ方向に貫通しない程度に異方性エッチングすることにより低誘電率誘電体膜を得ることを特徴とする低誘電率誘電体膜の製造方法。 - 請求項1〜8の何れかに記載するエッチング方法を用い、
板状部材を前記エッチング対象とし、この板状部材の厚さ方向に貫通する多数の貫通孔を有する多孔性部材を得ることを特徴とする多孔性部材の製造方法。 - エッチング対象部材が収容されるチャンバと、
ハロゲンをプラズマ化して得られるハロゲンラジカルを前記チャンバ内に供給するハロゲンラジカル供給手段と、
ハロゲンをプラズマ化したハロゲンラジカルで貴金属部材をエッチングして得られる貴金属成分とハロゲンとからなる前駆体を前記チャンバに供給する前駆体供給手段と、
前記前駆体と前記ハロゲンラジカルとのフラックス比並びに前記ターゲットの温度及び前記エッチング対象部材の温度の少なくとも一つを制御して、前記エッチング対象部材上に前記前駆体からなる結晶核を吸着させる吸着工程と、前記エッチング対象部材の前記結晶核が吸着した部分を前記ハロゲンラジカルで厚さ方向に異方性エッチングするエッチング工程とを実行するように制御するエッチング制御手段と
を具備することを特徴とするエッチング装置。 - 請求項13に記載のエッチング装置において、
前記チャンバ内に前記エッチング対象部材が対向する位置に配置される貴金属部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンを含有する作用ガスを供給する作用ガス供給手段と、
前記チャンバの内部をプラズマ化して、作用ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、このハロゲンラジカルで前記貴金属部材をエッチングすることにより貴金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成する作用ガスプラズマ発生手段とで、
前記ハロゲンラジカル供給手段と前記前駆体供給手段とを構成する一方、
前記貴金属部材の温度及び前記エッチング対象部材の温度をそれぞれ制御するエッチング温度制御手段を具備し、
前記エッチング制御手段は、前記エッチング温度制御手段により、前記エッチング対象部材上に前記前駆体からなる結晶核を吸着させるように前記エッチング対象部材の温度を低温側に制御して前記吸着工程を実行させると共に、前記エッチング対象部材の前記結晶核が吸着した部分を前記ハロゲンラジカルで厚さ方向に異方性エッチングするよう前記エッチング対象部材の温度を高温側に制御して前記エッチング工程を実行させる機能を備えていることを特徴とするエッチング装置。 - 請求項14に記載するエッチング装置において、
前記エッチング制御手段は、前記エッチング温度制御手段により、前記貴金属部材を前記ハロゲンラジカルでエッチングする際に、前記結晶核の大きさを大きくするために前記貴金属部材の温度を高温側へ変更させると共に、前記結晶核の大きさを小さくするために前記貴金属部材の温度を低温側へ変更させる機能を備えていることを特徴とするエッチング装置。 - エッチング及び成膜対象部材が収容されるチャンバと、
前記エッチング及び成膜対象部材が対向する位置における前記チャンバに設けられる成膜金属部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンを含有する作用ガスを供給する作用ガス供給手段と、
前記チャンバの内部をプラズマ化して、作用ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、このハロゲンラジカルで前記成膜金属部材をエッチングすることにより前記成膜金属部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成する作用ガスプラズマ発生手段と、
前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して得られる金属成分からなる薄膜が前記基板上に形成されるよう、前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低温に制御する成膜温度制御手段とを具備する薄膜作製装置において、
ハロゲンをプラズマ化して得られるハロゲンラジカルを前記チャンバ内の前記エッチング及び成膜対象部材の上方に供給するハロゲンラジカル供給手段と、
ハロゲンをプラズマ化したハロゲンラジカルで貴金属部材をエッチングして得られる貴金属成分とハロゲンとからなる前駆体を前記チャンバ内の前記エッチング及び成膜対象部材の上方に供給する前駆体供給手段と、
前記貴金属部材の温度及び前記エッチング及び成膜対象部材の温度をそれぞれ制御するエッチング温度制御手段を具備し、
前記前駆体と前記ハロゲンラジカルとのフラックス比並びに前記ターゲットの温度及び前記エッチング対象部材の温度の少なくとも一つを制御して前記エッチング及び成膜対象部材上に前記前駆体からなる結晶核を吸着させる吸着工程と、前記エッチング及び成膜対象部材の前記結晶核が吸着した部分を前記ハロゲンラジカルで厚さ方向に異方性エッチングするエッチング工程とを実行するように制御するエッチング制御手段と
を具備することを特徴とする薄膜作製装置。 - 請求項16記載の薄膜作製装置において、
前記エッチング制御手段は、前記エッチング温度制御手段により、前記エッチング及び成膜対象部材上に前記前駆体からなる結晶核を吸着させるように前記エッチング及び成膜対象部材の温度を低温側に制御して前記吸着工程を実行させると共に、前記エッチング及び成膜対象部材の前記結晶核が吸着した部分を前記ハロゲンラジカルで厚さ方向に異方性エッチングするよう前記エッチング及び成膜対象部材の温度を高温側に制御して前記エッチング工程を実行させる機能を備えていることを特徴とする薄膜作製装置。 - 請求項17に記載する薄膜作製装置において、
前記エッチング制御手段は、前記エッチング温度制御手段により、前記貴金属部材を前記ハロゲンラジカルでエッチングする際に、前記結晶核の大きさを大きくするために前記貴金属部材の温度を高温側へ変更させると共に、前記結晶核の大きさを小さくするために前記貴金属部材の温度を低温側へ変更させる機能を備えていることを特徴とする薄膜作製装置。
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