JPH09309800A - ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 - Google Patents

ドライエッチング方法及びドライエッチング装置

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JPH09309800A
JPH09309800A JP12954196A JP12954196A JPH09309800A JP H09309800 A JPH09309800 A JP H09309800A JP 12954196 A JP12954196 A JP 12954196A JP 12954196 A JP12954196 A JP 12954196A JP H09309800 A JPH09309800 A JP H09309800A
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space
dry etching
electrode
cooling gas
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Tetsuhiro Iwai
哲博 岩井
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工面に非接触でエッチングでき、しかも基
板を均一に冷却できるドライエッチング方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 減圧雰囲気中にて、接地される上部電極
9と、高周波電源11に接続される下部電極10との間
に基板3を位置させ、プラズマ状態となったプロセスガ
スによって基板をエッチングするドライエッチング方法
であって、基板をセットしたとき基板の下面によって上
部が覆われる空間Sを形成し、この空間の外縁部からこ
の空間内に冷却ガスを導入し、基板を均等に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
方法及びドライエッチング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ガラスなどからなる基板の両面に
ドライエッチング装置を用いて微細加工を行なう試みが
なされている。従来のドライエッチング装置はシリコン
等の半導体を材質とする基板の加工を目的としているも
のが存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、基板を両面
加工するには、基板の加工済の面を非接触で基板を保持
した状態でその反対側の未加工面をエッチングできるよ
うになっていることが望ましい。
【0004】また基板に温度ムラを生じると、エッチン
グの結果にバラツキを生じてしまう。ここで、エッチン
グを行うとガラス等の絶縁性の基板はシリコン等の半導
体に比べて温度上昇しやすいので、基板を均一に冷却で
きる手段が必要となる。
【0005】そこで本発明は、加工済の面に接触するこ
となくその裏面の未加工面をエッチングでき、しかも基
板を均一に冷却できるドライエッチング方法及びドライ
エッチング装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、減圧雰囲気中にて、接地される上部電極と、
高周波電源に接続される下部電極との間に基板を位置さ
せ、プラズマ状態となったプロセスガスによって基板を
エッチングするドライエッチング方法であって、基板を
基板支持部上にセットしてこの基板支持部の上方にこの
基板の下面によって上部が覆われる空間を形成し、この
空間の外縁部からこの空間内に冷却ガスを導入し、基板
を均等に冷却しながらエッチングするものである。
【0007】また本発明のドライエッチング装置は、外
部から遮断された内部空間を形成する外筒と、外筒の上
部に配置され電気的に接地される上部電極と、高周波電
源に接続される下部電極を装着し外筒の下部に配置され
る内筒とを有し、上面に基板の下面の縁部を下受けする
基板載置面が形成された基板支持部を上部電極と下部電
極の間に備え、基板載置面の内側に基板が下受けされた
際、基板の下面によって上部が覆われる空間を形成すべ
く基板載置面よりも段下りした平坦面を形成し、平坦面
の外縁部から空間内に冷却ガスを導入する吹出口を設け
てなる。
【0008】
【発明の実施の形態】請求項1記載のドライエッチング
方法は、減圧雰囲気中にて、接地される上部電極と、高
周波電源に接続される下部電極との間に基板を位置さ
せ、プラズマ状態となったプロセスガスによって基板を
エッチングするドライエッチング方法であって、基板を
基板支持部上にセットしてこの基板支持部の上方にこの
基板の下面によって上部が覆われる空間を形成し、この
空間の外縁部からこの空間内に冷却ガスを導入し、基板
を均等に冷却しながらエッチングするものである。した
がって、空間内に存在する冷却ガスによって基板を均一
に冷却することができる。また、基板の大部分は、固体
状の部材に接触するのではなく、冷却ガスに接触してお
り、非接触の状態でエッチングを行うことができる。
【0009】請求項2記載のドライエッチング装置は、
外部から遮断された内部空間を形成する外筒と、外筒の
上部に配置され電気的に接地される上部電極と、高周波
電源に接続される下部電極を装着し外筒の下部に配置さ
れる内筒とを有し、上面に基板の下面の縁部を下受けす
る基板載置面が形成された基板支持部を上部電極と下部
電極の間に備え、基板載置面の内側に基板が下受けされ
た際、基板の下面によって上部が覆われる空間を形成す
べく基板載置面よりも段下りした平坦面を形成し、平坦
面の外縁部から空間内に冷却ガスを導入する吹出口を設
けてなる。
【0010】次に図面を参照しながら、本発明の実施の
形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態におけ
るドライエッチング装置の平面図である。図1では、ド
ライエッチング装置のうち下方の部材を示している。ま
た、図2及び図3は図1ABC断面図である。
【0011】図1及び図2において、1はドライエッチ
ング装置の内部空間を外部から遮断する外筒である。外
筒1の内部下側には電極10及びこの電極10の上方に
配置された基板支持部2を保持した内筒20が配置され
ている。基板支持部2のうち、2aは水平な上面であ
る。そして、上面2aの中心部には、上面2aよりも一
段低い位置に、円環状をなす基板載置面2bが形成され
ている。基板3がセットされると、基板3の下面の外縁
部は基板載置面2b上に下受けされる。
【0012】2cは、基板載置面2bよりも内側に、し
かも一段下がった位置に形成される円状の平坦面であ
る。そして基板3の下面のうちの大部分は、平坦面2c
よりも上方に位置し基板3は非接触で支持されるように
なっている。
【0013】また、2dは基板載置面2bと平坦面2c
との境目に円環状をなして形成され、しかも平坦面2c
よりも一段下がった位置にある溝部である。そして、溝
部2dには、後述する流路に連通する吹出口2eが、複
数個、放射状に開口している。
【0014】21は、基板支持部2と下部電極10の間
に配置された導電性を有する中間プレートであり、吹出
口2eに連通する流路12を形成する溝や穴が加工され
ている。
【0015】4はその先端部上面が基板3の下面の外縁
部の下方にもぐり込み、ロッド4a(図2参照)が昇降
することにより、基板3を昇降させ得るように形成され
たリフタである。本形態では、リフタ4は、装置の中心
から放射状に3ヶ所設けてある。基板支持部2と内筒2
0の上面には、凹部22を構成する溝が形成されてい
る。この凹部22は、リフタ4が収容される大きさを有
しており、ロッド4aが下降してリフタ4がこの凹部内
に収まると、リフタ4の上面は上面2a及び基板載置面
2bよりも下方に位置する。従って、基板3を載せたリ
フタ4が下降すると基板3の下面の外縁部は基板載置面
2b上に着地し基板支持部上にセットされる(図6参
照)。図6において基板支持部2の上面には、空間Sと
凹部22を連通させる連通孔dが切込形成されている。
したがって、冷却ガスを流路12から導入すると、空間
S内に冷却ガスが充満し、その一部が矢印Nで示すよう
に連通溝dを通って排出される。
【0016】上面2aのうち、リフタ4から外れた位置
には、図4に示すように凹部5が形成され、この凹部5
内に、ばね材等の導電体から構成された導電部材6がビ
ス6aにより固定されている。そして、導電部材6の先
端部には、装置の中心側から一旦起立した後装置の外周
側へ折返された折曲片7が複数個形成されている。した
がって、この折曲片7は可撓性及び導電性を有するもの
であって、基板支持部2に電気的に接続されている。
【0017】図2は、基板3のセットを行う直前の状態
を示している。図3において、8は外筒1の上部を閉鎖
する天板であり、天板8の中央部には、電気的に接地さ
れる水平な上部電極9が装着されている。また本形態で
は、上部電極9を介して、フロンガスなどのプロセスガ
スを外筒1の内部へ導入できるようにしてある。
【0018】また内筒2には、高周波電源11に接続さ
れる下部電極10が装備されている。また下部電極10
には、ヘリウムガスなどの冷却ガスを導入する流路12
が設けられ、この流路12の先端部は、溝部2d内の吹
出口2eに継がっている。したがって、吹出口2eから
冷却ガスを供給できる。また下部電極10には冷却水が
流れる空間10aが形成されており、図外の冷却手段に
よって冷却水が流れることにより、下部電極10及びこ
れに密着する中間プレート21、基板支持部2を強制冷
却する。
【0019】天板8には、シリンダ13が下向きに固定
されている。このシリンダ13は、基板押え14を昇降
させるものであり、基板押え14は、装置の外周側に位
置し、絶縁体から構成される絶縁部14aと、絶縁部1
4aに連結され、基板3の下面の外縁部に接離する導電
部14bとからなっている。
【0020】次に、図2〜図6を参照しながら、本形態
のドライエッチング方法について説明する。
【0021】まず図2に示すように、基板3を外筒1内
に供給し、基板3の下面の外縁部をリフタ4上に載置す
る。このとき、リフタ4は上昇位置にある。
【0022】そして、外筒1内を図示しない排気手段に
よって減圧して、プロセスガスを供給する。
【0023】次に、図3に示すように、リフタ4を下降
させ、基板3の下面の外縁部を基板載置面2b上へ載置
し、シリンダ13を駆動して基板押え14を下降させ、
導電部14bにより基板3の上面の外縁部を上から下へ
押さえる。
【0024】そうすると、図4に拡大して示しているよ
うに、平坦面2c及び溝部2dの上部は、基板3の下面
によって覆われて、基板3の下方に空間S(厚さは例え
ば50μm程度)が形成される。即ち、基板3の下面の
大部分は、内筒2に接触しない状態となる。また、この
とき、導電部14bが下降して折曲片7を押下げる。し
たがって、導電部14bは基板支持部2、及び中間プレ
ート21を介して下部電極10と電気的に接続されるこ
とになる。さらに、絶縁部14aは内筒20の上面と接
触せず、両者の間にわずかなギャップtが形成されるよ
うになっている。
【0025】さて図3に示す状態において、高周波電源
11を動作させると、外筒1内に供給されたプロセスガ
スによって、上部電極9と基板3との間においてプロセ
スガスがプラズマ状態となりエッチングが進行する。
【0026】このとき、基板3の温度が上昇するが、流
路12から空間S内に冷却ガスを供給することにより、
基板3を均一に冷却することができる。
【0027】さて一般に、真空あるいは減圧雰囲気中で
は、熱の媒介となる気体がほとんど存在しないので、高
温の物体を冷却することが極めて困難である。しかしな
がら、本形態では、冷やすべき基板3に接する空間Sを
冷却ガスで充満された高圧力(10Torr程度)とす
ることで基板を冷却できるのである。しかも、空間Sの
外周側から冷却ガスを導入し、空間Sの厚さを例えば5
0μmというように、空間S内において冷却ガスが粘性
流となるようにして、空間S内の圧力分布が外周部でも
低下せず均一になるようにする。冷却ガス等の気体は圧
力が変化するとその熱伝達率も変化する。従って、空間
S内の圧力分布を均一にすることで、基板3の全体を均
一に冷却できるものである。その結果、基板3は均一に
エッチングされ、エッチングのムラを抑制できる。
【0028】次に、エッチングが完了したら、図2に示
した状態に戻して基板3を搬出する。そして、図7に示
すように、基板3が搬出された後、基板押え14を基板
支持部2に接触させ、基板押え14と、基板支持部2、
即ち下部電極10との温度差を低減させる。このように
することで、エッチング中に温度上昇する基板押え14
の温度を下げて、次回基板押え14が基板3に接触した
際、基板3の外縁部が異常に温度上昇しないようにする
ことができる。
【0029】本実施の形態では、電極10に、中間プレ
ート21、基板支持部2を別々に構成したが電極10と
同じ材料で一体構造にしてもよい。また基板3は必ずし
も両面加工されるものに限定されない。
【0030】
【発明の効果】本発明のドライエッチング方法は、減圧
雰囲気中にて、接地される上部電極と、高周波電源に接
続される下部電極との間に基板を位置させ、プラズマ状
態となったプロセスガスによって基板をエッチングする
ドライエッチング方法であって、基板を基板支持部上に
セットしてこの基板支持部の上方にこの基板の下面によ
って上部が覆われる空間を形成し、この空間の外縁部か
らこの空間内に冷却ガスを導入し、基板を均等に冷却し
ながらエッチングするので、空間内に充満する冷却ガス
で基板の温度ムラをなくしエッチングを均一に行うこと
ができる。しかも、両面加工を行なう基板については、
加工面に非接触で基板を基板支持部にセットできるの
で、加工済みとなっている面を損傷するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるドライエッチン
グ装置の平面図
【図2】図1ABC断面図
【図3】図1ABC断面図
【図4】本発明の一実施の形態におけるドライエッチン
グ装置の一部拡大図
【図5】本発明の一実施の形態におけるドライエッチン
グ装置の一部拡大図
【図6】本発明の一実施の形態におけるドライエッチン
グ装置の一部拡大図
【図7】図1ABC断面図
【符号の説明】
3 基板 9 上部電極 10 下部電極 11 高周波電源 S 空間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】減圧雰囲気中にて、接地される上部電極
    と、高周波電源に接続される下部電極との間に基板を位
    置させ、プラズマ状態となったプロセスガスによって基
    板をエッチングするドライエッチング方法であって、基
    板を基板支持部上にセットしてこの基板支持部の上方に
    この基板の下面によって上部が覆われる空間を形成し、
    この空間の外縁部からこの空間内に冷却ガスを導入し、
    基板を冷却しながらエッチングすることを特徴とするド
    ライエッチング方法。
  2. 【請求項2】前記空間中において、前記冷却ガスは粘性
    流となっていることを特徴とする請求項1記載のドライ
    エッチング方法。
  3. 【請求項3】外部から遮断された内部空間を形成する外
    筒と、前記外筒の上部に配置され電気的に接地される上
    部電極と、高周波電源に接続される下部電極を装着し前
    記外筒の下部に配置される内筒とを有し、上面に基板の
    下面の縁部を下受けする基板載置面が形成された基板支
    持部を前記上部電極と前記下部電極の間に備え、前記基
    板載置面の内側に基板が下受けされた際、基板の下面に
    よって上部が覆われる空間を形成すべく前記基板載置面
    よりも段下りした平坦面を形成し、前記平坦面の外縁部
    から前記空間内に冷却ガスを導入する吹出口を設けたこ
    とを特徴とするドライエッチング装置。
  4. 【請求項4】前記平坦面の外周部に、円環状の溝部が形
    成され、前記吹出口は前記溝部に開口するように形成さ
    れていることを特徴とする請求項3記載のドライエッチ
    ング装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002373887A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Ulvac Japan Ltd 高誘電体のエッチング装置
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