(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応空間を有するチャンバーと、
前記チャンバーに配設されたプラズマ生成部と、
前記反応空間に配設された遮蔽部と、
前記遮蔽部の下側に配設され、基板を昇降可能に支持する基板支持部と、
前記反応空間に工程ガスを供給するガス供給部と、
を備え、
前記上昇した基板支持部と前記遮蔽部とにより前記基板の中心領域が遮蔽されて前記基板のエッジ領域が露出するように構成されたプラズマエッチング装置であって、
前記チャンバーに前記チャンバーの内部を反応空間と分離空間に仕切るリング状のシールド部が設けられ、
前記ガス供給部は、前記遮蔽部の底面領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記遮蔽部の側面領域に工程ガスを供給する工程ガス供給部と、
を備え
前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスを前記遮蔽部の底面に均一に噴射するためのバッフルを備え、
前記基板は前記基板支持部により前記シールド部の内側領域に上昇され、前記シールド部の内側領域において前記プラズマ生成部によりプラズマを発生させて前記基板のエッジ領域をエッチングするように構成されたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
前記チャンバーは、互いに着脱自在に結合され、それぞれ加熱手段を有する上チャンバー部と下チャンバー部を備え、
前記シールド部は、前記下チャンバーの上壁から前記上チャンバーの上壁まで延在してリング状を有するように形成されている請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
前記プラズマ生成部は、
前記シールド部の外側の分離空間に配設されたアンテナ部と、
前記アンテナ部にプラズマ電源を供給するプラズマ電源供給部と、
を備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】
前記シールド部の外周縁に配設されたファラデーシールドを更に備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項５】
前記基板支持部は、約０．１〜５ｍｍの幅を有する基板エッジ領域を露出させ、
前記基板支持部は、前記基板支持部と前記遮蔽部との距離が約０．１〜１０ｍｍになるように前記遮蔽部に隣設され、
前記遮蔽部は、前記基板支持部又は前記基板に等しい直径に製作される請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
前記基板支持部は、
前記基板が載置される胴体部と、
前記胴体部の内側中心領域に設けられた第１電極と、
前記胴体部の内側エッジ領域に設けられた第２電極と、
前記第１電極に前記基板固定のための電源を供給する固定電源供給部と、
前記第２電極にバイアス電源を供給するバイアス電源供給部と、
を備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項７】
前記遮蔽部の周縁部に配設された上部電極と、
前記基板支持部の周縁部に配設された下部電極と、
前記下部電極と前記基板支持部との間に挟み込まれた絶縁層と、
を更に備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項８】
前記基板支持部内に配設されて前記基板支持部を加熱する基板加熱手段を更に備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項９】
前記不活性ガス供給部は、不活性ガス貯蔵槽と、前記不活性ガス貯蔵槽から前記遮蔽部の内側まで延在する延長流路と、を備え、
前記延長流路から分岐された複数の分岐流路と、
前記分岐流路から遮蔽部の底面まで延設された複数の噴射ノズル部と、
を備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１０】
前記各噴射ノズル部は、前記遮蔽部の底面に配設された噴射溝と、前記噴射溝と前記分岐流路との間に接続されたノズル流路と、を備え、
前記ノズル流路は、前記噴射溝に向かって縮径することを特徴とする請求項９記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１１】
前記工程ガス供給部は、
工程ガス貯蔵槽と、
前記遮蔽部を貫通して前記遮蔽部の側壁面領域に延在するガスパイプと、
前記遮蔽部の側壁面に沿って配設されて前記ガスパイプからの工程ガスを噴射するインジェクターと、を備える請求項１記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１２】
前記第１電極は円板状に形成され、前記第２電極は前記第１電極にリング状に周設された請求項６記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１３】
前記固定電源供給部は、前記第１電極に直流（ＤＣ）電源を印加し、
前記バイアス電源供給部は、前記第２電極に高周波電源を印加する請求項６記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１４】
前記胴体部の中心領域に高周波ライン用パイプ、直流電源ライン用パイプ、冷媒パイプ、リフトピン用パイプが位置する請求項６記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１５】
前記第１電極は円板状に形成され、前記第１及び第２電極は複数のブロックに分離された請求項６記載のプラズマエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマエッチング装置に係り、更に詳しくは、基板支持装置の中心領域に基板支持のための電極を配設し、かつ基板支持装置のエッジ領域に高周波（ＲＦ）電源受信のための電極を配設することにより、中心領域とエッジ領域に電源をそれぞれ別々に提供することができ、半導体基板のエッジ領域に堆積される薄膜又はパーティクルをプラズマを用いて除去することのできるプラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体基板のエッジ領域は、基板の移送のために別途の素子又は回路パターンを製作しない領域である。しかしながら、半導体基板の上に半導体素子と回路パターンを製作するための製造工程中に半導体基板のエッジ領域上に所望しない膜が蒸着されたりパーティクルが堆積されるような現象が発生していた。基板エッジ領域の膜とパーティクルを除去しない状態で半導体素子と回路パターンの製作のための工程を行い続ける場合、基板が反ったり、所望しない膜やパーティクルが後続する工程において欠陥として作用して収率が減少したり、基板の整列が困難になるなど多くの問題点が発生する。
【０００３】
これらの理由から、所定の後処理工程を通じて基板のエッジ領域に形成された膜及びパーティクルを除去する必要がある。このために、従来には、ケミカルを用いたウェットエッチングにより基板エッジ領域の膜又はパーティクルを除去していた。しかしながら、最近では、基板のエッジ領域にのみ局部的にプラズマを発生させてエッジ領域の膜又はパーティクルを除去している。
【０００４】
この種の従来のプラズマを用いた半導体基板のエッジ領域のエッチング装置が大韓民国特許公報第１０−０６３５３７７号（特許文献１）に開示されている。同文献による半導体基板のエッジ領域のエッチング装置は、基板の非エッチング領域、即ち、基板中心領域に対応する形状にその上部に配設された絶縁板の周りに反応ガスを供給し、チャンバーの外側上部に配設された電極部を用いて絶縁板の周りの反応ガスをプラズマ状態に変換して基板のエッジ領域の膜又はパーティクルを除去する。しかしながら、上述した従来の基板エッジエッチング装置は、プラズマ発生のための電極部が基板の外側上部に配設されているため、プラズマを基板エッジ領域に集中させることが困難になるという問題が発生する。
【０００５】
上述したように、従来の容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively coupled plasma）のみを使用するエッチング装置においては、基板のエッジ領域から基板の中心領域（非エッチング領域）に容量結合型プラズマが浸透し、半導体基板の中心領域において前記反応ガスが容量結合型プラズマに変換されたり、所望しないアーキングが発生するなどの問題があった。加えて、前記中心領域に浸透された反応ガスに起因して、前記半導体基板の中心領域（非エッチング領域）上に形成された所要の薄膜までエッチングされてしまうという問題があった。
【０００６】
更に、ＣＣＰの密度が低いため（即ち、従来のエッチング装置のエッチング率が低いため）、所望の膜やパーティクルを半導体基板のエッジ領域から除去するのに長時間かかる。また、従来のエッチング装置によっては、一部の膜が除去できなくなるという問題も発生していた。
【０００７】
加えて、低い工程温度により、従来のエッチング装置を用いて半導体基板のエッジ領域から金属層を除去することが困難である。特に、銅（Ｃｕ）などの一部の金属層は除去されないという問題がある。
【０００８】
半導体素子は、半導体基板上に所定の膜を蒸着したりエッチングする工程を通じて製作される。このような工程は、固有の作業環境を有する密閉型容器であるチャンバー内において行われる。通常、チャンバーには半導体基板を固定するための手段であるチャックが内設されていて、チャンバーの内部に搬入された基板を支持する。
【０００９】
このようなチャックは、基板を固定する方法によって、機械式チャック、真空チャック及び静電チャックなどに区別される。これらの中で、静電チャックは、基板とチャック内部の電極との電圧差（静電気）を用いて基板を固定支持する。このような静電チャックは、均一な把持力を維持することができるため、各種のチャンバーにおいて使用されている。
【００１０】
この種の静電チャックは、基板エッジ領域の膜又はパーティクルを除去するための基板エッジエッチング装置においても基板の固定のために使用されている。しかしながら、基板エッジエッチング装置は基板エッジ領域を露出させ、露出された領域内にプラズマを集中させなければならない。既存の静電チャックは、セラミック内に単一の電極を形成し、前記電極に直流（ＤＣ）電源又は高周波（ＲＦ）電源を供給していた。これにより、静電チャック胴体の上部のコーティング膜の寿命が短縮されるという問題が発生した。特に、このような静電チャックを基板エッジのエッチング装置に使用する場合、基板エッジ領域におけるプラズマ密度が低下して基板エッジ領域の円滑なエッチングが行われないという問題が発生し、非エッチング領域である基板中心領域がプラズマにより損傷を負うという問題が発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】大韓民国特許公報第１０−０６３５３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するために、高密度のプラズマを発生させ、基板のエッジ領域にプラズマを集中させる他、基板支持部を含むチャンバー内の温度を上昇させることにより、基板エッジ領域に蒸着された銅膜などの金属薄膜を容易に除去可能なプラズマエッチング装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、プラズマを基板エッジ領域に集中的に発生させることができ、基板中心領域へのプラズマ化エッチングガスの浸透を防止して基板中心領域の膜又はパターンを保護可能な基板のエッジ領域エッチング装置を提供することを目的とする。
【００１４】
更に、本発明は、静電チャック内に基板支持のための電極パターンと高周波印加のための電極パターンを別設し、これらのそれぞれに別途の基板支持のための電源と高周波電源を印加して基板エッジ領域のプラズマ密度を向上させることができ、基板中心領域がプラズマにより損傷されることを防止可能な基板支持装置及びこれを備えるプラズマエッチング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一実施形態によるプラズマエッチング装置は、反応空間を有するチャンバーと、前記チャンバーに配設されたプラズマ生成部と、前記反応空間に配設された遮蔽部と、前記遮蔽部の下側に配設され、基板を昇降可能に支持する基板支持部と、前記反応空間に工程ガスを供給するガス供給部と、を備える。
【００１６】
前記チャンバーは、互いに着脱自在に結合され、それぞれ加熱手段を有する上チャンバー部と下チャンバー部を備え、前記下チャンバー部の上壁には貫通孔が穿設され、前記上チャンバー部は前記貫通孔に対応する凹部を有していてもよい。
【００１７】
前記加熱手段は、前記上チャンバー部及び下チャンバー部の壁面内部又は側面に敷設された熱線と、前記熱線に電源を印加する電源供給部と、を備えていてもよい。前記加熱手段は、前記上チャンバーの上壁内部又は側面と、前記下チャンバーの側壁内部又は側壁に配設されていてもよい。
【００１８】
前記プラズマエッチング装置は、前記チャンバーに分離空間を形成するシールド部を更に備える。
【００１９】
前記シールド部は、前記チャンバーの上壁から側壁まで延在するリング状を有するように形成されていてもよい。
【００２０】
前記チャンバーは、互いに着脱自在に結合され、加熱手段を有する上チャンバー部と下チャンバー部を備え、前記シールド部は、前記下チャンバーの上壁から前記上チャンバーの上壁まで延在してリング状を有するように形成されている。
【００２１】
前記プラズマ生成部は、前記シールド部の外側の分離空間に配設されたアンテナ部と、前記アンテナ部にプラズマ電源を供給するプラズマ電源供給部と、を備えていてもよい。
【００２２】
前記プラズマエッチング装置は、前記シールド部の外周縁に配設されたファラデーシールドを更に備えていてもよい。
【００２３】
前記基板支持部は、約０．１〜５ｍｍの幅を有する基板エッジ領域を露出させ、前記基板支持部は、前記基板支持部と前記遮蔽部との距離が約０．１〜１０ｍｍになるように前記遮蔽部に隣設され、前記遮蔽部は、前記基板支持部又は前記基板に等しい直径に製作されていてもよい。
【００２４】
前記プラズマエッチング装置は、前記遮蔽部の周縁部に配設された上部電極を更に備えていてもよい。
【００２５】
前記プラズマエッチング装置は、前記基板支持部の周縁部に配設された下部電極と、前記下部電極と前記基板支持部との間に配設された絶縁層と、を更に備えていてもよい。
【００２６】
前記プラズマエッチング装置は、前記基板支持部内に配設されて前記基板支持部を加熱する基板加熱手段を更に備えていてもよい。
【００２７】
また、本発明の他の実施形態によるプラズマエッチング装置は、基板の中心領域を支持する基板支持部と、前記基板支持部上部に位置して前記基板の中心領域を遮蔽する遮蔽部と、前記基板支持部と前記遮蔽部を収納し、その壁面に加熱手段が設けられたチャンバーと、前記基板支持部及び前記遮蔽部と前記チャンバーの側壁面との間の空間にプラズマを発生させるプラズマ生成部及び前記チャンバー内側に工程ガスを供給するガス供給部を備えていてもよい。
【００２８】
前記プラズマ生成部は、チャンバー内側の遮蔽部の周縁部に設けられたアンテナ部と、前記アンテナ部にプラズマ電源を供給するプラズマ電源供給部と、を備えていてもよい。前記プラズマエッチング装置は、前記アンテナ部と前記遮蔽部との間の領域に設けられて前記アンテナ部を前記チャンバー内側領域から孤立させるシールド部を更に備えていてもよい。
【００２９】
前記プラズマエッチング装置は、前記シールド部と前記アンテナ部との間の領域に設けられたファラデーシールドを更に備えていてもよい。
【００３０】
前記加熱手段は、前記チャンバーの壁面に設けられた熱線と、前記熱線に電源を印加する電源印加部と、を備えていてもよい。
【００３１】
本発明の実施形態による基板のエッジ領域エッチング装置は、反応空間を有するチャンバーと、前記反応空間に設けられた遮蔽部と、前記遮蔽部の下側に設けられた基板支持部と、前記遮蔽部の底面領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部及び前記遮蔽部側面領域に工程ガスを供給する工程ガス供給部を備えていてもよい。
【００３２】
前記不活性ガス供給部は、不活性ガス貯留部と、前記不活性ガス貯留部から前記遮蔽部内側に延在された延長流路と、を備えていてもよい。前記不活性ガス供給部は、前記延長流路から分岐された複数の分岐流路と、前記分岐流路から延在して遮蔽部の底面に設けられた複数の噴射ノズル部と、を備えていてもよい。前記複数の分岐流路は放射状に分岐され、最外側に設けられた前記噴射ノズル部の先端を連結した線が円形状を有していてもよい。前記各噴射ノズル部は、前記遮蔽部の底面に設けられた噴射溝と、前記噴射溝と前記分岐流路との間に接続されたノズル流路と、を備え、前記ノズル流路は、前記噴射溝に向かって縮径していてもよい。
【００３３】
前記装置は、上記の不活性ガス供給部からの不活性ガスを前記遮蔽部の底面に均一に噴射するためのバッフルを更に備えていてもよい。前記遮蔽部の底面には前記不活性ガス供給部と連通された凹溝が設けられ、凹溝の開口領域にバッフルが設けられていてもよい。前記バッフルは円形板状に製作され、前記不活性ガス供給部は、前記バッフルと対向する前記凹溝領域と連通された延長流路を備えていてもよい。
【００３４】
前記遮蔽部の底面中心領域に前記バッフルが設けられ、前記バッフルと前記基板との距離が前記遮蔽部と前記基板との距離に等しいか短い。
【００３５】
前記工程ガス供給部は、工程ガス貯留部と、前記遮蔽部を貫通して前記遮蔽部の側壁面領域に延在するガスパイプと、前記遮蔽部の側壁面の周縁に沿って設けられて前記ガスパイプの工程ガスを噴射する噴射ノズル部と、を備えていてもよい。
【００３６】
前記装置は、前記遮蔽部の側壁面領域に設けられた電極部を更に備えていてもよい。前記工程ガス供給部は、前記電極部の側壁面及び底面のうち少なくとも一方に設けられた噴射ノズル部と、前記遮蔽部と前記電極部を貫通して前記噴射ノズル部に工程ガスを供給するガスパイプと、を備えていてもよい。代案的に、前記工程ガス供給部は、前記電極部の側壁面及び底面のうち少なくとも一方に設けられた噴射ノズル部と、前記電極部を貫通して前記噴射ノズル部に工程ガスを供給するガスパイプと、を備えていてもよい。
【００３７】
前記工程ガス供給部は、前記チャンバーと前記遮蔽部との間の領域に設けられて工程ガスを移送するガス流路を備えていてもよい。この場合、前記装置は、前記遮蔽部の側壁面領域に設けられた電極部を更に備え、前記ガス流路に沿って移送された前記工程ガスが前記遮蔽部と電極部との間の領域を介して噴射されてもよい。
【００３８】
前記装置は、前記遮蔽部と前記基板支持部の側面領域にプラズマを生成するプラズマ生成部を更に備えていてもよい。
【００３９】
前記チャンバーは、互いに着脱自在に結合され、加熱手段を有する上チャンバー部と下チャンバー部を備え、前記下チャンバー部の上壁には貫通孔が穿設され、前記上チャンバー部は前記貫通孔に対応する凹部を有していてもよい。
【００４０】
前記装置は、前記チャンバーに分離空間を形成するシールド部を更に備えていてもよい。
【００４１】
前記装置は、前記シールド部の外周に設けられたファラデーシールドを更に備えていてもよい。
【００４２】
前記装置は、前記基板支持部の周縁部に設けられた下部電極と、前記下部電極と前記基板支持部との間に設けられた絶縁層と、を更に備えていてもよい。
【００４３】
本発明の実施形態による基板支持装置は、反応空間を有するチャンバーと、前記チャンバーに配設されたプラズマ生成部と、前記反応空間に工程ガスを供給するガス供給部と、を備えるプラズマエッチング装置の前記チャンバー内に設けられる基板支持装置であって、基板が載置される胴体部と、前記胴体部内側中心領域に設けられた第１電極と、前記胴体部内側のエッジ領域に設けられた第２電極と、前記第１電極に前記基板固定のための電源を供給する固定電源供給部及び前記第２電極にバイアス電源を供給するバイアス電源供給部を備える。
【００４４】
前記胴体部は前記基板の中心領域を支持し、前記基板のエッジ領域を露出してもよい。
【００４５】
前記第１電極は円板状に形成され、前記第２電極は前記第１電極にリング状に周設されていてもよい。
【００４６】
前記第１及び第２電極は複数のブロックに分離されていてもよい。
【００４７】
前記固定電源供給部は前記第１電極に直流電源（ＤＣ）を印加し、前記バイアス電源供給部は前記第２電極に高周波電源を印加してもよい。
【００４８】
前記バイアス電源供給部は前記胴体部に高周波電源を印加してもよい。
【００４９】
前期基板支持装置は、前記胴体部を昇降させる昇降部と、前記昇降部に駆動力を印加するステージ部と、を更に備えていてもよい。
【００５０】
前記胴体部の中心領域に高周波ライン用パイプ、直流電源ライン用パイプ、冷媒パイプ、リフトピン用パイプが位置していてもよい。
【００５１】
更に、本発明の他の実施形態による基板エッジエッチング装置は、反応空間を有するチャンバーと、前記反応空間に設けられた遮蔽部と、基板を把持するための第１電極と、プラズマ誘導のための第２電極と、前記遮蔽部の下側に設けられた基板支持部と、を備える。
【００５２】
前記基板支持部は、前記基板が載置される胴体部と、前記胴体部内側中心領域に設けられた前記第１電極と、前記胴体部内側エッジ領域に設けられた前記第２電極と、前記第１電極に前記基板固定のための電源を供給する固定電源供給部と、前記第２電極にバイアス電源を供給するバイアス電源供給部と、を備えていてもよい。
【００５３】
前記第１電極は円形板状に形成され、前記第２電極は前記第１電極にリング状に周設されていてもよい。
【００５４】
前記第１及び第２電極は複数のブロックに分離されていてもよい。
【００５５】
前記固定電源供給部は前記第１電極に直流電源を印加し、前記バイアス電源供給部は前記第２電極に高周波電源を印加してもよい。
【００５６】
前記バイアス電源供給部は前記胴体部に高周波電源を印加してもよい。
【００５７】
前記胴体部の中心領域に高周波ライン用パイプ、直流電源ライン用パイプ、冷媒パイプ、リフトピン用パイプが位置していてもよい。
【００５８】
前記基板支持部は前記基板背面の中心領域を把持し、前記基板のエッジ領域を露出し、前記遮蔽部は前記基板の前面の前記中心領域を遮蔽してもよい。
【００５９】
前記チャンバーは、互いに着脱自在に結合された上チャンバー部と下チャンバー部を備え、前記下チャンバー部の上壁には貫通孔が形成され、前記上チャンバー部は前記貫通孔に対応する凹溝を備えていてもよい。
【００６０】
前記基板エッジエッチング装置は、前記基板支持部を昇降させる昇降部と、前記昇降部に駆動力を印加するステージ部と、を更に備えていてもよい。
【発明の効果】
【００６１】
上述したように、本発明は、チャンバー壁及び基板支持部内に加熱手段を配設して、チャンバー内部に搬入された基板を加熱することにより、基板エッジを更に効率よくエッチングすることができる。
【００６２】
また、本発明は、基板エッジ領域にシールド部を周設し、シールド部の外側にプラズマ発生用アンテナを配置させて、基板エッジ領域の側面にアンテナを周設することにより、チャンバー内側に高密度のプラズマを発生させることができ、シールド部とアンテナとの間にファラデーシールドを配設して均一な高密度プラズマを基板のエッジ領域に集中させることができる。
【００６３】
更に、本発明は、基板の非エッチング領域を遮蔽する遮蔽部を貫通して不活性ガスを基板の非エッチング領域の上側に噴射することにより基板の非エッチング領域に工程ガスが浸透する現象を防止して、非エッチング領域のパターンを保護することができる。
【００６４】
更に、本発明は、基板支持部の胴体の中心に基板支持のための電極を設け、胴体の周縁に高周波印加のための電極を設けて、基板支持部の基板把持力を維持しながら、基板エッジ領域におけるプラズマを用いたエッチング能を向上させることができ、基板中心領域のプラズマ損傷を防止することができる。
【００６５】
更に、本発明は、高周波、直流電源はもとより、冷媒と加熱部材を基板支持部胴体の中心領域に提供して胴体エッジ領域の工程条件の変化を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】は、本発明の一実施形態によるプラズマエッチング装置の概念図である。
【図２】は、本発明の一実施形態による下チャンバー部を示す斜視図である。
【図３】は、本発明の一実施形態による上チャンバー部を示す斜視図である。
【図４】は、本発明の一実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念図である。
【図５】は、本発明の一実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念図である。
【図６】は、本発明の第２実施形態によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。
【図７】は、本発明の第２実施形態による上チャンバー部を示す斜視図である。
【図８】は、図６のＫ領域の拡大図である。
【図９】は、本発明の第２実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。
【図１０】は、本発明の第２実施形態の変形例による遮蔽部の底面図である。
【図１１】は、図９のＬ領域の拡大図である。
【図１２】は、本発明の第２実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。
【図１３】は、本発明の第２実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。
【図１４】は、図１２のＭ領域を説明するための断面図である。
【図１５】は、図１２のＭ領域を説明するための断面図である。
【図１６】は、図１２のＭ領域を説明するための断面図である。
【図１７】は、図１３のＮ領域を説明するための断面図である。
【図１８】は、図１３のＮ領域を説明するための断面図である。
【図１９】は、本発明の第３実施形態によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。
【図２０】は、本発明の第３実施形態による電極パターンを説明するための基板支持部の平面図である。
【図２１】は、本発明の第３実施形態の変形例による基板支持部の平面図である。
【図２２】は、本発明の第３実施形態の変形例による基板支持部の電圧印加方法を説明するための概念図である。
【図２３】は、本発明の第３実施形態の変形例による基板支持部の電圧印加方法を説明するための概念図である。
【図２４】は、本発明の第３実施形態の変形例による基板支持部の電圧印加方法を説明するための概念図である。
【図２５】は、本発明の第３実施形態による昇降部を説明するための基板支持部の概念断面図である。
【図２６】は、本発明の第３実施形態による昇降部の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
本発明の好適な実施形態は、添付図面と結び付けて後述する下記の詳細な説明から一層明らかになる。
【００６８】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は後述する実施形態に限定されるものではなく、相異なる種々の形態で実現可能であり、これらの実施形態は単に本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。図中の同一符号は同一要素を示す。
【００６９】
図１は、本発明の一実施形態によるプラズマエッチング装置の概念図であり、図２は、本発明の一実施形態による下チャンバー部を示す斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態による上チャンバー部を示す斜視図であり、図４及び図５は、本発明の一実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念図である。
【００７０】
図１から図５を参照すれば、この実施形態によるプラズマエッチング装置は、チャンバー１００と、チャンバー１００の内部を反応空間Ａと分離空間Ｄに仕切るシールド部２００と、前記シールド部２００の内側の前記反応空間Ａに設けられた遮蔽部３００と、前記シールド部２００の外側の前記分離空間Ｄに設けられたプラズマ生成部４００と、前記遮蔽部３００の下側に設けられた基板支持部５００と、を備える。また、この実施形態によるプラズマエッチング装置は、遮蔽部３００とプラズマ生成部４００との間に設けられたファラデーシールド６００を更に備える。前記遮蔽部３００と基板支持部５００により基板１０の中心領域は遮蔽され、エッジ領域は露出される。
【００７１】
上述したチャンバー１００は、下加熱手段１１２を有する下チャンバー部１１０と、上加熱手段１２２を有する上チャンバー部１２０と、を備える。
【００７２】
先ず、下チャンバー部１１０は、略六面体状の中空の下胴体１１１と、少なくとも下胴体１１１の側壁に設けられた下加熱手段１１２と、下胴体１１１の上壁に設けられた円形状の貫通孔１１３と、を備える。即ち、下胴体１１１は、四角形状の上面、底面及び４個の側壁を有する四角柱状に製作される。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、下胴体１１１は円筒状及び多面体状を呈することができ、各面の形状も多角形に製作可能である。下胴体１１１の内部の空き空間を通じて基板１０を支持する基板支持部５００が昇降する。下胴体１１１の一方の側には基板１０の搬入及び搬出のためのゲート弁１３０と、チャンバー１００の内部の不純物を排気するための排気部１４０と、が設けられる。ゲート弁１３０は、図１に示すように、下胴体１１１の側壁に位置する。そして、ゲート弁１３０を介して下チャンバー部１１０が他の工程を行うチャンバー（図示せず）に接続されることもできる。
【００７３】
下胴体１１１の少なくとも側壁の一部の領域にはチャンバー１００を加熱するための下加熱手段１１２が設けられる。下加熱手段１１２は、図１に示すように、側壁内に位置する。これにより、下胴体１１１を加熱し、温度を制御して外部影響により下胴体１１１の内側の温度が急激に変化することを防止することができる。下加熱手段１１２として電気ヒータを使用することが好ましい。電気ヒータは、下胴体１１１の内部又は側部に設けられた複数の熱線１１２ａと、前記熱線１１２ａに電源を供給して発熱させる電源供給部１１２ｂと、を備える。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、下加熱手段１１２としてランプヒータを使用することもできる。このように、下胴体１１１の内部、即ち、胴体の側壁内部又は側部に加熱手段１１２を位置させて基板１０の搬入段階から基板１０のエッジ領域を集中的に加熱することができる。これにより、基板エッジ領域のエッチング時における反応性を向上させることができる。更に、基板１０のエッジ領域に金属膜が形成された場合、基板エッジ領域の加熱を通じて金属膜と反応ガスとの間のエッチング反応を向上させ、エッチング反応により発生するエッチング反応部産物が再び堆積されることなく容易にポンピング排出できてプラズマ工程により金属膜を容易に除去することが可能になる。下加熱手段１１２は、下胴体１１１の上壁及び／又は下壁にも設けられる。
【００７４】
下胴体１１１の上壁に設けられた貫通孔１１３の直径は基板１０の直径よりも大きなことが好ましい。これにより、基板支持部５００が貫通孔１３０を介して下胴体１１１の外側に昇降することができる。
【００７５】
次いで、上チャンバー部１２０は、略六面体状の上胴体１２１と、上胴体１２１に設けられた上加熱手段１２２と、上胴体１２１に設けられた凹部１２３と、を備える。
【００７６】
上胴体１２１の形状はこれに限定されるものではなく、下チャンバー部１１０の下胴体１１１と類似する形状に製作される。好ましくは、上胴体１２１は、下胴体１１１の貫通孔領域を覆う形状に製作される。即ち、上胴体１２１の底面が下胴体１１１の上面に密着される。
【００７７】
前記上胴体１２１に設けられた凹部１２３は、下胴体１１１の貫通孔１１３と連通する。このために、凹部１２３は、図１及び図３に示すように、上胴体１２１の下壁に開口が設けられ、上壁に向かって凹んだ形状に製作される。このとき、凹部１２３の直径が前記貫通孔１１３の直径よりも大きなことが好ましい。この実施形態においては、基板支持部５００の昇降を通じて基板１０が上チャンバー部１２０の凹部１２３の内側に位置することになる。このとき、凹部１２３の内側領域においてプラズマを集中的に発生させて基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去することが可能になる。
【００７８】
上胴体１２１の凹部１２３の周縁の一部に上加熱手段１２２が設けられる。上加熱手段１２２は、上胴体１２１の上壁領域の一部に位置することが好ましい。上加熱手段１２２は、下胴体１１１に設けられた下加熱手段１１２と同様に、基板１０を加熱して基板エッジ領域におけるプラズマ反応を向上させる。下加熱手段１１２及び上加熱手段１２２の加熱は略８０℃付近において行われることが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、５０〜１５０℃の温度範囲内において加熱が行われることが効果的である。もちろん、図面には、上胴体１２１の上壁に上加熱手段１２２として使用される熱線が均一に配置されていることが示してある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基板エッジ領域と対応する領域に集中的に熱線が配置されてもよい。そして、上加熱手段１２２は下加熱手段１１２とは別途の電源供給部（図示せず）を介して電源を供給されることができる。これにより、チャンバー１００内の下部領域と上部領域との温度バラツキを低減することができる。本発明はこれに限定されるものではなく、上加熱手段１２２と下加熱手段１１２が単一の電源供給部を介して電源を供給されることもできる。
【００７９】
上述したチャンバー１００は、図示はしないが、上チャンバー部１２０の上胴体１２１と下チャンバー部１１０の下胴体１１１との間において開閉を行うための開閉手段（図示せず）を更に備える。このようにチャンバー１００を上部領域と下部領域に仕切り、これらを結合してチャンバー１００を製作することにより、チャンバー１００のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００８０】
本発明はこれに限定されるものではなく、図４の変形例のように、チャンバー１００を単一胴体に製作することもできる。即ち、チャンバー１００として、中空状の多面体又は円筒状に製作することができる。
【００８１】
上述したシールド部２００は、下チャンバー部１１０の上壁から上チャンバー部１２０の凹部１２３の内側を経て上チャンバー部１２０の上壁まで延在するリング状に製作される。シールド部２００は、下チャンバー部１１０の貫通孔１１３の周縁に配置されて上チャンバー部１２０と下チャンバー部１１０を有するチャンバー１００を分離空間Ｄと反応空間Ａに仕切る。前記反応空間Ａは、基板１０が位置し、空間内にプラズマが発生されて基板エッジ領域をエッチングする工程が行われる空間であり、分離空間Ｄは、プラズマ発生のためのプラズマ生成部４００の一部が位置する空間である。前記分離空間Ｄと反応空間Ａはシールド部２００により互いに孤立されることが好ましい。例えば、分離空間Ｄは大気圧状態を維持し、反応空間Ａは真空を維持することができる。
【００８２】
前記反応空間Ａは、上チャンバー部１２０の上壁とシールド部２００により取り囲まれたシールド部２００の内側領域と、下チャンバー部１１０の内部空間と、を備える。分離空間Ｄは、上チャンバー部１２０の上壁及び側壁、下チャンバー部１１０の上壁、及びシールド部２００により取り囲まれたシールド部２００の外側領域を備える。シールド部２００は、高周波エネルギーを透過させてその内側にプラズマを発生可能な物質から製作することが好ましい。例えば、絶縁体、即ち、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）から製造することができる。
【００８３】
この実施形態においては、前記基板１０が基板支持部５００によりシールド部２００の内側領域に上昇され、シールド部２００の内側領域、即ち、シールド部２００と基板支持部５００との間の空間においてプラズマを発生させて基板１０のエッジ領域をエッチングすることができる。
【００８４】
シールド部２００は、中空のリング状のリング胴体部２１０と、前記リング胴体部２１０の上下側にそれぞれ別々に設けられた上延在部２２０及び下延在部２３０を備える。このとき、前記上延在部２２０は上チャンバー部１２０の上壁と結合し、前記下延在部２３０は下チャンバー部１１０の上壁と結合する。リング胴体部を、基板１０の形状と類似する形状を有するリング状に製作する。これにより、シールド部２００と基板１０との距離を一定に維持することができる。このため、基板エッジ領域にプラズマを均一に分布させることができる。ここで、前記リング胴体部２１０は円形リング状に製作することが好ましい。
【００８５】
前記下延在部２３０は、リング胴体部２１０の下側領域に設けられてリング胴体部２１０の外側領域に延在され、上延在部２２０は、リング胴体部２１０の上側領域に設けられてリング胴体部２１０の内側領域に延在することが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、前記下延在部２３０はリング胴体部２１０の内側領域に延在されてもよく、上延在部２２０はリング胴体部２１０の外側領域に延在されてもよい。このようにリング胴体部２１０の上下側領域から延在された下延在部２３０及び上延在部２２０が上チャンバー部１１０及び下チャンバー部１２０に密着されて反応空間と分離空間との間に気圧差が存在するように維持することができる。即ち、下延在部２３０と上延在部２２０は反応空間を封止する封止部材の役割を果たす。
【００８６】
そして、シールド部２００は、下延在部２３０又は上延在部２２０を介して下チャンバー部１１０又は上チャンバー部１２０に固定されることもできる。図示はしないが、シールド部２００と接する上チャンバー部１１０及び下チャンバー部１２０には反応空間の封止のためのＯリングなどの封止部材が更に設けられていてもよい。図１には、シールド部２００が上チャンバー部１１０及び下チャンバー部１２０の表面に位置していることが示してある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、前記シールド部２００と接する上チャンバー部１１０及び下チャンバー部１２０の表面領域に所定の凹溝が形成されてもよい。シールド部２００が前記凹溝内に嵌め込まれて反応空間の封止能を更に向上させることができる。また、以上においては、前記シールド部２００が上チャンバー部１１０及び下チャンバー部１２０とは別設されることを説明した。しかしながら、シールド部２００は上チャンバー部１１０又は下チャンバー部１２０と一体に製作されることも可能である。
【００８７】
そして、図４の変形例のように、チャンバー１００を単一胴体に製作する場合、シールド部２００はチャンバー１００の上壁から延在された延長板部と、延長板部からチャンバーの側壁に突出された突出板部と、を備える。即ち、シールド部２００は、その断面が、図４に示すように、「Ｌ」字状を有する。これにより、前記シールド部２００と上壁及び側壁の一部により分離空間が形成される。そして、前記シールド部２００の延長板部の内側領域に基板１０が上昇し、延長板部の外側面にプラズマ発生のためのアンテナが配置されて、シールド部２００の内側領域にプラズマを発生させてシールド部２００と隣り合う基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去することができる。
【００８８】
上述した遮蔽部３００は、基板支持部５００上に位置する基板１０の非エッチング領域、即ち、基板１０の中心領域におけるプラズマ発生を遮蔽して非エッチング領域における基板１０のエッチングを防止する。遮蔽部３００は、基板１０のエッジ領域を除く領域を遮蔽する。これにより、遮蔽部３００は、基板１０の形状と類似する形状に製作される。この実施形態においては、前記遮蔽部３００は円板状に製作される。遮蔽部３００は、基板１０のサイズよりも小さなサイズを有することが好ましい。これにより、遮蔽部３００により基板１０のエッジ領域を選択的に露出させることができる。遮蔽部３００により露出される基板エッジ領域は、基板１０の先端を基準として０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
【００８９】
これにより、膜又は半導体パターンが形成されていない基板のエッジ領域を露出させることができる。即ち、前記範囲よりも小さな場合には基板エッジ領域の露出される面積が減少され、前記範囲よりも大きな場合には基板中心領域（即ち、非エッチング領域）の膜又はパターンが露出される問題が発生する可能性がある。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽部３００のサイズが基板１０のサイズに等しくてもよく、基板１０のサイズよりも更に大きくてもよい。そして、遮蔽部３００の内部領域から不活性ガスが噴射されてプラズマ化されたエッチングガスが遮蔽部３００内の基板中心領域に浸透することを防止することもできる。
【００９０】
遮蔽部３００は、シールド部２００の内側の反応空間に位置する。遮蔽部３００は、図示の如く、上チャンバー部１２０の凹部１２３の底面（即ち、上チャンバー部１２０の上壁の下面）に設けられる。遮蔽部３００は、別途の部材から製作された後、結合部材を介して凹部１２３の底面に取り付けられることが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽部３００は上チャンバー部１２０と一体に製作されてもよい。
【００９１】
遮蔽部３００の端部には、図示の如く、上電極部３１０が設けられていてもよい。このとき、上電極部３１０には接地電源が印加される。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽部３００の内側に上電極部が設けられてもよい。そして、遮蔽部３００を上部電極として使用することもできる。このとき、遮蔽部３００の一方の側には絶縁層が設けられる。このような上電極部３１０は基板支持部５００に印加されるバイアス電源のカップリングを誘導してプラズマ密度を増加させ、これにより、基板エッジ領域のエッチング率を向上させる。
【００９２】
上述したプラズマ生成部４００は、アンテナ部４１０及び電源供給部４２０を備える。前記アンテナ部４１０は、シールド部２００と、上チャンバー部１２０及び下チャンバー部１１０により取り囲まれた分離空間Ｄ内に設けられる。アンテナ部４１０は少なくとも一つのコイルを備え、コイルがシールド部２００をＮ回取り囲むような形状に設けられる。図中には、コイルがシールド部２００を２回取り囲むような形状に示してある。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、これより多数回シールド部２００を取り囲んでもよい。そして、コイルは、垂直及び／又は水平方向に互いに折畳、積層又は交差されることもできる。更に、基板１０と基板に最も近いアンテナとの距離は、２〜１０ｃｍであるときに、基板の周縁部に効果的にプラズマを発生させることができる。しかしながら、基板１０と基板に最も近いアンテナとの距離が２ｃｍ未満である場合、プラズマがウェーハ中心部まで生成されて不要なエッチングが行われるおそれがあり、基板１０と基板に最も近いアンテナとの距離が１０ｃｍを超える場合には基板エッジの近くに密度あるプラズマを形成することが困難になる。
【００９３】
電源供給部４２０はＲＦ電源を供給する手段であり、アンテナ部４１０に高周波を供給する。このとき、電源供給部４２０は、チャンバー１００の外側領域に位置することが好ましい。プラズマ生成部４００のうちアンテナ部４１０のみが前記チャンバー１００内側の分離空間に位置し、残りの構成要素はチャンバー１００外側に配置されることが好ましい。このように、この実施形態においては、アンテナ部４１０をチャンバー１００内側、即ち、反応空間Ａと隣り合う分離空間Ｄに位置させて高密度のプラズマをアンテナ部４１０に隣り合う反応空間に集中的に発生させることができる。円形リング状のシールド部２００内側の反応空間に円形リング状にプラズマを発生することができる。また、アンテナ部４１０をチャンバー１００と一体に形成して装備を単純化及び小型化させることができる。電源供給部４２０を介して１００Ｗ〜３．０ＫＷの電力を供給することが好ましい。そして、前記電源の周波数は２〜１３．５６ＭＨｚであることが好ましい。
【００９４】
アンテナ部４１０に前記プラズマ用電源（高周波電源）が印加されれば、シールド部２００内側の反応空間においてプラズマが発生することになる。このようなアンテナ部４１０によりシールド部２００の内側領域に高密度のプラズマが発生することになる。シールド部２００の内側領域には遮蔽部３００が設けられているため、遮蔽部３００とシールド部２００との間の領域、シールド部２００と上昇した基板支持部５００との間の領域にプラズマが集中的に発生することになる。
【００９５】
このように、この実施形態においては、基板支持部５００により上昇された基板１０の側面領域にアンテナ部４１０を位置させ、その上下部に接地電極を設けて基板エッジ領域に高密度のプラズマを均一に分布させることができ、基板エッジ領域にプラズマを集中的に発生させることができて基板エッジ領域のエッチング能を向上させることができる。
【００９６】
プラズマ生成部４００は、これに限定されるものではなく、容量性結合によるプラズマ発生装置（ＣＣＰ；Capacitively coupled plasma）、ハイブリッドタイプのプラズマ発生装置、ＥＣＲ（Electron cyclotorn resonance）プラズマ発生装置、ＳＷＰ（Surface wave plasma）発生装置などを使用することができる。
【００９７】
上チャンバー部１２０には電源供給部４２０とアンテナ部４１０を接続するための所定の連結孔（図示せず）が設けられる。前記連結孔を介して電源供給部４２０が延在されて上チャンバー部１２０の内側の反応空間内のアンテナ部４１０に接続されることができる。もちろん、これと反対の場合も可能である。そして、前記電源供給部４２０とアンテナ部４１０との間にインピーダンス整合のための整合手段（図示せず）を更に備えることもできる。更に、この実施形態のチャンバー１００は、その内側又は側面に加熱手段１１２、１２２が設けられている。このため、これらの加熱手段１１２、１２２によるアンテナ部４１０の損傷を防ぐための所定の冷却部材が前記アンテナ部４１０の一方の領域に設けられることもできる。
【００９８】
上述したファラデーシールド６００は、シールド部２００の外側面に位置してシールド部２００内側に形成されるプラズマを基板エッジ領域に集中させる。この実施形態においては、シールド部２００とアンテナ部４１０との間の空間にファラデーシールド６００が設けられることが好ましい。このとき、ファラデーシールド６００は、ファラデー効果を用いてアンテナ部に位置するコイル位置にプラズマの形成が集中することを防止してチャンバー内部にプラズマが均一に形成されるようにする役割を果たし、シールド部２００の内側壁面におけるコイルが位置する個所にのみエッチング副産物とポリマーが堆積できないようにスパッタリングされる現象を防止して工程チャンバーの内側全面に万遍なく最少量のエッチング副産物とポリマーが堆積されるように作用して、装備の使用時間を増大させ、工程進行中にチャンバー内側に堆積された不純物が不規則的に落ち出されてパーティクルを生成する問題が発生することを防ぐことができる。
【００９９】
ファラデーシールド６００は、図示はしないが、リング状の胴体と、前記胴体内に設けられた複数のスリットと、を備える。スリットは、チャンバー１００の上壁を基準として縦方向に設けられる。このとき、前記スリットの幅、及びスリット同士の間隔を調節してプラズマの均一度を調節することができる。ファラデーシールド６００は、プラズマ発生時にアンテナコイル部とプラズマとの間に発生する所望しない電圧を極力抑え、シールド部２００の全面に万遍なく分布させる役割を果たすために装備の接地部に接地させる。
【０１００】
図示はしないが、ファラデーシールド６００とアンテナ部４１０との間には絶縁のための絶縁部材が設けられていてもよい。前記ファラデーシールド６００は、シールド部６００の外側面に接触されて、プラズマ形成のためのアンテナコイルと所定の間隔を維持することが好ましい。
【０１０１】
上述した基板支持部５００は、チャンバー１００の反応空間内に位置して基板１０を支持し、下チャンバー部１１０を介して搬入された基板１０を遮蔽部３００とシールド部２００が位置する上チャンバー部１２０の凹部１２３領域まで上昇させたり、凹部１２３まで上昇した基板１０を下チャンバー部１１０領域に下降させる。
【０１０２】
基板支持部５００は、基板１０を支持する基板支持チャック５２０と、基板支持チャック５２０を昇降させる駆動部５４０及び基板支持チャック５２０にバイアス電源を供給するバイアス電源供給部５５０を備える。そして、基板支持部５００は、図示はしないが、リフトピンを更に備え、前記基板支持チャック５２０にはリフトピンが昇降する所定の貫通孔が穿設される。
【０１０３】
基板支持チャック５２０は、基板１０と類似する形状を有し、基板１０のサイズよりも小さなサイズを有する板形状に製作される。これにより、基板支持チャック５２０上に位置する基板１０はその下側エッジ領域がプラズマ生成空間に露出可能である。基板支持チャック５２０内には基板支持チャック５２０を加熱するための基板加熱手段５３０が設けられる。基板加熱手段５３０は、基板支持チャック５２０内に設けられた熱線５３１と、前記熱線５３１に電源を供給する熱線電源供給装置５３２と、を備える。そして、基板加熱手段５３０の熱線が基板支持チャック５２０のエッジ領域に集中的に配置されることが好ましい。基板支持チャック５２０上に位置する基板エッジ領域を加熱して基板エッジ領域の反応性を向上させることができる。前記基板加熱手段５３０の加熱温度は１５０〜５５０℃であることが好ましい。この実施形態においては、基板加熱手段５３０により基板支持チャックを約３５０℃近傍の温度に加熱することが好ましい。
【０１０４】
バイアス電源供給部５５０は、１０〜１０００Ｗの電力を供給することが好ましい。そして、バイアス電源の周波数は２〜１３．５６ＭＨｚであることが好ましい。このように、バイアス電源供給部５５０は、バイアス電源を基板支持チャック５２０に印加し、これにより基板支持チャック５２０上の基板１０にバイアス電源が提供される。このようなバイアス電源により基板支持チャック５２０と遮蔽部３００の外側に露出された基板エッジ領域にプラズマを移動することができる。
【０１０５】
基板支持チャック５２０の端部には、図示の如く、下電極部５１０が設けられていてもよい。下電極部５１０は接地電源と接続される。下電極部５１０は基板支持部５００に印加されるバイアス電源のカップリングを誘導してプラズマ密度を増加させ、これにより、基板エッジ領域のエッチング率を向上させる。
【０１０６】
基板支持チャック５２０にはバイアス電源が提供されるため、基板支持チャック５２０と下電極部５１０との間には絶縁層５１１が設けられる。図１には、基板支持チャック５２０の側面周縁部に沿って絶縁層５１１が設けられることが示してある。この場合、基板支持部５００のサイズは基板支持チャック５２０と絶縁層５１１を含むサイズになる。このため、基板支持部５００上に位置する基板１０は、絶縁層５１１の先端から０．１〜５ｍｍ突出される。もちろん、絶縁層５１１が基板支持チャック５２０と下電極部５１０との間の領域にのみ位置する場合、即ち、絶縁層５１１が基板１０と接しない場合には基板支持チャック５２０の先端から基板が０．１〜５ｍｍ突出されることが好ましい。そして、図５の変形例のように、基板支持チャック５２０の側面に下電極部５１０を配設することを省略することができ、これにより、絶縁層５１１も省略することができる。
【０１０７】
駆動部５４０は、チャンバー１００の内側に延在されて基板支持チャック５２０を昇降させる駆動軸部５４１と、前記駆動軸部５４１を移動させる駆動部材５４２と、を備える。
【０１０８】
上述したプラズマエッチング装置は、プラズマ発生領域（即ち、シールド部２００と遮蔽部３００及び基板支持部５００の間の空間）に工程ガスを供給するガス供給部７００を更に備える。ガス供給部７００は、チャンバー１００内の反応空間に工程ガスを噴射する噴射部７１０と、噴射部７１０に工程ガスを供給するガスパイプ７２０及び前記ガスパイプ７２０に工程ガスを提供するガス貯蔵槽７３０を備える。前記噴射部７１０は複数のノズル状に製作されて遮蔽部３００の周縁部に沿って上チャンバー部１２０に設けられる。これにより、遮蔽部３００の周縁部に均一な工程ガスを提供することができる。このとき、上述したように、この実施形態によるチャンバー１００内には加熱手段１１２、１２２が設けられている。このため、これらの加熱手段１１２、１２２によりチャンバー１００の内部空間に工程ガスを噴射する前に工程ガスを加熱することができる。
【０１０９】
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、種々に変更可能であり、例えば、図５の変形例のように、ガス供給部７００はシールド部２００を介してシールド部２００の内側に提供されることもできる。即ち、シールド部２００の内側面に均一に複数の噴射部７１０が設けられ、上チャンバー部１２０を貫通してガスパイプ７２０が延在されて工程ガスをシールド部２００の内側領域、即ち、プラズマ発生領域に提供することができる。
【０１１０】
上述した構造を有するこの実施形態によるプラズマエッチング装置のエッチング方法を簡略に説明すれば、下記の通りである。
【０１１１】
チャンバー１００の側壁に設けられたゲート弁１３０が開放され、前記ゲート弁を介してチャンバー１００の内側、即ち、反応空間Ａに基板１０が搬入される。搬入された基板１０は基板支持部５００上に位置する。このとき、チャンバー１００内部は基板支持部及びチャンバー１００内に設けられた加熱手段１１２、１２２、５３１により所定の温度に加熱されることもでき、基板１０の搬入と同時に加熱されることもできる。特に、基板エッジ領域を加熱して前記領域におけるエッチング反応性を向上させる。
【０１１２】
基板１０を基板支持部５００に位置させた後、ゲート弁１３０が閉じられ、チャンバー１００内部の反応空間Ａの圧力を目標とする圧力に調節する。前記圧力が１×１０-3ｔｏｒｒ以下になるようにする。そして、基板支持部５００を上昇させて上チャンバー部１２０の凹部１２３の内側に移動させる。このとき、基板支持部５００を凹部１２３内に設けられた遮蔽部３００の近くに位置させる。即ち、基板支持部５００と遮蔽部３００との距離が０．１〜１０ｍｍを維持するようにする。前記範囲を維持することにより、基板支持部５００と遮蔽部３００との間の領域におけるプラズマ発生を防止することができる。そして、基板１０、基板支持部５００及び遮蔽部３００は円形状に製作され、これらの中心が一致する。これにより、隣設された基板支持部５００と遮蔽部３００により基板１０のエッジ領域がこれらの外側領域に露出される。遮蔽部３００と基板１０との距離が近い場合、遮蔽部３００下側の基板領域にはプラズマが発生しない。
【０１１３】
次いで、ガス供給部７００を介して反応空間Ａに工程ガスを供給し、プラズマ発生部４００を介して工程ガスが供給される反応空間Ａにプラズマを発生させる。これにより、プラズマ化された工程ガスを生成する。このとき、工程圧力は５〜５００ｍＴｏｒｒであることが好ましい。
【０１１４】
シールド部の外側空間（即ち、分離領域Ｄ）に設けられたアンテナ部４１０に高周波電源を印加し、遮蔽部３００側面の上電極部３１０と基板支持部５００側面の下電極部５１０とに接地電源を印加すれば、これらの間の空間、即ち、シールド部２００の内側空間にプラズマが発生される。即ち、例えば、アンテナ部４１０に２ＭＨｚの周波数を有し、１．５ＫＷの電力を有する高周波電源を供給して基板エッジ領域にプラズマを発生させる。
【０１１５】
このとき、遮蔽部３００の周縁部に沿って工程ガスが均一に噴射され、前記工程ガスはプラズマにより活性化される。そして、シールド部２００の内側表面に設けられたファラデーシールド６００によりプラズマ化された工程ガスが基板１０のエッジ領域に集中する。このとき、遮蔽部３００の周縁部に設けられた上部電極部３１０と基板支持部５００の周縁部に設けられた下部電極部５１０にバイアス電源を印加して基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去する。例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数を有し、５００Ｗの電力を有するバイアス電源を基板支持部５００に提供すれば、バイアス電源によりプラズマが露出された基板エッジ領域がエッチングされる。この実施形態においては、基板エッジ領域に金属膜が形成された場合にも、チャンバー１００内側又は側面及び基板支持部５００の内側に設けられた加熱手段により基板に蒸着された金属膜を加熱した後、活性化されたプラズマにより基板エッジ領域をエッチングして金属膜を除去することができる。
【０１１６】
前記基板エッジ領域のエッチングを完了した後に、プラズマ発生と工程ガス注入を停止し、チャンバー１００内部の残留ガスを排気する。そして、基板支持部５００は、下チャンバー部１１０の下壁領域に下降する。このとき、必要に応じて、所要ガスを注入し、アンテナとバイアス高周波電力を徐々に減少させて、残留ガスが排気されるまで、又は基板支持部５００が下降するまで工程プラズマを維持して徐々に消去されるように誘導した方が、パーティクル問題と欠陥を低減する上で有効である。この後、ゲート弁１３０が開放され、工程が完了された基板１０をチャンバー１００の外部に取り出す。
【０１１７】
もちろん、本発明は上述した説明に限定されるものではなく、種々の実施形態が採用可能である。
【０１１８】
以下、本発明の第２実施形態によるプラズマエッチング装置を説明する。後述する説明のうち上述した第１実施形態と重複する説明は省略する。そして、後述する第２実施形態の技術は前記第１実施形態に適用可能である。
【０１１９】
図６は、本発明の第２実施形態によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。図７は、第２実施形態による上チャンバー部を説明するための斜視図である。図８は、図６のＫ領域の拡大図である。
【０１２０】
図６から図８を参照すれば、この実施形態による基板エッジエッチング装置は、チャンバー１１００と、チャンバー１１００内部を反応空間Ａと分離空間Ｄに仕切るシールド部１２００と、前記シールド部１２００内側の前記反応空間Ａに設けられた遮蔽部１３００と、前記シールド部１２００外側の前記分離空間Ｄに設けられたプラズマ生成部１４００と、前記遮蔽部１３００下側に設けられた基板支持部１５００と、遮蔽部１３００とプラズマ生成部１４００との間に設けられたファラデーシールド１６００と、を備える。このとき、前記遮蔽部１３００と基板支持部１５００により基板１０の中心領域は遮蔽され、エッジ領域は露出される。前記基板エッジエッチング装置は、前記遮蔽部１３００を貫通してシールド部１２００内側の反応空間（即ち、基板のエッジ領域）に工程ガスを供給する工程ガス供給部１７００と、前記遮蔽部１３００を貫通して遮蔽部１３００下側の基板１０の中心領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部１８００と、を備える。
【０１２１】
上述したチャンバー１１００は、加熱手段１１１２、１１２２を有する下チャンバー部１１１０及び上チャンバー部１１２０を備える。チャンバー１１００は、図示はしないが、上チャンバー部１１２０の上胴体１１２１と下チャンバー部１１１０の下胴体１１１１との間において開閉を行うための開閉手段（図示せず）を更に備える。このようにチャンバー１１００を上部領域と下部領域に仕切り、これらを結合してチャンバー１１００を製作することにより、チャンバー１１００のメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１２２】
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、チャンバー１１００を単一胴体に製作することもできる。即ち、チャンバー１１００を中空の多面体形状又は円筒形状に製作することができる。
【０１２３】
この実施形態においては、上述したように、チャンバー１１００を分離空間Ｄと反応空間Ａとに仕切るシールド部１２００を備える。
【０１２４】
この実施形態においては、前記基板１０が基板支持部１５００によりシールド部１２００の内側領域に上昇され、シールド部１２００の内側領域、即ち、シールド部１２００と基板支持部１５００との間の空間においてプラズマを発生させて基板１０のエッジ領域をエッチングすることができる。前記シールド部１２００が上チャンバー部１１１０及び下チャンバー部１１２０とは別設される。しかしながら、シールド部１２００は上チャンバー部１１１０又は下チャンバー部１１２０と一体に製作されることもできる。
【０１２５】
加えて、チャンバー１１００を単一胴体に製作する場合、シールド部１２００はチャンバー１１００の上壁から延在された延長板部と、延長板部からチャンバーの側壁に突出された突出板部と、を備える。即ち、シールド部１２００はその断面がＬ字状を有する。これにより、前記シールド部１２００と上壁及び側壁の一部により分離空間が形成される。また、前記シールド部１２００の延長板部の内側領域に基板１０が上昇し、延長板部の外側面にプラズマ発生のためのアンテナが配置されて、シールド部１２００の内側領域にプラズマを発生させることにより、シールド部１２００と隣り合う基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去することができる。
【０１２６】
この実施形態においては、上述したように、基板１１００の非エッチング領域を保護するための遮蔽部１３００を備える。
【０１２７】
この実施形態においては、上述したように、チャンバー１１００の反応空間Ａにプラズマを発生させるためのプラズマ生成部１４００を備える。プラズマ生成部１４００は、アンテナ部１４１０及び電源供給部１４２０を備える。前記アンテナ部１４１０は、シールド部１２００と、上チャンバー部１１２０及び下チャンバー部１１１０により取り囲まれた分離空間Ｄ内に設けられる。電源供給部１４２０は、ＲＦ電源を供給する手段であり、アンテナ部１４１０に高周波を供給する。アンテナ部１４１０に前記プラズマ用電源（高周波電源）が印加されれば、シールド部１２００内側の反応空間においてプラズマが発生する。このようなアンテナ部１４１０によりシールド部１２００の内側領域に高密度のプラズマが発生することになる。シールド部１２００の内側領域には遮蔽部１３００が設けられているため、遮蔽部１３００とシールド部１２００との間の領域、シールド部１２００と上昇した基板支持部１５００との間の領域にプラズマが集中的に発生することになる。
【０１２８】
この実施形態においては、上述したように、プラズマを基板エッジ領域に集中させるためのファラデーシールド１６００を備える。ファラデーシールド１６００はシールド部１２００の外側面に位置して、シールド部１２００の内側に形成されるプラズマを基板エッジ領域に集中させる。ファラデーシールド１６００は、図示はしないが、リング状の胴体と、前記胴体内に設けられた複数のスリットと、を備える。スリットは、チャンバー１１００の上壁を基準として縦方向に設けられる。
【０１２９】
この実施形態においては、前記エッチング装置は、基板１１００を支持する基板支持部１５００を備える。基板支持部１５００はチャンバー１１００の反応空間内に位置して基板１０を支持し、下チャンバー部１１１０を介して搬入された基板１０を遮蔽部１３００とシールド部１２００が位置する上チャンバー部１１２０の凹部１１２３領域まで上昇させたり、凹部１１２３まで上昇した基板１０を下チャンバー部１１１０の領域に下降させる。
【０１３０】
基板支持部１５００は、基板１０を支持する基板支持チャック１５２０と、基板支持チャック１５２０を昇降させる駆動部１５４０及び基板支持チャック１５２０にバイアス電源を供給するバイアス電源供給部１５５０を備える。また、基板支持部１５００は、図示はしないが、リフトピンを更に備え、前記基板支持チャック１５２０にはリフトピンが昇降する所定の貫通孔が穿設される。
【０１３１】
この実施形態によるエッチング装置は、反応空間Ａ中のプラズマ発生領域（即ち、シールド部１２００と遮蔽部１３００及び基板支持部１５００の間の空間）に工程ガスを供給するガス供給部１７００を備える。以下、この工程ガス供給部１７００について説明する。
【０１３２】
ガス供給部１７００は、チャンバー１１００内の反応空間に工程ガスを噴射する噴射部１７３０と、噴射部１７３０に工程ガスを供給するガスパイプ１７２０及び前記ガスパイプ１７２０に工程ガスを提供するガス貯蔵槽１７１０を備える。
【０１３３】
前記噴射部１７３０は複数のノズル状に製作され、複数のノズルが上チャンバー部１１２０に設けられた遮蔽部１３００の側壁面の周縁に沿って設けられる。これにより、遮蔽部１３００の側面領域に工程ガスを均一に提供することができる。
【０１３４】
このために、前記ガスパイプ１７２０は、図６に示すように、上チャンバー部１１２０を貫通し、遮蔽部１３００の内側に延在される。ガスパイプ１７２０の両端はそれぞれ別々に噴射部１７３０とガス貯蔵槽１７１０に接続される。図示の如く、前記ガスパイプ１７２０は、複数の分岐ラインを有していてもよい。
【０１３５】
ここで、この実施形態によるチャンバー１１００内には加熱手段１１１２、１２２が設けられている。このため、上チャンバー部１１２０を貫通するガスパイプ１７２０の一部を加熱して、工程ガスの噴射前に工程ガスを加熱することができる。
【０１３６】
この実施形態によるエッチング装置は、上述したように、基板１０の非エッチング領域に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部１８００を備える。以下、この不活性ガス供給部１８００について説明する。
【０１３７】
不活性ガス供給部１８００は、遮蔽部１３００を貫通して設けられ、遮蔽部１３００下側の基板中心領域に不活性ガスを供給する。これにより、基板中心領域に工程ガスが浸透する現象を防止して、基板エッジ領域のエッチング時に基板中心領域がエッチングされる現象を防止することができる。即ち、基板中心領域に不活性ガスを供給すれば、基板中心領域の圧力が基板エッジ領域の圧力よりも相対的に高くなって、不活性ガスが基板中心領域から基板エッジ領域に移動する。このようなガスの流れにより工程ガスが基板中心領域に浸透できなくなる。
【０１３８】
不活性ガス供給部１８００は、図６に示すように、不活性ガスが貯留された不活性ガス貯蔵槽１８１０と、前記遮蔽部１３００の底面に設けられた噴射ノズル部１８４０と、前記不活性ガスを前記噴射ノズル部１８４０に提供する不活性ガス流路と、を備える。前記不活性ガスとしては、Ａｒ、Ｎ2などを使用することができる。
【０１３９】
ここで、不活性ガス流路は、不活性ガス貯蔵槽１８１０からチャンバー１１００を貫通して遮蔽部１３００の内側に延在された延長流路１８２０と、前記延長流路１８２０から分岐されて前記噴射ノズル部１８４０に接続された複数の分岐流路１８３０と、を備える。
【０１４０】
延長流路１８２０は、チャンバー１１００と遮蔽部１３００が接した面に対して略垂直な方向に延在される。このとき、前記チャンバー１１００には延長流路１８２０が貫通する貫通孔が穿設される。図６には、単一の延長流路１８２０が遮蔽部１３００の内側に延在することが示してある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の延長流路１８２０が前記遮蔽部１３００の内側に延在されていてもよい。複数の分岐流路１８３０は、延長流路１８２０の先端から放射状に分岐された複数の流路を備える。複数の分岐流路１８３０それぞれの延長量は互いに同じであることが好ましい。このとき、分岐流路１８３０は延長流路１８２０の進行方向と略垂直な方向に延在される。即ち、遮蔽部１３００の底面と水平な方向に延在される。図６には、不活性ガス流路を直線形状に示してあるが、これに限定されるものではなく、曲線形状又は斜線形状に形成されてもよい。
【０１４１】
噴射ノズル部１８４０は、不活性ガス流路から遮蔽部１３００の底面（即ち、基板１０と対向する面）に延在された溝形状に製作される。これにより、不活性ガス流路からの不活性ガスを遮蔽部１３００の底面領域（即ち、遮蔽部１３００と基板１０との間の領域）に噴射することができる。
【０１４２】
好ましくは、複数の噴射ノズル部１８４０が前記遮蔽部１３００の底面に設けられる。また、遮蔽部１３００の中心を基準として最外側に設けられた噴射ノズル部１８４０の先端を連結した線の形状が略円形状であることが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、最外側に設けられた噴射ノズル部１８４０の先端を連結した線の形状が基板１０の形状に応じて種々に変化可能である。これにより、噴射ノズル部１８４０により供給される不活性ガスを基板中心領域に均一に噴射することができる。
【０１４３】
図７を参照すれば、遮蔽部１３００の中心点と隣接して４個の噴射ノズル部１８４０が内側に設けられ、６個の噴射ノズル部１８４０が略円形状に外側に設けられる。もちろん、噴射ノズル部１８４０の数はこれに限定されるものではなく、これよりも多数であっても少数であってもよい。そして、図７には、噴射ノズル部１８４０が円形孔の形状に示してある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、噴射ノズル部１８４０がスリット状に設けられてもよい。更に、噴射ノズル部１８４０が遮蔽部１３００の底面に均一に設けられることもできる。
【０１４４】
前記噴射ノズル部１８４０は、噴射溝１８４１と、ノズル流路１８４２と、を備える。図８に示すように、ノズル流路１８４２は、噴射溝１８４１に向かってその直径が次第に縮径する形状に製作されることが好ましい。そして、ノズル流路１８４２は遮蔽部１３００の底面を基準として所定の角度だけ傾いた形状に製作されることが好ましい。これにより、基板中心領域からエッジ領域に向かって不活性ガスを噴射することが可能になる。
【０１４５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例が可能である。即ち、例えば、ガス供給手段と一体化された遮蔽部の内側にバッフルを設けて均一に不活性ガスを提供することができる。以下、本発明の第２実施形態によるプラズマエッチング装置の変形例について説明する。
【０１４６】
図９は、本発明の第２実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。図１０は、本発明の第２実施形態の変形例による遮蔽部の底面図である。図１１は、図９のＬ領域の拡大図である。図１２及び図１３は、本発明の第２実施形態の変形例によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。図１４から図１６は、図１２のＭ領域を説明するための断面図である。図１７及び図１８は、図１３のＮ領域を説明するための断面図である。
【０１４７】
図９から図１８を参照すれば、この実施形態による基板エッジエッチング装置は、チャンバー１１００と、基板１０を支持する基板支持部１５００と、チャンバー１１００の上側に設けられて前記基板１０の非エッチング領域を遮蔽し、凹部１３２０を有する遮蔽部１３００と、凹部１３２０内に設けられたバッフル１９００と、前記バッフル１９００に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部１８００と、基板エッジ領域にプラズマを発生させるプラズマ生成部１４００と、基板エッジ領域に工程ガスを供給するガス供給部１７００と、を備える。
【０１４８】
この実施形態による遮蔽部１３００の凹部１３２０は、遮蔽部１３００の底面から内側に凹んだ形状に製作される。凹部１３２０の開口は円形状を有する。凹部１３２０の上面には不活性ガスを供給するための不活性ガス流路が設けられる。
【０１４９】
バッフル１９００は不活性ガス流路の下に配置されて、不活性ガス流路を介して供給された不活性ガスがバッフル１９００にぶつかることにより、不活性ガスが広く拡散されて均一に噴射される。
【０１５０】
このために、バッフル１９００は、図９に示すように、凹部１３２０の開口領域に位置する。そして、バッフル１９００は、図１０に示すように、円板状に製作される。このとき、バッフル１９００の直径が前記凹部１３２０の直径よりも小さなことが好ましい。即ち、図示の如く、バッフル１９００と凹部１３２０との間に不活性ガスが排出される溝（図１０のＧ領域参照）が設けられる。前記溝は円形リング状に設けられることが示してある。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のスリット又は貫通孔がリング状に配置されることもできる。そして、図示の如く、バッフル１９００が斜めの側壁を有するように製作されて、バッフル１９００の側壁に沿って排出される不活性ガスが基板１０の表面を基準として垂直に噴射されず、所定の角度をもって噴射されるようにできる。これにより、不活性ガスを基板のエッジ領域の方向に噴射することができる。
【０１５１】
図１３に示すように、バッフル１９００は、基板１０のエッジ領域と隣り合う領域まで延在可能である。これにより、不活性ガスを基板エッジの隣接領域に印加してエッジ領域の工程ガスが基板中心領域（即ち、非エッチング領域）に浸透することを防止する。
【０１５２】
この実施形態においては、バッフル１９００を用いて非エッチング領域の上側を遮蔽することが好ましい。バッフル１９００は、図９、図１２及び図１３に示すように、遮蔽部１３００の底面に位置するためである。このとき、図１７に示すように、遮蔽部１３００と基板１０との間隔Ｔ１、及びバッフル１９００と基板１０との間隔Ｔ１を同一に維持するだけではなく、図１８に示すように、バッフル１９００の高さを調節してバッフル１９００と基板１０との間隔Ｔ２を遮蔽部１３００と基板１０との間隔Ｔ１よりも更に狭めることができる。このように、バッフル１９００を基板１０と隣設してバッフル１９００と基板１０との間にプラズマが発生することを防止することができ、プラズマにより基板中心領域が損傷を受けることを防止することができる。また、バッフル１９００と基板１０との間隔を狭めることにより、バッフル１９００と基板１０との間の空間に基板エッジ領域のエッチング時に不純物が浸透することを防ぐことができる。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、バッフル１９００と基板１０との間隔が遮蔽部１３００と基板１０との間隔よりも広くてもよい。
【０１５３】
この実施形態によるガス供給部１７００は、図１１に示すように、遮蔽部１３００の側壁面に設けられた噴射部１７３０と、チャンバー１１００と遮蔽部１３００を貫通して噴射部１７３０に接続されたガスパイプ１７２０と、を備える。ここで、噴射部１７３０は、上電極部１３１０の下側に位置する。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、図１４に示すように、前記の噴射部１７３０が上電極部１３１０の側面に位置し、前記ガスパイプ１７２０はチャンバー１１００、遮蔽部１３００及び電極部１３１０を貫通して噴射部１７３０と連通される。これにより、上電極部１３１０の側面方向に工程ガスを噴射することができる。また、図１５に示すように、噴射部１７３０が上電極部１３１０の下側に設けられ、前記ガスパイプ１７２０は上電極部１３１０の内側において折り曲げられてガスパイプ１７２０と連通される。これにより、工程ガスを上電極部１３１０の下側領域、即ち、基板エッジ領域に工程ガスを噴射することができる。そして、図１６に示すように、噴射部１７３０が上電極部１３１０の下側に設けられ、ガスパイプ１７２０はチャンバー１１００と上電極部１３１０を貫通して噴射部１７３０と連通される。即ち、ガスパイプ１７２０が遮蔽部１３００を貫通しなくてもよい。
【０１５４】
また、図１３に示すように、チャンバー１１００と遮蔽部１３００との間の空間にガス流路１７４０が設けられ、ガス流路１７４０は遮蔽部１３００と上電極部１３１０との間の空間を通じてチャンバー１１００の反応空間Ａに噴射される。ガス流路１７４０はチャンバー１１０と遮蔽部１３００との間の空間に前記ガスパイプ１７２０を延在させて製作することが好ましい。もちろん、ガス流路１７４０はチャンバー１１００と遮蔽部１３００を離隔させて製作してもよい。また、チャンバー１１００及び／又は遮蔽部１３００の一部を削って流路を製作することもできる。これにより、チャンバー１１００の空間を十分に活用することができる。
【０１５５】
ガス流路１７４０を通って移動された工程ガスは、遮蔽部１３００と上電極部１３１０との間の空間に噴射される。このとき、上電極部１３１０は遮蔽部１３００の側面方向（即ち、基板と水平な方向）に噴射されるガスを垂直方向（即ち、基板方向）に導いて基板エッジ領域に工程ガスを供給する。このとき、前記遮蔽部１３００と上電極部１３１０との間の空間は、これらを離隔させて形成することもでき、密着された遮蔽部１３００と上電極部１３１０との間の空間にパイプを挿入して製作することもでき、遮蔽部１３００及び／又は上電極部１３１０の一部を削って製作することもできる。更に、前記ガス流路１７４０は、図１４から図１６に示すように変形可能である。即ち、前記ガス流路１７４０は、上電極部１３１０を貫通して設けられてもよく、基板１０と上電極部１３１０との間の空間に延設されてもよい。
【０１５６】
図示はしないが、前記遮蔽部１３００はシャワーヘッドと一体に製作可能である。即ち、例えば、遮蔽部１３００の内側に上述したバッフル１９００を備える内部空間が設けられ、前記内部空間の底面には不活性ガスを噴射する複数の噴射部が設けられて、不活性ガスを遮蔽部１３００底面の基板中心領域に均一に噴射することもできる。
【０１５７】
以下、上述した構造を有する本発明による基板エッジエッチング装置のエッチング方法を第１実施形態を基準として簡略に説明する。
【０１５８】
チャンバー１１００の側壁に設けられたゲート弁１１３０が開放され、前記ゲート弁を介してチャンバー１１００の内側、即ち、反応空間Ａに基板１０が搬入される。搬入された基板１０は基板支持部１５００上に位置する。このとき、チャンバー１１００の内部は基板支持部及びチャンバー１１００内に設けられた加熱手段１１１２、１１２２、１５３１により所定の温度に加熱されることもでき、基板１０の搬入と同時に加熱されることもできる。特に、基板エッジ領域を加熱して前記領域におけるエッチング反応性を向上させる。
【０１５９】
基板１０を基板支持部１５００に位置させた後、ゲート弁１１３０が閉じられ、チャンバー１１００内部の反応空間Ａの圧力を目標とする圧力に調節する。
【０１６０】
そして、基板支持部１５００を上昇させて上チャンバー部１１２０の凹部１１２３の内側に移動させる。このとき、基板支持部１５００を凹部１１２３内に設けられた遮蔽部１３００の近くに位置させる。即ち、基板支持部１５００と遮蔽部１３００との距離を０．１〜１０ｍｍに維持する。この範囲を維持することにより、基板支持部１５００と遮蔽部１３００との間の領域におけるプラズマ発生を防止することができる。そして、基板１０、基板支持部１５００及び遮蔽部１３００は円形状に製作され、これらの中心が一致する。これにより、近くに配置された基板支持部１５００と遮蔽部１３００により基板１０のエッジ領域がこれらの外側領域に露出される。遮蔽部１３００と基板１０との距離が近い場合、遮蔽部１３００下側の基板領域にはプラズマが発生しない。
【０１６１】
次いで、ガス供給部１７００を介して反応空間Ａに工程ガスを供給し、不活性ガス供給部１８００を介して基板１０と遮蔽部１３００との間の領域（即ち、非エッチング領域）に不活性ガスを供給する。次いで、プラズマ発生部１４００を用いてプラズマ発生領域（即ち、基板エッジ領域）にプラズマを発生させる。
【０１６２】
このとき、遮蔽部１３００の側壁面の周縁部に沿って工程ガスが均一に噴射され、工程ガスは遮蔽部１３００の側壁面の周縁部に形成されたプラズマにより活性化される。このとき、遮蔽部１３００の周縁部に設けられた上電極部１３１０と基板支持部１５００の周縁部に設けられた下部電極部１５１０にバイアス電源を印加して基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去する。例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数を有し、５００Ｗの電力を有するバイアス電源を基板支持部１５００に提供すれば、バイアス電源によりプラズマが露出された基板エッジ領域がエッチングされる。一方、遮蔽部１３００の中心領域には不活性ガス供給部１８００を介して不活性ガスが提供されて、プラズマ化された工程ガスが基板の中心領域に浸透することを防止することができる。
【０１６３】
前記基板エッジ領域のエッチングを完了した後、プラズマ発生と工程ガス注入を停止し、チャンバー１１００内部の残留ガスを排気する。排気工程中に不活性ガスは注入し続けてチャンバー１１００内部の工程ガスを完全に外部に排気することが好ましい。そして、基板支持部１５００は下チャンバー部１１１０の下壁領域に下降する。このとき、必要に応じて、所要ガスを注入し、アンテナとバイアス高周波電力を徐々に減少させて、残留ガスが排気されるまで、又は、基板支持部１５００が下降するまで工程プラズマを維持して徐々に消去されるようにした方が、パーティクルと欠陥を低減する上で好適である。この後、ゲート弁１１３０が開放され、工程が完了された基板１０をチャンバー１１００の外部に取り出す。
【０１６４】
もちろん、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態が可能である。
【０１６５】
以下、本発明の第３実施形態によるプラズマエッチング装置と、ここに使用される基板支持装置を説明する。後述する説明のうち、上述した第１及び第２実施形態と重複する説明は省略する。そして、後述する第３実施形態において説明される記述は第１及び第２実施形態に適用可能である。
【０１６６】
図１９は、本発明の第３実施形態によるプラズマエッチング装置の概念断面図である。図２０は、本発明の第３実施形態による電極パターンを説明するための基板支持部の平面図である。図２１は、本発明の第３実施形態の変形例による基板支持部の平面図である。図２２から図２４は、本発明の第３実施形態の変形例による基板支持部の電圧印加方法を説明するための概念図である。図２５は、本発明の第３実施形態による昇降部を説明するための基板支持部の概念断面図である。図２６は、本発明の第３実施形態による昇降部の背面図である。
【０１６７】
図１９から図２６を参照すれば、この実施形態によるプラズマエッチング装置は、チャンバー２１００と、チャンバー２１００の内部を反応空間Ａと分離空間Ｄとに仕切るシールド部２２００と、前記シールド部２２００内側の前記反応空間Ａに設けられた遮蔽部２３００と、前記シールド部２２００外側の前記分離空間Ｄに設けられたプラズマ生成部２４００と、前記遮蔽部２３００下側に設けられた基板支持部２５００と、を備える。また、前記プラズマエッチング装置は、遮蔽部２３００とプラズマ生成部２４００との間に設けられたファラデーシールド２６００を更に備える。前記の遮蔽部２３００と基板支持部２５００により基板１０の中心領域は遮蔽され、エッジ領域は露出される。
【０１６８】
上述したチャンバー２１００は、加熱手段２１１２、２１２２を有する下チャンバー部２１１０及び上チャンバー部２１２０を備える。
【０１６９】
先ず、下チャンバー部２１１０は、中空の略六面体形状の下胴体２１１１と、少なくとも下胴体２１１１の側壁に設けられた下加熱手段２１１２と、下胴体２１１１の上壁に設けられた円形状の貫通孔２１１３と、を備える。
【０１７０】
下胴体２１１１の内部の空き空間を通じて基板１０を支持する基板支持部２５００が昇降する。下胴体２１１１の一方の側には、基板１０の搬入及び搬出のためのゲート弁２１３０と、チャンバー２１００内部の不純物を排気するための排気部２１４０と、が設けられる。
【０１７１】
下胴体２１１１の少なくとも側壁の一部の領域にはチャンバー２１００を加熱するための下加熱手段２１１２が設けられる。これにより、下胴体２１１１を加熱し、温度を制御して、外部の影響により下胴体２１１１内側の温度が急激に変化することを防止することができる。下加熱手段２１１２は、下胴体２１１１内部又は側部に設けられた複数の熱線２１１２ａと、前記熱線２１１２ａに電源を供給して発熱させる電源供給部２１１２ｂと、を備える。
【０１７２】
下胴体２１１１の上壁に設けられた貫通孔２１１３の直径は基板１０の直径よりも大きなことが好ましい。これにより、基板支持部２５００が貫通孔２１３０を介して下胴体２１１１の外側に昇降することができる。
【０１７３】
次いで、上チャンバー部２１２０は、略六面体状の上胴体２１２１と、上胴体２１２１に設けられた上加熱手段２１２２と、上胴体２１２１に設けられた凹部２１２３と、を備える。好ましくは、上胴体２１２１は下胴体２１１１の貫通孔領域を覆う形状に製作される。即ち、上胴体２１２１の底面が下胴体２１１１の上面に密着される。
【０１７４】
前記上胴体２１２１に設けられた凹部２１２３は、下胴体２１１１の貫通孔２１３０と連通される。このために、凹部２１２３は、図１９に示すように、上胴体２１２１の下壁に開口が設けられ、上壁方向に凹んだ形状に製作される。このとき、凹部２１２３の直径が前記貫通孔２１１３の直径よりも大きなことが好ましい。
【０１７５】
この実施形態においては、基板支持部２５００の昇降により基板１０が上チャンバー部２１２０の凹部２１２３の内側に位置する。このとき、凹部２１２３の内側領域においてプラズマを集中的に発生させて基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去することが可能になる。
【０１７６】
上胴体２１２１の凹部２１２３の周縁の一部に上加熱手段２１２２が設けられる。下加熱手段２１１２及び上加熱手段２１２２の加熱温度は略８０℃であってもよい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、５０〜１５０℃の温度範囲内において加熱が行われてもよい。
【０１７７】
上述したチャンバー２１００は、図示はしないが、上チャンバー部２１２０の上胴体２１２１と下チャンバー部２１１０の下胴体２１１１との間において開閉を行うための開閉手段（図示せず）を更に備える。このようにチャンバー２１００を上部領域と下部領域とに仕切り、これらを結合してチャンバー２１００を製作することにより、チャンバー２１００のメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１７８】
上述したシールド部２２００は、下チャンバー部２１１０の上壁から上チャンバー部２１２０の凹部２１２３内側を経て上チャンバー部２１２０の上壁に延在されたリング状（又は、フレーム形状）に製作される。シールド部２２００は、下チャンバー部２１１０の貫通孔２１１２の周縁に配置されて上チャンバー部２１２０と下チャンバー部２１１０を有するチャンバー２１００を分離空間Ｄと反応空間Ａとに仕切る。前記反応空間Ａは、基板１０が位置し、空間内にプラズマが発生されて基板エッジ領域をエッチングする工程が行われる空間であり、分離空間Ｄは、プラズマ発生のためのプラズマ生成部２４００の一部が位置する空間である。前記分離空間Ｄと反応空間Ａはシールド部２２００により互いに孤立されることが好ましい。例えば、分離空間Ｄは大気圧状態を維持し、反応空間Ａは真空を維持することができる。
【０１７９】
前記反応空間Ａは、上チャンバー部２１２０の上壁とシールド部２２００により取り囲まれたシールド部２２００の内側領域と、下チャンバー部２１１０の内部空間と、を備える。分離空間Ｄは、上チャンバー部２１２０の上壁及び側壁、下チャンバー部２１１０の上壁、及びシールド部２２００により取り囲まれたシールド部２２００の外側領域を備える。シールド部２２００は、高周波エネルギーを透過させてその内側にプラズマを発生可能な物質から製作することが好ましい。例えば、絶縁体、即ち、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）から製造することができる。
【０１８０】
シールド部２２００は、中空のリング状のリング胴体部２２１０と、前記リング胴体部２２１０の上下側にそれぞれ別々に設けられた上延在部２２２０及び下延在部２２３０を備える。
【０１８１】
そして、シールド部２２００は、下延在部２２３０又は上延在部２２２０を介して下チャンバー部２１１０又は上チャンバー部２１２０に固定されることもできる。図示はしないが、シールド部２２００と接する下チャンバー部２１１０及び上チャンバー部２１２０には、反応空間の封止のためのＯリングなどの封止部材が更に設けられてもよい。
【０１８２】
以上、前記シールド部２２００が上チャンバー部２１１０及び下チャンバー部２１２０とは別途に製作されることを説明した。しかしながら、シールド部２２００は上チャンバー部２１１０又は下チャンバー部２１２０と一体に製作されてもよい。
【０１８３】
上述した遮蔽部２３００は、基板支持部２５００上に位置する基板１０の非エッチング領域、即ち、基板１０の中心領域におけるプラズマ発生を遮蔽して非エッチング領域における基板１０のエッチングを防止する。遮蔽部２３００は、基板１０のエッジ領域を除く領域を遮蔽する。遮蔽部２３００は、基板１０の形状と類似する形状に製作される。この実施形態においては、遮蔽部２３００は円板状に製作される。遮蔽部２３００は、基板１０のサイズよりも小さなサイズを有することが好ましい。これにより、遮蔽部２３００により基板１０のエッジ領域を選択的に露出することができる。遮蔽部２３００により露出される基板エッジ領域は、基板１０の先端を基準として０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
【０１８４】
これにより、膜又は半導体パターンが形成されていない基板のエッジ領域を露出することができる。即ち、前記範囲を下回る場合には基板エッジ領域の露出される面積が減少され、前記範囲を上回る場合には基板中心領域（即ち、非エッチング領域）の膜又はパターンが露出される問題が発生する可能性がある。そして、遮蔽部２３００の内部領域から不活性ガスが噴射されてプラズマ化されたエッチングガスが遮蔽部２３００内の基板中心領域に浸透することを防止することもできる。即ち、図示はしないが、遮蔽部２３００の底面（即ち、基板に対応する面）に不活性ガスを噴射する噴射部が設けられ、遮蔽部２３００内には不活性ガスが移動するガス流路が設けられてもよい。
【０１８５】
遮蔽部２３００は、シールド部２２００内側の反応空間に位置する。遮蔽部２３００は、図示の如く、上チャンバー部２１２０の凹部２１２３の底面（即ち、上チャンバー部２１２０の上壁の底面）に設けられる。遮蔽部２３００は別途の部材から製作された後、結合部材により凹部２１２３の底面に取り付けられることが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽部２３００は上チャンバー部２１２０と一体に製作されてもよい。
【０１８６】
遮蔽部２３００の端部には、図示の如く、上電極部２３１０が設けられてもよい。このとき、上電極部２３１０には接地電源が印加される。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽部２３００内側に上電極部が設けられてもよい。そして、遮蔽部２３００の一部を上電極部として使用することもできる。このとき、遮蔽部２３００の一方の側には絶縁層が設けられる。この上電極部２３１０は基板支持部２５００に印加されるバイアス電源のカップリングを誘導してプラズマ密度を増加させ、これにより、基板エッジ領域のエッチング率を向上させる。
【０１８７】
上述したプラズマ生成部２４００は、アンテナ部２４１０及び電源供給部２４２０を備える。前記アンテナ部２４１０は、シールド部２２００と、上チャンバー部２１２０及び下チャンバー部２１１０により取り囲まれた分離空間Ｄ内に設けられる。アンテナ部２４１０は少なくとも一つのコイルを備え、コイルがシールド部２２００をＮ回取り囲むような形状に設けられる。そして、基板１０と基板に最も近いアンテナ（コイル）との距離が２〜１０ｃｍであるとき、基板のエッジ部に効果的にプラズマを発生させることができる。しかしながら、基板１０と基板に最も近いアンテナ（コイル）との距離が２ｃｍ未満である場合、プラズマがウェーハ中心部まで生成されて不要なエッチングが行われる恐れがあり、基板１０と基板に最も近いアンテナ（コイル）との距離が１０ｃｍを超える場合には基板エッジの近くに密度あるプラズマ形成が困難である。
【０１８８】
電源供給部２４２０は、ＲＦ電源を供給する手段であり、アンテナ部２４１０に高周波を供給する。このとき、電源供給部２４２０は、チャンバー２１００の外側領域に位置することが好ましい。プラズマ生成部２４００中のアンテナ部２４１０だけが前記チャンバー２１００内側の分離空間に位置し、残りの要素はチャンバー２１００外側に配置されることが好ましい。この実施形態においては、アンテナ部２４１０をチャンバー２１００の内側においてチャンバー２１００と一体に形成して装備を単純化及び小型化させることができる。電源供給部２４２０を介して１００Ｗ〜３．０ＫＷの電力を供給することが好ましい。そして、前記電源の周波数は２〜１３．５６ＭＨｚであることが好ましい。
【０１８９】
アンテナ部２４１０に上記のプラズマ用電源（高周波電源）が印加されれば、シールド部２２００内側の反応空間においてプラズマが発生する。このアンテナ部２４１０によりシールド部２２００の内側領域に高密度のプラズマが発生する。シールド部２２００の内側領域には遮蔽部２３００が設けられているため、遮蔽部２３００とシールド部２２００との間の領域、シールド部２２００と上昇した基板支持部２５００との間の領域にプラズマが集中的に発生する。
【０１９０】
プラズマ生成部２４００は、これに限定されるものではなく、容量性結合によるプラズマ発生装置（ＣＣＰ；Capacitively coupled plasma）、ハイブリッドタイプのプラズマ発生装置、ＥＣＲ（Electron cyclotorn resonance）プラズマ発生装置、ＳＷＰ（Surface wave plasma）発生装置などを使用することができる。前記電源供給部２４２０とアンテナ部２４１０との間にインピーダンス整合のための整合手段（図示せず）を更に設けることもできる。
【０１９１】
上述したファラデーシールド２６００は、シールド部２２００の外側面に位置してシールド部２２００の内側に形成されるプラズマを基板エッジ領域に集中させる。ファラデーシールド２６００は、シールド部２２００とアンテナ部２４１０との間の空間に設けられることが好ましい。このとき、ファラデーシールド２６００はファラデー効果を用いてアンテナ部に位置するコイル位置にプラズマの形成が集中することを防止して、チャンバー内部への均一なプラズマの形成を誘導する役割を果たし、シールド部２２００の内側壁面におけるコイルが位置する部分にのみエッチング副産物とポリマーが堆積できないようにスパッタリングされる現象を防止して工程チャンバーの内側全面に万遍なく最少量のエッチング副産物とポリマーが堆積されるように作用して、装備の使用時間を増大させ、工程進行中にチャンバー内側に堆積された不純物が不規則的に落ち出されてパーティクルを生成する問題が発生することを防ぐことができる。
【０１９２】
図示はしないが、ファラデーシールド２６００とアンテナ部２４１０との間には絶縁のための絶縁部材が設けられてもよい。前記ファラデーシールド２６００はシールド部２６００の外側面に接触されて、プラズマ形成のためのアンテナコイルと所定の間隔を維持させることが好ましい。
【０１９３】
前記プラズマエッチング装置は、上述したプラズマ発生領域（即ち、シールド部２２００と遮蔽部２３００及び基板支持部２５００の間の空間）に工程ガスを供給するガス供給部２７００を更に備える。
【０１９４】
ガス供給部２７００は、チャンバー２１００内の反応空間に工程ガスを噴射する噴射部２７１０と、噴射部２７１０に工程ガスを供給するガスパイプ２７２０及び前記ガスパイプ２７２０に工程ガスを提供するガス貯蔵槽２７３０を備える。前記噴射部２７１０は複数のノズル状に製作されて、遮蔽部２３００の周縁部に沿って上チャンバー部２１２０に設けられる。これにより、遮蔽部２３００の周縁部に均一な工程ガスを提供することができる。
【０１９５】
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、前記ガス供給部２７００は前記上チャンバー部２１２０と遮蔽部２３００との間の空間を通じて工程ガスを移送することができる。また、ガス供給部２７００は遮蔽部２３００と上電極部２３１０との間の空間を通じて工程ガスをプラズマ発生領域に供給することもできる。そして、ガス供給部２７００の一部が遮蔽部２３００を貫通して設けられることもできる。
【０１９６】
この実施形態による上述した基板支持部２５００は、基板１０を支持する胴体部２５１０と、前記胴体部２５１０の中心領域に設けられた第１電極２５２０と、前記第１電極２５２０から離れて胴体部２５１０のエッジ領域に設けられた第２電極２５３０と、第１電極２５２０に基板１０を固定するための基板固定電圧を供給する固定電源供給部２５４０と、第２電極２５３０にバイアス電源を供給するためのバイアス電源供給部２５５０と、を備える。
【０１９７】
胴体部２５１０は、図１９に示すように、基板１０の背面と接続され、基板１０のエッジ領域を露出するチャック部２５１１と、チャック部２５１１を固定する固定胴体２５１２と、を備える。
【０１９８】
図示の如く、前記チャック部２５１１の直径は、前記基板１０の直径よりも小さなことが好ましい。そして、固定胴体部２５１２の直径は、前記チャック部２５１１の直径よりも大きなことが好ましい。もちろん、固定胴体部２５１２の直径が基板１０の直径よりも大きくてもよい。これにより、チャック部２５１１上に位置する基板１０のエッジ下側領域に空間が形成され、この空間にプラズマが自由に流入できて基板１０のエッジ下側領域のエッチングが円滑に行われる。
【０１９９】
チャック部２５１１は、セラミックから製作することが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁性を有する様々な物質から製作してもよい。固定胴体２５１２は、チャック部２５１１と同じ物質膜から製作される。もちろん、固定胴体２５１２は、チャック部２５１１と異なる物質から製作されてもよい。例えば、固定胴体２５１２は、導電性物質膜から製作可能である。固定胴体２５１２とチャック部２５１１をそれぞれ別々に別途の工程により製作した後、これらを結合して製作する。即ち、固定胴体２５１２とチャック部２５１１が別設される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、固定胴体２５１２とチャック部２５１１が一体に製作されてもよい。好ましくは、チャック部２５１１は、基板１０の形状と同じ形状を有する。
【０２００】
前記チャック部２５１１の上側表面（即ち、基板１０の背面と接続された面）には前記第１電極２５２０が設けられる。これにより、前記第１電極２５２０は電磁気力を用いて基板１０を固定することができる。
【０２０１】
即ち、図２０に示すように、第１電極２５２０はチャック部２５１１の中心部に円板状に設けられる。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、第１電極２５２０は複数のブロックに分離されて製作されてもよい。図２１の変形例のように、第１電極２５２０は、チャック部２５１１の中心に円板状に設けられた第１電極ブロック２５２０ａと、第１電極ブロック２５２０の周縁部に所定の幅を有するように設けられたリング状の第２電極ブロック２５２０ｂと、を備えてもよい。もちろん、図示はしないが、第１電極２５２０は扇子形状の複数のブロックが円板状に配置されて製作されてもよい。このとき、各ブロックは、図２１の変形例のように、それぞれ別々に製作される。これにより、大面積の第１電極２５２０を製作することができる。この場合、分離されたブロックのそれぞれが固定電源供給部に接続可能である。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、各ブロックが電気的に接続されてもよい。また、図示はしないが、各ブロックには所定の切開部が設けられることもできる。これにより、冷却流路又はリフトピンなどの別途の部材が移動することができる。
【０２０２】
第２電極２５３０は、チャック部２５１１の周縁部に沿ってリング状に設けられる。即ち、第２電極２５３０は第１電極２５２０と電気的に分離され、第１電極２５２０とチャック部２５１１の先端との間の領域に設けられる。
【０２０３】
このようにチャック部２５１１の中心に第１電極２５２０を配置して基板支持部２５００の基板１０把持力を一定に維持することができ、チャック部２５１１の周縁に第２電極２５２０を配置して基板エッジ領域のプラズマ密度を増大させることができる。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のブロックに分けられた第１電極２５２０の一部のブロックが第２電極２５３０として使用されてもよい。例えば、図２０中、第２電極ブロックが第２電極２５３０として使用され、第１電極ブロックだけが第１電極２５２０として使用されてもよい。
【０２０４】
この実施形態においては、第１電極２５２０と第２電極２５３０を電気的に分離してチャック部２５１１内に製作する。これにより、第１電極２５２０と第２電極２５３０にそれぞれ別々に電源を供給することができる。
【０２０５】
これにより、この実施形態においては、胴体部２５１０の中心領域とエッジ領域に印加される電源を別途に管理することが可能である。即ち、固定電源供給部２５４０は基板固定電源を第１電極２５２０に供給する。固定電源供給部２５４０の基板固定電源として直流電圧（ＤＣ）を使用する。直流電源を供給された第１電極２５２０により胴体部２５１０の中心領域において基板１０を把持することが可能になる。直流電源として４００〜２０００Ｖの電圧を使用することが好ましい。
【０２０６】
バイアス電源供給部２５５０は、バイアス電源を第２電極２５３０に供給する。バイアス電源供給部２５５０のバイアス電源として高周波電源（ＲＦ）を使用する。バイアス電源供給部２５５０は、１０〜１０００Ｗの電力を供給することが好ましい。そして、バイアス電源の周波数は２〜１３．５６ＭＨｚであることが好ましい。高周波電源を供給された第２電極２５３０は、胴体部２５１０のエッジ領域におけるプラズマ集中度を向上させることができる。即ち、高周波電源の損失によるプラズマ密度の低下を防止し、これにより、基板エッジ領域のエッチング率が減少する現象を防止することができる。
【０２０７】
図２２の変形例のように、前記バイアス電源供給部２５５０は、第２電極２５３０だけではなく、固定胴体２５１２にもバイアス電源を供給することができる。また、図２３の変形例のように、前記バイアス電源供給部２５５０の出力端に高周波電源を分割する別途のスプリッター５５１を更に備えることができる。これにより、第２電極２５３０と固定胴体２５１２に供給される電源のレベルを異ならせることができる。また、図２４の変形例のように、バイアス電源供給部２５５０と第２電極２５３０との間に第１キャパシターＣ１が設けられる。バイアス電源供給部２５５０と固定胴体２５１２との間に第２キャパシターＣ２が設けられる。即ち、第２電極２５３０の一方の端と固定胴体２５１２との間に第２キャパシターＣ２が位置することが好ましい。そして、固定電源供給部２５４０と固定胴体２５１２との間には第１インダクターＬ１及び第２インダクターＬ２と第１抵抗Ｒ１がシリアル接続される。そして、第１インダクターＬ１／第２インダクターＬ２と接地との間に第３キャパシターＣ３が設けられる。前記第２キャパシターＣ２と第１抵抗Ｒ１との間に別途の電源配線が接続される。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の電源印加方式を通じて第１電極２５２０及び第２電極２５３０に直流電源と高周波電源をそれぞれ別々に供給することができる。
【０２０８】
このように胴体部２５１０の中心とエッジ領域に印加される電源を分離して基板中心領域のプラズマ損傷を防止することができて、基板中心領域に設けられた回路パターンの損傷を極力抑えることができる。
【０２０９】
加えて、この実施形態による基板支持部２５００は、胴体部２５１０を昇降させるための昇降部２５６０と、昇降部２５６０に駆動力を印加するステージ部２５７０と、を更に備える。また、チャンバー２１００の封止のために、胴体部２５１０と下チャンバー部２１１０の底面との間に設けられて昇降軸２５６０を取り囲むジャバラ部２５８０を更に備える。
【０２１０】
昇降部２５６０は、図２５に示すように、ステージ部２５７０の運動力を伝える昇降軸２５６１と、胴体部２５１０を固定する昇降支持部２５６３と、昇降支持部２５６３と昇降軸２５６１との間に設けられたグラウンド部２５６２と、を備える。昇降支持部２５６３は、胴体部２５１０と同じサイズに製作される。そして、昇降支持部２５６３は、所定の結合部材により胴体部２５１０と結合される。昇降支持部２５６３は、前記胴体部２５１０の固定胴体２５１２と類似する熱伝導率を有する物質から製作される。これにより、胴体部２５１０の急激な熱的変化を防止することが好ましい。そして、グラウンド部２５６２は、図２５に示すように、昇降支持部２５６３を取り囲む形状に製作される。グラウンド部２５６２は、グラウンド（即ち、接地）に接続されて昇降軸２５６１の内部がプラズマにより損傷されることを防止する。更に、グラウンド部２５６２は、昇降支持部２５６３よりも熱伝導率が低い物質から製作する。これにより、昇降支持部２５６３の熱が昇降軸２５６１に伝わることを防止することができる。
【０２１１】
また、前記昇降軸２５６１の内側は中空の筒形状であり、その内部空間には複数のパイプが設けられる。即ち、図２５に示すように、高周波電源（バイアス電源）ラインが位置する高周波ライン用パイプ２５６４ａと、直流電源（固定電源）ラインが位置する直流ライン用パイプ２５６５ａと、を備える。図示はしないが、冷媒が移動する冷媒パイプと、リフトピンが貫通するリフトピン用パイプと、が設けられる。
【０２１２】
これらのパイプは、前記グラウンド部２５６２及び昇降支持部２５６３の内側に延在される。このため、前記グラウンド部２５６２と昇降支持部２５６３を貫通する複数の貫通孔が設けられる。即ち、図２６に示すように、高周波ライン用パイプ２５６４ａが貫通する高周波貫通孔２５６４ｂと、直流ライン用パイプ２５６５ａが貫通する直流貫通孔２５６５ｂと、冷媒パイプが貫通する冷媒貫通孔２５６６と、リフトピン用パイプが貫通するリフト貫通孔２５６８と、を備える。そして、胴体部２５１０の加熱のための部材がその内側に延在される加熱貫通孔２５６７が更に配設される。
【０２１３】
この実施形態においては、図２６に示すように、前記孔を基板１０の中心領域に相当する昇降部２５６０の中心領域に配置することが好ましい。即ち、この実施形態による基板エッジエッチング装置は、基板のエッジ領域だけをエッチングターゲットとするため、エッジ領域における工程条件の変化量に極めて敏感である。このため、工程条件に変化を与えうる要因、即ち、高周波ライン、直流ライン、冷媒及び加熱部材を昇降部２５６０の中心領域に配置させてエッジ領域の工程条件の変化を極力抑えることができる。
【０２１４】
そして、昇降部２５６０の中心領域を通じて冷媒を胴体部２５１０に提供して基板の温度が上昇することを防止することができる。このために、前記胴体部２５１０には、冷媒が移動する冷媒流路が設けられる。また、加熱部材を胴体部２５１０に提供して基板を所定の温度に加熱することができる。胴体部２５１０には、加熱部材と接続されて加熱される加熱手段が設けられる。前記胴体部の加熱温度は、１５０℃〜５５０℃であることが好ましい。そして、胴体部２５１０にもリフトピンが貫通する別途の貫通孔が穿設可能である。
【０２１５】
以下、上述した構造を有するこの実施形態によるプラズマエッチング装置のエッチング方法を簡略に説明する。
【０２１６】
チャンバー２１００の側壁に設けられたゲート弁２１３０が開放され、前記ゲート弁を介してチャンバー２１００内側、即ち、反応空間Ａに基板１０が搬入される。搬入された基板１０は基板支持部２５００上に位置する。
【０２１７】
基板１０を基板支持部２５００の胴体部２５１０上に位置させた後、ゲート弁２１３０が閉じられ、チャンバー２１００内部の反応空間Ａの圧力を目標とする圧力に調節する。このとき、胴体部２５１０内の第１電極２５２０に固定電源である直流電圧を印加して基板１０を把持する。そして、反応空間Ａの圧力は１×１０-3ｔｏｒｒ以下にする。
【０２１８】
続けて、胴体部２５１０を上昇させて上チャンバー部２１２０の凹部２１２３の内側に移動させる。このとき、基板支持部２５００の胴体部２５１０を凹部２１２３内に設けられた遮蔽部２３００近くに位置させる。
【０２１９】
この実施形態においては、基板１０と、胴体部２５１０及び遮蔽部２３００は円形状に製作され、これらの中心が一致する。これにより、近くに配置された胴体部２５１０と遮蔽部２３００により基板１０のエッジ領域がこれらの外側に露出される。
【０２２０】
遮蔽部２３００と基板１０との距離が近い場合、遮蔽部２３００下側の基板領域にはプラズマが発生しない。即ち、胴体部２５１０と遮蔽部２３００との距離を０．１〜１０ｍｍに維持する。前記範囲を維持することにより、胴体部２５１０と遮蔽部２３００が近くに位置する領域におけるプラズマ発生を防止することができる。
【０２２１】
次いで、ガス供給部２７００を介して反応空間Ａに工程ガスを供給し、プラズマ発生部２４００を介して工程ガスが供給される反応空間Ａにプラズマを発生させる。これにより、プラズマ化された工程ガスを生成する。このとき、工程圧力は５〜５００ｍＴｏｒｒであることが好ましい。
【０２２２】
シールド部の外側空間（即ち、分離領域Ｄ）に設けられたアンテナ部２４１０に高周波電源を印加し、遮蔽部２３００側面の上電極部２３１０と、基板支持部２５００側面の下電極部２５１０に接地電源を印加すれば、これらの間の空間、即ち、シールド部２２００の内側空間にプラズマが発生する。即ち、例えば、アンテナ部２４１０に２ＭＨｚの周波数を有し、１．５ＫＷの電力を有する高周波電源を供給して基板エッジ領域にプラズマを発生させる。
【０２２３】
このとき、遮蔽部２３００の周縁部に沿って工程ガスが均一に噴射され、前記工程ガスはプラズマにより活性化される。そして、シールド部２２００の内側表面に設けられたファラデーシールド２６００によりプラズマ化された工程ガスが基板１０のエッジ領域に集中される。このとき、遮蔽部２３００の周縁部に設けられた上部電極部２３１０と胴体部２５１０内の第２電極２５３０にバイアス電源を印加して基板エッジ領域の膜及びパーティクルを除去する。例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数を有し、５００Ｗの電力を有するバイアス電源を胴体部２５１０の第２電極２５３０に提供すれば、バイアス電源によりプラズマが露出された基板エッジ領域がエッチングされる。この実施形態においては、基板エッジ領域に金属膜が形成された場合にも、チャンバー２１００の内側又は側面及び胴体部２５１０の内側に設けられた加熱手段により基板に蒸着された金属膜を加熱した後、活性化されたプラズマにより基板エッジ領域をエッチングして金属膜を除去することができる。
【０２２４】
前記基板エッジ領域のエッチングを完了した後、プラズマ発生と工程ガス注入を停止し、チャンバー２１００内部の残留ガスを排気する。そして、基板が把持された胴体部２５１０は下チャンバー部２１１０の下壁領域に下降する。このとき、必要に応じて、所要ガスを注入し、アンテナとバイアス高周波電力を徐々に減少させて、残留ガスが排気されるまで、又は胴体部２５１０が下降するまで工程プラズマを維持して徐々に消去されるようにした方が、パーティクルと欠陥を低減する上で好適である。この後、ゲート弁２１３０が開放され、工程が完了された基板１０をチャンバー２１００の外部に取り出す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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