(57)【要約】【課題】小さなウェハであっても精度良くエッチングできるプラズマエッチング装置を提供する。【解決手段】本発明は、ウェハＷが設置されるステージ６と、ステージ６を覆うチャンバ５と、チャンバ５内を真空引きする真空形成装置１１と、チャンバ５に対向する位置に設けられたガス供給管５ｄと、ガス供給管５ｄの先端側の内部に取り付けられ、このガス供給管５ｄから供給されるエッチングガスＧをウェハＷへ略均等に吹き付けさせるノズル７と、ガス供給管５ｄに取り付けられガス供給管５ｄ内のエッチングガスＧ中にマイクロプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させるＬＦ印加部８とを具備した構成とされている。【選択図】図１
2014212302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハが設置されるステージと、
このステージを覆うチャンバと、
このチャンバ内を真空引きする真空引き部と、
前記チャンバの前記ステージに対向する位置に設けられた管状のガス供給部と、
このガス供給部の先端側の内部に取り付けられ、このガス供給部から供給されるエッチングガスを前記ウェハへ略均等に吹き付けさせるノズルと、
前記ガス供給部に取り付けられ、このガス供給部内のエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させるノズルプラズマ発生部と、
を具備したことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマエッチング装置において、
前記ノズルプラズマ発生部は、前記ガス供給部に低周波電圧を印加してこのガス供給部内を通過するエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させる
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項３】
請求項２記載のプラズマエッチング装置において、
前記ノズルは、直線状の複数の挿通孔が平行に等間隔に設けられて構成されている
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項４】
請求項３記載のプラズマエッチング装置において、
前記ノズルは、前記挿通孔を有する管体を複数備え、これら複数の管体が平行かつ等間隔に集積されて構成されている
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のプラズマエッチング装置において、
前記ステージに設けられ、このステージに設置されるウェハを含む領域にプラズマを発生させてエッチングガスをイオン化およびラジカル化させるステージプラズマ発生部を具備する
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項６】
請求項５記載のプラズマエッチング装置において、
前記ステージに設けられ、このステージに設置されるウェハを冷却する冷却部を具備する
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のプラズマエッチング装置において、
前記ノズルからのエッチングガスの吹き付け方向に交差する方向に前記ステージを移動させるスキャン部を具備する
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項８】
ウェハが設置されるステージと、
このステージを覆うチャンバと、
このチャンバ内を真空引きする真空引き部と、
前記チャンバ内にエッチングガスを供給するためのガス供給部と、
前記ガス供給部に供給されたエッチングガス中にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記ガス供給部からのエッチングガスの吹き付け方向に交差する方向に前記ステージを移動させるスキャン部と、
を具備したことを特徴とする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、ウェハをプラズマエッチングするためのプラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のプラズマエッチング装置が用いられる半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、同種機能の処理装置を纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで接続するジョブショップ方式を採用したレイアウトが主流になっている。また、そのような製造ラインで処理されるワークには、１２インチなどの大口径のウェハが使用され、１枚のウェハから数千個の半導体チップが製造される生産システムとされている。
【０００３】
ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送距離が大幅に伸びるとともに、待機時間も増加するため、製造時間が増大し、仕掛品の増大を招くなどコストアップの要因となり、ワークを多量生産する製造ラインとしては、生産性の低さが問題となる場合が生じる。そこで、従来のジョブショップ方式の製造ラインに代え、半導体処理装置を処理工程順に配置したフローショップ方式による製造ラインも提案されている。
【０００４】
一方、このようなフローショップ方式による製造ラインは、単一の製品を多量に製造する場合には最適であるが、製造品を変えることで製造手順（レシピ）を変えなければならない場合には、製造ラインでの各半導体処理装置の設置をワークの処理フロー順に並べ替えることが必要となる。しかしながら、製品が変わるたびにそのような並び替えを行うのは、再配置のための手間と時間を考慮すると、現実的ではない。特に、クリーンルームという閉鎖空間内に巨大な半導体処理装置が固定配置されている現状では、その半導体処理装置をその都度再配置することは、現実的には不可能である。
【０００５】
また、エンジニアサンプルやユビキタスセンサー用など、製造単位数が数個〜数百個というような超少量の半導体を製造するニーズも存在する。しかしながら、上述したジョブショップ方式やフローシップ方式による巨大な製造ラインでは、超少量の半導体を製造すると、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうため、その製造ラインに他の品種を流さざるを得ないこととなる。
【０００６】
ところが、そのように多品種を同時に投入して混流生産をするとなると、製造ラインの生産性は品種数の増大ととともに一層低下することとなるので、結局のところ、このような巨大な製造ラインでは、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できない。
【０００７】
また、この種の製造ラインに用いられるプラズマエッチング装置としては、プラズマ生成空間に誘導電界を生じさせて処理ガスを供給してプラズマ化させ、プラズマ生成空間を形成する胴部内径よりも小径となった漏斗状のプラズマ密度調整部材の上端部を、プラズマ生成空間と基台との間のチャンバの内壁に配置し、プラズマ密度調整部材の開口部に、プラズマ生成空間で生成されたプラズマを通過させて、プラズマの平面内密度を調整して基台上の基板に導く構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１６９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来技術においては、プラズマ生成空間を形成する胴部内径より小径とした漏斗状のプラズマ密度調整部材の開口部に、プラズマ生成空間で生成させたプラズマを通過させて、基台上の基板へプラズマを導くものとしているに過ぎない。このため、プラズマ密度調整部材にてプラズマの密度を調整することができるものの、基板へプラズマを均等に発生させて導くことは考慮されておらず、比較的小さな基板の場合には、プラズマの密度の調整ですら容易ではない。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、小さなウェハであっても精度良くエッチングすることができるプラズマエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、ウェハが設置されるステージと、このステージを覆うチャンバと、このチャンバ内を真空引きする真空引き部と、前記チャンバの前記ステージに対向する位置に設けられた管状のガス供給部と、このガス供給部の先端側の内部に取り付けられ、このガス供給部から供給されるエッチングガスを前記ウェハへ略均等に吹き付けさせるノズルと、前記ガス供給部に取り付けられ、このガス供給部内のエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させるノズルプラズマ発生部と、を具備したことを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、ステージにウェハを設置させた状態でチャンバ内を真空引き部にて真空引きしつつ、このチャンバのステージに対向する位置に設けられた管状のガス供給部へエッチングガスを供給し、このガス供給部内のエッチングガス中にノズルプラズマ発生部にてマイクロプラズマを発生させる。この際、マイクロプラズマ発生部で生成されるラジカルは、例えばプラズマによるレジストのダメージを防ぐ目的でウェハからノズルを遠ざけた場合であっても、ノズルから吹き付けられるエッチングガスのガス流の効果によって、ウェハの表面まで効率良く輸送でき、また、エッチングガスを略均等に吹き付けさせるノズルのガス輸送効果も加わり、結果として、ラジカルをウェハに均等に吹き付けることができるから、比較的小さなウェハであっても精度良くエッチングすることができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ノズルプラズマ発生部は、前記ガス供給部に低周波電圧を印加してこのガス供給部内を通過するエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させることを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００１４】
このように構成された本発明は、ノズルプラズマ発生部にてガス供給部に低周波電圧を印加して、このガス供給部内を通過するエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させる。このため、このガス供給部内を通過するエッチングガス中にマイクロプラズマおよびラジカルを簡単な構成で確実かつ効率良く発生および生成させることができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ノズルは、直線状の複数の挿通孔が平行に等間隔に設けられて構成されていることを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００１６】
このように構成された本発明は、直線状の複数の挿通孔が平行に等間隔に設けられて構成されたノズルを用いることにより、このノズルの各挿通孔を通過したエッチングガスの密度を略均一にでき、このエッチングガスとともにラジカルをウェハへ略均等に吹き付けることができるから、比較的簡単な構成のノズルを用い、ウェハを精度良くエッチングすることができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ノズルは、前記挿通孔を有する管体を複数備え、これら複数の管体が平行かつ等間隔に集積されて構成されていることを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００１８】
このように構成された本発明は、挿通孔を有する複数の管体を平行かつ等間隔に集積させて構成したノズルとすることにより、ウェハを精度良くエッチングすることができるノズルをより簡単な構成にすることができる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ステージに設けられ、このステージに設置されるウェハを含む領域にプラズマを発生させてエッチングガスをイオン化およびラジカル化させるステージプラズマ発生部を具備することを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００２０】
このように構成された本発明は、ステージに設けられたステージプラズマ発生部にて、このステージに設置されるウェハを含む領域にプラズマを発生させるとともにラジカルを生成させることができる。よって、ウェハに吹き付けられる直前にエッチングガスをイオン化およびラジカル化できるから、比較的小さなウェハであっても精度良くエッチングすることができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ステージに設けられ、このステージに設置されるウェハを冷却する冷却部を具備することを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００２２】
このように構成された本発明は、ステージに設置されるウェハを冷却部にて冷却することにより、このウェハをエッチングする際の温度上昇を抑制できるから、このウェハをより精度良くエッチングすることができる。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明は、前記ノズルからのエッチングガスの吹き付け方向に交差する方向に前記ステージを移動させるスキャン部を具備することを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００２４】
このように構成された本発明は、ステージに設置されたウェハをプラズマエッチングする際に、エッチングガスの吹き付け方向に交差する方向にステージを移動させることにより、ウェハ表面におけるエッチングレイトを調整することが可能となる。よって、ウェハ表面内のエッチングレイトの均一化を図ることができる。
【００２５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、ウェハが設置されるステージと、このステージを覆うチャンバと、このチャンバ内を真空引きする真空引き部と、前記チャンバ内にエッチングガスを供給するためのガス供給部と、このガス供給部に供給されたエッチングガス中にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記ガス供給部からのエッチングガスの吹き付け方向に交差する方向に前記ステージを移動させるスキャン部と、を具備したことを特徴とするプラズマエッチング装置とした。
【００２６】
このように構成された本発明は、チャンバ内を真空引きしつつエッチングガスを供給した状態で、ガス供給部に供給されたエッチングガス中にプラズマを発生させて、ステージに設置させたウェハをプラズマエッチングする。この際に、エッチングガスの吹き付け方向に交差する方向にステージを移動させることにより、ウェハ表面におけるエッチングレイトを調整することが可能となる。よって、ウェハ表面内のエッチングレイトの均一化を図ることができるから、小さなウェハであっても精度良くエッチングすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ステージにウェハを設置させた状態でチャンバ内を真空引き部にて真空引きしつつ、ガス供給部へエッチングガスを供給し、このガス供給部内のエッチングガス中にノズルプラズマ発生部にてマイクロプラズマを発生させる。この際、例えばプラズマによるレジストのダメージを防ぐ目的でウェハからノズルを遠ざけた場合であっても、ノズルから吹き付けられるエッチングガスのガス流の効果によって、マイクロプラズマ発生部で生成されるラジカルをウェハの表面まで効率良く輸送でき、また、エッチングガスを略均等に吹き付けさせるノズルのガス輸送効果も加わり、結果として、ラジカルをウェハに均等に吹き付けることができるから、比較的小さなウェハであっても精度良くエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略図である。
【図２】上記プラズマエッチング装置にてウェハをエッチングしている状態を示す説明図である。
【図３】上記プラズマエッチング装置が収容される筐体を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。
【図４】上記プラズマエッチング装置に使用されるノズルを示す概略斜視図である。
【図５】上記ノズルの他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るプラズマエッチング装置の一部を示す概略図である。
【図８】本発明の実施例１ないし６に係るプラズマエッチング装置を示す概略図である。
【図９】上記実施例１ないし６に係るプラズマエッチング装置によるウェハのスキャン条件を示す図で、（ａ）は初期位置からの距離Ｒ移動、（ｂ）は半径Ｒの回転走査である。
【図１０】上記実施例１ないし３に係るプラズマエッチング装置におけるエッチングレイト分布を示すグラフである。
【図１１】上記実施例４ないし６に係るプラズマエッチング装置におけるエッチングレイト分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略図ある。図２は、プラズマエッチング装置にてウェハをエッチングしている状態を示す説明図である。図３は、プラズマエッチング装置が収容される筐体を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。図４は、プラズマエッチング装置に使用されるノズルを示す概略斜視図である。
【００３１】
本発明の第１実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、図３に示すように、予め規格された大きさの筐体２内に収容されたミニマルファブ（minimal fabrication）構想に基づくミニマルエッチング装置である。ここで、このミニマルファブ構想とは、多品種少量という半導体製造市場に最適なもので、省資源・省エネルギ・省投資・高性能な多様なファブに対応でき、例えば特開２０１２−５４４１４号公報に記載の生産をミニマル化させるミニマル生産システムを実現させるものである。
【００３２】
また、筐体２は、上下方向に長手方向を有する略直方体状に形成されたモジュールであり、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造とされている。この筐体２の上側の装置上部２ａには、ウェハＷをプラズマエッチングするためのプラズマエッチング装置１が収容されている。ここで、プラズマエッチング装置１によるプラズマエッチングとしては、ウェハＷの表面上に積層されているレジストパターンに対応させてウェハＷの表面をエッチングするものである。
【００３３】
プラズマエッチング装置１より下方の装置上部２ａの背面には、このプラズマエッチング装置１でのプラズマエッチングに用いられる、例えばエッチングガスＧ等を供給するための供給部３ａ等が設けられている。このエッチングガスＧは、筐体２外で生成等されてから供給部３ａを介してプラズマエッチング装置１内へ供給される。
【００３４】
さらに、筐体２の下側には、装置上部２ａ内のプラズマエッチング装置１を制御する制御装置等を内蔵させるための装置下部２ｂが設けられている。この装置下部２ｂには、プラズマエッチング装置１でのエッチングの際に用いられる冷却ユニット９や電源ユニット１０等が収容されている。また、装置下部２ｂの背面には、プラズマエッチング装置１でのエッチングの際に用いられた後のエッチングガスＧ等の気体を筐体２外へ排出させるアウトレットとなる排出部３ｂが設けられている。そして、この排出部３ｂは、この排出部３ｂから排出されてくる気体を貯留するタンク（図示せず）等に接続されている。
【００３５】
また、筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、この装置上部２ａの正面側が上方に凹状に切り欠かれた形状とされている。そして、この装置上部２ａの上側の正面側には、操作パネル２ｃが取り付けられている。また、この装置上部２ａの下側の部分は、ウェハＷを筐体２内に搬入させる前室２ｄとされている。そして、この前室２ｄの上面の略中央部には、搬送容器としてのミニマルシャトル（図示せず）を設置するためのシャトル収容部としての略円形状のドッキングポート（図示せず）が設けられている。ここで、前室２ｄは、筐体２内への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構成とされている。すなわち、この前室２ｄは、ミニマルシャトル内に収容されているウェハＷを外気に曝す等することなく筐体２内へ出し入れできるようにするためのＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。
【００３６】
そして、前室２ｄ内には、ドッキングポートから搬入されてくるウェハＷをプラズマエッチング装置１の所定位置へ搬送するとともに、このプラズマエッチング装置１にてエッチングされた後のウェハＷをドッキングポート２ｅへ搬出するための搬送装置（図示せず）が収容されている。なお、この搬送装置としては、例えば特開２０１１−９６９４２号公報に記載のワーク搬送装置等が用いられる。
【００３７】
＜プラズマエッチング装置＞
次いで、プラズマエッチング装置１は、筐体２内の前室２ｄの後側上部のウェハ処理室２ｆ内に収容されている。そして、このプラズマエッチング装置１にてエッチングするウェハＷは、所定の大きさ、例えば直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状の表面を有し、単結晶シリコン（Ｓｉ）にて構成された円盤状に形成されている。そして、このウェハＷの表面には、予め所定のレジストパターンが形成され、プラズマエッチング前の状態とされている。
【００３８】
さらに、プラズマエッチング装置１は、いわゆるＬＦマイクロプラズマ方式とステージＲＦプラズマ方式とを併用したものである。すなわち、このプラズマエッチング装置１は、後述するガス供給管５ｄに取り付けられたＬＦ印加部８に低周波電圧を印加してエッチングガスＧ中に多量のフッ素ラジカル（Ｆ）を発生させるとともに、ステージ６に取り付けられたＲＦ印可板６ｄに高周波電圧を印加してイオンシースを発生させ、エッチングガスＧ中のＣＦ４やＡｒを励起させてイオン化させたプラスイオン（ＣＦ３＋、Ａｒ＋）とともに多量のフッ素ラジカル（Ｆ）をウェハＷの表面に略垂直に叩き込んで垂直エッチングするものである。
【００３９】
具体的に、このプラズマエッチング装置１は、図１に示すように、チャンバ５と、このチャンバ５内に設置されるステージ６とを備え、このステージ６をチャンバ５にて気密に覆う構成とされている。
【００４０】
＜チャンバ＞
チャンバ５は、例えば石英ガラス等の外部から低周波電圧を印加することが可能な透明な材料にて構成されている。そして、このチャンバ５は、円筒状の本体部５ａを有し、この本体部５ａの軸方向を上下方向に沿わせて設置され、この本体部５ａの上端側が円盤状の上板５ｂにて閉塞された形状とされている。また、この上板５ｂの中心位置には、矩形状の開口部５ｃが形成されており、この開口部５ｃには、ガス供給部としての、例えば角筒状のガス供給管５ｄの下端側が同心状に嵌合されて取り付けられている。このガス供給管５ｄは、本体部５ａの内寸法より小さく、ウェハＷの外寸法より若干大きな外寸法を有する断面矩形筒状に形成されており、このガス供給管５ｄの下端側の一部を上板５ｂの外側から開口部５ｃに内嵌合させた状態とされ、この開口部５ｃに溶接等されて一体的に取り付けられている。ここで、ガス供給管５ｄの形状としては、角筒状以外の形状、例えば円筒状等であってもよい。
【００４１】
ガス供給管５ｄの下端部には、ブロック状のノズル７が内嵌合されて取り付けられている。このノズル７は、ガス供給管５ｄの内寸法に略等しい外寸法を有する角柱状の本体部７ａを備えている。この本体部７ａは、上下方向の端面の長手寸法がウェハＷの外径寸法より若干大きく形成されている。また、この本体部７ａには、図４に示すように、複数のガス挿通孔７ｂが穿設されている。これらガス挿通孔７ｂは、本体部７ａの高さ方向に沿った直線状に形成されており、これらガス挿通孔７ｂを平行かつ等間隔に離間させた状態とされ、本体部７ａの一端面から他端面へ直線状に貫通させて設けられている。すなわち、これらガス挿通孔７ｂは、ノズル７全体に亘って設けられており、このノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過させることによって、エッチングガスＧを略均等にウェハＷに吹き付ける構成とされている。
【００４２】
また、ガス供給管５ｄの上部には、ガス供給口５ｅが接合されている。ここで、ガス供給口５ｅとしては、ガス供給管５ｄの上端部を同心状に縮径させて形成する他、ガス供給管５ｄに枝管（図示せず）を設ける等し、この枝管に接続して設けても良い。具体的に、ガス供給口５ｅには、メタルチューブ５ｆが取り付けられ、このメタルチューブ５ｆを介して、ガス供給口５ｅから、例えば四フッ化炭素とアルゴン（Ａｒ）との混合ガス（ＣＦ４／Ａｒ）等のエッチングガスＧがチャンバ５内に供給される。なお、このエッチングガスＧとしては、四フッ化炭素（ＣＦ４）のみにて構成されたガスとすることもできる。
【００４３】
また、ガス供給管５ｄには、このガス供給管５ｄを介してウェハＷに吹き付けるエッチングガスＧ中にマイクロプラズマ（径のサイズがμｍ〜ｍｍオーダの微小プラズマ）Ｍを発生させるためのノズルプラズマ発生部としてのＬＦ印加部８が設けられている。このＬＦ印加部８は、ノズル７からウェハＷへ吹き付けるエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生させ、このマイクロプラズマＭ由来のフッ素ラジカル（Ｆ）を多量に発生させるラジカル発生部である。具体的に、このＬＦ印加部８は、ガス供給管５ｄの上板５ｂより上方に突出している部分の上側および下側のそれぞれに取り付けられた電極部８ａ，８ｂを有している。ここで、下側の電極部８ｂは、ガス供給管５ｄの上板５ｂより上方に突出している部分の下端側の縁部に取り付けられている。また、これら電極部８ａ，８ｂは、ガス供給管５ｄの外側に銅線を周方向に巻き付けられてコイル状に構成されている。
【００４４】
さらに、これら電極部８ａ，８ｂ間に低周波電源１０ａが取り付けられており、この低周波電源１０ａから電極部８ａ，８ｂ間に高圧低周波電圧が印加され、これら電極部８ａ，８ｂを介してガス供給管５ｄ内を通過するエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生させる。すなわち、ＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に印加される高圧低周波電圧は、エッチングガスＧ中に高圧交流励起プラズマを発生させる誘電体バリア放電であって、例えば電圧：１０ｋＶｐ−ｐ、周波数：８ｋＨｚ程度の交流高電圧がマイクロプラズマＭの発生の主要因とされている。
【００４５】
＜ステージ＞
ステージ６は、チャンバ５内に収容されつつ、このチャンバ５の上下方向に軸方向を沿わせつつ、このチャンバ５の開口部５ｃの鉛直下に設置されている。すなわち、このステージ６は、後述するＲＦ印可板６ｄを、チャンバ５のガス供給口５ｅに対し同心状に位置させつつ、このガス供給口５ｅから所定間隔ほど下方に間隔を空けた位置に設置されている。すなわち、このステージ６は、チャンバ５のガス供給口５ｅからノズル７を介して吹き出してくるおそれのあるマイクロプラズマＭが、ステージ６上のＲＦ印加板６ｄへ直接当たない程度の間隔を空けてチャンバ５内に取り付けられている。
【００４６】
具体的に、ステージ６は、円柱状の本体部６ａを備え、この本体部６ａの軸方向を上下方向に沿わせた状態で設置されている。この本体部６ａの上端面は、閉塞されて平坦な円盤状の設置面６ｂとされており、この設置面６ｂ上にウェハＷが設置される構成とされている。すなわち、本体部６ａは、ウェハＷの外径寸法より若干大きな外径寸法に形成され、このウェハＷの外径寸法より若干大きな径寸法を有する設置面６ｂとされている。
【００４７】
この設置面６ｂは、絶縁性を有する絶縁板６ｃを備え、この絶縁板６ｃ上にステージプラズマ発生部としての下部電極であるＲＦ印加板６ｄが積層されている。ここで、これら絶縁板６ｃおよびＲＦ印加板６ｄは、それぞれ略円盤状に形成されており、このＲＦ印加板６ｄ上にウェハＷが設置される。そして、ＲＦ印加板６ｄは、ＬＦ印加部８とともにチャンバ５内に上方から下方に向かう垂直な電界Ｅを形成させ、このチャンバ５内にイオンシースを発生させるとともに、ウェハＷ上へ送られるエッチングガスＧ中にプラズマＰを発生させてエッチングガスＧを励起させてイオン化させるイオンアシスト部である。
【００４８】
具体的に、ＲＦ印加板６ｄは、例えば１３．５６ＭＨｚ等の高周波電圧（ＲＦ）が印加され、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されるウェハＷを含む領域、すなわちウェハＷ上およびその周囲にプラズマＰを発生させ、このウェハＷに吹き付けられるエッチングガスＧを構成するＣＦ４およびＡｒ等を励起してイオン化させたりラジカル化させてプラスイオン（ＣＦ３＋、Ａｒ＋）やフッ素ラジカル（Ｆ）とする。さらに、このＲＦ印加板６ｄの下端側の中心部に電極部６ｅが設けられ、この電極部６ｅを介して高周波電圧がチャンバ５外に設置された高周波電源１０ｂから印加される。
【００４９】
また、ステージ６には、このステージ６のＲＦ印加板６ｄ上に設置されるウェハＷを冷却するための冷却部としての冷却ユニット９が取り付けられている。この冷却ユニッ９トは、例えば水冷式とされており、ステージ６の本体部６ａおよび絶縁板６ｃを介してＲＦ印加板６ｄを冷却することにより、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されているウェハＷを冷却する構成とされている。さらに、この冷却ユニット９は、装置下部２ｂ内に収容されて取り付けられている。なお、電源ユニット１０は、低周波電源１０ａと高周波電源１０ｂとを備えている。
【００５０】
さらに、チャンバ５の下方には、このチャンバ５の下端を閉塞する蓋体１１ａが取り付けられており、この蓋体１１ａには、チャンバ５内を真空引きするための真空引き部としての真空形成装置１１が取り付けられている。この真空形成装置１１もまた、装置下部２ｂ内に収容されて取り付けられており、チャンバ５内のステージ６のＲＦ印加板６ｄ上にウェハＷが設置された状態で、このチャンバ５内を真空引きする構成とされている。
【００５１】
次に、上記第１実施形態のプラズマエッチング装置１を用いたプラズマエッチング方法について説明する。
【００５２】
まず、エッチング前のウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、筐体２の前室２ｄのドッキングポートに嵌合させて設置する。この状態で、筐体２の所定位置、例えば操作パネル２ｃ等に表示等されているスタートスイッチ（図示せず）を押す。このとき、冷却ユニット９が駆動されステージ６の冷却が開始される。
【００５３】
さらに、ドッキングポートに設置されたミニマルシャトルが開放され、このミニマルシャトル内に収容されているウェハＷが、搬送装置にてプラズマエッチング装置１のステージ６のＲＦ印加板６ｄ上へ搬送され設置される。このとき、ステージ６は、例えばステージ６とチャンバ５とが相対的に上下動される等して、チャンバ５内からステージ６が取り出された状態とされている。
【００５４】
この後、プラズマエッチング装置１のチャンバ５が蓋体１１ａにて密封され、このチャンバ５内が略真空になるまで真空形成装置１１にて真空引きされる。この状態で、チャンバ５のガス供給口５ｅに取り付けられたメタルチューブ５ｆを介してガス供給口５ｅからエッチングガスＧがチャンバ５内に供給され、このチャンバ５内の圧力が所定の圧力に維持される。この後、低周波電源１０ａがオンされＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に低周波電圧が印加されるとともに、高周波電源１０ｂがオンされ電源部６ｅを介してＲＦ印加板６ｄに高周波電圧が印加され、図２に示すように、チャンバ５内に、ウェハＷに向かう方向に沿った電位傾斜が形成され、垂直な電界Ｅが形成される。
【００５５】
この結果、エッチングガスＧは、ＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間を通過する際に、これら電極部８ａ，８ｂ間に印加されている低周波電圧によってエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生させ、このエッチングガスＧを構成するＣＦ４中のフッ素をラジカル化させ、多量のフッ素ラジカル（Ｆ）を発生させる。すなわち、このエッチングガスＧ中のＣＦ４がＣＦ３とＦとに分離（ＣＦ４＋ｅ→ＣＦ３＋Ｆ＋ｅ）されて、多量のフッ素ラジカル（Ｆ）が生成される。また、このフッ素ラジカルは、エッチングガスＧとともに、ガス供給口５ｅに取り付けられたノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過することによって吹き付け方向が略平行に整流され、略均等にウェハＷ上に吹き付けられる。
【００５６】
さらに、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、このＲＦ印可板６ｄの周囲にプラズマＰが発生され、このＲＦ印加板６ｄの周囲に上下方向に沿ったイオンシースとともに電界Ｅが形成される。この結果、ノズル７から吹き出されたエッチングガスＧがウェハＷ上に叩き付けられる直前で励起されてイオン化されたプラスイオン（ＣＦ３＋、Ａｒ＋）とともにラジカル化されたフッ素ラジカル（Ｆ）がウェハＷ上に垂直に叩き付けられ、このウェハＷ上に設けられたレジストパターンを介して、ウェハＷがプラズマエッチング（非等方エッチング）される。
【００５７】
すなわち、ＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に印加された低周波電圧と、ＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧とによって、マイクロプラズマＭ由来のフッ素ラジカル（Ｆ）が多量にウェハＷ上に供給され、このウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）へのフッ素ラジカル（Ｆ）の反応が効率化されるとともに、エッチングガスＧ中のＡｒ＋やＣＦ３＋等のプラスの電荷を有するイオン（プラスイオン）がウェハＷ上に送られ、このウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）へのフッ素ラジカル（Ｆ）の反応がアシストされて高効率化され、このウェハＷ表面の単結晶シリコン結合（Ｓｉ−Ｓｉ）が切断されプラズマエッチングされていく。
【００５８】
このとき、ウェハＷの表面においては、このウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）とフッ素ラジカル（Ｆ）とが反応（Ｓｉ［個体］＋４Ｆ→ＳｉＦ４［気体］）して、このウェハＷ表面のプラズマエッチングが進行していく。さらに、ウェハＷの表面においては、エッチングガスＧ中のＡｒやＣＦ４等が励起されてイオン化（Ａｒ＋、ＣＦ３＋）され、これらプラスイオンによるイオンアシストによって、ウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）とフッ素ラジカル（Ｆ）との反応が促進され、ウェハＷ表面のエッチング反応が促進され高速化される。
【００５９】
この後、ウェハＷのエッチングが完了した後、チャンバ５の密封が解除され、例えばステージ６とチャンバ５とを相対的に上下動させる等して、チャンバ５内からステージ６を取り出し、このステージ６のＲＦ印加板６ｄ上に設置されているウェハＷを、搬送装置による引き戻し動作にてミニマルシャトル上に設置されてから、このミニマルシャトルが閉操作されてウェハＷが収容される。さらに、このウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、前室２ｃのドッキングポートから取り外すことによって、ウェハＷが搬出される。この後、冷却ユニット９の駆動が停止されステージ６の冷却が停止される。
【００６０】
上述のように、上記第１実施形態のプラズマエッチング装置１においては、ステージ６のＲＦ印加板６ｄ上にウェハＷを設置させた状態でチャンバ５内を真空形成装置１１にて真空引きしつつ、ガス供給管５ｄからチャンバ５内へエッチングガスＧを供給する。この状態で、ガス供給管５ｄ内の先端側に取り付けられたノズル７からウェハＷへ吹き付けるエッチングガスＧ中にＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に印加された低周波電圧による誘電体バリア放電によって高圧交流励起プラズマ（マイクロプラズマＭ）を発生させ、エッチングガスＧ中に多量のフッ素ラジカル（Ｆ）を発生させる。
【００６１】
そして、この多量のフッ素ラジカルがエッチングガスＧとともにノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過することによって、吹き付け方向が略垂直方向に整流されるとともに、これらフッ素ラジカルおよびエッチングガスＧの密度が略均一にされる。この後、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されたウェハＷ上およびその周囲に存在するエッチングガスＧ中に発生させたプラズマＰにてエッチングガス中のＣＦ４やＡｒ等を励起させるとともに、ウェハＷ上に形成されている垂直方向の電界Ｅにてイオンシースさせつつ、イオン化させたＣＦ３＋、Ａｒ＋とともにラジカル化させたフッ素ラジカル（Ｆ）を、ウェハＷの表面に略垂直に叩き込んでエッチングする構成とした。
【００６２】
この結果、ＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に印加された低周波電圧によりガス供給管５ｄ内にマイクロプラズマＭを発生させることにより、ノズル７から噴出されるエッチングガスのガス流の効果によって、ウェハの表面まで効率良くフッ素ラジカル（Ｆ）を輸送でき、また、ノズル７のガス輸送効果も加わり、結果として、マイクロプラズマＭ由来のフッ素ラジカル（Ｆ）を多量にウェハＷ上に叩き付けることができる同時に、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、エッチングガスＧ中のＣＦ４およびＡｒを励起させたＣＦ３＋やＡｒ＋等のプラスイオンをウェハＷ上に叩き付けることができる。よって、これらプラスイオンによるアシストのもと、ウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）へのフッ素ラジカルの反応、すなわちウェハＷ表面の単結晶シリコン結合（Ｓｉ−Ｓｉ）の切断（プラズマエッチング）を効率良くかつ高速に行うことができる。
【００６３】
ここで、ステージ６のＲＦ印加板６ｄ上に設置されたウェハＷを、冷却ユニット９にて冷却するとともに、エッチングガスＧをウェハＷ上へ吹き付けるためのノズル７を、ＲＦ印加板６ｄから遠ざけたことにより、ガス供給管５ｄ内で発生させたマイクロプラズマＭがウェハＷに直接当たらなくなり、プラズマ照射によるレジストダメージが防止され、このガス供給管５ｄ内で発生させた多量のフッ素ラジカル（Ｆ）を、ノズル７からのエッチングガスＧの吹き出しとともに、ウェハＷ上に多量に吹き付けることができる。また同時に、この多量のフッ素ラジカルとともにエッチングガスＧをウェハＷ上に叩き付けてエッチングする際のウェハＷの温度上昇を適切に抑制でき、例えばウェハＷ上に積層させたレジストパターンの焼き付き等を防止できるから、このウェハＷをより精度良くエッチングすることができる。
【００６４】
さらに、エッチングガスＧがノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過する際に、このエッチングガスＧの吹き付け方向が略平行とされて整流されるため、このノズル７にてエッチングガスＧおよびラジカルをウェハＷ上に略均等に叩き付けることができる。また、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されたウェハＷ上およびその周囲に存在するエッチングガスＧ中にプラズマＰを発生させ、エッチングガスＧをウェハＷに叩き付ける直前の位置で、エッツングガスＧを効率良く励起させてイオン化およびラジカル化できる。よって、ノズル７からウェハＷへ吹き付けるエッチングガスＧをより効率良くイオン化およびラジカル化できるから、比較的小さなハーフインチサイズのウェハＷであっても精度良くエッチングすることができる。
【００６５】
また、直線状の複数のガス挿通孔７ｂが平行に等間隔に設けられて構成されたノズル７を用いることにより、このノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過したエッチングガスＧの密度を略均一にでき、このエッチングガスＧをウェハＷへ均等に吹き付けることができるから、比較的簡単な構成のノズル７を用い、ウェハＷを精度良くエッチングすることができる。
【００６６】
なお、上記第１実施形態においては、複数のガス挿通孔７ｂが平行かつ等間隔に設けられたノズル７にてガス供給管５ｄから供給されるエッチングガスＧをウェハＷ上に略均等に吹き付ける構成とした。しかしながら、図５に示す他の実施形態のように、中心部にガス挿通孔７ｂが開口された円筒状の複数の管体１２を平行かつ等間隔に集積させたノズル７としても、ガス供給管７ｂから供給されるエッチングガスＧをウェハＷ上に略均等に吹き付けることができる。この場合には、複数のガス挿通孔７ｂを本体部７ａに設ける等する必要が無くなるため、ウェハＷを精度良くエッチングできるノズル７をより簡単な構成とすることができる。また、チャンバ５のガス供給管５ｄを、複数のガス供給孔（図示せず）が形成された管状としたり、このガス供給管５ｄのガス供給口５ｅに複数のノズル７を取り付けたりした構成とすることもできる。特に、上記第１実施形態においては、実験の結果、最大で５００ｎｍ／ｍｉｎ程度の高いエッチングレイトにできるから、後述する第２実施形態の場合に比べ、明らかに技術的に優位なウェハＷの処理が可能である。
【００６７】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略図である。
【００６８】
本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、ステージ６上に設置されるウェハＷに高周波電圧を印加するＲＦ印加板６ｄが設けられた構成であるのに対し、第２実施形態は、ＲＦ印加板６ｄがなく、高圧交流励起プラズマのみでウェハＷをプラズマエッチングする。すなわち、第２実施形態に係るプラズマエッチング装置１においては、図６に示すように、チャンバ５は第１実施形態と同様に構成されているものの、ステージ６の構造が第１実施形態と相違する。具体的に、ステージ６は、設置面６ｂ上に絶縁板６ｃが設置され、この絶縁板上６ｃにウェハＷが設置される。
【００６９】
そして、このプラズマエッチング装置１においては、冷却ユニット９が駆動されステージ６の冷却が開始されるとともに、ステージ６の絶縁板６ｃ上にウェハＷが設置される。この後、上記第１実施形態と同様に、チャンバ５が密封され、このチャンバ５内を真空形成装置１１にて真空引きさせる。この状態で、チャンバ５のガス供給口５ｅからエッチングガスＧがチャンバ５内に供給された後、低周波電源１０ａがオンされＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に低周波電圧が印加される。
【００７０】
この結果、エッチングガスＧがＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間を通過する際に、これら電極部８ａ，８ｂ間に印加されている低周波電圧によってエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭが発生される。このとき、エッチングガスＧ中のＣＦ４がＣＦ３とＦとに分離されて、多量のフッ素ラジカル（Ｆ）が生成される。
【００７１】
また、エッチングガスＧは、ノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過する際に吹き付け方向が略平行に整流され、略均等にウェハＷ上に吹き付けられ、このウェハＷ上に設けられたレジストパターンを介してウェハＷがプラズマエッチングされていく。このとき、ウェハＷの表面においては、このウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）とフッ素ラジカル（Ｆ）とが反応（Ｓｉ［個体］＋４Ｆ→ＳｉＦ４［気体］）して、このウェハＷ表面のプラズマエッチングが進行していく。
【００７２】
このように構成した本発明の第２実施形態は、チャンバ５に取り付けられたＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間に印加された低周波電圧によってエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生でき、ノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過する際にエッチングガスＧの吹き付け方向が略平行に整流され、略均等にウェハＷ上に多量のフッ素ラジカル（Ｆ）を叩き付けることができ、このウェハＷ上に設けられたレジストパターンを介してウェハＷを精度良くエッチングすることができる。
【００７３】
特に、本第２実施形態においては、実験の結果、チャンバ５内の圧力が大気圧から数ｋＰａ付近の場合は、エッチングレイトが５〜１０μｍ／ｍｉｎとなり、プラズマ密度が高く、プラズマ柱が噴出してウェハＷ上に直接照射してしまい、ウェハＷ上のレジストパターンを損傷させてしまうおそれがある。このため、レジストパターンが積層されたウェハＷのエッチングには適さないものの、単結晶シリコン単体のベアウェハ等の局所エッチングは可能である。
【００７４】
これに対し、チャンバ５内の圧力を数百Ｐａから１ｋＰａ付近にした場合は、エッチングレイトが低く、３０ｎｍ／ｍｉｎ程度となるものの、レジストパターンが積層されたウェハＷのエッチングに適用できる。この場合には、エッチング時にウェハＷを冷却ユニット９にて冷却しなくても、ウェハＷの発熱が少なく、レジストパターンのレジスト耐性を保つことができる。しかしながら、エッチング時にウェハＷを冷却ユニット９にて冷却した場合に比べると、レジストパターンの変質のおそれがあるため、レジストパターンの剥離（アッシング）に手間が掛かるおそれがある。
【００７５】
さらに、チャンバ５内の圧力を１ｋＰａ以下に真空引きした場合には、ノズル供給管５ｄの下流でマイクロプラズマＭが拡散し、ウェハＷ表面へのフッ素ラジカルの供給ができるから、レジストパターンが積層されたウェハＷのエッチングが可能となる。ただし、この場合においては、ノズル供給管５ｄとウェハＷとの間の距離を近づけすぎる（例えば５ｍｍ未満）と、ウェハＷ上のレジストパターンが破損してしまうおそれがある。
【００７６】
［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係るプラズマエッチング装置の一部を示す概略図である。
【００７７】
本発明の第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、固定式のステージ６であるのに対し、第３実施形態は、移動式のステージ６とし、プラズマエッチング時にステージ６を移動させてウェハＷをスキャンする。すなわち、第３実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、ステージ６以外の構成は、上記第１実施形態と同様の構成とされ、図７に示すように、ステージ６の構造が第１実施形態と相違する。
【００７８】
具体的に、ステージ６は、ウェハＷが設置されるウェハホルダ６１を備えている。ウェハホルダ６１には、ウェハホルダ６１をＸ軸方向に移動させるＸ軸ステージ６２と、ウェハホルダ６１をＹ軸方向に移動させるＹ軸ステージ６３とを備えたスキャン部としてのスキャン機構６０が取り付けられている。スキャン機構６０は、ノズル７からのエッチングガスＧの吹き付け方向に交差するＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに向けてウェハホルダ６１を移動させる。Ｘ軸ステージ６２には、Ｘ軸ステージ６２を介してウェハホルダ６１をＸ軸方向に移動させる駆動源として直進モータ６４が取り付けられている。Ｙ軸ステージ６３にもまた、Ｙ軸ステージ６３を介してウェハホルダ６１をＹ軸方向に移動させる駆動源として直進モータ６５が取り付けられている。
【００７９】
以上により、本第３実施形態のプラズマエッチング装置１においては、ウェハホルダ６１上に設置されたウェハＷをプラズマエッチングする際に、スキャン機構６０の各直進モータ６４，６５の駆動を適宜制御して、ウェハＷ上のエッチングポイントをＸ軸方向およびＹ軸方向においてスキャンさせる。この結果、プラズマ密度の揺らぎ、サイズおよび装置構成等によって生じ得るウェハＷ表面内のエッチングレイトの不均一性を均一化することが可能となる。すなわち、プラズマエッチング時のスキャン機構６０によるスキャン速度およびスキャンパターン等を制御して、エッチングレイトが大きなマイクロプラズマＭの下流域に曝す時間をウェハＷ表面の部分ごとに調整することによって、ウェハＷ表面における均一なエッチングが可能となる。
【００８０】
ここで、１２インチ程度の大口径のウェハを用いる従来のメガファブにおいては、プラズマエッチングする対象のウェハが大きいことから、プラズマエッチング時にウェハを走査してスキャンすることは不可能である。一方で、本発明に係るプラズマエッチング装置１においては、直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状のウェハＷを対象としているため、プラズマエッチング時のウェハＷのスキャニングが可能となり、ウェハＷ表面内におけるエッチングレイトの均一化が可能である。
【００８１】
＜その他＞
なお、上記各実施形態では、少なくともＬＦ印加部８の電極部８ａ，８ｂ間への低周電圧の印加を用いて、レジストパターンが積層されたウェハＷをエッチングする構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されることはなく、レジストパターンが積層された単結晶シリコン構造のウェハＷ以外であっても、対応させて用いることができる。
【００８２】
また、チャンバ５に対してノズル供給管５ｄを移動可能とし、このノズル供給管５ｄを水平方向に走査してウェハＷをスキャンする構成としたり、ノズル供給管５ｄを大口径とし、複数のノズル７を取り付けてエッチングガスＧを整流する構成としたりすることにより、ハーフインチサイズのミニマルウェハより大きな大口径ウェハであっても対応させて用いることができる。
【実施例】
【００８３】
次に、本発明に係るエッチングプラズマ装置の実施例１ないし６について、図８ないし図１１を参照して説明する。
【００８４】
図８は、本発明の実施例１ないし６に係るプラズマエッチング装置１を示す概略図である。図９は、実施例１ないし６に係るプラズマエッチング装置１によるウェハＷのスキャン条件を示す図で、（ａ）は初期位置Ｏからの距離Ｒ移動、（ｂ）は半径Ｒの回転走査である。図１０は、実施例１ないし３に係るプラズマエッチング装置１におけるエッチングレイト分布を示すグラフである。図１１は、実施例４ないし６に係るプラズマエッチング装置１におけるエッチングレイト分布を示すグラフである。
【００８５】
図８に示すように、各実施例に係るエッチングプラズマ装置１においては、外径６ｍｍかつ内径４ｍｍのノズル７を用い、チャンバ５内の圧力を１８０Ｐａとしている。また、低周波電源１０ａにて電極部間に８ｋＨｚの低周波電圧を印加させ、かつ高周波電源１０ｂにてＲＦ印加板６ｄに１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加させつつ、冷却ユニット９にてＲＦ印加板６ｄを冷却する構成とされている。
【００８６】
エッチングガスＧとして、ＣＦ４／Ａｒガス（ＣＦ４：３５ｓｃｃｍ、Ａｒ：８５ｓｃｃｍ）を用い、いわゆるＲＦパワーを２５Ｗとしている。スキャン機構６０によるスキャン条件は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ウェハＷの初期位置（中心位置）Ｏから半径（距離）Ｒ＝４ｍｍほど移動した場合の線速度Ｖを２ｍｍ／ｓとし、ウェハＷを回転走査（ウェハＷの自転なし）させる。各実施例においては、外径１２．５ｍｍのウェハＷとし、ウェハＷの外周縁から０．５ｍｍまでの範囲は、クランプ６６にて押えられて押え代とされ、ウェハＷの中心位置Ｏから５ｍｍまでの領域につき１ｍｍおきにエッチングレイトを測定している。
【００８７】
そして、ＲＦ追加効果確認として、スキャン機構６０にてウェハＷをスキャンせず、電極部８ａ，８ｂ間に低周波電圧を印加させマイクロプラズマのみＯＮさせた場合（実施例１）、ＲＦ印加板６ｄに高周波電圧を印加させＲＦのみＯＮさせた場合（実施例２）、電極部８ａ，８ｂ間への低周波電圧の印加およびＲＦ印加板６ｄへの高周波電圧の印加の両方をＯＮさせた場合（実施例３）のそれぞれにつき、ウェハＷのポジション（位置）［ｍｍ］に対するエッチングレイト［ｎｍ／ｍｉｎ］を測定した。
【００８８】
この結果、図１０に示すように、実施例１においては、１０ｎｍ／ｍｉｎ程度の平均したエッチングレイトで、小さな凸状のエッチングレイト分布が得られた。実施例２においては、４０ｎｍ／ｍｉｎ程度の平坦なウェハＷ表面のエッチングレイト分布が得られた。実施例３においては、ガウス分布的な形状のエッチングレイト分布となったものの、上記実施例１および実施例２のエッチングレイトの合計よりも、実施例３のエッチングレードの平均が大きく、９８．１ｎｍ／ｍｉｎとなり明らかに大きなエッチングレイトを得ることができた。
【００８９】
したがって、マイクロプラズマおよびＲＦのそれぞれをＯＮさせた場合に、ウェハＷをより高速にエッチングできることが分かった。ただし、上記実施例３においては、エッチングレイトの不均一性が２２．７％と大きい結果となった。
【００９０】
さらに、スキャン効果確認として、マイクロプラズマのみＯＮさせつつスキャン機構６０にてウェハＷをスキャンさせた場合（実施例４）、ＲＦのみＯＮさせつつスキャン機構６０にてウェハＷをスキャンさせた場合（実施例５）、マイクロプラズマおよびＲＦの両方をＯＮさせつつスキャン機構６０にてウェハＷをスキャンさせた場合（実施例６）のそれぞれにつき、ウェハＷのポジション（位置）［ｍｍ］に対するエッチングレイト［ｎｍ／ｍｉｎ］を測定した。この結果、図１１に示すように、実施例４および実施例５のエッチングレイトに比べ、実施例６のエッチングレードの平均が７８．８ｎｍ／ｍｉｎと大きく、その不均一性が３．５％と上記実施例３に比べ、明らかに小さくなった。したがって、マイクロプラズマＷおよびＲＦのそれぞれをＯＮさせつつウェハＷをスキャンすることにより、ウェハＷをより精度良くエッチングできることが分かった。
【符号の説明】
【００９１】
１      プラズマエッチング装置
２      筐体
２ａ    装置上部
２ｂ    装置下部
２ｃ    操作パネル
２ｄ    前室
２ｆ    ウェハ処理室
３ａ    供給部
３ｂ    排出部
５      チャンバ
５ａ    本体部
５ｂ    上板
５ｃ    開口部
５ｄ    ガス供給管（ガス供給部）
５ｅ    ガス供給口
５ｆ    メタルチューブ
６      ステージ
６ａ    本体部
６ｂ    設置面
６ｃ    絶縁板
６ｄ    ＲＦ印加板（ステージプラズマ発生部，プラズマ発生部）
６ｅ    電源部
７      ノズル
７ａ    本体部
７ｂ    ガス挿通孔（挿通孔）
８      ＬＦ印加部（ノズルプラズマ発生部，プラズマ発生部）
８ａ，８ｂ  電極部
９      冷却ユニット（冷却部）
１０    電源ユニット
１０ａ  低周波電源
１０ｂ  高周波電源
１１    真空形成装置（真空引き部）
１１ａ  蓋体
１２    管体
６０    スキャン機構
６１    ウェハホルダ
６２    Ｘ軸ステージ
６３    Ｙ軸ステージ
６４    直進モータ
６５    直進モータ
６６      クランプ
Ｇ      エッチングガス
Ｍ      マイクロプラズマ
Ｏ      初期位置
Ｐ      プラズマ
Ｒ      半径
Ｖ      線速度
Ｗ      ウェハ
【図１】
2014212302.tif 000003
【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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