(57)【要約】  【課題】  エッチング量のバラつきを抑制したエッチング方法を提供する。  【解決手段】  平坦な底面２ａを有する容器２にエッチング液３を注入する注入工程と、平坦なエッチング面１ａを有する対象物１を、前記エッチング液３に浸すとともに前記エッチング面１ａが前記容器２の前記底面２ａに対して平行な状態で回転させる回転工程と、前記対象物１が前記エッチング液３から露出しない範囲で、前記容器２を揺動させる揺動工程とを含むものである。【選択図】  図１
2014041954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な底面を有する容器にエッチング液を注入する注入工程と、
平坦なエッチング面を有する対象物を、前記エッチング液に浸すとともに前記エッチング面が前記容器の前記底面に対して平行な状態で回転させる回転工程と、
前記対象物が前記エッチング液から露出しない範囲で、前記容器を揺動させる揺動工程とを含む、
エッチング方法。
【請求項２】
前記揺動工程において、前記容器の前記底面を、前記容器の前記底面に設けた支点を挟んで一方側と他方側とに交互に上下させるように揺動させる、請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記揺動工程において、前記容器を、前記底面に平行な水平方向に反復運動を行なって揺動させる、請求項１記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦なエッチング面を有する対象物をエッチングするためのエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハや基板等の平坦なエッチング面を有するエッチング対象物（以下、単に対象物という）をエッチング面全面において均一にエッチングを進行させることが求められている。エッチング面全面において均一にエッチングを進行させる技術として、対象物全面をエッチング液が覆うような大きさの容器に対象物を収納して、容器を水平方向に反復運動してエッチングを行なう技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２９６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術では、エッチング液の撹拌が十分ではなく、結果としてエッチング面全面において所望のエッチング量を実現することが難しかった。
【０００５】
本発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、エッチング面の面内におけるエッチング量のバラつきを抑制したエッチング方法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】
【０００６】
本発明の実施形態のエッチング方法は、平坦な底面を有する容器にエッチング液を注入する注入工程と、平坦なエッチング面を有する対象物を、前記エッチング液に浸すとともに前記エッチング面が前記容器の前記底面に対して平行な状態で回転させる回転工程と、
前記対象物が前記エッチング液から露出しない範囲で、前記容器を揺動させる揺動工程とを含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エッチング面の面内におけるエッチング量のバラつきを抑制してエッチングを進行させるエッチング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るエッチング方法において用いるエッチング装置の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は揺動工程の説明図である。
【図３】揺動工程の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のエッチング方法の実施形態の一例について、図面を参照にしつつ説明する。図１は本実施形態に係るエッチング方法に用いるエッチング装置１０の断面図である。エッチング装置１０は、大きく分けて容器２と回転機構６と変位装置５とを有する。
【００１０】
エッチングされる対象物１として、平坦なエッチング面１ａを有するものを用意する。対象物１は平坦なエッチング面１ａを有していれば、その形状は特に限定されない。ウェハであってもよいし、基板であってもよいし、エッチング面１ａと対象物１との平面視における形状が異なっていてもよいし、両主面が非平行であってもよい。この例では対象物１としてＳｉウェハを用いている。
【００１１】
＜注入工程＞
図１に示すように、容器２にエッチング液３を注入する。容器２は、平坦な底面２ａを有し、底面２ａの外周部から上方に向かって続く側壁を有するものである。底面２ａは、平坦であればその形状は特に限定されないが、平面視における形状が、後述の対象物１の外形の平面形状及びエッチング面１ａと回転移動させないで相似形であることが好ましい。理由については後述する。この例では、対象物１が円形のウェハであるため、底面２ａの平面視における形状も円形としている。
【００１２】
容器２の中にはエッチング液３が保持されている。エッチング液３は、対象物１に応じてその組成、液量を適宜選択することができる。この例では、対象物１にＳｉからなるウェハを採用する例を用いるため、フッ酸と硝酸と酢酸との混合液としている。これらの混合比率は、エッチングレート、Ｓｉ中のドーパント濃度等により適宜調整することができる。例えば、ドーパント濃度によりエッチング速度が変化するような、選択性を有するようなものとしてもよい。その場合には、フッ酸と硝酸と酢酸との混合比の一例とし１：３：８が挙げられる。
【００１３】
容器２は変位装置５に設置される。変位装置５は、保持台５ａと、保持台５ａにそれぞれ接続された複数の駆動部５ｂと、駆動部５ｂにそれぞれ接続された複数の制御部５ｃとを有する。制御部５ｃにより、駆動部５ｂを上下方向に変位させることができる。複数の制御部５ｃと駆動部５ｂとの動きを組み合わせ連動させることで、保持台５ａの上面を変位部５が設置される接地面に対して自由な角度に傾斜させることができる。
【００１４】
＜回転工程＞
対象物１を回転機構６で保持する。回転機構６は、容器２や、後述する変位装置５とは独立している。回転機構６は対象物１のエッチング面１ａを基準面に対して平行となるように保持して回転させる。言い換えると、回転機構６は、エッチング装置１０の設置面に対して平行となるように対象物１のエッチング面１ａを保持した状態で回転させることができる。
【００１５】
ここで基準面とは、エッチング装置１０を駆動させない状態において、容器２に保持されたエッチング液３の液面、容器２の底面２ａに平行な面をいうものとする。
【００１６】
このような回転機構６により、対象物１はエッチング液３に浸された状態で保持される。エッチング液３の液量は、エッチング液３は対象物１のエッチング面１ａが浸るように、その量を調整されている。この例では、対象物１は、エッチング面１ａが上方に位置するように、かつエッチング面１ａと底面２ａとが平行となるように、回転機構６により、容器２中に収容されている。
【００１７】
このような回転機構６により、容器２の動きや容器２内のエッチング液３の動きに影響されることなく対象物１を独自に回転させることができる。
【００１８】
この例では、回転機構６は、容器２の上方に位置し、回転運動を起こす回転部と、対象物１を下面から支える支持部と、支持部から容器２の上方まで延び、回転部に連結される接続部とで構成される。
【００１９】
＜揺動工程＞
次に、図２（ａ），（ｂ）に示すように、容器２の底面２ａを変位装置５により、支点２ｂを挟んだ一方側と他方側とに繰り返し傾斜させるように容器２を揺動して、エッチング液３を撹拌する。言い換えると、底面２ａのうち支点２ｂを挟んだ一方側と他方側のとの端部を交互に上下させることで、エッチング液３を撹拌する。支点２ｂは、底面２ａのうち特に限定されないが、この例では底面２ａの中心としている。
【００２０】
ここで、支点２ｂを挟んだ一方側と他方側とは、点対称でも線対称でもよい。具体的には、Ｙ軸を挟んで、Ｙ軸から異なる角度を成すような、図２（ｃ）に示すＡ方向とＡ’方向としてもよいし、Ｙ軸を挟んで、一直線上に位置するようなＢ方向とＢ’方向としてもよい。
【００２１】
このように、底面２ｂを支点２ｂを挟んだ一方側と他方側とに交互に傾斜させることにより、エッチング液３が水平方向（ＸＹ方向）のみでなく、垂直方向（Ｚ方向）にも移動することとなる。垂直方向成分の移動により、重力を加えた力でエッチング液３を移動させるものとなり、エッチング液３の流速が高まる。これにより、エッチング液３中のエッチングを進行させる反応種の移送が円滑に行われ、エッチング液３内において反応種を均一に分散させることができ、エッチング面１ａ内全面におけるエッチング量のバラつきを抑制することができる。ここで、エッチング液３の流速が早い程、エッチング量のバラつきを低減させる効果が高い。
【００２２】
また、底面２ｂを支点２ｂを挟んだ一方側と他方側とに交互に傾斜させることにより、エッチング液３がエッチング面１ａ上を流れることとなる。このようなエッチング液３の流れを作り出すことで、エッチング中に生じた副生成物、エッチング残渣、パーティクル等をエッチング面１ａから流し去ることができる。副生成物やエッチング残渣及びパーティクル等がエッチング面１ａに沈着すると、それがエッチングマスクとして機能し、エッチング量のバラつきが発生する要因となる。本実施形態の撹拌工程によれば、エッチング液３がエッチング面１ａ上を流れるので、エッチング残渣等の影響を除去し、エッチング面１ａ内におけるエッチング量のバラつきを抑制することができる。
【００２３】
なお、底面２ａのエッチング装置１０設置面に対する傾斜角度、繰り返し傾斜させるときの周波数（頻度）等は、上述の通り、エッチング面１ａ上を流れる動きをエッチング液３に発生させるよう、液量、容器２の大きさ等を考慮に入れて設計すればよい。
【００２４】
本実施形態によれば、回転工程による対象物１の回転運動と、揺動工程におけるエッチング液３の揺動運動とが同時に行なわれる。
【００２５】
通常、水平方向（ＸＹ方向）に容器２を揺動させるのみの場合には、エッチング液３が対象物の側面に当たりエッチング液３が乱れることにより、対象物の側面に近い位置である外周部においてエッチングレートが低下する恐れがあった。これに対して、本実施例によれば、対象物１が回転しているため、エッチング液３の対象部１の側面における乱れの影響を抑制することができる。特に、本実施形態によれば、容器２と対象物１の外形及びエッチング面１ａとが相似形であることから、容器２の側壁と対象物１の側面との間隔が急激に変化する箇所がなくなり、対象物１の側面と容器２との間におけるエッチング液３の乱れを抑制することができる。特に、容器２と対象物２との平面視における中心を揃えることで、容器２の側壁と対象物１の側面との間隔をほぼ同一とすることができるので、さらに対象物１の外周部におけるエッチング液３の乱れを抑制し、外周部におけるエッチングレートの低下を抑制することができる。
【００２６】
そして、このような、回転工程と揺動工程とを同時に行なうことにより、エッチング液３を撹拌しつつ、対象物１の表面を全円周方向にエッチング液３が流れる。これにより、エッチング残渣等をエッチング面１ａから流しさり、エッチング進行を阻害する要因をなくした清浄な状態を保ったエッチング面１ａに、均一性を保ったエッチング液３を接触させることができる。その結果、エッチング面全面において均一にエッチングを進行させることができる。
【００２７】
また、回転工程における回転軸は静止した状態で容器２のみが変位する。このため、エッチング面１ａ上をエッチング液３が面方向に流れる動きを強調することができ。エッチング液３の滞留、エッチング残渣の滞留を抑制することができる。
【００２８】
さらに、回転機構６と容器２を揺動させる変位装置５とを別体とすることにより、回転のパラメータと揺動のパラメータとを独立して制御することができるので、条件設定の幅が広がり、生産性の高いものとなる。
【００２９】
また、回転工程を実現する回転機構６が容器２の変位装置５と独立しているため、装置構成が簡易となる。
【００３０】
＜変形例＞
上述の例では、回転工程と揺動工程とを同時に行なう例について説明したが、回転工程と揺動工程とを時系列において別々に行なうこともできる。
【００３１】
この場合には、エッチングレートが低くなる傾向のある対象物１の外周部において、回転工程により予めエッチングを進行させた後に、揺動工程によりエッチング面１ａの全面においてエッチングを進行させることができる。また、回転工程と揺動工程を同一バッチで行なうことができる。
【００３２】
＜揺動工程の変形例＞
上述の実施形態によれば、揺動工程として、変位装置５により、容器２をシーソーのように動かすことで、エッチング液３にＸＹＺ方向の３方向の成分を有する動きを与えていたが、単に水平方向（ＸＹ方向）のみに揺動させてもよい。具体的には、図３に示す通り、変位装置５に代えて、揺動装置７を用いて水平方向（図の左右方向）に揺動する。
【００３３】
以上により、本実施形態により、対象物１のエッチング面１ａを面内においてエッチング量のバラつきを抑制してエッチングを行なうことができるものとなる。
【００３４】
また、上述の実施形態およびその変形例では、エッチング面１ａが上側になるように配置した例を用いて説明したが、これに限定されず、エッチング面１ａが下側になるように配置してもよい。言い換えれば、エッチング面１ａはエッチング液３の液面側に向けて配置してもよいし、容器２の底面２ａ側と対向するように配置してもよい。
【実施例】
【００３５】
本発明の一実施形態に基づき、エッチングを行なった。
【００３６】
（実施例１）
以下の実験条件により対象物１のエッチングを行なった。
対象物１：６ｉｎｃｈサイズのｐ−型Ｓｉ基板（不純物：Ｂ，Ｂ濃度：１×１０１６〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕）、厚み６００μｍ
エッチング液：フッ酸と硝酸と酢酸とを１：１：８の割合で混合した溶液（７００ｍｌ）
容器２：底面２ａの直径２３６ｍｍ
実験温度：室温
回転工程：回転数  ５．５ｒｐｍ
撹拌工程：揺動周波数：０．７５Ｈｚ，最大傾斜角度：±９°
エッチング時間：５分
エッチングが終了した後に、エッチング面１ａのエッチング量の面内バラつきを、接触式厚み測定器を用いて測定した。その結果、エッチング量の面内バラつきはほぼ全面で±１％以下であった。
【００３７】
（比較例）
実施例１において、回転工程を行なわずに、水平方向のみの揺動工程を行なわず、容器２を水平方向に揺動周波数を１Ｈｚで５分間揺動させ、エッチングが終了した後、実施例１，２と同様の測定方法でエッチング量の面内バラつきを測定した結果、面内バラつきは±５％程度であった。
【００３８】
以上の結果より本実施形態の撹拌工程により、面内におけるエッチング量のバラつきを低減できることが確認できた。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・対象物
１ａ・・・エッチング面
２・・・容器
２ａ・・・底面
２ｂ・・・支点
３・・・エッチング液
５・・・変位装置
５ａ・・・支持台
５ｂ・・・駆動部
５ｃ・・・制御部
６・・・回転機構
【図１】
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【図２】
2014041954.tif 000004
【図３】
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