(57)【要約】【課題】三フッ化塩素を含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおいて、エッチング対象外のシリコンのエッチング回避を効率的に行う。【解決手段】シリコン基板７のエッチング耐性を与えられていない表面と接触する三フッ化塩素の濃度を、第１部分である上面と比べて第２部分である底面において低く維持するための不活性ガスを放出するノズル６１を備え、シリコン基板７は、前記エッチングガスの流路において前記第１部分が前記第２部分に対して上流に来るように取り付けられ、ノズル６１は、前記流路において前記第１部分に対して下流となり、かつ前記第２部分に対して上流となる地点６２に前記不活性ガスを放出する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が形成されるシリコン基板を、三フッ化塩素を含むエッチングガスを用いてエッチングすることにより半導体装置を製造する装置であって、
前記シリコン基板のエッチング耐性を与えられていない表面と接触する三フッ化塩素の濃度を、前記表面のエッチング対象である第１部分と比べて前記表面のエッチング対象でない第２部分において低く維持する濃度制御手段を備える
ことを特徴とする製造装置。
【請求項２】
前記シリコン基板は、前記エッチングガスの流路において前記第１部分が前記第２部分に対して上流に来るように配置され、
前記濃度制御手段は、前記流路において前記第１部分に対して下流となり、かつ前記第２部分に対して上流となる地点に不活性ガスを放出するノズルである
ことを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記濃度制御手段は、前記シリコン基板が格納される、開口を有する函体であり、前記開口を通して前記第１部分を前記エッチングガスに曝すと共に、内面が前記シリコン基板の前記第１部分の周辺部と気密接合することによって前記シリコン基板の前記第２部分を含む残部を前記エッチングガスから隔離する
ことを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項４】
前記函体の内部の圧力はエッチングの際の前記エッチングガスを含む雰囲気ガスの圧力よりも低い
ことを特徴とする請求項３に記載の製造装置。
【請求項５】
前記濃度制御手段は、前記シリコン基板を前記第２部分で保持する保持面である
ことを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項６】
前記濃度制御手段は、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれと接触する三フッ化塩素の濃度の比を、１０対１以上に維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項７】
前記対象物は、前記第１部分に形成されたシリコン薄膜、並びに前記第２部分に形成された電子回路及び微細機械要素の中の１つである
ことを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
【請求項８】
対象物が形成されるシリコン基板を、三フッ化塩素を含むエッチングガスを用いてエッチングすることにより半導体装置を製造する方法であって、
前記シリコン基板の表面のエッチング対象である部分を第１部分としエッチング対象でない部分を第２部分として、
前記シリコン基板を、前記エッチングガスの流路において前記第１部分が前記第２部分に対して上流に来るように取り付けるステップと、
前記エッチングガスを前記流路に流すと共に、前記流路において前記第１部分に対して下流となり、かつ前記第２部分に対して上流となる地点に不活性ガスを放出するステップと
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項９】
対象物が形成されるシリコン基板を、三フッ化塩素を含むエッチングガスを用いてエッチングすることにより半導体装置を製造する方法であって、
前記シリコン基板の表面の、エッチング対象である部分を第１部分とし、エッチング対象でない部分を第２部分として、
前記シリコン基板の前記第１部分を開口を通して前記エッチングガスに曝すと共に、内面が前記シリコン基板の前記第１部分の周辺部と密着することによって前記シリコン基板の前記第２部分を含む残部を前記エッチングガスから隔離する函体に、前記シリコン基板を格納するステップと、
前記シリコン基板を、前記函体に格納された状態で、前記エッチングガスを用いてエッチングするステップと
を含むことを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造装置及び製造方法に関し、特に、シリコン基板上に形成されたシリコン薄膜のドライエッチングに際してシリコン基板自身のエッチングを回避する技術、及び上面に電子回路が形成されたシリコン基板の底面のエッチングに際して電子回路のエッチングを回避する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用し、シリコン基板上に構造物を形成し、あるいはシリコン基板を加工して構造物を形成し、この構造を電子制御する素子の開発が活発化している。本技術には半導体製造技術が活用され、シリコン、二酸化シリコン、窒化シリコン等の堆積、リソグラフィによるパターン焼き付け、エッチングによって構造を形成している。しかし、ウェットプロセスによるエッチングでは、除去された領域上の構造物が変形するスティッキング現象が課題となっている。
【０００３】
この課題に対し、特開２００６−２２８８３５号公報は、三フッ化塩素（ＣｌＦ3）を用いたドライエッチングを開示している。本技術を用いれば、高エッチングレートかつ高エッチング選択比を実現でき、工期の短縮および加工精度の向上が可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２２８８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のドライエッチング技術を用いたとしても、三フッ化塩素はエッチングレートが高い故に、エッチング対象となるシリコン薄膜だけでなく、シリコン基板をもエッチングしてしまう。そのため、シリコン基板の脆弱化を招く課題が依然として残る。
【０００５】
以下、図面を用いて従来の課題を説明する。図１６は、三フッ化塩素を含むエッチングガスによるドライエッチング用チャンバーの断面図である。図１６には、チャンバー外壁１、エッチングガス導入口２、エッチングガス排気口３、及びシリコン基板の支持部４が示される。このような構造を有するエッチングチャンバーの支持部４上に、図１７に示すようにシリコン基板７を置く。
【０００６】
シリコン基板７は、その上面に二酸化シリコン層８、シリコン層９、スルーホール１０が形成されている。エッチングガス導入口２からチャンバー内に導入された三フッ化塩素を含むエッチングガスは、スルーホール１０を通ってシリコン層９に達する。エッチングガスに暴露されたシリコン層９は、エッチングされていく。三フッ化塩素がシリコンおよび二酸化シリコンをエッチングする速度は１０００対１以上あるので、シリコン層９のエッチング中も二酸化シリコン層８は初期の形状をほぼ維持することができる。
【０００７】
通常、シリコン基板上に形成されるシリコン薄膜パターンのサイズは、数十ナノメートルから数百ミクロンの範囲であり、これを三フッ化塩素でエッチングする過程で、シリコン基板も同量だけエッチングされてしまう。
【０００８】
図１７の例で、スルーホール１０からシリコン層９の端部までが３００ミクロンであったとすると、シリコン基板７は５００ミクロンから１５００ミクロンの厚さを有するので、シリコン層９が全量エッチングされて空隙１３が形成された後には、図１８のように残されたシリコン基板１１０の厚さは最小で２００ミクロン程度となってしまう。エッチング対象となるシリコン層のパターンサイズがさらに大きい場合には、三フッ化塩素によりシリコン基板の全量がエッチングされる可能性もある。
【０００９】
また、シリコン基板の上面に半導体技術やＭＥＭＳ技術を用いて電子回路あるいは構造体を形成した後に、シリコン基板の一部あるいは全部を三フッ化塩素によりエッチングするような使用方法もある。この場合、図１６のチャンバーにシリコン基板の底面を上側にしてシリコン基板をエッチングすることになるが、下側の面上の電子回路および構造体をもエッチングされてしまう課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る半導体装置の製造装置は、対象物が形成されるシリコン基板を、三フッ化塩素を含むエッチングガスを用いてエッチングすることにより半導体装置を製造する装置であって、前記シリコン基板のエッチング耐性を与えられていない表面と接触する三フッ化塩素の濃度を、前記表面のエッチング対象である第１部分と比べて前記表面のエッチング対象でない第２部分において低く維持する濃度制御手段を備える。
【００１１】
この構成によれば、エッチング対象に対してシリコン基板のエッチング速度を抑制することができ、エッチング後のシリコン基板の脆弱化を防ぐことが可能となる。
【００１２】
また、前記濃度制御手段は、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれと接触する三フッ化塩素の濃度の比を、１０対１以上に維持してもよい。
【００１３】
この構成によれば、エッチング対象外の第２部分への三フッ化塩素暴露量を第１部分に比べて十分の一以下としているので、シリコン基板がエッチングされる範囲を最大でも数十ミクロン以下とできる。従って、初期のシリコン基板（５００ミクロンから１５００ミクロン）にもよるが、エッチング後のシリコン基板厚さとして、最小でも４百数十ミクロンを確保できる。通常、半導体製造プロセスで形成されたＬＳＩは、パッケージに封入する前に、シリコン基板の強度的に問題のない３００ミクロン程度の厚みにまで、前記ＬＳＩ回路が形成されていない底面を研磨している。
【００１４】
本発明の製造装置では、残されるシリコン基板の厚さは３００ミクロン以上を確保しており、濃度比として設定した１０対１という値が妥当であることが理解できる。
【００１５】
また、前記シリコン基板は、前記エッチングガスの流路において前記第１部分が前記第２部分に対して上流に来るように取り付けられ、前記濃度制御手段は、前記流路において前記第１部分に対して下流かつ前記第２部分に対して上流となる地点に不活性ガスを放出するノズルであるとしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、前記シリコン基板の前記第２部分に対して、例えばレジストの塗布といった、エッチング耐性を新たに与える処理を施すことなく、前記シリコン基板を所定の位置に取り付けてエッチングすることで、前記第１部分をエッチングし、かつ前記第２部分のエッチングを回避することができる。
【００１７】
また、前記濃度制御手段は、前記シリコン基板が格納される、開口を有する函体であり、前記開口を通して前記第１部分を前記エッチングガスに曝すと共に、内面が前記シリコン基板の前記第１部分の周辺部と気密接合することによって前記シリコン基板の前記第２部分を含む残部を前記エッチングガスから隔離するとしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、前記シリコン基板の前記第２部分に対して、例えばレジストの塗布といった、エッチング耐性を新たに与える処理を施すことなく、また、前記製造装置に前記ノズルを新たに導入することもなく、前記シリコン基板を前記函体に格納し、その函体に格納された状態で前記シリコン基板をエッチングすることで、前記第１部分をエッチングし、かつ前記第２部分のエッチングを回避することができる。
【００１９】
また、前記対象物は、前記第１部分に形成されたシリコン薄膜、並びに前記第２部分に形成された電子回路及び微細機械要素の中の少なくとも１つであるとしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、前記第１部分に形成されたシリコン薄膜をエッチングしつつ、例えばシリコン基板の前記シリコン薄膜が形成されていない底面を前記第２部分とすることにより、シリコン基板の底面が望まれないエッチングによるダメージを受けることを回避できる。
【００２１】
また、前記第２部分に形成された電子回路及び微細機械要素がエッチングされることを回避しつつ、例えばシリコン基板の前記電子回路及び微細機械要素が形成されていない底面を前記第１部分とすることにより、例えばシリコン基板の薄膜化のための底面のエッチングを、前記電子回路及び微細機械要素に望まれないダメージを与えることなく安全に行なうことができる。
【００２２】
何れの場合も、前記シリコン基板の前記第２部分に対するエッチングの回避は、前記第２部分に、例えばレジストの塗布といった、エッチング耐性を新たに与える処理を施すことなく行うことができるので、半導体装置の製造の合理化に役立つ。
【００２３】
また、本発明は、半導体装置の製造装置として実現できるだけでなく、半導体装置の製造方法として実現することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の半導体装置の製造装置によれば、対象物が形成されるシリコン基板のエッチング耐性を与えられていない表面と接触する三フッ化塩素の濃度を前記表面の場所に応じて不同に維持するので、前記シリコン基板に対して、エッチング耐性を新たに与える処理を施すことなく、場所に応じて選択的なエッチングが可能となる。このことは、半導体装置の製造の合理化に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置（以下、単に半導体製造装置と呼ぶ）について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、シリコン基板の上面に形成されたシリコン層を三フッ化塩素でエッチングする場合について説明する。
【００２６】
以下簡明のため、特に断らない場合には、シリコン基板という言葉を、基板上に形成された対象物を含むシリコン基板の全体を表す意味で用いる。
【００２７】
図１は、三フッ化塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングチャンバーの断面図である。図１には、チャンバー外壁１、エッチングガス導入口２、エッチングガス排気口３、及びシリコン基板の支持部４が示される。
【００２８】
次いで、シリコン基板上のシリコン層をエッチングする際にシリコン基板の残部がエッチングされることを防止するシリコン基板エッチング防止機構について、図２の断面構造を用いて説明する。
【００２９】
図２（ａ）はトレイ５を示しており、その上に図２（ｂ）に示されるような上面に二酸化シリコン層８、シリコン層９、スルーホール１０が形成されたシリコン基板７を載せ、図２（ｃ）に示されるようにシリコン基板７の端部を止め具６で固定する。
【００３０】
止め具６は、例えばトレイ５の底部と同形で、かつ開口を有する板状体であってもよい。止め具６はトレイ５と共に、開口を有する函体を構成する。シリコン基板７は、この函体に格納されることになる。
【００３１】
シリコン基板７がこの函体に格納された状態で、トレイ５とシリコン基板７の底面とは密着しており、両者の間に空隙はない。また、トレイ５のリブ部上端と止め具６は気密接合し、さらには、止め具６の開口の周辺における内面がシリコン基板７の端部と気密接合する。
【００３２】
この函体へのシリコン基板７の格納工程は、エッチング中のエッチングチャンバー内圧力よりも減圧下で行う。これにより、外気圧の圧迫よって前述した気密接合が維持される。
【００３３】
後述するように、二酸化シリコンはシリコンと比べて、三フッ化塩素によるエッチングに対してより大きな耐性を有している。従って、本実施の形態では、シリコン基板７の二酸化シリコン層８が形成されない表面、すなわち、シリコン基板７の上面においてスルーホール１０を通して露出するシリコン層９、及び側面と底面を、エッチング耐性が与えられていない表面の一例として説明する。
【００３４】
そして、このエッチング耐性が与えられていない表面のうち、シリコン層９がエッチング対象である第１部分であり、シリコン基板７の側面と底面とがエッチング対象でない第２部分である。図２（ｃ）に示されるように、シリコン基板７が前述した函体に格納された状態で、第１部分は開口を通して外気に曝され、第２部分は函体の内部において外気から隔離される。
【００３５】
以上の構成を有するエッチングチャンバー、およびシリコン基板エッチング防止機構である函体を備えたエッチング装置における三フッ化塩素ガスによるエッチングを説明する。
【００３６】
最初に、図３に示すように、シリコン基板を函体に格納し、シリコン基板を函体に格納された状態でエッチングチャンバー内の支持部４に設置する。次いで、エッチングガス導入口２からチャンバー内に三フッ化塩素を含むエッチングガスを導入する。エッチングガスは、スルーホール１０を通ってシリコン層９に達する。エッチングガスに暴露されたシリコン層９は、エッチングされていく。
【００３７】
三フッ化塩素がシリコンおよび二酸化シリコンをエッチングする速度は１０００対１以上あるので、シリコン層９のエッチング中も二酸化シリコン層８は初期の形状をほぼ維持することができる。
【００３８】
チャンバー内部１２に対して空隙１１は減圧であるので、止め具６はシリコン基板に押し付けられる圧力が働いてその隙間は強固に密着されているので、エッチングガスは函体内部に浸入できない。その結果、函体の内部におけるエッチングガスの濃度は外部に比べて非常に薄く、ほぼ０に維持されるので、函体の内部に格納されるシリコン基板の側面及び底面がエッチングされることはない。
【００３９】
従って、シリコン層９が完全に除去されて空隙１３となってエッチングが終了した後も、シリコン基板７の側面及び底面は図４のように初期の形状を維持できている。
【００４０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態におけるエッチングチャンバーおよびシリコン基板エッチング防止機構は、第１の実施形態と同様である。本実施の形態では、シリコン基板上面には二酸化シリコン層、シリコン層が形成されており、その底面をエッチングする場合を示す。
【００４１】
図５（ａ）は、エッチング処理されるシリコン基板の構造を示す断面図である。シリコン基板４１の上面に二酸化シリコン層４２、シリコン層４３が形成されており、シリコン基板４１の底面にはレジスト４４がパターニングされている。シリコン層４３は、例えば電子回路を構成する。
【００４２】
このようなシリコン基板４１を、その底面を上側にして、第１の実施形態で述べた函体に格納する（図５（ｂ））。この格納工程は、第１の実施形態と同様に、エッチング中のエッチングチャンバー内圧力よりも減圧下で行う。
【００４３】
本実施の形態では、シリコン基板４１の底面のレジスト４４を塗布されていない部分、並びに、側面及び上面を、エッチング耐性が与えられていない表面の一例として説明する。
【００４４】
そして、このエッチング耐性が与えられていない表面のうち、底面のレジスト４４を塗布されていない部分がエッチング対象である第１部分であり、シリコン基板４１の側面及び上面がエッチング対象でない第２部分である。
【００４５】
図６のように、シリコン基板を函体に格納し、シリコン基板を函体に格納された状態でエッチングチャンバー内の支持部４に設置し、エッチングガス導入口２からチャンバー内に三フッ化塩素を含むエッチングガスを導入する。エッチングガスは、レジスト４４のパターン間にあるシリコン基板４１を等方的にエッチングする。
【００４６】
チャンバー内部１２に対して空隙１１は減圧であるので、止め具６はシリコン基板に押し付けられる圧力が働いてその隙間は強固に密着されているので、エッチングガスは函体内部に浸入できない。その結果、函体の内部におけるエッチングガスの濃度は外部に比べて非常に薄く、ほぼ０に維持されるので、函体の内部に格納されるシリコン基板の上面に形成されたシリコン層４３、及びシリコン基板の側面がエッチングされることはない。
【００４７】
従って、シリコン基板４１のエッチングが完了した後も、シリコン層４３は図７のように初期の形状を維持できている。
【００４８】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、シリコン基板の上面に形成されたシリコン層を三フッ化塩素でエッチングする場合について説明する。
【００４９】
このシリコン基板は、第１の実施形態で説明したシリコン基板と同一であり、エッチング対象である第１部分、及びエッチング対象でない第２部分もまた、第１の実施形態と同一である。
【００５０】
図８は、上面に二酸化シリコン層８、シリコン層９、スルーホール１０が形成されたシリコン基板７が、エッチングチャンバーに装着された断面図である。エッチングチャンバーは、チャンバー外壁１、エッチングガス導入口２、エッチングガス排気口３、シリコン基板の支持部４、及び不活性ガス導入口６１で構成される。
【００５１】
ここで、不活性ガス導入口６１の先端部は、エッチングチャンバー内のエッチングガスの流路において、シリコン基板の表面のエッチング対象である第１部分に対して下流となり、かつエッチング対象でない第２部分に対して上流となる地点に不活性ガスを放出するノズルである。
【００５２】
このような構成を有するエッチング装置におけるエッチング工程を、図９に示した断面図を用いて説明する。
【００５３】
まず、シリコン基板７を、エッチングチャンバー内のエッチングガスの流路において、第１部分が第２部分に対して上流に来るように配置する。
【００５４】
次に、三フッ化塩素を含んだエッチングガスを、エッチングガス導入口２からチャンバー内に導入する。同時に、不活性ガスを不活性ガス導入口６１からチャンバー内に導入する。不活性ガスは、三フッ化塩素のシリコンエッチング速度の１／１０以下のエッチング速度を示す窒素ガス、アルゴンガスなどを用いる。
【００５５】
このとき、チャンバー内の境界６２より上流の領域６３はエッチングガスで充填されており、境界６２より下流の領域６４は不活性ガスによって三フッ化塩素が希釈されている。
【００５６】
従って、領域６３と比べて領域６４においてシリコンがエッチングを受ける速度は低い。エッチングガスと不活性ガスの流量比を選ぶことにより、領域６３の三フッ化塩素濃度に対する領域６４の三フッ化塩素濃度を１０対１以上とする。さらには、その濃度比は１００対１以上であることが望ましい。
【００５７】
このような三フッ化塩素濃度分布を有するチャンバー内において、エッチングガスはスルーホール１０を通ってシリコン層９をエッチングする。三フッ化塩素がシリコンおよび二酸化シリコンをエッチングする速度は１０００対１以上あるので、シリコン層９のエッチング中も二酸化シリコン層８は初期の形状をほぼ維持することができる。
【００５８】
エッチング終了後、図１０に示すようにシリコン層９は空隙１３となる。エッチング中にシリコン基板７の底面が暴露される雰囲気中の三フッ化塩素濃度はシリコン基板７の上面が暴露される雰囲気中の三フッ化塩素濃度よりも低いため、シリコン基板７の底面はその形状を維持している。
【００５９】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体製造装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態におけるエッチングチャンバーは、第３の実施形態と同一である。本実施の形態では、シリコン基板表面には二酸化シリコン層、シリコン層が形成されており、その裏面をエッチングする場合について説明する。
【００６０】
図１１は、エッチングチャンバー内にエッチング対象となるシリコン基板を配置した状態の構造を示す断面図である。シリコン基板４１の上面に二酸化シリコン層４２、シリコン層４３が形成されており、このシリコン基板４１を、上面を下向きにして、エッチングチャンバー内の支持部４に置く。
【００６１】
本実施の形態では、シリコン基板４１の上面に形成されたシリコン層４３、並びに、底面及び側面が、エッチング耐性が与えられていない表面の一例である。
【００６２】
そして、このエッチング耐性が与えられていない表面のうち、底面がエッチング対象である第１部分であり、上面に形成されたシリコン層４３、及びシリコン基板４１の側面がエッチング対象でない第２部分である。
【００６３】
まず、上述したように、シリコン基板４１を、エッチングチャンバー内のエッチングガスの流路において、第１部分である底面が第２部分である側面及び上面に対して上流に来るように配置する。
【００６４】
この状態で、第３の実施形態と同様に、三フッ化塩素を含んだエッチングガスをエッチングガス導入口２からチャンバー内に導入し、同時に不活性ガスを不活性ガス導入口６１からチャンバー内に導入する。エッチングガスと不活性ガスの流量比を選ぶことにより、シリコン基板４１の底面が暴露される三フッ化塩素濃度に対する上面が暴露される三フッ化塩素濃度を１０対１以上とする。さらには、その濃度比は１００対１以上であることが望ましい。
【００６５】
エッチングガスはシリコン基板４１の底面をエッチングするが、そのエッチング中も上面に形成されたシリコン層４３は初期の形状をほぼ維持することができる。図１２に示すようにシリコン基板７１が所望の厚さとなるまでその底面エッチングした後、ガス供給は停止する。
【００６６】
半導体製造プロセスで形成されたＬＳＩをパッケージに封入する前に、本実施の形態に従ってシリコン基板の底面を薄膜化することにより、従来の機械的研磨に比べて残膜へのダメージを減らすことができ、有用である。さらには、シリコン基板を全量エッチングする場合にも有効であることは言うまでもない。
【００６７】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る半導体製造装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、シリコン基板上面に形成されたシリコン層を三フッ化塩素でエッチングする場合について説明する。
【００６８】
図１３は、三フッ化塩素を含むエッチングガスによるドライエッチングチャンバーの断面図である。図１３には、チャンバー外壁１、エッチングガス導入口２、エッチングガス排気口３、及びシリコン基板の支持部８１が示される。
【００６９】
図１４は、上面に二酸化シリコン層８、シリコン層９、スルーホール１０が形成されたシリコン基板７が、エッチングチャンバーに装着された断面図である。本実施の形態では、シリコン基板７の底面が、エッチング対象でない第２部分である。支持部８１は、シリコン基板７をこの第２部分で保持する。
【００７０】
このような構成を有するエッチング装置に、三フッ化塩素を含んだエッチングガスを、エッチングガス導入口２からチャンバー内に導入する。
【００７１】
シリコン基板７の底面は、例えば重力によって支持部８１に押し付けられて密着しており、エッチングガスが浸入する空隙はない。さらに望ましくは、シリコン基板７と支持部８１の間を減圧とする機構を設けた真空チャックを用い、強固に密着させる。支持部８１は、シリコン基板７の底面と接触するエッチングガス濃度を、その他の部分と接触するエッチングガス濃度と比べて非常に薄く、ほぼ０に維持する。その結果、エッチングガスはスルーホール１０を通ってシリコン層９をエッチングしていくが、シリコン基板７の底面は支持部８１に密着しているのでエッチングされることはない。
【００７２】
エッチング終了後、図１５に示すようにシリコン層９は空隙１３となる。エッチング中にシリコン基板７の側面がエッチングガスに暴露されるためシリコン基板の側面が消失するが、あらかじめ消失部９１の領域上には電子回路あるいは構造体を形成しないように設計しておけば問題ない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る半導体製造装置は、シリコンのドライエッチングを短期間で精確かつ安価に行うことができる上に、三フッ化塩素によるエッチング対象物以外のシリコンがエッチングされることを防止でき、電子回路あるいはＭＥＭＳ素子の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置のエッチングチャンバーの断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置における（ａ）シリコン基板エッチング防止機構の一部を成すトレイの断面図、（ｂ）エッチング処理されるシリコン基板の断面図、（ｃ）シリコン基板が格納された函体の断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程にあるエッチングチャンバーの断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程を終えた後のエッチングチャンバーの断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置における（ａ）エッチング処理されるシリコン基板の断面図、（ｂ）シリコン基板が格納された函体の断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程にあるエッチングチャンバーの断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程を終えた後のエッチングチャンバーの断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置のエッチングチャンバーの断面図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程にあるエッチングチャンバーの断面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程を終えた後のエッチングチャンバーの断面図。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程にあるエッチングチャンバーの断面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程を終えた後のエッチングチャンバーの断面図。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体製造装置のエッチングチャンバーの断面図。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程にあるエッチングチャンバーの断面図。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る半導体製造装置がエッチング工程を終えた後のエッチングチャンバーの断面図。
【図１６】従来の半導体製造装置のエッチングチャンバーの断面図。
【図１７】従来の半導体製造装置がエッチング工程にあるエッチングチャンバーの断面図。
【図１８】従来の半導体製造装置がエッチング工程を終えた後のエッチングチャンバーの断面図。
【符号の説明】
【００７５】
１          チャンバー外壁
２          エッチングガス導入口
３          エッチングガス排気口
４、８１    支持部
５          トレイ
６          止め具
７、４１    シリコン基板
８、４２    二酸化シリコン層
９、４３    シリコン層
１０        スルーホール
１１        空隙
１２        チャンバー内部
１３、５１  エッチングによりできた空隙
４４        レジスト
６１        不活性ガス導入口
６２        三フッ化塩素濃度が異なる境界
６３        三フッ化塩素高濃度領域
６４        三フッ化塩素低濃度領域
７１        エッチングにより薄膜化したシリコン基板
９１        シリコン基板側面の消失部
１１０      エッチングにより脆弱化したシリコン基板
【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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