(57)【要約】【課題】  石英やシリコン基板について、フッ素ガスを用いて洗浄またはエッチングをする場合において、フッ素ガス、フッ素含有化合物を外部に殆ど放出することなく洗浄またはエッチングを行う方法を提供する。【手段】  真空チャンバー内部に、洗浄するための基板を設置した後、金属フッ化物上でプラズマを発生させる。真空チャンバーはこの後密閉され、金属フッ化物上で発生したプラズマにより、フッ化物は分解され、発生したフッ素成分により基板の洗浄並びにエッチングを行う。プラズマ中ではフッ素はフッ素原子として存在しておりフッ素分子よりも活性である。基板をプラズマ近傍に設置することにより、効果的に基板の洗浄を行うことができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板等の部材を洗浄する洗浄装置において、排気系が接続された真空チャンバー内に、前記基板等の部材と、固体のフッ素化合物とを設置し、前記真空チャンバーを密閉し、前記フッ素化合物に電界を印加して放電することによりプラズマを発生させ、前記基板等の部材を洗浄することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載された洗浄装置において、前記固体のフッ素化合物が金属フッ素化合物であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたいずれかの洗浄装置において、前記基板等の部材に電界を印加する機構を設けたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項４】
請求項３に記載された洗浄装置において、前記基板等の部材に印加される電界がＲＦ電界であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項５】
請求項１から４に記載されたいずれかの洗浄装置において、
前記真空チャンバー内に放電させる為のガスを導入するガス導入バルブと、
前記真空チャンバー内のガスを外部に放出するための排気バルブとを備え、前記基板等の部材を洗浄する際、前記ガス導入バルブと前記排気バルブを閉じる制御をする制御機構を備えた洗浄装置。
【請求項６】
請求項１から５に記載されたいずれかの洗浄装置において、前記基板等の部材の近傍に高周波印加の為のコイルが設けられたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載されたいずれかの洗浄装置における前記真空チャンバー内部で、前記フッ化物に電界を印加してプラズマ放電させ、前記プラズマ放電により発生したフッ素により、前記基板等の部材を洗浄することを特徴とする洗浄方法。
【請求項８】
請求項７に記載された洗浄方法において、
前記真空チャンバー内を排気することにより真空にするステップと、
前記真空チャンバー内にガスを導入し放電するステップと、
前記ガスの導入を停止し、かつ、前記真空チャンバー内の排気も停止した状態でプラズマ放電させてフッ素成分を発生させるステップと、
前記発生したフッ素により前記基板等の部材を洗浄することを特徴とする洗浄方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載されたいずれかの洗浄方法において、前記放電に必要なガスが、希ガスであることを特徴とする洗浄方法。
【請求項１０】
請求項７から９に記載されたいずれかの洗浄方法において、前記基板等の部材にＲＦ電界を印加しながら洗浄を行うことを特徴とする洗浄方法。
【請求項１１】
請求項７から１０に記載されたいずれかの洗浄方法において、前記基板等の部材が、Ｓｉウエハ又は石英や蛍石等からなる光学部材であることを特徴とする洗浄方法。
【請求項１２】
請求項７から１１に記載されたいずれかの洗浄方法において、洗浄時の前記チャンバー内の圧力が、０．１〜１００Ｐａの範囲にあることを特徴とする前記基板等の部材の洗浄方法。
【請求項１３】
基板等の部材をエッチングする装置において、排気系が接続された真空チャンバー内に、前記基板等の部材と、固体のフッ素化合物とを設置し、前記真空チャンバーを密閉し、前記フッ化物に電界を印加して放電することによりプラズマを発生させ、前記基板等の部材をエッチングすることを特徴とするエッチング装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載されたエッチング装置において、前記フッ素化合物が金属フッ素化合物であることを特徴とするエッチング装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載されたいずれかのエッチング装置において、前記基板等の部材に電界を印加する機構を設けたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載されたエッチング装置において、前記基板等の部材に印加される電界がＲＦ電界であることを特徴とするエッチング装置。
【請求項１７】
請求項１３から１６に記載されたいずれかのエッチング装置において、前記真空チャンバー内に放電させる為のガスを導入するガス導入バルブと、
前記真空チャンバー内のガスを外部に放出するための排気バルブとを備え、
前記基板等の部材をエッチングする際、前記ガス導入バルブと前記排気バルブを閉じるように制御する制御機構を備えたエッチング装置。
【請求項１８】
請求項１３から１７に記載されたいずれかのエッチング装置において、前記基板等の部材の近傍に高周波印加の為のコイルが設けられたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１９】
請求項１３から１８に記載されたいずれかのエッチング装置における前記真空チャンバー内部で、前記フッ化物に電界を印加してプラズマ放電させ、このプラズマ放電により発生したフッ素により、前記基板等の部材をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたエッチング方法において、
前記真空チャンバー内を排気することにより真空にするステップと、
前記真空チャンバー内にガスを導入し放電するステップと、
前記ガスの導入を停止し、かつ、前記真空チャンバー内の排気も停止した状態でプラズマ放電によりフッ素を発生させるステップと、
前記発生したフッ素により前記基板等の部材をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載されたいずれかのエッチング方法において、前記放電に必要なガスが、希ガスであることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２２】
請求項１９から２１に記載されたいずれかのエッチング方法において、前記基板等の部材にＲＦ電界を印加しながらエッチングを行うことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２３】
請求項１９から２２に記載されたいずれかのエッチング方法において、前記基板等の部材が、Ｓｉウエハ又は石英や蛍石等からなる光学部材であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２４】
請求項１９から２３に記載されたいずれかのエッチング方法において、エッチング時における前記チャンバー内の圧力が、０．１から１００Ｐａの範囲にあることを特徴とする前記基板等の部材のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の基板または、マイクロメータ或いはナノメータ領域の構造を有する基板、シリコン、或いは石英等の基板表面の汚染物質をフッ素により除去し基板を洗浄する洗浄装置並びに洗浄方法に関する。また本発明は、マイクロメータまたはナノメータ領域の構造を有する基板、シリコン、或いは石英等の基板をフッ素によりエッチングし構造化するエッチング装置並びにエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光学部材或いはその他の部材に成膜等を行う際には、基板の洗浄を行っている。最も一般的に行われている基板の洗浄方法としては、イソプロピルアルコール等の有機溶剤を用いた超音波洗浄がある。また、この他の光学部材等の洗浄方法として有機物を取除く為に、大気中で真空紫外光を照射してオゾンを生じさせ、その発生したオゾンにより基板に付着している有機物を取除く方法がある。しなしながら、これらの洗浄プロセスでは、双方とも大気中で行われ、大気中では有機物が浮遊しており、洗浄直後の基板に、これら不純物が付着し汚染されるという問題点があった。
【０００３】
また、このような大気中における汚染を防止すべく、成膜直前に真空中でプラズマ放電させて表面に付着している不純物である有機物を除去する洗浄方法がある。この方法を具体的に図１に基づき説明する。このプラズマ洗浄装置は、真空チャンバー１を有し、真空チャンバー１には真空チャンバー内部を排気するため真空ポンプ２が接続され、真空ポンプ２と真空チャンバー１との間に設けられた排気バルブ３の開閉により排気が制御される。また、真空チャンバー１には内部にガスを導入する為のガスボンベ４がガス導入バルブ５を介し接続され、更に、真空チャンバー１には圧力を測定する為に真空計６が接続されている。洗浄はチャンバー１内に洗浄する基板７を設置し、ガスボンベ４からＡｒ等の希ガス或いは酸素等のガスを導入し、プラズマ放電させて基板の洗浄を行う。
【０００４】
しかし、Ａｒ等の希ガスを導入した洗浄は物理的洗浄であり、また、酸素ガスを導入した洗浄ではプラズマによりオゾン等を発生させ洗浄を行うプロセスである。しかしながら、これらの洗浄では頑固に付着した有機物等の汚染物質は完全に除去することができず、また、ガスを流したままで洗浄を行うため経済的でないといった欠点を有していた。
【０００５】
一方、半導体装置の高密度化、高性能化の要求に伴い、半導体素子の微細化が図られており、半導体素子を形成する活性領域の狭面積化、薄膜化が進み、原子層オーダでの半導体素子形成技術が確立されつつある。このような微細加工の技術を実現するためには、製造工程におけるエッチング技術が非常に重要であり、エッチング技術により微細加工の精度が左右される。
【０００６】
従来からあるエッチング方法の代表的なものとして、シリコンや石英をエッチングする反応性イオンエッチングが挙げられる。この反応性イオンエッチングのプロセスでは、エッチングされる基板にフォトレジストを塗布した後、所望のパターンをフォトレジスト層に転写し、基板を現像することにより所望のレジストパターンを得る。この基板をドライエッチング装置のチャンバー内に設置しエッチング処理を行う。
【０００７】
このエッチング方法を具体的に図５に基づき説明する。ドライエッチング装置は、真空チャンバー６１を有し、真空チャンバー６１には真空チャンバー内部を排気するため真空ポンプ６２が接続され、真空ポンプ６２と真空チャンバー６１との間に設けられた排気バルブ６３の開閉により排気が制御される。また、真空チャンバー６１には内部にガスを導入する為のガスボンベ６４がガス導入バルブ６５を介し接続され、更に、真空チャンバー６１には圧力を測定する為に真空計６６が接続されている。洗浄はチャンバー６１内にエッチングされる基板６７を設置し、ガスボンベ６４からフッ素系有機化合物、例えばＣＦ4を導入し、プラズマを発生させ、電極６８に電界を印加することにより基板６７上でレジストパターンが形成されていない領域のエッチングを行う。シリコン基板をエッチングする場合では、ＳｉＦ4等が発生し、石英基板をフッ化炭化水素、フッ化炭素を用いてプラズマエッチングする場合には、ＳｉＦ4、ＣＯ2等が発生する。
【０００８】
このエッチング方法では、フッ素成分を含む有機化合物が気体の状態でチャンバー６１内部に導入されるが、反応に寄与しなかったガスは真空ポンプ６２によりチャンバー外部に排気され、そのまま大気中に放出されると大気汚染の問題を発生させていた。又、導入ガスによりプラズマ状態により生成されたフッ化物の中には、毒性の高いもの可燃性や爆発危険性の高いものがあり、これらのガスも同様に排気される。以上のように排気されるガスの取扱について慎重を期すべく、排気されたガスを漏れなく回収するための回収費用が発生する等の問題点があった。
【０００９】
また、これらエッチングに用いるフッ素成分を含むガスは、炭素成分を含んだフッ素含有の有機化合物であるため、この炭素成分がエッチングされた基板の表面に付着し、基板を汚染してしまうという欠点もあった。
【００１０】
更に、新たなエッチングの手法として、フッ素成分の供給をフッ素含有有機化合物の固体ポリマーにより供給する方法が提案されているが、フッ素成分を含むポリマーがプラズマ中により分解されるため、チャンバー内で生成された物質が排気された場合、環境や人体に悪影響を与えるといった問題点やフッ素成分を含むポリマーが有機化合物であるため、エッチングされた基板表面を炭素等の元素により汚染されるという問題点は払拭されてはいない。
【特許文献１】特開平５−１７５１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点を鑑み、基板の洗浄或いは微細領域の基板のエッチングを行う際に、洗浄中或いはエッチング中に気体のフッ素系有機化合物を流すことなく、かつ、フッ素成分を含む環境汚染物質を排出することがない、基板の洗浄方法、エッチング方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。
第１の発明は、基板等の部材を洗浄する洗浄装置において、排気系が接続された真空チャンバー内に、前記基板等の部材と、固体のフッ素化合物とを設置し、前記真空チャンバーを密閉し、前記フッ素化合物に電界を印加して放電することによりプラズマを発生させ、前記基板等の部材を洗浄することを特徴とする洗浄装置である。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の洗浄装置において、前記固体のフッ素化合物が金属フッ素化合物であることを特徴とする洗浄装置である。
第３の発明は、第１または第２の発明のいずれかの洗浄装置において、前記基板等の部材に電界を印加する機構を設けたことを特徴とする洗浄装置である。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明の洗浄装置において、前記基板等の部材に印加される電界がＲＦ電界であることを特徴とする洗浄装置である。
第５の発明は、第１から第４の発明のいずれかの洗浄装置において、
前記真空チャンバー内に放電させる為のガスを導入するガス導入バルブと、
前記真空チャンバー内のガスを外部に放出するための排気バルブとを備え、前記基板等の部材を洗浄する際、前記ガス導入バルブと前記排気バルブを閉じる制御をする制御機構を備えた洗浄装置である。
【００１５】
第６の発明は、第１から第５の発明のいずれかの洗浄装置において、前記基板等の部材の近傍に高周波印加の為のコイルが設けられたことを特徴とする洗浄装置である。
第７の発明は、第１から第６の発明のいずれかの洗浄装置の前記真空チャンバー内部で、前記フッ化物に電界を印加してプラズマ放電させ、前記プラズマ放電により発生したフッ素により、前記基板等の部材を洗浄することを特徴とする洗浄方法である。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明の洗浄方法において、
前記真空チャンバー内を排気することにより真空にするステップと、
前記真空チャンバー内にガスを導入し放電するステップと、
前記ガスの導入を停止し、かつ、前記真空チャンバー内の排気も停止した状態でプラズマ放電させてフッ素成分を発生させるステップと、
前記発生したフッ素により前記基板等の部材を洗浄することを特徴とする洗浄方法である。
【００１７】
第９の発明は、第７または第８の発明のいずれかの洗浄方法において、前記放電に必要なガスが、希ガスであることを特徴とする洗浄方法である。
第１０の発明は、第７から第９の発明のいずれかの洗浄方法において、前記基板等の部材にＲＦ電界を印加しながら洗浄を行うことを特徴とする洗浄方法である。
【００１８】
第１１の発明は、第７から第１０の発明のいずれかの洗浄方法において、前記基板等の部材が、Ｓｉウエハ又は石英や蛍石等からなる光学部材であることを特徴とする洗浄方法である。
【００１９】
第１２の発明は、第７から第１１の発明のいずれかの洗浄方法において、洗浄時の前記チャンバー内の圧力が、０．１から１００Ｐａの範囲にあることを特徴とする前記基板等の部材の洗浄方法である。
【００２０】
第１３の発明は、基板等の部材をエッチングする装置において、排気系が接続された真空チャンバー内に、前記基板等の部材と、固体のフッ素化合物とを設置し、前記真空チャンバーを密閉し、前記フッ化物に電界を印加して放電することによりプラズマを発生させ、前記基板等の部材をエッチングすることを特徴とするエッチング装置である。
【００２１】
第１４の発明は、第１３の発明のエッチング装置において、前記フッ素化合物が金属フッ素化合物であることを特徴とするエッチング装置である。
第１５の発明は、第１３または第１４の発明のいずれかのエッチング装置において、前記基板等の部材に電界を印加する機構を設けたことを特徴とするエッチング装置である。
【００２２】
第１６の発明は、第１５の発明のエッチング装置において、前記基板等の部材に印加される電界がＲＦ電界であることを特徴とするエッチング装置である。
第１７の発明は、第１３から第１６の発明のいずれかのエッチング装置において、前記真空チャンバー内に放電させる為のガスを導入するガス導入バルブと、
前記真空チャンバー内のガスを外部に放出するための排気バルブとを備え、
前記基板等の部材をエッチングする際、前記ガス導入バルブと前記排気バルブを閉じるように制御する制御機構を備えたエッチング装置である。
【００２３】
第１８の発明は、第１３から第１７の発明のいずれかのエッチング装置において、前記基板等の部材の近傍に高周波印加の為のコイルが設けられたことを特徴とするエッチング装置である。
【００２４】
第１９の発明は、第１３から第１８の発明のいずれかのエッチング装置における前記真空チャンバー内部において、前記フッ化物に電界を印加してプラズマ放電させ、このプラズマ放電により発生したフッ素により、前記基板等の部材をエッチングすることを特徴とするエッチング方法である。
【００２５】
第２０の発明は、第１９の発明のエッチング方法において、
前記真空チャンバー内を排気することにより真空にするステップと、
前記真空チャンバー内にガスを導入し放電するステップと、
前記ガスの導入を停止し、かつ、前記真空チャンバー内の排気も停止した状態でプラズマ放電によりフッ素を発生させるステップと、
前記発生したフッ素により前記基板等の部材をエッチングすることを特徴とするエッチング方法である。
【００２６】
第２１の発明は、第１９または第２０の発明のいずれかのエッチング方法において、前記放電に必要なガスが、希ガスであることを特徴とするエッチング方法である。
第２２の発明は、第１９から第２１の発明のいずれかのエッチング方法において、前記基板等の部材にＲＦ電界を印加しながらエッチングを行うことを特徴とするエッチング方法である。
【００２７】
第２３の発明は、第１９から第２２の発明のいずれかのエッチング方法において、前記基板等の部材が、Ｓｉウエハ又は石英や蛍石等からなる光学部材であることを特徴とするエッチング方法である。
【００２８】
第２４の発明は、第１９から第２３の発明のいずれかのエッチング方法において、エッチング時における前記チャンバー内の圧力が、０．１から１００Ｐａの範囲にあることを特徴とする前記基板等の部材のエッチング方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の洗浄方法、洗浄装置によれば、洗浄中にフッ素やフッ素成分含有の有機化合物からなるガスを導入することなく、かつ、排出することなく基板に付着している汚染物を除去することができる。よって、環境や人体に悪影響を与えず環境汚染の問題もなく、基板のフッ素洗浄を行うことができる効果がある。
【００３０】
また、本発明のエッチング方法、エッチング装置によれば、エッチング中にフッ素やフッ素成分含有の有機化合物からなるガス導入することなく、かつ、排出することなく基板のエッチング処理を行うことができる。よって、環境や人体に悪影響を与えることなく、また環境汚染の問題もなく、基板のエッチング処理を行うことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明に係る洗浄装置の概略構成を図２に示す。
【実施例１】
【００３２】
洗浄装置は、洗浄プロセスを行う真空チャンバー１１と、真空チャンバー１１内の排気を行う真空ポンプ１２と、真空チャンバー１１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ１４を備えている。真空チャンバー１１と真空ポンプ１２との間には、真空チャンバー１１内の排気を制御する為の排気バルブ１３が設けられており、排気バルブ駆動装置により駆動され開閉する。また、真空チャンバー１１とガスボンベ１４の間にはガス導入バルブ１５が設けられており、ガス導入バルブ１５はガス導入バルブ駆動装置により駆動されて開閉する。また、真空チャンバー１１には内部の圧力が測定できるように真空計１６が設けられている。
【００３３】
洗浄する基板１９を真空チャンバー１１内に設置する。真空チャンバー１１内には、マグネトロンカソード１７が設けられており、このマグネトロンカソード１７には、金属フッ化物２０であるフッ化マグネシウムが設置され、マグネトロンカソード１７には電界を印加する為に高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。また、基板１９とマグネトロンカソード１７の間には、遮蔽板１８が設けられ、マグネトロンカソード１７に設置された金属フッ化物２０を放電させた際に発生するスパッタ粒子により基板１９が汚染されることを防止している。
【００３４】
次に、この洗浄装置を用いて、石英基板１９を洗浄するために必要な方法について説明する。
まず、石英基板１９を真空チャンバー１１内に設置した後、真空ポンプ１２を起動させるとともに、排気バルブ１３を開きチャンバー１１内部を真空状態にする。このときの真空チャンバー１１内部の圧力は１×１０-4Ｐａ以下となっている。
【００３５】
次いで、ガス導入バルブ１５を開き、ガスボンベ１４からアルゴンガスを真空チャンバー１１内に導入する。この際、排気バルブ１３とガス導入バルブ１５を調整して、チャンバー１１内部の圧力を１Ｐａに調整する。
【００３６】
次いで、ＲＦ電源からの電力によりマグネトロンカソード１７に電界を印加して、マグネトロンカソード１７上に設置されたフッ化マグネシウム上でプラズマを発生させる。
次に、ガス導入バルブ１５を閉じて真空チャンバー１１内へのアルゴンガスの導入を停止する。次いで、プラズマ放電を維持させたままの状態で排気バルブ１３を閉じる。この状態で、真空チャンバー１１内部は密閉された状態となっており、このとき真空チャンバー１１内部の圧力は１Ｐａになっている。
【００３７】
この後、５分間この状態で石英基板１９の洗浄を行う。
ここで、石英基板１９の洗浄のメカニズムについて説明する。
マグネトロンカソード１７にＲＦ電界を印加することにより、マグネトロンカソード１７に設置されたフッ化マグネシウム２０上でプラズマ放電が生じる。この状態では、導入されたアルゴンガスがフッ化マグネシウム２０に衝突するスパッタリングが行われているが、この際生じたスパッタ粒子は、プラズマ中ではフッ素とマグネシウムと分離した状態で存在しており、マグネトロンカソード１７近傍に設けられた遮蔽板１８により金属粒子であるＭｇ粒子は付着するが、ガス成分であるフッ素成分はチャンバー１１内を漂いプラズマ中から離れたところでも存在している。このフッ素成分はプラズマ中或いはプラズマ近傍ではフッ素原子の状態で存在しており、このフッ素原子は通常のフッ素分子と比べ極めて活性であり洗浄効果は大きい。石英基板１９はプラズマの近傍に設置され、発生したフッ素原子により石英基板１９に付着している有機汚染物を即時に効果的に除去することができる。
【００３８】
なお、チャンバー１１内部は、１Ｐａと低圧であることから、石英基板１９自体がエッチングされることはない。また、石英基板１９に電界を印加する機構を設け、エッチングされない程度の電力である２０Ｗ程度のＲＦ電界を印加することにより、基板の洗浄を更に促進することも可能である。
【００３９】
この後、排気バルブ１３を開きチャンバー１１内部を再び真空状態にした後に、同一チャンバー内あるいは、別の真空チャンバーに真空状態を保ったまま基板を移動させることにより、洗浄された基板表面に再度汚染物質が付着されることなく、その後の成膜等の処理を行うことができる。
【実施例２】
【００４０】
本発明に係るエッチング装置の概略構成を図３に示す。エッチング装置は、エッチングプロセスを行う真空チャンバー２１と、真空チャンバー２１内の排気を行う真空ポンプ２２と、真空チャンバー２１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ２４を備えている。真空チャンバー２１と真空ポンプ２２との間には、真空チャンバー２１内の排気を制御する為の排気バルブ２３が設けられており、排気バルブ駆動装置により駆動され開閉する。また、真空チャンバー２１とガスボンベ２４の間にはガス導入バルブ２５が設けられており、ガス導入バルブ２５はガス導入バルブ駆動装置により駆動されて開閉する。また、真空チャンバー２１には内部の圧力が測定できるように真空計２６が設けられている。
【００４１】
エッチングされる基板２９が真空チャンバー２１内の電極３０上に設置されている。真空チャンバー２１内には、マグネトロンカソード２７が設けられ、このマグネトロンカソード２７には、金属フッ化物３１であるフッ化マグネシウムが設置され、マグネトロンカソード２７には電界を印加する為に高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。また、基板２９とマグネトロンカソード２７の間には、遮蔽板２８が設けられ、マグネトロンカソード２７に設置された金属フッ化物３１をプラズマ放電させた際に生じるスパッタ粒子によりシリコン基板２９が汚染されることを防止している。
【００４２】
次に、このエッチング装置を用いて、シリコン基板２９をエッチングするために必要な方法について説明する。
なお、シリコン基板２９には、エッチングにより微細な構造を形成するためレジストパターンが形成されている。このレジストパターンは、シリコン基板上にレジストを塗布した後、露光装置を用いて所望の微細加工のパターンを露光し、レジスト部分を現像することにより形成する。
【００４３】
最初に、シリコン基板２９を真空チャンバー２１内の電極３０上に設置した後、真空ポンプ２２を起動させ、排気バルブ２３を開きチャンバー内部を真空状態にする。このときの真空チャンバー２１内部の圧力は１×１０-4Ｐａ以下となっている。
【００４４】
次いで、ガス導入バルブ２５を開き、ガスボンベ２４よりアルゴンガスを真空チャンバー内に導入する。この際、排気バルブ２３とガス導入バルブ２５を調整して、チャンバー２１内部の圧力を１Ｐａに調整する。
【００４５】
次いで、ＲＦ電源からの電力によりマグネトロンカソード２７に電界を印加して、マグネトロンカソード２７上に設置されたフッ化マグネシウム３１上でプラズマを発生させる。次に、ガス導入バルブ２５を閉じて真空チャンバー２１内へのアルゴンガスの導入を停止する。
【００４６】
次いで、プラズマ放電を維持させたままの状態で排気バルブ２３を閉じる。この状態で真空チャンバー２１の内部は密閉された状態となっており、外部にフッ素やフッ素成分を含む物質が排出されることはない。このときの真空チャンバー２１内部の圧力が１Ｐａになっている。
【００４７】
この後、シリコン基板２９は電極３０上に設置されており、この電極３０に１００ＷのＲＦ電界を印加することにより、シリコン基板２９近傍にプラズマを発生させフッ素プラズマによるシリコン基板２９のエッチングを行う。
【００４８】
所望のエッチング量のエッチングを行うために、必要時間シリコン基板２９のエッチングを行う。このエッチングによりナノミクロンオーダの微細なパターンが形成される。
ここで、シリコン基板２９のエッチングのメカニズムについて説明する。
【００４９】
マグネトロンカソード２７にＲＦ電界を印加することにより、マグネトロンカソード２７に設置されたフッ化マグネシウム３１上でプラズマ放電を発生させる。この状態では、導入されたアルゴンガスがフッ化マグネシウム３１に衝突し、スパッタリングが行われているが、この際生じたスパッタ粒子は、プラズマ中ではフッ素とマグネシウムと分離した状態で存在し、マグネトロンカソード２７近傍に設けられた遮蔽板２８に金属粒子であるＭｇ粒子は付着するが、ガス成分であるフッ素成分はチャンバー２１内を漂い、プラズマ中或いはプラズマ近傍ではフッ素原子の状態で存在している。このフッ素原子は、通常の気体のフッ素分子と比べ極めて活性でありエッチング効果も大である。シリコン基板２９は、プラズマ近傍或いはプラズマに曝されるように設置されており、電極３０にＲＦ電界を印加することにより、発生したフッ素原子がシリコン基板２９にひきよせられシリコン基板２９のエッチングがなされる。
【実施例３】
【００５０】
本発明に係るエッチング装置の概略構成を図４に示す。エッチング装置は、エッチングプロセスを行う真空チャンバー４１と、真空チャンバー４１内の排気を行う真空ポンプ４２と、真空チャンバー４１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ４４を備えている。真空チャンバー４１と真空ポンプ４２との間には、真空チャンバー４１内の排気を制御する為の排気バルブ４３が設けられており、排気バルブ駆動装置により駆動され開閉する。また、真空チャンバー４１とガスボンベ４４の間にはガス導入バルブ４５が設けられており、ガス導入バルブ４５はガス導入バルブ駆動装置により駆動されて開閉する。また、真空チャンバー４１には内部の圧力が測定できるように真空計４６が設けられている。
【００５１】
エッチングされる基板４９を真空チャンバー４１内の電極５０上に設置する。真空チャンバー４１には、マグネトロンカソード４７が設けられ、このマグネトロンカソード４７には、金属フッ化物５１であるフッ化マグネシウムが設置され、マグネトロンカソード４７には電界を印加する為に高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。また、シリコン基板４９とマグネトロンカソード４７の間には、第1遮蔽板４８、並びに第２遮蔽版５２が設けられ、マグネトロンカソード４７に設置された金属フッ化物５１をプラズマ放電させた際に生じるスパッタ粒子によりシリコン基板４９が汚染されることを防止している。また、フッ素原子を効果的に基板に接触させるべくシリコン基板４９の近傍には高周波印加のためのコイル５３が設けられている。
【００５２】
次に、このエッチング装置を用いたシリコン基板４９のエッチング方法について説明する。
なおシリコン基板４９には、エッチングにより微細な構造を形成するためレジストパターンが形成されている。このレジストパターンは、シリコン基板上にレジストを塗布した後、露光装置を用いて所望の微細加工のパターンを露光し、現像することにより形成する。
【００５３】
最初に、シリコン基板４９を真空チャンバー４１内に設置した後、真空ポンプ４２を起動させ、排気バルブ４３を開きチャンバー内部を真空状態にする。このときの真空チャンバー４１内部の圧力は１×１０-4Ｐａ以下となっている。
【００５４】
次いで、ガス導入バルブ４５を開き、ガスボンベ４４よりアルゴンガスを真空チャンバー内に導入する。この際、排気バルブ４３とガス導入バルブ４５を調整して、チャンバー４１内部の圧力を１Ｐａに調整する。
【００５５】
次いで、ＲＦ電源からの電力によりマグネトロンカソード４７に電界を印加して、マグネトロンカソード上に設置されたフッ化マグネシウム５１上でプラズマを発生させる。次に、ガス導入バルブ４５を閉じて真空チャンバー４１内へのアルゴンガスの導入を停止する。
【００５６】
次いで、プラズマ放電を維持させたままの状態で排気バルブ４３を閉じる。この状態で真空チャンバー４１の内部は密閉された状態となっており、外部にフッ素やフッ素成分を含む物質が排出されることはない。このときの真空チャンバー４１内部の圧力は１Ｐａである。
【００５７】
シリコン基板４９は電極５０上に設置されており、この電極５０に１００ＷのＲＦ電界を印加するとともに、高周波コイル５３に高周波を印加して強いプラズマを発生させ活性なフッ素原子を供給して、効果的にシリコン基板４９のエッチングを行う。
【００５８】
所望のエッチング量が得られるまでシリコン基板４９のエッチングを行う。このエッチングによりナノミクロンオーダーの微細なパターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】は、従来の洗浄装置の概念図である。
【図２】は、本発明に係る洗浄装置の概念図である。
【図３】は、本発明に係るエッチング装置の概念図である。
【図４】は、本発明に係るエッチング装置の変形例の概念図である。
【図５】は、従来のエッチング装置の概念図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１・・・真空チャンバー
１２・・・真空ポンプ
１3・・・排気バルブ
１4・・・ガスボンベ
１5・・・ガス導入バルブ
１6・・・真空計
１７・・・マグネトロンカソード
１８・・・シャッター
１９・・・基板
２０・・・フッ素化合物
【図１】
2005175139.tif 000003
【図２】
2005175139.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005175139.tif 000006
【図５】
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