(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室内にガス導入プレートから反応ガスを吹出し前記真空処理室内の基板ステージに高周波電力を印加することで前記真空処理室内にプラズマを発生させ、前記基板ステージに載置された基板をドライエッチング処理する方法において、
前記ガス導入プレートは、前記プレートの中央部と周辺部とに区分けされ、前記プレートの中央部と周辺部は前記反応ガスを独立に導入可能な状態にあり、
第１ステップとして前記プレート全面から前記反応ガスを導入することでドライエッチング処理を行い、その後、第２ステップとして前記ドライエッチング処理を続けたまま、前記プレートの中央部からの前記反応ガスの導入を停止し、前記プレートの周辺部からのみ前記反応ガスの導入を行うこと
を特徴とするドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波を用いて処理室内のガスを励起して発生させたプラズマを利用し基板をプラズマ処理するドライエッチング方法に関するものであり、より詳細には、半導体や液晶等の電子デバイスの製造に利用される基板のドライエッチング処理をおこなうドライエッチング方法にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来のプラズマ処理装置の概略構成図を示す。図４において、真空処理室１内の残留ガスを真空排気手段２を用いて排気した状態で、次にバルブ８を閉から開にし図示していないガスタンクから反応ガスを、ガス導入経路３とガス溜まり部４を通過させガス導入プレート５の表面上に設けた複数のガス吹出し口１０を経て、真空処理室１内の基板ステージ６上にシャワー状に反応ガスを導入する。この状態で、電極の機能も持つ基板ステージ６内に高周波電力を印加し発生した電磁波により真空処理室１内の反応ガスを励起し、基板ステージ６に載置した基板７にプラズマ処理を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来のプラズマ処理方法および装置において、プラズマ処理を行う場合、基板上の薄膜を基板全面にわたり均一なプラズマ処理加工をするには、加工途中に処理条件を切り換えながら処理する場合が多い。一般に従来のプラズマ処理装置におけるこの種の切り換えでは、反応ガスの流量や電極に印加する高周波の出力等の条件を変化させることで対応していた。
【０００４】
しかし、反応ガスの流量や電極に印加する高周波の出力等の条件を変化させるだけでは基板上の薄膜を基板全面にわたり均一な加工をすることができない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、基板上の薄膜を基板全面にわたり均一な加工をすることができるドライエッチング方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、真空処理室内にガス導入プレートから反応ガスを吹出し前記真空処理室内の基板ステージに高周波電力を印加することで前記真空処理室内にプラズマを発生させ、前記基板ステージに載置された基板をドライエッチング処理する方法において、前記ガス導入プレートは、前記プレートの中央部と周辺部とに区分けされ、前記プレートの中央部と周辺部は前記反応ガスを独立に導入可能な状態にあり、第１ステップとして前記プレート全面から前記反応ガスを導入することでドライエッチング処理を行い、その後、第２ステップとして前記ドライエッチング処理を続けたまま、前記プレートの中央部からの前記反応ガスの導入を停止し、前記プレートの周辺部からのみ前記反応ガスの導入を行うことを特徴とする。
【０００９】
この発明により、基板上の薄膜を基板全面にわたり均一な加工をすることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプラズマ処理装置の実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、従来のプラズマ処理装置と同一の部分については同一の符号をつけ説明を省略する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のプラズマ処理装置の概略構成図である。図１において、真空処理室１内の残留ガスを真空排気手段２を用いて排気した状態で、バルブ１５および１６を閉から開にし、図示していないガスタンクから反応ガスを、ガス導入経路１１および１２、隔壁９により隔てられたガス溜まり部１３および１４を通過させ、複数のガス吹出し口１０を設けたガス導入プレート５の面の全面（区域１）から、真空処理室１内の基板ステージ６上にシャワー状に反応ガスを導入する。この状態で、基板ステージ６に高周波電力を印加し発生した電磁波により真空処理室１内の反応ガスを励起し、基板ステージ６上に載置された基板７にドライエッチング処理（プラズマ処理）を行い、基板７に所望の加工量のエッチング加工を施す。所定時間経過後、基板ステージ６の高周波電力印加と、反応ガスの導入を停止し、基板７のドライエッチング処理を終了する。
【００１２】
ここで、このドライエッチング処理後の基板７のエッチング加工量が不均一であった場合、例えば基板７の中心付近のエッチング加工量が多く周辺部のエッチング加工量が小さい場合には、基板７の周辺部のエッチング加工量を中心部に比べて大きくする必要がある。
【００１３】
この様な場合には、まず未処理の基板７を基板ステージ６上に配置し、真空処理室１内の残留ガスを真空排気手段２を用いて排気した状態で、バルブ１５および１６を閉から開にし、図示していないガスタンクから反応ガスを、ガス導入経路１１および１２、隔壁９により隔てられたガス溜まり部１３および１４を通過させ、複数のガス吹出し口１０を設けたガス導入プレート５の面の全面（区域１）から、真空処理室１内の基板ステージ６上にシャワー状に反応ガスを導入する（ステップＳ１）。この状態で、基板ステージ６に高周波電力を印加し発生した電磁波により真空処理室１内の反応ガスを励起し、基板ステージ６上に載置された基板７にドライエッチング処理（プラズマ処理）を開始する（ステップＳ２）。このドライエッチング処理中にバルブ１６を開のままバルブ１５を閉にする。これにより、ガス溜まり部１３には反応ガスが供給されずガス導入プレート５の中心付近から反応ガスは吹出さない。一方ガス溜まり部１４には反応ガスが供給され続けるためガス導入プレート５の面の周辺付近（区域２）から反応ガスは吹出しつづける（ステップＳ３）。つまり、ガス導入プレート５の複数に分割した領域の一部から反応ガスを吹出させる。この状態で所定の時間基板７のエッチング加工を行った後、基板ステージ６の高周波電力印加と、反応ガスの導入を停止し基板７のドライエッチング処理を終了する（ステップＳ４）。このステップＳ３では、基板７の中心部に比べて周辺部により多くの励起した反応ガスを接触させることになり、この結果、基板７の中心部に比べて周辺部のエッチング加工量を多くすることが出来る。その後、ドライエッチング処理済基板と未処理基板を交換し（ステップＳ４）、ステップ１に戻り同様の手順で基板のドライエッチング処理を行う。
【００１４】
なお、ガス導入プレート５の複数に分割した領域の分割数や分割形状は本実施の形態１に限定されるものではなく、基板のエッチング加工量に応じ任意の分割数、形状であれば良い。
【００１５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２のプラズマ処理装置の概略構成図である。実施の形態１と異なるのは、ガス導入プレート５に設けたガス吹出し口を開閉することが可能な切替プレート２１と、切替プレート２１を駆動するシリンダ（駆動手段）２３と、を設けたことである。
【００１６】
図２において、実施の形態１と同様に基板７の周辺部のエッチング加工量を中心部に比べて大きくする必要がある場合には、まず最初にシリンダ（駆動手段）２３を上方に駆動し切替プレート２１とガス導入プレート５の接触を解除しておく。次に実施の形態１と同様に、真空処理室１内の残留ガスを真空排気手段２を用いて排気した状態でバルブ８を開き、真空処理室１内の基板ステージ６上にシャワー状に反応ガスを導入する。そして一定時間経過後、シリンダ２３を下方に駆動し切替プレート２１とガス導入プレート５を接触させ、切替プレート２１とガス導入プレート５の接触部から反応ガスが吹出さないようにする。この時より切替プレート２１とガス導入プレート５の接触部の密着性を高めるため切替プレート２１の接触面にＯリング２２を配置している。
【００１７】
これにより、ガス導入プレート５の中心付近から反応ガスは吹出さず、周辺部からのみ反応ガスが吹出すため、基板７の中心部に比べて周辺部のエッチング加工量を多くすることが出来る。
【００１８】
なお、本実施の形態２では、切替プレートは単独であるが、複数の切替プレートを用いても良い。また、切替プレートの動作は本実施例に限定されるものではなく、切替プレート動作方向、動作回数等、エッチング加工の特徴に合わせて任意に設定できる。
【００１９】
さらに、本実施の形態のガスの流れの制御に加えて、ガスの流量や電極に印加する高周波の出力等の条件の変化をおこないエッチング加工を行っても良い。
【００２０】
また、基板上の多層膜を１回のプラズマ処理にてエッチング加工する場合にも、反応ガスの種類、流量、および電極に印加する高周波の出力等を変化するのに加えて、上記ガスの流れの制御を行うと、均一なエッチング処理を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置によれば、ガス導入プレートの複数に分割した領域から個別にガスを吹出すことが可能なガス切替手段を設けることで、基板のプラズマ処理中に、ガスの流れを切り替えることが可能になり、基板上の薄膜を基板全面にわたり均一なエッチング加工をすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態２を示す概略構成図
【図３】本発明の実施の形態の手順を示すステップ図
【図４】従来のプラズマ処理装置を示す概略構成図
【符号の説明】
１    真空処理室
５    ガス導入プレート
６    基板ステージ（電極）
７    基板
９    隔壁
１０  ガス吹出し口
１１  ガス導入経路
１２  ガス導入経路
１３  ガス溜まり部
１４  ガス溜まり部
１５  バルブ
１６  バルブ
２１  切替プレート
２３  駆動するシリンダ（駆動手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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