(57)【要約】【課題】基板のエッチング残りを防止したドライエッチング装置を提供する。【解決手段】基板４を配置する処理室２内の基板４の上方で、かつ、基板４の上面4aと対向しない上側の位置に、処理室２内にプロセスガスPGを導入する導入口14を設ける。導入口14に付着した生成物などが基板４の上面4aに直接落下することを抑制し、落下した生成物の付着による基板４のエッチング残りを抑制でき、歩留まりを向上できる。【選択図】図１
2007300045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスガスをプラズマにより分解した活性種により被エッチング体のサンプル面をエッチングするドライエッチング装置であって、
前記被エッチング体が配置される処理室と、
この処理室内の前記被エッチング体の上方で、かつ、前記サンプル面と直接対向しない位置に設けられ、前記処理室内に前記プロセスガスを導入する導入口と
を具備したことを特徴としたドライエッチング装置。
【請求項２】
導入口は、被エッチング体の一主面の周辺に位置している
ことを特徴とした請求項１記載のドライエッチング装置。
【請求項３】
導入口は、開口面積に対して周囲長が最短となるように設けられている
ことを特徴とした請求項１または２記載のドライエッチング装置。
【請求項４】
導入口は、プラズマと接触しない位置に設けられている
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載のドライエッチング装置。
【請求項５】
導入口は、下方に向けて設けられ、
前記導入口と被エッチング体との間に位置し、前記導入口により導入されたプロセスガスを前記被エッチング体の周囲に導く隙間部を備えた遮蔽部材を具備した
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載のドライエッチング装置。
【請求項６】
導入口と別個に設けられ、処理室内に所定のクリーニングガスを導入して前記導入口をクリーニングするクリーニング導入口を具備した
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載のドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスガスをプラズマにより分解した活性種により被エッチング体のサンプル面をエッチングするドライエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体デバイスや、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶デバイスなどの微細なデザインルールを有するデバイスに対しては、微細なエッチング加工が可能なドライエッチングが一般的に用いられている。
【０００３】
このようなドライエッチングを施すドライエッチング装置としては、真空のプロセスチャンバ内に設けられた処理室に、被エッチング体としてのアレイ基板を載置するホルダが設けられ、このホルダの上方には、処理室内にプロセスガスを導入する導入口が、アレイ基板のサンプル面である一主面すなわち上面に対向して設けられている。また、処理室には、導入されたプロセスガスを分解するプラズマを発生させるプラズマ発生装置が設けられている。そして、導入口から導入されたプロセスガスを処理室内にてプラズマ発生装置により発生されたプラズマで分解して反応性が高い活性種を生成し、この活性種がアレイ基板と反応することで、アレイ基板に設けられた酸化膜などをエッチングするように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−１１５８８０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、上述のドライエッチング装置では、プロセスガスの導入口がアレイ基板の上面に対して正面に位置し、かつ、プラズマと接触する面に設けられているため、この導入口に付着した生成物がアレイ基板の上面へと落下してくることで、アレイ基板にエッチング残りが生じ、歩留まりが低下するおそれがあるという問題点を有している。
【０００５】
また、異なるガスを使用する多段階エッチングの際には、他のガスを使用した際に導入口に付着した生成物と反応してさらに他の生成物が導入口に付着し、この生成物がアレイ基板の上面へと剥がれ落ちることで、アレイ基板にエッチング残りが生じるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、被エッチング体のエッチング残りを防止したドライエッチング装置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】
【０００７】
本発明は、プロセスガスをプラズマにより分解した活性種により被エッチング体のサンプル面をエッチングするドライエッチング装置であって、前記被エッチング体が配置される処理室と、この処理室内の前記被エッチング体の上方で、かつ、前記サンプル面と直接対向しない位置に設けられ、前記処理室内に前記プロセスガスを導入する導入口とを具備したものである。
【０００８】
そして、処理室内にプロセスガスを導入する導入口を、被エッチング体のサンプル面と直接対向しない位置に設ける。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、導入口に付着した生成物などが被エッチング体のサンプル面に直接落下することを抑制し、被エッチング体のエッチング残りを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施の形態のドライエッチング装置の構成を図１を参照して説明する。
【００１１】
図１にドライエッチング装置１を示し、このドライエッチング装置１は、内部に処理室２を区画する真空チャンバであるプロセスチャンバ３を有している。このプロセスチャンバ３の処理室２内には、被エッチング体としての平面視四角形状の基板４が載置されるホルダとなる平板状の下部電極５が設けられ、この下部電極５の上方には、下部電極５と対をなしプロセスガスPGを処理室２内に導入するガス導入部となる平板状の上部電極６が、下部電極５と略平行に設けられている。そして、下部電極５の周囲には、処理室２内から排気する排気口７が形成されている。
【００１２】
プロセスチャンバ３は、側部を囲む側壁3aと、これら側壁3aの上部に連続した上壁3bとを備え、処理室２を略真空状に区画している。
【００１３】
基板４は、例えば液晶表示素子を構成するアレイ基板などであり、サンプル面としての一主面である上面4a側に、被エッチング膜などが形成されている。
【００１４】
下部電極５は、平面視四角形状に形成されている。また、下部電極５と上部電極６とは、少なくともいずれか一方に高周波が印加されることでこれら電極５，６間にてプロセスガスPGにプラズマＰを発生させるプラズマ発生装置11をなしている。
【００１５】
さらに、上部電極６は、例えば下部電極５よりも平面視で広い四角形状に形成されており、プロセスチャンバ３の外部に配設された図示しないガス供給部に連通される連通部13が接続されているとともに、基板４と対向せず、かつ、プラズマＰと直接接触しない位置である上側、すなわちプロセスチャンバ３の上壁3b側に、プロセスガスPGを処理室２内に導入する複数の導入口14が互いに略等間隔に離間されて穿設されている。
【００１６】
連通部13は、プロセスチャンバ３の上壁3bに設けられた孔部15に基端側が挿通されてプロセスチャンバ３の外部に突出している。
【００１７】
導入口14は、円形状の開口形状を有し、互いに略等間隔に配設されている。したがって、これら導入口14は、開口面積に対して最短の周囲長を有している。また、これら導入口14は、その開口径を大きくすることで、開口面積に対する周囲長の割合をさらに抑制している。
【００１８】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
【００１９】
処理室２に基板４が配置され、ガス供給部から例えば六フッ化硫黄、四フッ化炭素、あるいは塩素などのプロセスガスPGが連通部13を介して上部電極６へと導入され、このプロセスガスPGは、導入口14から処理室２内へと、プロセスチャンバ３の上壁3bに向けて導入され、側壁3aに沿って基板４側である下側へと流れる。
【００２０】
次いで、電極５，６の少なくともいずれか一方に高周波が印加されてプラズマＰが処理室２内の電極５，６間にてプロセスガスPGに発生し、このプロセスガスPGがプラズマＰにより電離されて活性種が生成される。
【００２１】
そして、この活性種が基板４の上面4aの被エッチング膜と反応してこの被エッチング膜を気化させることで、被エッチング膜が所定パターンにエッチングされる。
【００２２】
この後、プロセスガスPGは、排気口７から処理室２の外部へと排気される。
【００２３】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、処理室２内にプロセスガスPGを導入する導入口14を、基板４の上面4aと直接対向しない位置、すなわち基板４の正面以外の位置、例えば上部電極６の基板４と反対側である上側に設けることで、プロセスガスPGが基板４に直接吹き付けられることを防止し、かつ、導入口14に付着した生成物などが剥がれて基板４の上面4aに直接落下してくる確率を低下させて、この落下した生成物の付着などによる基板４のエッチング残りを抑制でき、歩留まりを向上することが可能になる。
【００２４】
また、各導入口14の開口面積に対する周囲長を最短に設定することで、プロセスチャンバ３内と導入口14との圧力差を小さくし、生成物の付着を抑制するとともに、導入口14を通過するプロセスガスPGの流速を低下させて生成物の剥がれを抑制し、生成物が基板４上に落ちてくる確率をより低下させることができる。
【００２５】
さらに、導入口14をプラズマＰと直接接触しない位置に設けることで、例えば多段階エッチング（ステップエッチング）をする場合に、一のエッチングステップで導入口14近傍に付着した生成物が他のエッチングステップでのプロセスガスPGと反応することを避け、更なる生成物の発生を抑制できる。
【００２６】
次に、第２の実施の形態を図２を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態の上部電極６に代えて、連通部13と、導入本体部21と、この導入本体部21の下方に位置する遮蔽部材としての上部電極22とが設けられているものである。
【００２８】
導入本体部21は、導入口14が上部電極22側である下方に向けて開口形成されている。
【００２９】
上部電極22は、導入口14と基板４との間に位置し、上記第１の実施の形態の上部電極６と同様に、電極５との間にてプロセスガスPGにプラズマＰを発生させるプラズマ発生装置11をなしている。また、上部電極22は、例えば下部電極５および導入本体部21よりも平面視で広い四角形状に形成され、外縁部全体に亘って、突出部22aが上方に突設されて受け皿状に形成されている。このため、この上部電極22の突出部22aと導入本体部21の周縁部との間には、導入口14から導入されたプロセスガスPGを基板４の周囲に導く隙間部23が形成されている。
【００３０】
そして、ドライエッチングの際には、導入口14から処理室２内に導入されたプロセスガスPGが上部電極22の上部に吹き付けられ、この上部電極22の受け皿形状に沿ってこの上部電極22の外方へと流れ、突出部22aに沿って隙間部23を通過し、プロセスチャンバ３の側壁3aに沿って基板４側へと流れる。
【００３１】
このように、処理室２内にプロセスガスPGを導入する導入口14を、基板４の上面4aと直接対向しない位置、すなわち導入口14の下方に位置する受け皿状の上部電極22に向けて設けるなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、導入口14と基板４との間に上部電極22を設けることで、導入口14への生成物の付着を軽減し、かつ、剥がれた生成物を上部電極22で受け止めてこの生成物が基板４に付着する確率をより低減できる。
【００３２】
次に、第３の実施の形態を図３を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、導入口14と異なるクリーニング導入口25がプロセスチャンバ３の側壁3aに開口形成されているものである。
【００３４】
このクリーニング導入口25は、側壁3aの上端部近傍で、かつ、導入口14の上側に位置する部分に形成され、クリーニングガスCGを上部電極６の上面に沿ってプロセスチャンバ３の中心側へと導入するように構成されている。
【００３５】
そして、処理室２内にプロセスガスPGを導入する導入口14を、基板４の上面4aと直接対向しない位置、例えば上部電極６の基板４と反対側である上側に設けるなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、ドライエッチングの際には、導入口14から剥がれた生成物で基板４上に落ちずに導入口14近傍に堆積したものを、クリーニング導入口25からクリーニングガスCGを定期的に導入することでクリーニングしてプロセスチャンバ３の外部へと出すことで、生成物が基板４上に直接落ちる確率をより低減できる。
【００３６】
次に、第４の実施の形態を図４および図５を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この第４の実施の形態は、上記第１の実施の形態の上部電極６に代えて、図５に示すように、下部電極５よりも平面視で外形が大きい四角形枠状に形成された導入部27を設け、この導入部27の下部に導入口14を設けたものである。すなわち、導入口14は、基板４の上面4aの周辺に沿って位置し、平面視で基板４の外方に設けられている。
【００３８】
この結果、導入口14から剥がれた生成物などが基板４上に直接落ちる確率を抑制して、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
なお、上記各実施の形態において、プラズマ発生装置としては、例えばマグネトロン放電、あるいは誘電結合プラズマ放電などの、他の様々なプラズマ発生装置を用いることができ、また、プラズマエッチング以外でも、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングに対しても対応させて用いることができる。
【００４０】
また、被エッチング体としては、液晶表示装置のアレイ基板である基板４以外のものであっても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態のドライエッチング装置を示す説明断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のドライエッチング装置を示す説明断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態のドライエッチング装置を示す説明断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態のドライエッチング装置を示す説明断面図である。
【図５】同上ドライエッチング装置を示す説明平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    ドライエッチング装置
２    処理室
４    被エッチング体としての基板
4a    サンプル面としての上面
14    導入口
22    遮蔽部材としての上部電極
23    隙間部
25    クリーニング導入口
CG    クリーニングガス
Ｐ    プラズマ
PG    プロセスガス
【図１】
2007300045.tif 000003
【図２】
2007300045.tif 000004
【図３】
2007300045.tif 000005
【図４】
2007300045.tif 000006
【図５】
2007300045.tif 000007