(57)【要約】【課題】半導体ウェハの下面の全面をエッチングすることができ、かつ構造が簡単な半導体製造装置を提供する。【解決手段】本半導体製造装置は、半導体ウェハ１を、下面の一部で支持しつつ回転させる回転手段と、回転している半導体ウェハ１の上方でエッチング用のプラズマを発生させるプラズマ発生手段３０，３２とを具備し、プラズマ内で生成したエッチング種が半導体ウェハ１の下面に回り込むことにより、半導体ウェハ１の下面がエッチングされる。回転手段は、例えば半導体ウェハ１の下面を、該下面の中心以外の部分で支持する第１のベルト部材１０と、半導体ウェハ１の下面の中心を挟んで第１のベルト部材１０とは逆の位置に設けられ、第１のベルト部材１０と略平行に配置された第２のベルト部材１２と、第１のベルト部材１０を第１の方向に移動させ、かつ第２のベルト１２を第１の方向とは逆方向に移動させるベルト駆動手段２０，２２とを具備する。【選択図】図１
2007150020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを、下面のうち回転中心とは異なる部分で支持しつつ回転させる回転手段と、
回転している前記半導体ウェハの上方でエッチング用のプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
を具備し、前記プラズマ内で生成したエッチング種が前記半導体ウェハの下面に回り込むことにより、前記半導体ウェハの下面がエッチングされる半導体製造装置。
【請求項２】
前記回転手段は、
前記半導体ウェハの下面を、該下面の中心以外の部分で支持する第１のベルト部材と、
前記半導体ウェハの下面の中心を挟んで前記第１のベルト部材とは逆の位置に設けられ、前記第１のベルト部材と略平行に配置された第２のベルト部材と、
前記第１のベルト部材を第１の方向に移動させ、かつ前記第２のベルトを前記第１の方向とは逆方向に移動させるベルト駆動手段と、
を具備する半導体製造装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のベルト部材、並びに前記ベルト駆動手段は、前記半導体ウェハをプラズマが発生する領域の下方まで搬送する搬送手段を兼ねており、
前記ベルト駆動手段は、前記半導体ウェハを搬送する場合には、前記第１及び第２のベルト部材を同一方向に移動させる請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記半導体ウェハの縁に沿って設けられ、該半導体ウェハが回転時に移動することを抑制するガイド部材を具備する請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記半導体ウェハの縁近傍に配置され、前記第１及び第２のベルト部材に略平行であり、前記半導体ウェハが回転時に移動することを抑制するガイド部材を具備する請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記回転手段により回転している半導体ウェハの中心を支持する支持軸を具備する請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
上面が保護膜で覆われた半導体ウェハを、下面のうち回転中心とは異なる部分で支持しつつ回転させ、
回転している前記半導体ウェハの上方でエッチング用のプラズマを発生させることにより、前記プラズマ内で生成したエッチング種が前記半導体ウェハの下面に回り込み、前記半導体ウェハの下面がエッチングされる半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの下面をエッチングする半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、半導体ウェハの下面の全面をエッチングすることができ、かつ構造が簡単な半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６（Ａ）は、第１の従来例に係る半導体製造装置の構成を説明する為の平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。本図に示す半導体製造装置は、シリコンウェハ１０１の下面に付着した膜をドライエッチングにより除去する装置である。
【０００３】
シリコンウェハ１０１は、二本のベルト１１０，１１２上に載置されており、ベルト１１０，１１２によって電極１２０の下の空間に搬送される。電極１２０は高周波電源１２２に接続されている。電極１２０の下の空間にはエッチング用のガスが供給される。電極１２０に高周波が入力されると、エッチング用のガスはプラズマになる。プラズマ内で生成した活性種の一部はシリコンウェハ１０１の下面に回りこみ、シリコンウェハ１の下面に付着した膜をエッチングして除去する。
なお、シリコンウェハ１０１の上面は、レジスト膜等の保護膜（図示せず）で覆われているためエッチングされない。
【０００４】
図７は、第２の従来例に係る半導体製造装置の構成を説明する為の断面図である。本図に示す半導体製造装置も、シリコンウェハ１０１の下面に付着した膜をドライエッチングにより除去する装置である。
【０００５】
シリコンウェハ１０１は、ホルダー１３０によって下面の縁が支持されている。シリコンウェハ１０１の下面は、電極１４０の上方に位置する空間１３１に露出している。空間１３１には、電極１４０に設けられた孔１４２からエッチングガスが供給される。エッチングガスはプラズマ化し、シリコンウェハ１０１の下面に付着した膜をエッチングし、除去する（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開５−１７５１６２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した第１の従来例では、半導体ウェハの下面のうち、ベルトによって支持されている部分はエッチングされない。このため、下面の膜にエッチング残りが生じる。
また、第２の従来例では、半導体ウェハの下面を露出させた上で、半導体ウェハの下方でプラズマを発生させる必要がある。また、半導体ウェハを搬送する方式及びウェハを保持する構造を工夫する必要がある。このため、第１の従来例と比較して、半導体製造装置の構成が複雑になってしまう。
【０００７】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、半導体ウェハの下面の全面をエッチングすることができ、かつ構造が簡単な半導体製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体製造装置は、半導体ウェハを、下面のうち回転中心とは異なる部分で支持しつつ回転させる回転手段と、
回転している前記半導体ウェハの上方でエッチング用のプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
を具備し、前記プラズマ内で生成したエッチング種が前記半導体ウェハの下面に回り込むことにより、前記半導体ウェハの下面がエッチングされる。
【０００９】
この半導体製造装置によれば、前記半導体ウェハは、エッチング中に回転しているため、前記回転手段によって支持される部分が順次入れ替わる。従って、前記半導体ウェハの下面の全面をエッチングすることができる。
【００１０】
前記回転手段は、例えば、前記半導体ウェハの下面を、該下面の中心以外の部分で支持する第１のベルト部材と、前記半導体ウェハの下面の中心を挟んで前記第１のベルト部材とは逆の位置に設けられ、前記第１のベルト部材と略平行に配置された第２のベルト部材と、前記第１のベルト部材を第１の方向に移動させ、かつ前記第２のベルトを前記第１の方向とは逆方向に移動させるベルト駆動手段とを具備する。
この場合、前記第１及び第２のベルト部材、並びに前記ベルト駆動手段は、前記半導体ウェハをプラズマが発生する領域の下方まで搬送する搬送手段を兼ねていてもよい。前記ベルト駆動手段は、前記半導体ウェハを搬送する場合には、前記第１及び第２のベルト部材を同一方向に移動させる。
【００１１】
前記半導体ウェハの縁に沿って設けられ、該半導体ウェハが回転時に移動することを抑制するガイド部材を具備してもよい。また、前記半導体ウェハの縁近傍に配置され、前記第１及び第２のベルト部材に略平行であり、前記半導体ウェハが回転時に移動することを抑制するガイド部材を具備してもよい。また、前記回転手段により回転している半導体ウェハの中心を支持する支持軸を具備してもよい。
これらの場合、前記半導体ウェハが回転中に水平面内で移動することを抑制できる。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上面が保護膜で覆われた半導体ウェハを、下面のうち回転中心とは異なる部分で支持しつつ回転させ、
回転している前記半導体ウェハの上方でエッチング用のプラズマを発生させることにより、前記プラズマ内で生成したエッチング種が前記半導体ウェハの下面に回り込み、前記半導体ウェハの下面がエッチングされるものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る半導体製造装置について説明する。図１（Ａ）は第１の実施形態に係る半導体製造装置の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。本図に係る半導体製造装置は、シリコンウェハ１の下面に付着した膜をドライエッチングにより除去する装置である。シリコンウェハ１は、半導体装置を形成するための基板である。
【００１４】
シリコンウェハ１は、２本のベルト１０，１２上に載置され、ベルト１０，１２によって電極３０の下方に搬送される。ベルト１０，１２は、シリコンウェハ１の中心を挟んで互いに反対側に位置している。ベルト１０は駆動手段２０によって駆動され、ベルト１２は駆動手段２２によって駆動される。駆動手段２０，２２は、それぞれモーターと、モーターが生成した動力をベルト１０，１２に伝達する動力伝達機構（例えば歯車機構）を有している。
【００１５】
電極３０は高周波電源３２に接続している。電極３０の下方の空間には、エッチング用のガス（例えばＣｘＦｙ）が供給される。電極３０に高周波が入力されると、供給されたガスがシリコンウェハ１の上方でプラズマになる。プラズマ中で生成した活性種の一部はシリコンウェハ１の下面に回り込み、シリコンウェハ１の下面に付着した膜をエッチングして除去する。なお、シリコンウェハ１の上面はレジスト膜等の保護膜で覆われているため、エッチングされない。
【００１６】
図２（Ａ）は、シリコンウェハ１を搬送するときのベルト１０，１２の移動方向を説明する為の平面図である。シリコンウェハ１を搬送するとき、駆動手段２０，２２は、ベルト１０，１２を同一方向に移動させる。
【００１７】
図２（Ｂ）は、シリコンウェハ１の下面をエッチングするときのベルト１０，１２の移動方向を説明する為の平面図である。シリコンウェハ１の下面をエッチングするとき、駆動手段２０，２２はベルト１０，１２を互いに逆方向に移動させる。これにより、エッチング中にシリコンウェハ１は、ウェハ中心を回転中心として回転する。従って、シリコンウェハ１の下面は、ベルト１０，１２で覆われた領域がエッチング中に順次入れ替わり、全面がエッチングされる。なお、シリコンウェハ１はエッチング中常に回転してもよいし、定期的に所定の角度ずつ回転してもよい。
【００１８】
以上、本実施形態によれば、シリコンウェハ１の下面の全面をエッチングすることができる。また、シリコンウェハ１の下方でプラズマを発生させる必要がなく、かつシリコンウェハ１を搬送する方式及びシリコンウェハ１を保持する構造も簡単である。従って、半導体製造装置の構造は、第１の従来例と比較して簡単である。
【００１９】
図３（Ａ）は、第２の実施形態に係る半導体製造装置の構成を説明する為の平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態に係る半導体製造装置は、２つのガイド部材４０を有する点を除いて、第１の実施形態に係る半導体製造装置と同一の構造を有する。本図において、図１に示した電極３０及び高周波電源３２は省略されている。以下、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２０】
ガイド部材４０は直線状の棒状部材であり、電極３０の下方の空間に、ベルト１０，１２と平行に配置されている。シリコンウェハ１に垂直な方向から見た場合、２本のガイド部材４０は、ベルト１０，１２を挟むように配置されている。
【００２１】
高さ方向におけるガイド部材４０の位置は、シリコンウェハ１の位置と略同じであるが、２つのガイド部材４０の相互間隔はシリコンウェハ１の直径よりわずかに大きい。このため、シリコンウェハ１を搬送するとき、シリコンウェハ１とガイド部材４０が干渉することを防止できる。
【００２２】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。また、ガイド部材４０を設けているため、回転中のシリコンウェハ１が、水平面内のうちベルト１０，１２に対して直角な方向に移動することを防止できる。
【００２３】
図４は、第３の実施形態に係る半導体製造装置の構成を説明する為の平面図である。本実施形態は、ガイド部材４０の内側面がシリコンウェハ１の縁に沿って湾曲している点、及びガイド部材４０を移動させる移動手段４２を有している点を除いて、第２の実施形態に係る半導体製造装置と同一の構造を有する。本図において、図１に示した電極３０及び高周波電源３２は省略されている。以下、第２の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２４】
本実施形態によれば、第２の実施形態と同一の効果を得ることができる。また、
ガイド部材４０の内側面がシリコンウェハ１の縁に沿って湾曲しているため、シリコンウェハ１が水平面内のうちベルト１０，１２と平行な方向に移動することも防止できる。
【００２５】
また、移動手段４２を設けることにより、ガイド部材４０をシリコンウェハ１の縁の近傍から他の場所へ移動させることができる。従って、シリコンウェハ１を搬送するときに、シリコンウェハ１とガイド部材４０が干渉することを防止できる。
【００２６】
図５は、第４の実施形態に係る半導体製造装置の構成を説明する為の断面図である。本図は、第２の実施形態における図３（Ｂ）に相当する図である。本実施形態に係る半導体製造装置は、エッチング中のシリコンウェハ１の下面中心部を支持する支持軸５０、及び支持軸５０を上下に移動させる移動手段５２それぞれが設けられている点を除いて、第２の実施形態に係る半導体製造装置と同一の構成である。本図において、図１に示した電極３０及び高周波電源３２、及び図２（Ａ）に示した駆動手段２０，２２は省略されている。以下、第２の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
本実施形態によれば、第２の実施形態と同一の効果を得ることができる。また、エッチング中のシリコンウェハ１の下面中心部が、支持軸５０によって支持されるため、シリコンウェハ１が、水平面内のうちベルト１０，１２と平行な方向に移動することを抑制できる。
【００２８】
また、移動手段５２を設けることにより、支持軸５０をシリコンウェハ１の下面から離すことができる。従って、シリコンウェハ１を搬送するときに、シリコンウェハ１と支持軸５０が干渉することを防止できる。
【００２９】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば第３の実施形態に係る半導体製造装置において、第４の実施形態で示した支持軸５０及び移動手段５２を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係る半導体製造装置の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】（Ａ）はシリコンウェハ１を搬送するときのベルト１０，１２の移動方向を説明する為の平面図、（Ｂ）はシリコンウェハ１の下面をエッチングするときのベルト１０，１２の移動方向を説明する為の平面図。
【図３】（Ａ）は第２の実施形態に係る半導体製造装置の構成を説明する為の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図４】第３の実施形態に係る半導体製造装置の構成を説明する為の平面図。
【図５】第４の実施形態に係る半導体製造装置の構成を説明する為の断面図。
【図６】（Ａ）は、第１の従来例に係る半導体製造装置の構成を説明する為の平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図７】第２の従来例に係る半導体製造装置の構成を説明する為の断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１，１０１…シリコンウェハ、１０，１２，１１０，１１２…ベルト、２０，２２…駆動手段、３０，１２０…電極、３２，１２２…高周波電源、４０…ガイド部材、４２，５２…移動手段、５０…支持軸，１３０…ホルダー、１３１…空間、１４０…電極
【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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