(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非円形の被処理基板をエッチング処理するための処理室が内部に形成された真空容器と、
前記処理室にプロセスガスを導入するためのガス導入口に対して前記被処理基板を間に挟んで対向する位置に配置され、前記処理室の内部を排気するための排気口と、
前記処理室の内部で前記被処理基板を保持すると共に回転させる回転保持手段と、
プロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記ガス導入口を含み、前記プラズマ生成手段にて生成されたプラズマにより励起されたプロセスガスを、前記回転保持手段で保持された前記被処理基板の側方から前記ガス導入口を介して前記被処理基板に向けて放出し、前記被処理基板のエッチング面にプロセスガスを供給するガス供給手段と、
前記被処理基板に対する前記プロセスガスの供給量をエッチング面全体にわたって均一化するために、前記回転保持手段による前記被処理基板の回転の角速度を１回転中において変化させる回転制御手段と、を備えたことを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項２】
前記回転制御手段は、前記被処理基板の回転中心から前記ガス導入口の方向に向かって測定したときの前記被処理基板の周縁までの距離に基づいて前記被処理基板の回転の角速度を制御することを特徴とする請求項１記載のドライエッチング装置。
【請求項３】
前記回転制御手段は、前記ガス導入口に対向する位置において測定した前記被処理基板の周縁の周速度が１回転中にわたって一定となるように前記被処理基板の回転の角速度を制御することを特徴とする請求項２記載のドライエッチング装置。
【請求項４】
前記回転制御手段は、前記被処理基板を等角速度にて回転させながらエッチング処理した場合におけるエッチングレートのエッチング面内分布を考慮して、前記エッチング面内分布が均一となるように前記被処理基板の回転の角速度を制御することを特徴とする請求項１記載のドライエッチング装置。
【請求項５】
前記回転制御手段は、処理の途中において前記被処理基板の回転動作を停止させる機能を有することを特徴とする請求項１記載のドライエッチング装置。
【請求項６】
前記回転制御手段は、処理の途中において１回転あたりに少なくとも１回は前記被処理基板の回転動作を停止させることを特徴とする請求項５記載のドライエッチング装置。
【請求項７】
前記被処理基板が多角形状を有する場合、１回転あたりの前記被処理基板の回転動作の停止回数が前記被処理基板の角数と同一又はそれ以上であることを特徴とする請求項６記載のドライエッチング装置。
【請求項８】
前記被処理基板の角部が前記ガス導入口に対向する位置に来たとき及び前記被処理基板の辺の中心が前記ガス導入口に対向する位置に来たときに前記被処理基板の回転動作を停止させることを特徴とする請求項７記載のドライエッチング装置。
【請求項９】
前記回転制御手段は、前記被処理基板の回転動作を停止させた場合の停止時間を、前記被処理基板の回転中心から前記ガス導入口の方向に向かって測定したときの前記被処理基板の周縁までの距離に基づいて決定することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項１０】
前記回転制御手段は、停止時以外においては、前記被処理基板を等角速度にて回転させることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項１１】
前記回転制御手段は、停止時以外においては、前記ガス導入口に対向する位置において測定した前記被処理基板の周縁の周速度が、１回転中にわたって一定となるように前記被処理基板の回転の角速度を制御することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項１２】
前記回転保持手段は、前記被処理基板を保持する基板受けと、前記基板受けを回転させるための等角速度の回転力を発生する回転駆動源と、前記回転駆動源からの回転力を機械式伝達方式により前記基板受けに伝達する駆動力伝達機構と、を有し、
前記回転制御手段は、前記駆動力伝達機構における変速比を変化させることにより前記被処理基板の回転の角速度を制御することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項１３】
前記回転保持手段は、前記被処理基板を保持する基板受けと、前記基板受けを回転させるための回転力を発生する回転駆動源と、を有し、
前記回転制御手段は、前記回転駆動源の回転の角速度を変化させることにより前記被処理基板の回転の角速度を制御することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項１４】
前記被処理基板はその表面及び裏面の両面がエッチング処理されるものであり、
前記回転保持手段は、前記被処理基板の縁部を支持することにより前記被処理基板の表面及び裏面のそれぞれの処理領域全体を前記処理室内に露出させるものであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライエッチング装置に係わり、特に、プリント基板のようにその両面がエッチング処理される被処理基板を処理するのに適したドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のケミカルドライエッチング方法においては、被処理基板の片面のみを処理する場合にはエッチング面に対して垂直方向にラジカルが供給される。一方、プリント基板のようにその両面をエッチング処理する必要がある被処理基板の場合には、被処理基板のエッチング面に対して横からラジカルを供給することになる。
【０００３】
被処理基板のエッチング面に対して横からラジカルを供給する場合、ラジカルを含むプロセスガスが処理室内部に導入されるガス導入口側と、処理室内部のガスを処理室の外部へ排気するガス排気口側とでは、エッチング面に供給されるラジカルの供給量が異なる。このため、エッチング面内のエッチングレートの分布が偏ってしまい、エッチング処理の面内均一性が悪くなってしまう。
【０００４】
この問題に対処するために、処理中の被処理物を回転させて、エッチング面内のエッチングレートの均一化を図る方法が提案されている。この方法は、シリコンウェハのように円盤状の被処理基板に対してはとくに有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、長方形等の角形の被処理基板の場合、被処理基板を回転させながらエッチング処理を施したとしても、エッチング面内のエッチングレートの分布は同心円状ではなく、形状に起因した複雑な分布となってしまう。このため、被処理基板を単純に等角速度で回転させるだけでは、面内均一性の悪いエッチングとなってしまい、面内均一性の向上を図ることができない。
【０００６】
このように非円形の被処理基板においてエッチングレートの分布が複雑になる原因は、角速度を一定とした場合、回転中心から遠くなるにつれて周速度が速くなり、周速度が速くなるにつれてラジカルの供給を受ける時間が少なくなってエッチングレートが低下するためであると思われる。
【０００７】
被処理基板を等角速度で回転させた場合におけるエッチング面内のエッチングレートの分布は被処理基板の形状に応じて変化するために、様々な形状の被処理基板に対して良好なエッチング面内均一性を確保することができるドライエッチング装置が求められている。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、各種形状の被処理基板を良好な面内均一性のもとでエッチング処理することができるドライエッチング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によるドライエッチング装置は、非円形の被処理基板をエッチング処理するための処理室が内部に形成された真空容器と、前記処理室にプロセスガスを導入するためのガス導入口に対して前記被処理基板を間に挟んで対向する位置に配置され、前記処理室の内部を排気するための排気口と、前記処理室の内部で前記被処理基板を保持すると共に回転させる回転保持手段と、プロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマを生成するプラズマ生成手段と、前記ガス導入口を含み、前記プラズマ生成手段にて生成されたプラズマにより励起されたプロセスガスを、前記回転保持手段で保持された前記被処理基板の側方から前記ガス導入口を介して前記被処理基板に向けて放出し、前記被処理基板のエッチング面にプロセスガスを供給するガス供給手段と、前記被処理基板に対する前記プロセスガスの供給量をエッチング面全体にわたって均一化するために、前記回転保持手段による前記被処理基板の回転の角速度を１回転中において変化させる回転制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、前記被処理基板の回転中心から前記ガス導入口の方向に向かって測定したときの前記被処理基板の周縁までの距離に基づいて前記被処理基板の回転の角速度を制御する。
【００１１】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、前記ガス導入口に対向する位置において測定した前記被処理基板の周縁の周速度が１回転中にわたって一定となるように前記被処理基板の回転の角速度を制御する。
【００１２】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、前記被処理基板を等角速度にて回転させながらエッチング処理した場合におけるエッチングレートのエッチング面内分布を考慮して、前記エッチング面内分布が均一となるように前記被処理基板の回転の角速度を制御する。
【００１３】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、処理の途中において前記被処理基板の回転動作を停止させる機能を有する。
【００１４】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、処理の途中において１回転あたりに少なくとも１回は前記被処理基板の回転動作を停止させる。
【００１５】
また、好ましくは、前記被処理基板が多角形状を有する場合、１回転あたりの前記被処理基板の回転動作の停止回数が前記被処理基板の角数と同一又はそれ以上である。
【００１６】
また、好ましくは、前記被処理基板の角部が前記ガス導入口に対向する位置に来たとき及び前記被処理基板の辺の中心が前記ガス導入口に対向する位置に来たときに前記被処理基板の回転動作を停止させる。
【００１７】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、前記被処理基板の回転動作を停止させた場合の停止時間を、前記被処理基板の回転中心から前記ガス導入口の方向に向かって測定したときの前記被処理基板の周縁までの距離に基づいて決定する。
【００１８】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、停止時以外においては、前記被処理基板を等角速度にて回転させる。
【００１９】
また、好ましくは、前記回転制御手段は、停止時以外においては、前記ガス導入口に対向する位置において測定した前記被処理基板の周縁の周速度が、１回転中にわたって一定となるように前記被処理基板の回転の角速度を制御する。
【００２０】
また、好ましくは、前記回転保持手段は、前記被処理基板を保持する基板受けと、前記基板受けを回転させるための等角速度の回転力を発生する回転駆動源と、前記回転駆動源からの回転力を機械式伝達方式により前記基板受けに伝達する駆動力伝達機構と、を有し、前記回転制御手段は、前記駆動力伝達機構における変速比を変化させることにより前記被処理基板の回転の角速度を制御する。
【００２１】
また、好ましくは、前記回転保持手段は、前記被処理基板を保持する基板受けと、前記基板受けを回転させるための回転力を発生する回転駆動源と、を有し、前記回転制御手段は、前記回転駆動源の回転の角速度を変化させることにより前記被処理基板の回転の角速度を制御する。
【００２２】
また、好ましくは、前記被処理基板はその表面及び裏面の両面がエッチング処理されるものであり、前記回転保持手段は、前記被処理基板の縁部を支持することにより前記被処理基板の表面及び裏面のそれぞれの処理領域全体を前記処理室内に露出させるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるドライエッチング装置について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態によるドライエッチング装置の概略構成を示した縦断面図であり、このドライエッチング装置は処理室１が内部に形成された真空容器２を備え、真空容器２は、容器本体３と蓋部４とを有している。
【００２５】
さらに、このドライエッチング装置は、処理中のプリント基板Ｓを保持する機能と共に保持したプリント基板Ｓを回転させる機能を有する回転保持手段５を備え、この回転保持手段５は、プリント基板Ｓを支持する額縁形状の基板受け６と、この基板受け６に連結された回転軸７とを有している。
【００２６】
額縁形状の基板受け６は、プリント基板Ｓの縁部のみを支持することにより、プリント基板Ｓの表面及び裏面の処理領域全体を処理室１内に露出させることができるようになっている。
【００２７】
真空容器２の側方にはプラズマ生成手段８が設けられており、このプラズマ生成手段８ではプロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマが生成される。プラズマ生成手段８にはガス供給手段９が接続されており、このガス供給手段９を介して、プラズマ生成手段８にて生成されたプラズマにより励起されたプロセスガスが、回転保持手段５の基板受け６で保持されたプリント基板Ｓの側方からプリント基板Ｓに向けて放出され、プリント基板Ｓの表面及び裏面の両方に対してラジカルを含むプロセスガスが同時に供給される。
【００２８】
ガス供給手段９は、回転保持手段５の基板受け６で保持されたプリント基板Ｓの側方に配置されたガス導入口１０と、このガス導入口１０とプラズマ生成手段８とを連結する連絡管１１とを備えている。ガス導入口１０は、プリント基板Ｓの表面側にプロセスガスを供給する表面側ガスノズル１０ａと、プリント基板Ｓの裏面側にプロセスガスを供給する裏面側ガスノズル１０ｂとから成る。表面側ガスノズル１０ａ及び裏面側ガスノズル１０ｂには、連絡管１１を介して共通のプラズマ発生手段８からプロセスガスが供給される。
【００２９】
また、プリント基板Ｓを間に挟んでガス導入口１０に対向する位置の真空容器２の壁には、処理室１の内部を排気するための排気口１３が設けられている。このようにガス導入口１０と排気口１３とをプリント基板Ｓを間に挟んで対向配置したので、ガス導入口１０から処理室１内に導入されたプロセスガスは、プリント基板Ｓの表面及び裏面に沿って一端から他端まで満遍なく行き渡りやすい。
【００３０】
さらに、本実施形態によるドライエッチング装置は、回転制御手段１４を備えており、この回転制御手段１４は、プリント基板Ｓに対するプロセスガスの供給量をエッチング面全体にわたって均一化するために、回転保持手段５によるプリント基板Ｓの回転の角速度を１回転中において変化させることができる。また、回転制御手段１４は、処理の途中においてプリント基板Ｓの回転動作を停止させる機能を有している。
【００３１】
回転軸７及び基板受け６を回転させるための回転力は回転駆動源１５にて生成され、この回転力は機械式伝達方式の駆動力伝達機構１６によって回転軸７及び基板受け６に伝達される。プリント基板Ｓの回転の角速度を制御する際には、回転制御手段１４によって駆動力伝達機構１６における変速比を変化させるか、或いは、回転駆動源１５の回転の角速度自体を変化させてプリント基板Ｓの回転の角速度を制御することもできる。
【００３２】
回転制御手段１４による制御方法の一例としては、図２に示したように、プリント基板Ｓの回転中心からガス導入口１０の方向に向かって測定したときのプリント基板Ｓの周縁までの距離に基づいてプリント基板Ｓの回転の角速度を制御する。具体的には、回転中心から周縁までの距離が長いほど回転の角速度が遅くなるように制御する。好ましくは、ガス導入口１０に対向する位置において測定したプリント基板Ｓの周縁の周速度が、１回転中にわたって一定となるようにプリント基板Ｓの回転の角速度を制御する。
【００３３】
また、回転制御手段１４による制御方法の他の例としては、等角速度にて回転させながらプリント基板Ｓをエッチング処理した場合におけるエッチングレートのエッチング面内分布を予め測定しておいて、このエッチングレートのエッチング面内分布を考慮して、エッチング面内分布が均一となるようにプリント基板Ｓの回転の角速度を制御する。
【００３４】
また、回転制御手段１４による制御方法の他の例としては、図３に示したように、処理の途中において１回転あたりに少なくとも１回はプリント基板Ｓの回転動作を停止させる。
【００３５】
ここで、プリント基板Ｓが長方形のような多角形状を有する場合、１回転あたりのプリント基板Ｓの回転動作の停止回数をプリント基板Ｓの角数と同一又はそれ以上とすることが好ましい。
【００３６】
より具体的には、図３に示したように、プリント基板Ｓの角部がガス導入口１０に対向する位置に来たとき及びプリント基板Ｓの辺の中心がガス導入口１０に対向する位置に来たときにプリント基板Ｓの回転動作を停止させる。
【００３７】
また、プリント基板Ｓの回転動作を停止させた場合の停止時間を、プリント基板Ｓの回転中心からガス導入口１０の方向に向かって測定したときのプリント基板Ｓの周縁までの距離に基づいて決定することができる。具体的には、回転中心から周縁までの距離が長いほど停止時間が長くなるように制御する。
【００３８】
また、処理中にプリント基板Ｓの回転動作を停止させる上記の制御方法の場合、停止時以外においては、プリント基板Ｓを等角速度にて回転させたり、或いは、ガス導入口１０に対向する位置において測定したプリント基板Ｓの周縁の周速度が１回転中にわたって一定となるようにプリント基板Ｓの回転の角速度を制御してもよい。
【００３９】
以上述べたように本実施形態によるドライエッチング装置によれば、プリント基板Ｓに対するプロセスガスの供給をエッチング面全体にわたって均一化するために、回転制御手段１４によって回転保持手段５によるプリント基板Ｓの回転の角速度を１回転中において変化させるようにしたので、非円形のプリント基板Ｓをエッチング処理した場合の処理の面内均一性を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態によるドライエッチング装置は、様々な形状のプリント基板Ｓに容易に対応することが可能であり、装置の汎用性が極めて高い。
【００４１】
さらに、本実施形態によるドライエッチング装置によれば、励起されたプロセスガスをプリント基板Ｓの側方から供給してプリント基板Ｓの両面を同時にエッチングするようにしたので、両面処理を必要とするプリント基板Ｓの処理時間を短縮することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によるドライエッチング装置によれば、被処理基板に対するプロセスガスの供給をエッチング面全体にわたって均一化するために、回転制御手段によって回転保持手段による被処理基板の回転の角速度を１回転中において変化させるようにしたので、非円形の被処理基板をエッチング処理した場合の処理の面内均一性を向上させることができる。また、様々な形状の被処理基板に容易に対応することが可能であり、装置の汎用性が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるドライエッチング装置の概略構成を示した縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態によるドライエッチング装置の制御方法の一例を説明するための説明図。
【図３】本発明の一実施形態によるドライエッチング装置の制御方法の他の例を説明するための説明図。
【符号の説明】
１  処理室
２  真空容器
３  容器本体
４  蓋部
５  回転保持手段
６  基板受け
７  回転軸
８  プラズマ生成手段
９  ガス供給手段
１０  ガス導入口
１０ａ  表面側ガスノズル
１０ｂ  裏面側ガスノズル
１１  連絡管
１３  排気口
１４  回転制御手段
１５  回転駆動源
１６  駆動力伝達機構
Ｓ  プリント基板（被処理基板）
【図１】
0003967520.tif 000002
【図２】
0003967520.tif 000003
【図３】
0003967520.tif 000004