JP2010263049A

JP2010263049A - ドライエッチング装置

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Publication number: JP2010263049A
Application number: JP2009112264A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ikeda; 智池田; Hideo Takei; 日出夫竹井; Muneyuki Sato; 宗之佐藤; Yosuke Sakao; 洋介坂尾; Kenji Mizuno; 健二水野; Minoru Suzuki; 実鈴木; Toshihiro Kawai; 俊宏河合; Tsutomu Ito; 努伊藤
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-05-01
Filing date: 2009-05-01
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】プロセス以外の放電を抑え、パワーロスや異常放電をなくし安定したプロセス及びエッチングレートを向上させることのできるようにしたドライエッチング装置を提供する。
【解決手段】ドライエッチング装置においては、真空処理チャンバ１１内に設けられ、エッチング処理すべき基板１２の装着される基板電極１３に対向した真空処理チャンバ１１の天板側位置に、プロセスガス導入系１７，１８，１９からのプロセスガスを拡散させるシャワープレート１５を設け、真空処理チャンバ１１の天板１１ａとシャワープレート１５との間の空間に有孔放電防止プレート１６を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品や磁気デバイスを生産するのに用いられるドライエッチング装置に関するものである。

近年エレクトロニクス機器は小型軽量化しかつ高性能なものが求められおり、それに伴い回路パターンも高密度化している。このような要求を満たせる製造技術として従来ドライエッチング技術が用いられている。例えば、太陽電池のテクスチャー形成、有機ＥＬ、サーマルヘッドの絶縁膜エッチングにおいては電子部品の絶縁膜や配線膜のパターン形成、形状、寸法を制御する必要がある。

添付図面の図１には、先行技術のこの種の装置の構成を概略的に示している。図示された装置は、真空チャンバ１内に基板電極２と、基板電極２に対向した天板３側には天板内壁から離間して設けたシャワープレート４とを有し、シャワープレート４は多数のガスを通す多数の小孔４ａを備え、天板３に設けた孔３ａからシャワープレート４の多数の小孔４ａを通って図示していないプロセスガス供給系により真空チャンバ１内にプロセスガスが供給される。（特許文献１参照）。

添付図面の図２には、先行技術の別の例が示され、この場合には、真空チャンバ５内に基板電極６と、基板電極６に対向し配置された上部電極７を有し、上部電極７はシャワープレート７ａを備え、このシャワープレート７ａは真空チャンバ５の天板５ａの内壁から離間して設けられている（特許文献２及び特許文献３参照）。

このような先行技術による装置においては、真空チャンバの天板又は上部電極
から真空チャンバ内にプロセスガスを噴出させるようにしている。この場合、真
空チャンバの天板又は上部電極とシャワープレートとの間に空間があるため、プ
ロセス処理中にこの空間で放電が生じ、これがパワーロスや異常放電の原因とな
っている。そのため、結果としてエッチングレートが低下しまたプロセスが不安
定となるという問題が生じることになる。

特開平４−２４７８７８特開平８−１６２４４４特開平４−６３４２４

本発明は、プロセス以外の放電を抑え、パワーロスや異常放電をなくし安定したプロセスを提供できると共にエッチングレートを向上させることのできるようにしたドライエッチング装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、本発明によれば、真空処理チャンバ内に設けられ、エッチング処理すべき基板の装着される基板電極に対向した真空処理チャンバの天板側位置に、プロセスガス導入系からのプロセスガスを拡散させるシャワープレートを設け、シャワープレートを介して供給されるプロセスガスにより基板電極に装着した基板をエッチング処理するドライエッチング装置において、真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に有孔放電防止プレートを設けたことを特徴としている。

本発明の一実施形態においては、真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に設けられる有孔放電防止プレートは、プロセスガスを通過させる多数の孔のあけられた単一のプレートから成り得る。この場合、シャワープレートと放電防止プレートとの間の隙間は１mm以下に設定され得る。

本発明の別の実施形態においては、真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に設けられる有孔放電防止プレートは、各々プロセスガスを通過させる多数の孔のあけられた複数のプレートから成り得る。この場合には、シャワープレートとそれに隣接した有孔放電防止プレートとの間の隙間並びに各隣接した有孔放電防止プレートの間の隙間はそれぞれ１mm以下に設定され得る。またそれぞれの有孔放電防止プレートにおける各孔の径は１〜３ｍｍであり、そして重ね合わせられた時に各有孔放電防止プレートにおける孔が重ならないように構成される。

本発明のドライエッチング装置においては、有孔放電防止プレートは導電性材料から成り、好ましくはアルミニウムから成り得、例えばパンチングプレートで構成され得る。

また、本発明のドライエッチング装置においては、有孔放電防止プレートにおける各穴は縁部が面取りされているのが好ましい。

本発明のドライエッチング装置においては、有孔放電防止プレートの厚さは１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり得る。

本発明によるドライエッチング装置においては、真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に有孔放電防止プレートを設けたことにより、この空間で生じる放電を抑えることができ、その結果パワーロスや異常放電を防止できるようになる。

また、パワーロスや異常放電を防止できることにより、プロセスを安定化できると共にエッチングレート向上させることができる。

先行技術によるドライエッチング装置の一例を示す概略線図。先行技術によるドライエッチング装置の別の例を示す概略線図。本発明によるドライエッチング装置の一実施形態を示す概略線図。図３に示すドライエッチング装置の要部を拡大して示す部分線図。本発明による装置を用いた場合のエッチングレートを従来装置での場合と比較して示すグラフ。

以下添付図面の図３及び図４を参照して本発明によるドライエッチング装置の一実施形態について説明する。
図３及び図４には、本発明の一実施形態によるバッチ式ドライエッチング装置を示し、１１は真空処理チャンバであり、この真空処理チャンバ１１内には、エッチング処理すべき基板１２を装着する基板ホルダー１３が設けられ、また基板ホルダー１３に対向した位置で真空処理チャンバ１１の天板１１ａの内壁に沿って、上部電極組立体１４が設けられている。上部電極組立体１４はシャワープレート１５及び天板１１ａとシャワープレート１５との間に空間に配置した複数枚の放電防止プレート１６が配置されている。上部電極組立体１４は、真空処理チャンバ１１の天板１１ａ自体で構成することができる。図示実施形態では、天板１１ａにプロセスガス導入口１７が設けられ、このプロセスガス導入口１７は導管１８を介してプロセスガス源１９に接続されている。

放電防止プレート１６は図示実施形態では、厚さ２ｍｍのものを４枚重ねて構成し、隣接した放電防止プレート１６の間隔、及び放電防止プレート１６とシャワープレート１５との間隔は１ｍｍに設定した。各放電防止プレート１６には直径３ｍｍの孔１６ａをピッチ１０ｍｍで形成し、そしてそれぞれの放電防止プレート１６に設けた孔１６ａが重なり合わないように４枚の放電防止プレート１６を配列した。放電防止プレート１６は導電性材料で構成され、例えばアルミニウム製のパンチングプレートから成り得る。

このように構成したドライエッチング装置においては、真空処理チャンバ１１の天板１１ａとシャワープレート１５との間の空間は放電防止プレート１６によってふさがれる。それにより放電は、真空処理チャンバ１１内のシャワープレート１５により下方すなわち基板寄りのエッチングプロセス空間だけに生じ、従来構造の装置で生じていた真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間での放電がなくなり、その分パワーロスが少なくなる。

図示実施例によるエッチング装置を用いて基板をエッチングした際のエッチングレートを図５に示す。CF4系のガスを使用したＳｉのエッチングレートはグラフに示すように、従来装置では、２００ｎｍ／ｍｉｎであるのに対して、本発明の装置では同条件で２４０ｎｍ／ｍｉｎと２０%近く向上した。また、シャワープレート部分の異常放電も無くなることが認められた。

ところで、図示実施形態では、４枚の放電防止プレート１６を重ねて用いているが、代わりに単一の放電防止プレートあるいは４枚以上の放電防止プレートを用いることもできる。図示実施形態を含めていずれの場合にも、放電防止プレート１６の総体厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲が好ましい。

また、本発明においては、シャワープレートとそれに隣接した有孔放電防止プレートとの間の隙間並びに各隣接した有孔放電防止プレートの間の隙間はそれぞれ１mm以下に設定しているが、これはそれら部材間で放電が生じないようにするためであり、一方かかる隙間を全く設けないとプロセスガス源からシャワープレートへのプロセスガスの流れが阻害されてしまうので、かかる隙間はプロセスガスの通過が阻害されない程度に設定されるべきである。

本発明は、太陽電池のテクスチャー形成、有機EL、サーマルヘッドの絶縁膜エッチングに有利に応用され得る。

１１：真空処理チャンバ
１２：エッチング処理すべき基板
１３：基板電極
１４：上部電極組立体
１５：シャワープレート
１６：放電防止プレート

Claims

真空処理チャンバ内に設けられ、エッチング処理すべき基板の装着される基板電極に対向した真空処理チャンバの天板側位置に、プロセスガス導入系からのプロセスガスを拡散させるシャワープレートを設け、シャワープレートを介して供給されるプロセスガスにより基板電極に装着した基板をエッチング処理するドライエッチング装置において、真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に有孔放電防止プレートを設けたことを特徴とするドライエッチング装置。
真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に設けられる有孔放電防止プレートが、プロセスガスを通過させる多数の孔のあけられた単一のプレートから成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。
シャワープレートと放電防止プレートとの間の隙間が１mm以下であ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。
真空処理チャンバの天板とシャワープレートとの間の空間に設けられる有孔放電防止プレートが、各々プロセスガスを通過させる多数の孔のあけられた複数のプレートから成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。
シャワープレートとそれに隣接した有孔放電防止プレートとの間の隙間並びに各隣接した有孔放電防止プレートの間の隙間がそれぞれ１mm以下であることを特徴とする請求項４記載のドライエッチング装置。
それぞれの有孔放電防止プレートは、重ね合わせられた時に各有孔放電防止プレートにおける孔が重ならないに配列されることを特徴とする請求項４記載のドライエッチング装置。
各有孔放電防止プレートにおける各孔の径が１〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のずれか一項記載のドライエッチング装置。
各有孔放電防止プレートにおける各孔の縁部が面取りされてい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。
各有孔放電防止プレートが導電性材料から成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載のドライエッチング装置。
各有孔放電防止プレートがパンチングプレートで構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載のドライエッチング装置。
有孔放電防止プレートの厚さが１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載のドライエッチング装置。