JP7304067B2

JP7304067B2 - Nozzle plasma device

Info

Publication number: JP7304067B2
Application number: JP2019160075A
Authority: JP
Inventors: 宏幸田中; ソマワンクンプアン; 夕起石田; 史朗原
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: JP2021040015A

Description

本発明は、ウェハをプラズマエッチングするためのノズルプラズマ装置に関する。 The present invention relates to a nozzle plasma apparatus for plasma etching wafers.

従来、プラズマ装置が用いられる半導体デバイスの製造ラインは、広大なクリーンルーム内に、同種機能の処理装置を纏めたベイと呼ばれるユニットを複数備え、そのベイ間を搬送ロボットやベルトコンベアで接続するジョブショップ方式を採用したレイアウトが主流になっている（特許文献１参照）。また、そのような製造ラインで処理されるワークには、１２インチなどの大口径のウェハが使用され、１枚のウェハから数千個の半導体チップが製造される生産システムとされている。 Conventionally, a semiconductor device manufacturing line that uses a plasma apparatus has multiple units called bays, each containing processing equipment with similar functions, in a vast clean room. The bays are connected by transfer robots and belt conveyors. A layout that employs this method has become mainstream (see Patent Document 1). In addition, large-diameter wafers such as 12-inch wafers are used as workpieces processed in such production lines, and the production system is such that several thousand semiconductor chips are produced from one wafer.

ところがこのジョブショップ方式では、複数の似たような処理工程を繰り返す場合には、ベイ内での搬送やベイ間での搬送距離が大幅に伸びるとともに、待機時間も増加するため、製造時間が増大し、仕掛品の増大を招くなどコストアップの要因となり、ワークを多量生産する製造ラインとしては、生産性の低さが問題となる場合が生じる。そこで、従来のジョブショップ方式の製造ラインに代え、半導体処理装置を処理工程順に配置したフローショップ方式による製造ラインも提案されている。 However, in this job shop method, if multiple similar processing steps are repeated, the transportation distance within the bay and between bays will increase significantly, and the waiting time will also increase, increasing the manufacturing time. However, this causes an increase in costs such as an increase in work-in-progress, and low productivity may be a problem for a production line that mass-produces workpieces. Therefore, instead of the conventional job shop type manufacturing line, a flow shop type manufacturing line in which semiconductor processing apparatuses are arranged in order of processing steps has been proposed.

一方、このようなフローショップ方式による製造ラインは、単一の製品を多量に製造する場合には最適であるが、製造品を変えることで製造手順（レシピ）を変えなければならない場合には、製造ラインでの各半導体処理装置の設置をワークの処理フロー順に並べ替えることが必要となる。しかしながら、製品が変わるたびにそのような並び替えを行うのは、再配置のための手間と時間を考慮すると、現実的ではない。特に、クリーンルームという閉鎖空間内に巨大な半導体処理装置が固定配置されている現状では、その半導体処理装置をその都度再配置することは、現実的には不可能である。 On the other hand, such a flow shop production line is optimal for mass production of a single product. It is necessary to rearrange the installation of each semiconductor processing equipment in the production line in the order of work processing flow. However, it is not realistic to perform such rearrangement each time the product is changed, considering the labor and time required for the rearrangement. In particular, in the current situation where huge semiconductor processing equipment is fixedly arranged in a closed space called a clean room, it is practically impossible to rearrange the semiconductor processing equipment each time.

また、エンジニアサンプルやユビキタスセンサー用など、製造単位数が数個～数百個というような超少量の半導体を製造するニーズも存在する。しかしながら、上述したジョブショップ方式やフローシップ方式による巨大な製造ラインでは、超少量の半導体を製造すると、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうため、その製造ラインに他の品種を流さざるを得ないこととなる。 There is also a need to manufacture ultra-small quantities of semiconductors, such as for engineering samples and ubiquitous sensors, where the number of manufacturing units is from several to several hundred. However, in a huge production line using the above-mentioned job shop method or flowship method, when manufacturing ultra-small quantities of semiconductors, the cost performance becomes extremely poor, so there is no choice but to send other products to the production line. It will happen.

ところが、そのように多品種を同時に投入して混流生産をするとなると、製造ラインの生産性は品種数の増大ととともに一層低下することとなるので、結局のところ、このような巨大な製造ラインでは、超少量生産でかつ多品種生産に適切に対応できない。 However, in such a case of mixed production by introducing many kinds of products at the same time, the productivity of the production line will decrease further as the number of kinds increases. , ultra-low volume production and inability to respond appropriately to high-mix production.

そこで、半導体デバイスなどの製造システムとして、０．５インチサイズ（ハーフインチサイズ。正確には、直径１２．５ｍｍ。）のウェハに１個のデバイスを作成することを基本とし、その製造システムを構成する各処理工程それぞれを可搬性の処理装置で構成して、それら処理装置をレシピに沿ってフローショップやジョブショップ等に再配置することを容易にすることで、少量生産でかつ多品種生産に適切に対応することができるようにするミニマルファブシステムが本出願人より提案されている。このミニマルファブシステムでは、現状の半導体製造システムに比べ１／１０００程度の極めて少ない設備投資額で済むと期待されており、また運転コストが低いなどのため多品種少量生産に適した生産システムとなることが期待されている。 Therefore, as a manufacturing system for semiconductor devices, etc., the manufacturing system is based on the production of one device on a wafer of 0.5 inch size (half inch size, to be exact, 12.5 mm in diameter). Each processing process is composed of portable processing equipment, and these processing equipment can be easily relocated to flow shops, job shops, etc. according to recipes, enabling small-lot production and high-mix production. A minimal fab system has been proposed by the present applicant to enable the appropriate response. This minimal fab system is expected to require an extremely small capital investment, about 1/1000 that of current semiconductor manufacturing systems, and is suitable for high-mix, low-volume production due to its low operating costs. is expected.

また、プラズマ装置においても、ミニマルファブシステムのような多品種少量生産に適した製造ラインに用いられる装置として、ノズルプラズマ装置が開発、提案されてきた。このノズルプラズマ装置では、プラズマ生成空間に誘導電界を生じさせて処理ガスを供給してプラズマ化させ、プラズマ生成空間を形成する胴部内径よりも小径となった漏斗状のプラズマ密度調整部材の上端部を、プラズマ生成空間と基台との間のチャンバの内壁に配置し、プラズマ密度調整部材の開口部に、プラズマ生成空間で生成されたプラズマを通過させて、プラズマの平面内密度を調整して基台上の基板に導く構成が用いられる。 As for the plasma apparatus, a nozzle plasma apparatus has been developed and proposed as an apparatus for use in a manufacturing line suitable for high-mix low-volume production such as a minimal fab system. In this nozzle plasma apparatus, an induced electric field is generated in the plasma generating space, the processing gas is supplied and turned into plasma, and the upper end of the funnel-shaped plasma density adjusting member having a smaller diameter than the inner diameter of the body forming the plasma generating space. is arranged on the inner wall of the chamber between the plasma generating space and the base, and the plasma generated in the plasma generating space is passed through the opening of the plasma density adjusting member to adjust the in-plane density of the plasma. A configuration is used that leads to the substrate on the base.

特開２０１２－１６９６５２号公報JP 2012-169652 A

しかしながら、上述した従来のノズルプラズマ装置においては、プラズマ生成空間を形成する胴部内径より小径とした漏斗状のプラズマ密度調整部材の開口部に、プラズマ生成空間で生成させたプラズマを通過させて、基台上の基板へプラズマを導くものとしているに過ぎない。このため、プラズマ密度調整部材にてプラズマの密度を調整することができるものの、基板へプラズマを均等に導くことは考慮されておらず、比較的小さな基板の場合には、プラズマの密度の調整ですら容易ではない。 However, in the conventional nozzle plasma device described above, the plasma generated in the plasma generation space is passed through the opening of the funnel-shaped plasma density adjusting member having a smaller diameter than the inner diameter of the body forming the plasma generation space, It is merely intended to guide the plasma to the substrate on the base. For this reason, although the plasma density can be adjusted with the plasma density adjustment member, it is not considered to lead the plasma evenly to the substrate, and in the case of a relatively small substrate, the plasma density is adjusted. It's not easy.

そこで、チャンバ内でウェハが設置されるステージに対向する位置に設けられたガス供給管内のエッチングガス中に、マイクロプラズマを発生させるとともにイオンとラジカルを生成させるノズルプラズマ発生部を備え、エッチングガスの吹き付け方向に交差する方向にステージを移動させるスキャン機構を有しているノズルプラズマ装置が提案された。 Therefore, a nozzle plasma generator is provided for generating microplasma and generating ions and radicals in the etching gas in the gas supply pipe provided at a position facing the stage on which the wafer is installed in the chamber. A nozzle plasma apparatus has been proposed that has a scanning mechanism that moves a stage in a direction that intersects the spray direction.

このように、ノズルプラズマ装置にスキャン機構が設けられたことにより、ウェハ表面内のエッチングレートの均一化を向上させることができるようになった。 Thus, by providing the nozzle plasma apparatus with a scanning mechanism, it has become possible to improve the uniformity of the etching rate within the wafer surface.

しかし、このようなノズルプラズマ装置において異方性エッチングを行う場合、ＲＦプラズマをチャンバ内に印加して電場を形成することで行うが、ステージが移動する範囲に対して電場の範囲が狭いため、ステージの移動に電場が影響されて、均一にエッチングされないという問題があった。それゆえ、全体的により精度良くエッチングを行うことができる技術が求められており、検討が重ねられていた。 However, when performing anisotropic etching in such a nozzle plasma apparatus, RF plasma is applied to the chamber to form an electric field. There was a problem that the electric field was affected by the movement of the stage, and etching was not uniform. Therefore, there has been a demand for a technique that can perform etching with higher overall accuracy, and extensive research has been conducted.

本発明の課題は、移動するウェハの移動範囲に対応して、電場をウェハ全体に均一に作用させ、精度良くエッチングを行うことが可能なノズルプラズマ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nozzle plasma apparatus capable of uniformly applying an electric field to the entire wafer in accordance with the moving range of the moving wafer and performing etching with high precision.

本発明に係るノズルプラズマ装置は、ウェハが設置されるステージと、該ステージを覆うチャンバと、該チャンバ内を真空引きする真空引き部と、前記チャンバの前記ステージに対向する位置に設けられた管状のガス供給部と、該ガス供給部に取り付けられ、該ガス供給部内のエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させてイオンとラジカルを生成させるノズルプラズマ発生部と、前記ガス供給部の先端からのエッチングガスの吹き付け方向に交差する方向に前記ステージを移動させるスキャン部とを具備し、前記ノズルプラズマ発生部は、前記ガス供給部の外周に沿って上下方向に所定長さ設けられた本体部と、該本体部の下部から外側に向けて延設され、前記ステージの移動範囲よりも範囲が広くなるように構成された鍔状部とを有していることを特徴とする。 A nozzle plasma apparatus according to the present invention comprises a stage on which a wafer is installed, a chamber covering the stage, an evacuation section for evacuating the chamber, and a tubular nozzle provided in the chamber at a position facing the stage. a nozzle plasma generation unit attached to the gas supply unit for generating microplasma in the etching gas in the gas supply unit to generate ions and radicals; and etching from the tip of the gas supply unit. a scanning unit that moves the stage in a direction that intersects the gas blowing direction, wherein the nozzle plasma generating unit has a main body that is vertically provided for a predetermined length along the outer periphery of the gas supply unit; and a brim-shaped portion extending outward from the lower portion of the main body portion and having a wider range than the moving range of the stage .

本発明に係るノズルプラズマ装置は、前記ステージに設けられ、該ステージに設置されるウェハを含む領域にプラズマを発生させてエッチングガスをイオン化およびラジカル化させるステージプラズマ発生部を具備していることが望ましい。 The nozzle plasma apparatus according to the present invention is provided on the stage and includes a stage plasma generation unit that generates plasma in a region including the wafer placed on the stage to ionize and radicalize the etching gas. desirable.

本発明に係るノズルプラズマ装置は、前記チャンバが、導電性を有し上部に開口部が設けられたチャンバ本体と、前記開口部内に配置された前記ノズルプラズマ発生部と前記開口部の内周縁部との間に配置された絶縁部材とを有しており、該絶縁部材が前記チャンバ内に突出する突出部を有していることが望ましい。 In the nozzle plasma apparatus according to the present invention, the chamber comprises: a chamber main body having conductivity and an opening provided in the upper portion; the nozzle plasma generating portion arranged in the opening; and an inner peripheral edge portion of the opening. and an insulating member disposed between the insulating member and the insulating member having a protrusion projecting into the chamber.

本発明に係るノズルプラズマ装置は、前記ステージにおいて、ウェハの周縁部を載置して当該ウェハを保持する載置部を有すると共に、該載置部の下方に別体の前記ステージプラズマ発生部を有する構成の本体部を備えており、該本体部が、ウェハの周縁部の全周を載置すると共に、前記ステージプラズマ発生部の側面を全周覆うように構成されていることが望ましい。 In the nozzle plasma apparatus according to the present invention, the stage has a mounting section for mounting the peripheral portion of the wafer to hold the wafer, and the separate stage plasma generating section is provided below the mounting section. It is desirable that the main body is configured to support the entire periphery of the wafer and to cover the entire side surface of the stage plasma generating section.

本発明によれば、ノズルプラズマ発生部の本体部でガス供給部内のエッチングガス中にマイクロプラズマを発生させると共に、ノズルプラズマ発生部の鍔状部で電場をステージより広くとることで、ステージが動くことで生じる擾乱を無視できるほどに広く電場を広げておくことができる。このため、移動するウェハの移動範囲に対応する、より広い範囲でエッチングガスのイオンを安定してウェハに到達させることができる。その結果、イオンをウェハ全体に均一に作用させることができ、精度良くエッチングを行うことができる。従って、装置を小型化、低価格化した上で、エッチングの精度向上等を図ることができる。 According to the present invention, the main body of the nozzle plasma generating section generates microplasma in the etching gas in the gas supply section, and the brim of the nozzle plasma generating section provides a wider electric field than the stage, thereby moving the stage. It is possible to spread the electric field widely enough to ignore the disturbance caused by this. Therefore, the ions of the etching gas can stably reach the wafer over a wider range corresponding to the movement range of the moving wafer. As a result, the ions can be made to uniformly act on the entire wafer, and etching can be performed with high precision. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the device and improve the accuracy of etching.

また、本発明において、ステージに設けられたステージプラズマ発生部にて、このステージに設置されるウェハを含む領域にプラズマを発生させることができる。そのため、ウェハに吹き付けられる直前にエッチングガスをイオン化することができるため、ノズルプラズマ発生部と共に用いることで、比較的小さなウェハであってもさらに精度良くエッチングすることができる。 Further, in the present invention, the stage plasma generator provided on the stage can generate plasma in a region including the wafer placed on the stage. Therefore, since the etching gas can be ionized immediately before it is sprayed onto the wafer, even a relatively small wafer can be etched with higher accuracy by using it together with the nozzle plasma generator.

また、本発明において、チャンバが、導電性を有するチャンバ本体と、その上部に設けられた開口部内に配置されたノズルプラズマ発生部と開口部の内周縁部との間に配置された絶縁部材とを有しており、この絶縁部材がチャンバ内に突出する突出部を有しているため、チャンバ内のステージ周辺を覆う空間に絶縁体の壁を設けることとなる。そのため、ステージプラズマ発生部が発生させたプラズマ化したエッチングガスが、グランドとなったチャンバ本体に向かってしまう不具合を解消して、絶縁部材の突出部で囲まれた空間に留まらせることができる。 Further, in the present invention, the chamber comprises a conductive chamber main body, an insulating member arranged between a nozzle plasma generating section arranged in an opening provided in the upper portion thereof, and an inner peripheral edge of the opening. Since the insulating member has a protruding portion that protrudes into the chamber, an insulating wall is provided in the space surrounding the stage in the chamber. Therefore, it is possible to solve the problem that the plasmatized etching gas generated by the stage plasma generation unit is directed toward the grounded chamber main body, and to remain in the space surrounded by the projecting portion of the insulating member.

また、本発明において、ステージに設けられた、ウェハの周縁部を載置して当該ウェハを保持する本体部が、ウェハの周縁部の全周を載置するため、複数本の爪でウェハの周縁部を保持するパターンに比べて、安定してウェハを保持することができる。また、ステージプラズマ発生部の側面を全周覆うように構成されているため、プラズマがウェハの裏側に回り込んでしまう不具合が生じないようにすることができる。 Further, in the present invention, since the main body provided on the stage for mounting the peripheral portion of the wafer and holding the wafer holds the entire circumference of the peripheral portion of the wafer, a plurality of claws can be used to hold the wafer. The wafer can be held more stably than the pattern holding the peripheral portion. In addition, since the side surface of the stage plasma generating portion is configured to cover the entire circumference, it is possible to prevent plasma from flowing to the rear side of the wafer.

本発明の実施の形態１に係るノズルプラズマ装置を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a nozzle plasma device according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 同実施の形態のノズルプラズマ装置が収容される筐体を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。It is an external view which shows the housing|casing which accommodates the nozzle plasma apparatus of the same embodiment, (a) is a front view, (b) is a right side view, (c) is a rear view. 同実施の形態のノズルプラズマ装置のスキャン機構を説明する概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a scanning mechanism of the nozzle plasma device of the same embodiment; 同実施の形態のノズルプラズマ装置のノズルプラズマ発生部の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of a nozzle plasma generating section of the nozzle plasma device of the same embodiment. 同実施の形態のノズルプラズマ装置のノズルプラズマ発生部の他の例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing another example of the nozzle plasma generating section of the nozzle plasma device of the same embodiment. 本発明の実施の形態２に係るノズルプラズマ装置を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a nozzle plasma device according to Embodiment 2 of the present invention; 同実施の形態のノズルプラズマ装置のステージを示す上面図である。It is a top view which shows the stage of the nozzle plasma apparatus of the same embodiment. 図７のＡ－Ａ断面でステージプラズマ発生部が下方位置にある状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a state in which the stage plasma generation unit is at the lower position in the AA cross section of FIG. 7; 図７のＡ－Ａ断面でステージプラズマ発生部が上方位置にある状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a state in which the stage plasma generating portion is at an upper position in the AA cross section of FIG. 7;

［本発明の実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を図１～図５に基づいて説明する。 [Embodiment 1 of the present invention]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

図１は、本発明の実施の形態１に係るノズルプラズマ装置を示す概略図ある。図２は、ノズルプラズマ装置が収容される筐体を示す外観図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は背面図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a nozzle plasma apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 2A and 2B are external views showing a housing in which the nozzle plasma device is housed, where (a) is a front view, (b) is a right side view, and (c) is a rear view.

本発明の実施の形態１に係るノズルプラズマ装置１は、図２に示すように、予め規格された大きさの筐体２内に収容されたミニマルファブ（minimal fabrication）構想に基づくミニマルエッチング装置である。ここで、このミニマルファブ構想とは、多品種少量という半導体製造市場に最適なもので、省資源・省エネルギ・省投資・高性能な多様なファブに対応でき、例えば特開２０１２－５４４１４号公報に記載の生産をミニマル化させるミニマル生産システムを実現させるものである。 A nozzle plasma apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention, as shown in FIG. 2, is a minimal etching apparatus based on a minimal fabrication concept housed in a housing 2 having a size that has been standardized in advance. be. Here, this minimal fab concept is optimal for the semiconductor manufacturing market of high-mix low-volume production, and can support various fabs with resource saving, energy saving, investment saving, and high performance. It is to realize a minimal production system that minimizes the production described in 1.

また、筐体２は、上下方向に長手方向を有する略直方体状に形成されたモジュールであり、内部への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構造とされている。この筐体２の上側の装置上部２ａには、ウェハＷをプラズマエッチングするためのノズルプラズマ装置１が収容されている。ここで、ノズルプラズマ装置１によるプラズマエッチングとしては、ウェハＷの表面上に積層されているレジストパターンに対応させてウェハＷの表面をエッチングするものである。 Further, the housing 2 is a module formed in a substantially rectangular parallelepiped shape having a longitudinal direction in the vertical direction, and is structured to block entry of both fine particles and gas molecules into the interior. A nozzle plasma device 1 for plasma etching the wafer W is housed in the device upper portion 2a on the upper side of the housing 2. As shown in FIG. Here, the plasma etching by the nozzle plasma device 1 is to etch the surface of the wafer W so as to correspond to the resist pattern laminated on the surface of the wafer W. As shown in FIG.

さらに、筐体２の下側には、装置上部２ａ内のノズルプラズマ装置１を制御する制御装置等を内蔵させるための装置下部２ｂが設けられている。この装置下部２ｂには、ノズルプラズマ装置１でのエッチングの際に用いられる冷却ユニット９や電源ユニット（ここでは低周波電源１０ａと高周波電源１０ｂ）等が収容されている。また、装置下部２ｂの背面には、ノズルプラズマ装置１でのエッチングの際に用いられた後のエッチングガスＧ等の気体を筐体２外へ排出させるアウトレットとなる排出部２ｅが設けられている。 Furthermore, on the lower side of the housing 2, a device lower portion 2b is provided for incorporating a control device and the like for controlling the nozzle plasma device 1 in the device upper portion 2a. A cooling unit 9 and a power supply unit (here, a low-frequency power supply 10a and a high-frequency power supply 10b) used for etching in the nozzle plasma apparatus 1 are housed in the lower part 2b of the apparatus. Further, on the rear surface of the lower part 2b of the apparatus, a discharge part 2e is provided as an outlet for discharging gases such as the etching gas G after being used for etching in the nozzle plasma apparatus 1 to the outside of the housing 2. .

また、筐体２の装置上部２ａの上下方向の中間部には、この装置上部２ａの正面側が上方に凹状に切り欠かれた形状とされている。そして、この装置上部２ａの上側の正面側には、操作パネル２ｃが取り付けられている。また、この装置上部２ａの下側の部分は、ウェハＷを筐体２内に搬入させる前室２ｄとされている。そして、この前室２ｄの上面の略中央部には、搬送容器としてのミニマルシャトル（図示せず）を設置するためのシャトル収容部としての略円形状のドッキングポート（図示せず）が設けられている。ここで、前室２ｄは、筐体２内への微粒子およびガス分子のそれぞれを遮断する構成とされている。すなわち、この前室２ｄは、ミニマルシャトル内に収容されているウェハＷを外気に曝す等することなく筐体２内へ出し入れできるようにするためのＰＬＡＤ（Particle Lock Air-tight Docking）システムとされている。 In addition, the front side of the device upper portion 2a of the housing 2 is recessed upward in the middle portion in the vertical direction of the device upper portion 2a. An operation panel 2c is attached to the upper front side of the device upper portion 2a. A front chamber 2d for loading the wafer W into the housing 2 is provided below the upper portion 2a of the apparatus. A substantially circular docking port (not shown) serving as a shuttle accommodating portion for installing a minimal shuttle (not shown) serving as a transport container is provided at the approximate center of the upper surface of the front chamber 2d. ing. Here, the front chamber 2 d is configured to block both fine particles and gas molecules from entering the housing 2 . That is, the front chamber 2d is a PLAD (Particle Lock Air-tight Docking) system for allowing the wafers W accommodated in the minimal shuttle to be taken in and out of the housing 2 without being exposed to the outside air. ing.

そして、前室２ｄ内には、ドッキングポートから搬入されてくるウェハＷをノズルプラズマ装置１の所定位置へ搬送するとともに、このノズルプラズマ装置１にてエッチングされた後のウェハＷをドッキングポートへ搬出するための搬送装置（図示せず）が収容されている。なお、この搬送装置としては、例えば特開２０１１－９６９４２号公報に記載のワーク搬送装置等が用いられる。
＜ノズルプラズマ装置＞
次いで、ノズルプラズマ装置１は、筐体２内の前室２ｄの後側のウェハ処理室２ｆ内に収容されている。そして、このノズルプラズマ装置１にてエッチングするウェハＷは、所定の大きさ、例えば直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状の表面を有し、単結晶シリコン（Ｓｉ）にて構成された円盤状に形成されている。そして、このウェハＷの表面には、予め所定のレジストパターンが形成され、プラズマエッチング前の状態とされている。 In the front chamber 2d, the wafer W loaded from the docking port is transported to a predetermined position in the nozzle plasma device 1, and the wafer W etched by the nozzle plasma device 1 is unloaded to the docking port. A transport device (not shown) is accommodated for the purpose. As this transport device, for example, a work transport device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-96942 is used.
<Nozzle plasma device>
Next, the nozzle plasma device 1 is accommodated in a wafer processing chamber 2f on the rear side of the front chamber 2d inside the housing 2. As shown in FIG. The wafer W to be etched by the nozzle plasma device 1 has a circular surface with a predetermined size, for example, a diameter of 12.5 mm (half inch size), and is made of single crystal silicon (Si). It is formed in a disc shape. A predetermined resist pattern is formed in advance on the surface of this wafer W, and the wafer W is in a state before plasma etching.

さらに、ノズルプラズマ装置１は、いわゆるＬＦマイクロプラズマ方式とステージＲＦプラズマ方式とを併用したものである。すなわち、このノズルプラズマ装置１は、後述するガス供給管５ｄに取り付けられたＬＦ印加部８に低周波電圧を印加してエッチングガスＧ中に多量のラジカルおよびイオンを発生させるとともに、ステージ６に取り付けられたＲＦ印可板６ｄに高周波電圧を印加してチャンバ内にイオンシースを発生させると同時にエッチングガスＧを励起させてイオン化させたプラスイオンとともにマイクロプラズマで発生したプラスイオンをウェハＷの表面に略垂直に叩き込んで垂直エッチングするものである。 Further, the nozzle plasma device 1 uses both a so-called LF microplasma system and a stage RF plasma system. That is, the nozzle plasma apparatus 1 applies a low-frequency voltage to an LF applying section 8 attached to a gas supply pipe 5d, which will be described later, to generate a large amount of radicals and ions in the etching gas G. An ion sheath is generated in the chamber by applying a high-frequency voltage to the RF applied plate 6d thus formed, and at the same time, the positive ions ionized by exciting the etching gas G and the positive ions generated in the microplasma are substantially applied to the surface of the wafer W. Vertical etching is performed by striking vertically.

具体的に、このノズルプラズマ装置１は、図１に示すように、チャンバ５と、このチャンバ５内に設置されるステージ６とを備え、このステージ６をチャンバ５にて気密に覆う構成とされている。
＜チャンバ＞
チャンバ５は、図１に示すように、円筒状のチャンバ本体５ａを有しており、金属等の導電性を有する部材で構成されている。そして、このチャンバ本体５ａの軸方向を上下方向に沿わせて設置され、このチャンバ本体５ａの上端側に開口部５ｃが形成されており、その開口部５ｃを閉塞する円盤状の石英ガラス等の外部から低周波電圧を印加することが可能な絶縁材料にて構成された上板５ｂが配置されている。 Specifically, as shown in FIG. 1, the nozzle plasma apparatus 1 includes a chamber 5 and a stage 6 installed in the chamber 5, and the stage 6 is hermetically covered with the chamber 5. ing.
<Chamber>
As shown in FIG. 1, the chamber 5 has a cylindrical chamber body 5a and is made of a conductive material such as metal. The chamber main body 5a is installed so that the axial direction of the chamber main body 5a extends along the vertical direction, and an opening 5c is formed on the upper end side of the chamber main body 5a. An upper plate 5b made of an insulating material to which a low-frequency voltage can be applied from the outside is arranged.

また、チャンバ本体５ａの開口部５ｃの内縁部と上板５ｂの間には、所定厚さの絶縁部材５ｇが配置されている。ここでは、絶縁部材５ｇとして、セラミックからなる絶縁体が配置され、その内側上部にポリイミド等の樹脂で構成された固定部材５ｈが配置されて、チャンバ５を密閉した状態で固定されている。この絶縁部材５ｇは、チャンバ本体５ａにグランドが設けられ、後述するＬＦ印加部８に鍔状部８ｂが設けられたことにより、チャンバ５の外側とＬＦ印加部８の間の距離が短くなって、後述するステージプラズマ発生部としての下部電極であるＲＦ印加板６ｄが発生させたプラズマＰでイオン化したエッチングガスＧがウェハＷ付近に留まらずにチャンバ５の壁面方向に向かってしまい、ウェハＷのエッチング精度が落ちる不具合を防止すべく、開口部５ｃから下方に所定量突出してチャンバ５内に突出する突出部５ｉが形成されるように構成されている。そして、この突出部５ｉで、チャンバ５内のステージ６周辺を覆う空間に絶縁体の壁を設けることとなる。そのため、ＲＦ印加板６ｄが発生させたプラズマＰでイオン化したエッチングガスＧが、グランドとなったチャンバ本体５ａに向かってしまう（外側方向に流れていく）のを防止して、絶縁部材５ｇの突出部５ｉで囲まれた空間に留まらせることができる。 An insulating member 5g having a predetermined thickness is arranged between the inner edge of the opening 5c of the chamber main body 5a and the upper plate 5b. Here, an insulator made of ceramic is arranged as the insulating member 5g, and a fixing member 5h made of a resin such as polyimide is arranged inside and above the insulator 5g, and is fixed so as to seal the chamber 5. The insulating member 5g is provided with a ground on the chamber main body 5a and a brim-shaped portion 8b on the LF application section 8, which will be described later. , the etching gas G ionized by the plasma P generated by the RF applying plate 6d, which is a lower electrode as a stage plasma generating section to be described later, does not stay in the vicinity of the wafer W, but goes toward the wall surface of the chamber 5, causing the wafer W to move. In order to prevent the problem that the etching accuracy is lowered, a projecting portion 5i projecting downward from the opening portion 5c by a predetermined amount and projecting into the chamber 5 is formed. The projecting portion 5i provides an insulating wall in the space covering the periphery of the stage 6 in the chamber 5. As shown in FIG. Therefore, the etching gas G ionized by the plasma P generated by the RF applying plate 6d is prevented from flowing toward the grounded chamber main body 5a (flowing outward), and the insulating member 5g protrudes. It can be made to stay in the space surrounded by the portion 5i.

また、この上板５ｂの中心位置には、ガス供給部としての、例えば角筒状のガス供給管５ｄの下端側が同心状に嵌合されて取り付けられている。このガス供給管５ｄは、断面矩形筒状に形成されており、このガス供給管５ｄの下端側の一部を上板５ｂに貫通させた状態とされ、この上板５ｂに溶接等されて一体的に取り付けられている。ここで、ガス供給管５ｄの形状としては、角筒状以外の形状、例えば円筒状等であってもよい。 In addition, the lower end side of, for example, a rectangular gas supply pipe 5d as a gas supply portion is concentrically fitted and attached to the central position of the upper plate 5b. The gas supply pipe 5d is formed in a rectangular tubular shape in cross section. properly attached. Here, the shape of the gas supply pipe 5d may be a shape other than a rectangular tube, such as a cylindrical shape.

ガス供給管５ｄの下端部には、ブロック状のノズル７が内嵌合されて取り付けられている。このノズル７は、ガス供給管５ｄの内寸法に略等しい外寸法を有する角柱状の本体を備えている。この本体には、複数のガス挿通孔が穿設されている。これらガス挿通孔は、本体の高さ方向に沿った直線状に形成されており、これらガス挿通孔を平行かつ等間隔に離間させた状態とされ、本体の一端面から他端面へ直線状に貫通させて設けられている。すなわち、これらガス挿通孔は、ノズル７全体に亘って設けられており、このノズル７の各ガス挿通孔を通過させることによって、エッチングガスＧを略均等にウェハＷに吹き付ける構成とされている。 A block-shaped nozzle 7 is internally fitted to the lower end of the gas supply pipe 5d. The nozzle 7 comprises a prismatic body having outer dimensions approximately equal to the inner dimensions of the gas supply pipe 5d. The main body has a plurality of gas passage holes. These gas through holes are formed in a straight line along the height direction of the main body, and the gas through holes are arranged in a state of being parallel and equally spaced apart, and linearly extending from one end surface of the main body to the other end surface. It is provided so as to pass through. That is, these gas through-holes are provided over the entire nozzle 7 , and the etching gas G is sprayed to the wafer W substantially uniformly by passing through each gas through-hole of the nozzle 7 .

また、ガス供給管５ｄの上部には、ガス供給口５ｅが接合されている。ここで、ガス供給口５ｅとしては、ガス供給管５ｄの上端部を同心状に縮径させて形成する他、ガス供給管５ｄに枝管（図示せず）を設ける等し、この枝管に接続して設けても良い。具体的に、ガス供給口５ｅには、メタルチューブ５ｆが取り付けられ、このメタルチューブ５ｆを介して、ガス供給口５ｅから、例えば四フッ化炭素とアルゴン（Ａｒ）との混合ガス（ＣＦ４／Ａｒ）等のエッチングガスＧがチャンバ５内に供給される。なお、このエッチングガスＧとしては、四フッ化炭素（ＣＦ４）のみにて構成されたガスとすることもできる。 A gas supply port 5e is joined to the upper portion of the gas supply pipe 5d. Here, the gas supply port 5e is formed by concentrically reducing the diameter of the upper end of the gas supply pipe 5d, or by providing a branch pipe (not shown) in the gas supply pipe 5d. You may connect and provide. Specifically, a metal tube 5f is attached to the gas supply port 5e, and a mixed gas of, for example, carbon tetrafluoride and argon (Ar) (CF4/Ar ) is supplied into the chamber 5 . The etching gas G may be a gas composed only of carbon tetrafluoride (CF4).

また、ガス供給管５ｄには、このガス供給管５ｄを介してウェハＷに吹き付けるエッチングガスＧ中にマイクロプラズマ（径のサイズがμｍ～ｍｍオーダの微小プラズマ）Ｍを発生させるためのノズルプラズマ発生部としてのＬＦ印加部８が設けられている。このＬＦ印加部８は、ノズル７からウェハＷへ吹き付けるエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生させ、エッチングガスＧを構成するＣＦ４およびＡｒ等を励起してイオン化およびラジカル化させてプラスイオン（ＣＦ３＋、Ａｒ＋）やフッ素ラジカル（Ｆ）を発生させるようになっている。 Further, the gas supply pipe 5d is provided with a nozzle plasma generating nozzle for generating microplasma (small plasma having a diameter of the order of μm to mm) M in the etching gas G sprayed onto the wafer W through the gas supply pipe 5d. An LF application section 8 is provided as a section. The LF application unit 8 generates microplasma M in the etching gas G that is sprayed onto the wafer W from the nozzle 7, excites CF4, Ar, etc., which constitute the etching gas G, and ionizes and radicalizes them into positive ions (CF3+ , Ar+) and fluorine radicals (F).

具体的に、このＬＦ印加部８は、ガス供給管５ｄの上板５ｂより上方に突出している部分の上板５ｂに当接する位置に取り付けられており、ガス供給管５ｄに沿って設けられた本体部８ａと、その下部から上板５ｂの外側方向に拡がる鍔状部８ｂとを有している。また、これら本体部８ａと鍔状部８ｂを有するＬＦ印加部８は、ガス供給管５ｄの外側に銅線を周方向に巻き付けられてコイル状に構成されている。 Specifically, the LF applying unit 8 is attached at a position that abuts on the portion of the upper plate 5b that protrudes upward from the upper plate 5b of the gas supply pipe 5d, and is provided along the gas supply pipe 5d. It has a main body portion 8a and a brim-shaped portion 8b extending outwardly from the lower portion of the upper plate 5b. The LF application section 8 having the main body section 8a and the flange section 8b is formed in a coil shape by winding a copper wire around the gas supply pipe 5d in the circumferential direction.

さらに、ＬＦ印加部８に低周波電源１０ａが取り付けられており、この低周波電源１０ａからＬＦ印加部８間に高圧低周波電圧が印加され、ＬＦ印加部８の本体部８ａを介してガス供給管５ｄ内を通過するエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生させる。すなわち、ＬＦ印加部８に印加される高圧低周波電圧は、エッチングガスＧ中に高圧交流励起プラズマを発生させる誘電体バリア放電であって、例えば電圧：１０ｋＶｐ－ｐ、周波数：８ｋＨｚ程度の交流高電圧がマイクロプラズマＭの発生の主要因とされている。 Furthermore, a low-frequency power supply 10a is attached to the LF application section 8, and a high-voltage low-frequency voltage is applied between the LF application section 8 from the low-frequency power supply 10a, and gas is supplied through the body section 8a of the LF application section 8. A microplasma M is generated in the etching gas G passing through the tube 5d. That is, the high-low-frequency voltage applied to the LF application unit 8 is a dielectric barrier discharge that generates a high-voltage AC excitation plasma in the etching gas G. Voltage is considered to be the main factor in the generation of the microplasma M.

また、鍔状部８ｂがあることで、チャンバ５内に拡がるエッチングガスＧ中に、所定の電場をステージ６より広くとることができ、ステージ６が動くことで生じる擾乱を無視できるほどに広く電場を広げておくことができる。このため、移動するウェハＷの移動範囲に対応する、より広い範囲でエッチングガスＧのイオンを安定してウェハＷに到達させることができる。その結果、イオンをウェハＷ全体に均一に作用させることができ、精度良くエッチングを行うことができる。従って、装置を小型化、低価格化した上で、エッチングの精度向上等を図ることができる。 In addition, due to the provision of the flange portion 8b, a predetermined electric field in the etching gas G spreading in the chamber 5 can be made wider than that of the stage 6, and the electric field is wide enough to disregard the disturbance caused by the movement of the stage 6. can be spread out. Therefore, the ions of the etching gas G can stably reach the wafer W in a wider range corresponding to the movement range of the moving wafer W. As a result, the ions can be made to uniformly act on the entire wafer W, and etching can be performed with high precision. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the device and improve the accuracy of etching.

なお、本体部８ａの形状としては、図４に示すように、本体部８ａが円筒型に形成されているものと、図５に示すように、本体部８ａが円筒を半分に割った形状のものとが考えられる。このうち、図４に示すように本体部８ａが円筒型に形成されたものでは、電解方向Ｚ１は上下方向となり、これによりプラスイオンがウェハＷに向かって加速する方向となる。このため、Si熱酸化膜エッチング等、イオン衝撃のサポートを必要とするエッチングに適している。また、図５に示すように本体部８ａが円筒を半分に割った形状に形成されたものでガス供給管５ｄと平行にＧＮＤをとったものでは、電解方向Ｚ２は左右方向となり、プラスイオンがウェハＷと平行に加速する方向となる。このため、ラジカルやケミカル反応でエッチングを行いたいときに適しており、レジストアッシングや下地との選択比を稼ぎたいエッチングプロセスに適している。 As for the shape of the main body portion 8a, as shown in FIG. 4, the main body portion 8a is formed in a cylindrical shape, and as shown in FIG. things can be considered. Among them, in the case where the main body 8a is formed in a cylindrical shape as shown in FIG. Therefore, it is suitable for etching that requires support of ion bombardment, such as Si thermal oxide film etching. Further, as shown in FIG. 5, when the main body 8a is formed in the shape of a cylinder divided in half and the GND is taken parallel to the gas supply pipe 5d, the electrolysis direction Z2 is the horizontal direction, and the positive ions are generated. The acceleration direction is parallel to the wafer W. For this reason, it is suitable for etching with radicals or chemical reactions, and is suitable for resist ashing or an etching process in which it is desired to increase the selectivity with respect to the underlying layer.

また、ここでは、鍔状部８ｂは後述するステージ６の移動範囲よりも範囲が広くなるように構成されている。これにより、ステージ６が動くことで生じる擾乱を無視できるほどに広く電場を広げておくことができるようになっている。
＜ステージ＞
ステージ６は、チャンバ５内に収容されつつ、このチャンバ５の上下方向に軸方向を沿わせつつ、このチャンバ５の開口部５ｃの鉛直下に設置されている。すなわち、このステージ６は、後述するＲＦ印可板６ｄを、チャンバ５のガス供給口５ｅに対し同心状に位置させつつ、このガス供給口５ｅから所定間隔ほど下方に間隔を空けた位置に設置されている。 Further, here, the brim portion 8b is configured to have a wider range than the moving range of the stage 6, which will be described later. As a result, the electric field can be widened to such an extent that the disturbance caused by the movement of the stage 6 can be ignored.
<Stage>
The stage 6 is accommodated in the chamber 5 and installed vertically below the opening 5 c of the chamber 5 with its axial direction along the vertical direction of the chamber 5 . That is, the stage 6 has an RF application plate 6d, which will be described later, positioned concentrically with respect to the gas supply port 5e of the chamber 5, and is placed at a position spaced downward from the gas supply port 5e by a predetermined distance. ing.

具体的に、ステージ６は、円柱状の本体部６ａを備え、この本体部６ａの軸方向を上下方向に沿わせた状態で設置されている。この本体部６ａの上端面は、閉塞されて平坦な円盤状の設置面とされており、この設置面上にウェハＷが設置される構成とされている。すなわち、本体部６ａは、ウェハＷの外径寸法より若干大きな外径寸法に形成され、このウェハＷの外径寸法より若干大きな径寸法を有する設置面とされている。 Specifically, the stage 6 includes a columnar main body 6a, and is installed in a state in which the axial direction of the main body 6a extends along the vertical direction. The upper end surface of the body portion 6a is closed to form a flat disk-shaped installation surface, and the wafer W is installed on this installation surface. That is, the body portion 6a is formed to have an outer diameter slightly larger than the outer diameter of the wafer W, and serves as an installation surface having a diameter slightly larger than the outer diameter of the wafer W. As shown in FIG.

この設置面は、絶縁性を有する絶縁板を備え、この絶縁板上にステージプラズマ発生部としての下部電極であるＲＦ印加板６ｄが積層されている。ここで、これら絶縁板およびＲＦ印加板６ｄは、それぞれ略円盤状に形成されており、このＲＦ印加板６ｄ上にウェハＷが設置される。そして、ＲＦ印加板６ｄは、ＬＦ印加部８とともにチャンバ５内に上方から下方に向かう垂直な電界Ｅを形成させ、このチャンバ５内にイオンシースを発生させるとともに、ウェハＷ上へ送られるエッチングガスＧ中にプラズマＰを発生させてエッチングガスＧを励起させてイオン化させるイオンアシスト部である。 The installation surface is provided with an insulating plate having insulating properties, and an RF applying plate 6d, which is a lower electrode as a stage plasma generating portion, is laminated on this insulating plate. Here, the insulating plate and the RF application plate 6d are each formed in a substantially disc shape, and the wafer W is placed on the RF application plate 6d. The RF applying plate 6d forms a vertical electric field E directed downward from above in the chamber 5 together with the LF applying portion 8, generates an ion sheath in the chamber 5, and sends etching gas onto the wafer W. This is an ion assist section that generates plasma P in G to excite the etching gas G and ionize it.

具体的に、ＲＦ印加板６ｄは、例えば１３．５６ＭＨｚ等の高周波電圧（ＲＦ）が印加され、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されるウェハＷを含む領域、すなわちウェハＷ上およびその周囲にプラズマＰを発生させ、このウェハＷに吹き付けられるエッチングガスＧを構成するＣＦ４およびＡｒ等を励起してイオン化させたりラジカル化させてプラスイオン（ＣＦ３＋、Ａｒ＋）やフッ素ラジカル（Ｆ）とする。さらに、このＲＦ印加板６ｄの下端側の中心部に電極部が設けられ、この電極部を介して高周波電圧がチャンバ５外に設置された高周波電源１０ｂから印加される。 Specifically, the RF application plate 6d is applied with a high frequency voltage (RF) of, for example, 13.56 MHz. P is generated to excite CF4, Ar, etc., which constitute the etching gas G sprayed onto the wafer W, to be ionized or radicalized into positive ions (CF3+, Ar+) and fluorine radicals (F). Further, an electrode portion is provided at the center portion of the lower end side of the RF applying plate 6d, and a high frequency voltage is applied from a high frequency power source 10b installed outside the chamber 5 via this electrode portion.

また、ステージ６には、このステージ６のＲＦ印加板６ｄ上に設置されるウェハＷを冷却するための冷却部としての冷却ユニット９が取り付けられている。この冷却ユニッ９トは、例えば水冷式とされており、ステージ６の本体部６ａおよび絶縁板を介してＲＦ印加板６ｄを冷却することにより、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されているウェハＷを冷却する構成とされている。さらに、この冷却ユニット９は、装置下部２ｂ内に収容されて取り付けられている。 Further, the stage 6 is provided with a cooling unit 9 as a cooling section for cooling the wafer W placed on the RF applying plate 6d of the stage 6. As shown in FIG. The cooling unit 9 is of a water-cooling type, for example, and cools the RF application plate 6d via the main body 6a of the stage 6 and the insulating plate, thereby cooling the wafer W placed on the RF application plate 6d. is configured to cool the Furthermore, this cooling unit 9 is housed and attached within the device lower portion 2b.

また、ステージ６は移動式となっており、プラズマエッチング時にステージ６を移動させてウェハＷをスキャンするように構成されている。詳述すると、ステージ６は、図３に示すように、ウェハＷが設置されるウェハホルダ６１を備えている。ウェハホルダ６１には、ウェハホルダ６１をＸ軸方向に移動させるＸ軸ステージ６２と、ウェハホルダ６１をＹ軸方向に移動させるＹ軸ステージ６３とを備えたスキャン部としてのスキャン機構６０が取り付けられている。スキャン機構６０は、ノズル７からのエッチングガスＧの吹き付け方向に交差するＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに向けてウェハホルダ６１を移動させる。Ｘ軸ステージ６２には、Ｘ軸ステージ６２を介してウェハホルダ６１をＸ軸方向に移動させる駆動源として直進モータ６４が取り付けられている。Ｙ軸ステージ６３にもまた、Ｙ軸ステージ６３を介してウェハホルダ６１をＹ軸方向に移動させる駆動源として直進モータ６５が取り付けられている。 Further, the stage 6 is of a movable type, and configured to move the stage 6 to scan the wafer W during plasma etching. More specifically, the stage 6 includes a wafer holder 61 on which the wafer W is placed, as shown in FIG. Attached to the wafer holder 61 is a scanning mechanism 60 as a scanning unit that includes an X-axis stage 62 that moves the wafer holder 61 in the X-axis direction and a Y-axis stage 63 that moves the wafer holder 61 in the Y-axis direction. The scanning mechanism 60 moves the wafer holder 61 in each of the X-axis direction and the Y-axis direction that intersect the direction in which the etching gas G is blown from the nozzle 7 . A rectilinear motor 64 is attached to the X-axis stage 62 as a drive source for moving the wafer holder 61 in the X-axis direction via the X-axis stage 62 . A rectilinear motor 65 is also attached to the Y-axis stage 63 as a drive source for moving the wafer holder 61 in the Y-axis direction via the Y-axis stage 63 .

また、この実施の形態ではチャック機構として本体部６ａに静電チャックを備えており、所謂押さえ部材等で物理的に押さえることなくチャックしてプラズマエッチングを行うことができるようになっている。また、符号１０ｃは静電チャックに使用するＲＦカットフィルタである。なお、本発明は静電チャックに限るものではなく、物理的にウェハＷを上方から押さえるチャック機構を有している構成であっても良い。 Further, in this embodiment, an electrostatic chuck is provided in the main body 6a as a chuck mechanism, so that plasma etching can be performed by chucking without physically pressing with a so-called pressing member or the like. Reference numeral 10c denotes an RF cut filter used for the electrostatic chuck. The present invention is not limited to the electrostatic chuck, and may be configured to have a chuck mechanism that physically holds the wafer W from above.

これにより、ウェハホルダ６１上に設置されたウェハＷをプラズマエッチングする際に、スキャン機構６０の各直進モータ６４，６５の駆動を適宜制御して、ウェハＷ上のエッチングポイントをＸ軸方向およびＹ軸方向においてスキャンさせる。この結果、プラズマ密度の揺らぎ、サイズおよび装置構成等によって生じ得るウェハＷ表面内のエッチングレートの不均一性を均一化することが可能となる。すなわち、ＬＦ印加部８が本体部８ａと鍔状部８ｂを有していることで上板５ｂからウェハＷに向かう上下方向の電場を安定化させることができ、その上でプラズマエッチング時のスキャン機構６０によるスキャン速度およびスキャンパターン等を制御して、エッチングレートが大きなマイクロプラズマＭの下流域に曝す時間をウェハＷ表面の部分ごとに調整することによって、ウェハＷ表面における均一なエッチングが可能となる。 As a result, when the wafer W placed on the wafer holder 61 is plasma-etched, the linear motors 64 and 65 of the scan mechanism 60 are appropriately controlled to move the etching point on the wafer W in the X-axis direction and the Y-axis direction. Scan in direction. As a result, non-uniformity in the etching rate within the surface of the wafer W that may be caused by variations in plasma density, size, device configuration, etc. can be made uniform. That is, since the LF applying unit 8 has the main body portion 8a and the flange portion 8b, the electric field in the vertical direction from the upper plate 5b toward the wafer W can be stabilized. Uniform etching on the surface of the wafer W is possible by controlling the scanning speed and scanning pattern of the mechanism 60 and adjusting the exposure time for each portion of the surface of the wafer W to the downstream region of the microplasma M having a high etching rate. Become.

ここで、１２インチ程度の大口径のウェハを用いる従来のメガファブにおいては、プラズマエッチングする対象のウェハが大きいことから、プラズマエッチング時にウェハを走査してスキャンすることは不可能である。一方で、本発明に係るノズルプラズマ装置１においては、直径１２．５ｍｍ（ハーフインチサイズ）の円形状のウェハＷを対象としているため、プラズマエッチング時のウェハＷのスキャニングが可能となり、ウェハＷ表面内におけるエッチングレートの均一化が可能である。 Here, in a conventional mega-fab using a large-diameter wafer of about 12 inches, since the wafer to be plasma-etched is large, it is impossible to scan the wafer during plasma etching. On the other hand, since the nozzle plasma apparatus 1 according to the present invention is intended for a circular wafer W with a diameter of 12.5 mm (half inch size), it is possible to scan the wafer W during plasma etching, and the surface of the wafer W can be scanned. It is possible to make the etching rate uniform within.

さらに、チャンバ５の下方には、このチャンバ５の下端を閉塞する蓋体１１ａが取り付けられており、この蓋体１１ａには、チャンバ５内を真空引きするための真空引き部としての真空形成装置１１が取り付けられている。この真空形成装置１１もまた、装置下部２ｂ内に収容されて取り付けられており、チャンバ５内のステージ６のＲＦ印加板６ｄ上にウェハＷが設置された状態で、このチャンバ５内を真空引きする構成とされている。 Further, a lid body 11a is attached to the lower part of the chamber 5 to close the lower end of the chamber 5, and the lid body 11a is a vacuum forming device as a vacuum drawing section for drawing the inside of the chamber 5 to a vacuum. 11 is attached. This vacuum forming device 11 is also accommodated and attached in the lower part 2b of the device, and with the wafer W placed on the RF applying plate 6d of the stage 6 in the chamber 5, the inside of the chamber 5 is evacuated. It is configured to

次に、上記実施の形態のノズルプラズマ装置１を用いたプラズマエッチング方法について説明する。 Next, a plasma etching method using the nozzle plasma apparatus 1 of the above embodiment will be described.

まず、エッチング前のウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、筐体２の前室２ｄのドッキングポートに嵌合させて設置する。この状態で、筐体２の所定位置、例えば操作パネル２ｃ等に表示等されているスタートスイッチ（図示せず）を押す。このとき、冷却ユニット９が駆動されステージ６の冷却が開始される。 First, a minimal shuttle containing wafers W before etching is fitted into a docking port of the front chamber 2 d of the housing 2 and installed. In this state, a start switch (not shown) displayed on a predetermined position of the housing 2, such as the operation panel 2c, is pressed. At this time, the cooling unit 9 is driven to start cooling the stage 6 .

さらに、ドッキングポートに設置されたミニマルシャトルが開放され、このミニマルシャトル内に収容されているウェハＷが、搬送装置にてノズルプラズマ装置１のステージ６のＲＦ印加板６ｄ上へ搬送され設置される。このとき、ステージ６は、例えばステージ６とチャンバ５とが相対的に上下動される等して、チャンバ５内からステージ６が取り出された状態とされている。 Further, the minimal shuttle installed in the docking port is released, and the wafer W accommodated in this minimal shuttle is transported and placed on the RF application plate 6d of the stage 6 of the nozzle plasma apparatus 1 by the transport device. . At this time, the stage 6 is removed from the chamber 5 by, for example, moving the stage 6 and the chamber 5 relatively up and down.

この後、ノズルプラズマ装置１のチャンバ５が蓋体１１ａにて密封され、このチャンバ５内が略真空になるまで真空形成装置１１にて真空引きされる。この状態で、チャンバ５のガス供給口５ｅに取り付けられたメタルチューブ５ｆを介してガス供給口５ｅからエッチングガスＧがチャンバ５内に供給され、このチャンバ５内の圧力が所定の圧力に維持される。この後、低周波電源１０ａがオンされＬＦ印加部８に低周波電圧が印加されるとともに、高周波電源１０ｂがオンされ、ＲＦ印加板６ｄに高周波電圧が印加され、チャンバ５内に、ウェハＷに向かう方向に沿った電位傾斜が形成され、垂直な電界Ｅが形成される。 After that, the chamber 5 of the nozzle plasma device 1 is sealed with the lid 11a, and the inside of the chamber 5 is evacuated by the vacuum forming device 11 until it becomes substantially vacuum. In this state, the etching gas G is supplied into the chamber 5 from the gas supply port 5e through the metal tube 5f attached to the gas supply port 5e of the chamber 5, and the pressure inside the chamber 5 is maintained at a predetermined pressure. be. After that, the low-frequency power supply 10a is turned on to apply a low-frequency voltage to the LF application section 8, and the high-frequency power supply 10b is turned on to apply a high-frequency voltage to the RF application plate 6d. A potential gradient along the direction is formed and a vertical electric field E is formed.

また、スキャン機構６０により、ウェハホルダ６１が所定量、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させられる。 Further, the scanning mechanism 60 moves the wafer holder 61 by a predetermined amount in the X-axis direction and the Y-axis direction.

この結果、エッチングガスＧは、ＬＦ印加部８の本体部８ａを通過する際に、この本体部８に印加されている低周波電圧によってエッチングガスＧ中にマイクロプラズマＭを発生させ、このエッチングガスＧを構成するＣＦ４をイオン化およびラジカル化させ、多量のフッ素ラジカル（Ｆ）とＣＦ３イオンを発生させる。すなわち、このエッチングガスＧ中のＣＦ４がＣＦ３とＦとに分離（ＣＦ４＋ｅ→ＣＦ３＋Ｆ＋ｅ）されて、多量のフッ素ラジカル（Ｆ）とＣＦ３イオンが生成される。また、このフッ素ラジカルは、エッチングガスＧとともに、ガス供給口５ｅに取り付けられたノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過することによって吹き付け方向が略平行に整流され、略均等にウェハＷ上に吹き付けられる。 As a result, when the etching gas G passes through the main body portion 8a of the LF applying portion 8, the low-frequency voltage applied to the main body portion 8 causes the microplasma M to be generated in the etching gas G, and the etching gas is CF4 constituting G is ionized and radicalized to generate a large amount of fluorine radicals (F) and CF3 ions. That is, CF4 in the etching gas G is separated into CF3 and F (CF4+e→CF3+F+e) to generate a large amount of fluorine radicals (F) and CF3 ions. Further, the fluorine radicals pass through the gas insertion holes 7b of the nozzle 7 attached to the gas supply port 5e together with the etching gas G, so that the direction of spraying is rectified substantially in parallel, and sprayed onto the wafer W substantially uniformly. be done.

さらに、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、このＲＦ印可板６ｄの周囲にプラズマＰが発生され、このＲＦ印加板６ｄの周囲に上下方向に沿ったイオンシースとともに電界Ｅが形成される。この結果、ノズル７から吹き出されたエッチングガスＧがウェハＷ上に叩き付けられる直前で励起されてイオン化されたプラスイオン（ＣＦ３＋、Ａｒ＋）がウェハＷ上に垂直に叩き付けられ、ガス流とともに吹付けられたフッ素ラジカル（Ｆ）との相乗効果で、このウェハＷ上に設けられたレジストパターンを介して、ウェハＷがプラズマエッチング（異方性エッチング）される。 Further, a high frequency voltage applied to the RF application plate 6d of the stage 6 generates a plasma P around the RF application plate 6d, and an ion sheath along the vertical direction and an electric field E are generated around the RF application plate 6d. It is formed. As a result, positive ions (CF3+, Ar+) that are excited and ionized immediately before the etching gas G blown out from the nozzle 7 hits the wafer W hit the wafer W vertically and are sprayed together with the gas flow. The wafer W is plasma-etched (anisotropic etching) through the resist pattern provided on the wafer W by a synergistic effect with fluorine radicals (F).

すなわち、ＬＦ印加部８の本体部８ａと鍔状部８ｂで広い範囲に印加された低周波電圧と、ＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧とによって、マイクロプラズマＭ由来のフッ素ラジカル（Ｆ）が多量に所定範囲を移動しているウェハＷ上に供給され、エッチングガスＧ中のＡｒ＋やＣ＋等のプラスの電荷を有するイオン（プラスイオン）がウェハＷ上に送られ、このウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）へのフッ素ラジカル（Ｆ）の反応がアシストされて高効率化され、このウェハＷ表面の単結晶シリコン結合（Ｓｉ－Ｓｉ）が切断されプラズマエッチングされていく。 That is, due to the low frequency voltage applied over a wide range by the main body portion 8a and the flange portion 8b of the LF application portion 8 and the high frequency voltage applied to the RF application plate 6d, fluorine radicals (F) derived from the microplasma M is supplied onto the wafer W moving within a predetermined range, and positively charged ions (positive ions) such as Ar + and C + in the etching gas G are sent onto the wafer W, forming this wafer W The reaction of fluorine radicals (F) with the single crystal silicon (Si) is assisted to improve the efficiency, and the single crystal silicon bond (Si—Si) on the surface of the wafer W is cut and plasma etched.

このとき、ウェハＷの表面においては、このウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）とフッ素ラジカル（Ｆ）とが反応（Ｓｉ［個体］＋４Ｆ→ＳｉＦ４［気体］）して、このウェハＷ表面のプラズマエッチングが進行していく。さらに、ウェハＷの表面においては、エッチングガスＧ中のＡｒやＣＦ４等が励起されてイオン化（Ａｒ＋、ＣＦ３＋）され、これらプラスイオンによるイオンアシストによって、ウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）とフッ素ラジカル（Ｆ）との反応が促進され、ウェハＷ表面のエッチング反応が促進され高速化される。 At this time, on the surface of the wafer W, the single crystal silicon (Si) constituting the wafer W reacts with the fluorine radicals (F) (Si [solid] + 4F → SiF4 [gas]), and the surface of the wafer W plasma etching progresses. Furthermore, on the surface of the wafer W, Ar, CF4, etc. in the etching gas G are excited and ionized (Ar+, CF3+), and ion assist by these positive ions causes single crystal silicon (Si) constituting the wafer W to The reaction with fluorine radicals (F) is accelerated, and the etching reaction on the surface of the wafer W is accelerated and accelerated.

この後、ウェハＷのエッチングが完了した後、チャンバ５の密封が解除され、例えばステージ６とチャンバ５とを相対的に上下動させる等して、チャンバ５内からステージ６を取り出し、このステージ６のＲＦ印加板６ｄ上に設置されているウェハＷを、搬送装置による引き戻し動作にてミニマルシャトル上に設置されてから、このミニマルシャトルが閉操作されてウェハＷが収容される。さらに、このウェハＷが収容されたミニマルシャトルを、前室２ｃのドッキングポートから取り外すことによって、ウェハＷが搬出される。この後、冷却ユニット９の駆動が停止されステージ６の冷却が停止される。 Thereafter, after etching of the wafer W is completed, the sealing of the chamber 5 is released, and the stage 6 is removed from the chamber 5 by, for example, moving the stage 6 and the chamber 5 relatively up and down. After the wafer W placed on the RF application plate 6d is placed on the minimal shuttle by the pull-back operation of the transfer device, the minimal shuttle is closed and the wafer W is accommodated. Further, the wafer W is unloaded by removing the minimal shuttle containing the wafer W from the docking port of the front chamber 2c. After that, the driving of the cooling unit 9 is stopped and the cooling of the stage 6 is stopped.

上述のように、上記実施の形態のノズルプラズマ装置１においては、ステージ６のＲＦ印加板６ｄ上にウェハＷを設置させた状態でチャンバ５内を真空形成装置１１にて真空引きしつつ、ガス供給管５ｄからチャンバ５内へエッチングガスＧを供給する。この状態で、ガス供給管５ｄ内の先端側に取り付けられたノズル７からウェハＷへ吹き付けるエッチングガスＧ中にＬＦ印加部８に印加された低周波電圧による誘電体バリア放電によって高圧交流励起プラズマ（マイクロプラズマＭ）を発生させ、エッチングガスＧ中に多量のフッ素ラジカル（Ｆ）とＣＦ３イオンを発生させる。 As described above, in the nozzle plasma apparatus 1 of the above-described embodiment, the chamber 5 is evacuated by the vacuum forming device 11 while the wafer W is placed on the RF applying plate 6d of the stage 6. An etching gas G is supplied into the chamber 5 from the supply pipe 5d. In this state, dielectric barrier discharge due to the low-frequency voltage applied to the LF applying section 8 causes a high-voltage AC excited plasma ( A microplasma (M) is generated to generate a large amount of fluorine radicals (F) and CF3 ions in the etching gas (G).

そして、この多量のフッ素ラジカルとＣＦ３イオンがエッチングガスＧとともにノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過することによって、吹き付け方向が略垂直方向に整流されるとともに、これらフッ素ラジカル、ＣＦ３イオンおよびエッチングガスＧの密度が略均一にされる。この後、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されたウェハＷ上およびその周囲に存在するエッチングガスＧ中に発生させたプラズマＰにてエッチングガス中のＣＦ４やＡｒ等を励起させるとともに、ウェハＷ上の垂直方向に電界Ｅを形性し、イオン化させたＣＦ３＋、Ａｒ＋とともにラジカル化させたフッ素ラジカル（Ｆ）を、ウェハＷの表面に略垂直に叩き込んでエッチングする構成とした。 Then, this large amount of fluorine radicals and CF3 ions pass through each gas insertion hole 7b of the nozzle 7 together with the etching gas G, so that the blowing direction is rectified in a substantially vertical direction, and these fluorine radicals, CF3 ions and etching gas are rectified. The density of G is made substantially uniform. After that, etching is performed with plasma P generated in the etching gas G existing on and around the wafer W placed on the RF application plate 6d of the stage 6 by the high frequency voltage applied to the RF application plate 6d of the stage 6. While exciting CF4, Ar, etc. in the gas, an electric field E is formed in the vertical direction on the wafer W, and fluorine radicals (F) radicalized together with the ionized CF3+ and Ar+ are deposited on the surface of the wafer W substantially. The structure is such that etching is performed by striking vertically.

この結果、ＬＦ印加部８の本体部８ａに印加された低周波電圧によりガス供給管５ｄ内にマイクロプラズマＭを発生させることにより、ノズル７から噴出されるエッチングガスのガス流の効果によって、ウェハの表面まで効率良くフッ素ラジカル（Ｆ）を輸送でき、さらに、鍔状部８ｂに印加されたマイクロプラズマＭにより、より広い範囲にマイクロプラズマＭを届けされることができ、また、ノズル７のガス輸送効果も加わり、結果として、マイクロプラズマＭ由来のフッ素ラジカル（Ｆ）を多量にウェハＷ上に叩き付けることができる同時に、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、エッチングガスＧ中のＣＦ４およびＡｒを励起させたＣＦ３＋やＡｒ＋等のプラスイオンをウェハＷ上に叩き付けることができる。よって、これらプラスイオンによるアシストのもと、ウェハＷを構成する単結晶シリコン（Ｓｉ）へのフッ素ラジカルの反応、すなわちウェハＷ表面の単結晶シリコン結合（Ｓｉ－Ｓｉ）の切断（プラズマエッチング）を効率良くかつ高速に行うことができる。 As a result, the low-frequency voltage applied to the body portion 8a of the LF applying portion 8 generates the microplasma M in the gas supply pipe 5d, and the effect of the gas flow of the etching gas ejected from the nozzle 7 causes the wafer to Fluorine radicals (F) can be efficiently transported to the surface of the nozzle 7, and the microplasma M applied to the flange 8b can be delivered to a wider range. A transportation effect is also added, and as a result, a large amount of fluorine radicals (F) derived from the microplasma M can be hit onto the wafer W. The wafer W can be bombarded with positive ions such as CF3+ and Ar+ that excite CF4 and Ar. Therefore, with the assistance of these positive ions, the reaction of fluorine radicals to the single crystal silicon (Si) constituting the wafer W, that is, the cutting of the single crystal silicon bond (Si—Si) on the surface of the wafer W (plasma etching) is performed. It can be done efficiently and quickly.

ここで、ステージ６のＲＦ印加板６ｄ上に設置されたウェハＷを、冷却ユニット９にて冷却するとともに、エッチングガスＧをウェハＷ上へ吹き付けるためのノズル７を、ＲＦ印加板６ｄから遠ざけたことにより、ガス供給管５ｄ内で発生させたマイクロプラズマＭがウェハＷに直接当たらなくなり、プラズマ照射によるレジストダメージが防止され、このガス供給管５ｄ内で発生させた多量のフッ素ラジカル（Ｆ）を、ノズル７からのエッチングガスＧの吹き出しとともに、ウェハＷ上に多量に吹き付けることができる。また同時に、この多量のフッ素ラジカルとともにエッチングガスＧをウェハＷ上に叩き付けてエッチングする際のウェハＷの温度上昇を適切に抑制でき、例えばウェハＷ上に積層させたレジストパターンの焼き付き等を防止できるから、このウェハＷをより精度良くエッチングすることができる。 Here, the wafer W placed on the RF application plate 6d of the stage 6 is cooled by the cooling unit 9, and the nozzle 7 for spraying the etching gas G onto the wafer W is moved away from the RF application plate 6d. As a result, the microplasma M generated in the gas supply pipe 5d does not directly hit the wafer W, preventing damage to the resist due to plasma irradiation, and removing a large amount of fluorine radicals (F) generated in the gas supply pipe 5d. , along with the etching gas G from the nozzle 7, can be sprayed onto the wafer W in large amounts. At the same time, it is possible to appropriately suppress the temperature rise of the wafer W when the wafer W is etched by striking the etching gas G together with this large amount of fluorine radicals onto the wafer W, and for example, the resist pattern laminated on the wafer W can be prevented from sticking. Therefore, the wafer W can be etched with higher accuracy.

さらに、エッチングガスＧがノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過する際に、このエッチングガスＧの吹き付け方向が略平行とされて整流されるため、このノズル７にてエッチングガスＧおよびラジカルをウェハＷ上に略均等に叩き付けることができる。また、ステージ６のＲＦ印加板６ｄに印加された高周波電圧によって、このＲＦ印加板６ｄ上に設置されたウェハＷ上およびその周囲に存在するエッチングガスＧ中にプラズマＰを発生させ、エッチングガスＧをウェハＷに叩き付ける直前の位置で、エッツングガスＧを効率良く励起させてイオン化およびラジカル化できる。よって、ノズル７からウェハＷへ吹き付けるエッチングガスＧをより効率良くイオン化およびラジカル化できるから、比較的小さなハーフインチサイズのウェハＷであっても精度良くエッチングすることができる。 Furthermore, when the etching gas G passes through each gas insertion hole 7b of the nozzle 7, the blowing direction of the etching gas G is substantially parallel and rectified. It can strike almost evenly on W. Further, plasma P is generated in the etching gas G present on and around the wafer W placed on the RF application plate 6d by the high frequency voltage applied to the RF application plate 6d of the stage 6, and the etching gas G can be efficiently excited to ionize and radicalize the Etsung gas G at a position immediately before hitting the wafer W. Therefore, the etching gas G sprayed onto the wafer W from the nozzle 7 can be ionized and radicalized more efficiently, so that even a relatively small half-inch wafer W can be etched with high accuracy.

また、直線状の複数のガス挿通孔７ｂが平行に等間隔に設けられて構成されたノズル７を用いることにより、このノズル７の各ガス挿通孔７ｂを通過したエッチングガスＧの密度を略均一にでき、このエッチングガスＧをウェハＷへ均等に吹き付けることができるから、比較的簡単な構成のノズル７を用い、ウェハＷを精度良くエッチングすることができる。
［本発明の実施の形態２］
以下、本発明の実施の形態２を図６～図９に基づいて説明する。 Further, by using the nozzle 7 having a plurality of linear gas insertion holes 7b arranged in parallel at regular intervals, the density of the etching gas G passing through each gas insertion hole 7b of the nozzle 7 is substantially uniform. Since the etching gas G can be evenly sprayed onto the wafer W, the wafer W can be etched with high precision using the nozzle 7 having a relatively simple structure.
[Embodiment 2 of the present invention]
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 to 9. FIG.

なお、本実施の形態では、前記した実施の形態１と異なるものについてのみ説明し、前記した実施の形態１と同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略する。 In this embodiment, only the differences from the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the same parts as in the first embodiment, and the description will be omitted.

図６は、本発明の実施の形態２に係るノズルプラズマ装置を示す概略図ある。図７は、同実施の形態のノズルプラズマ装置のステージを示す上面図、図８は、図７のＡ－Ａ断面でステージプラズマ発生部が下方位置にある状態を示す図、図９は、図７のＡ－Ａ断面でステージプラズマ発生部が上方位置にある状態を示す図である。
＜ステージ＞
図６～９に示すように、本実施の形態のノズルプラズマ装置１０１におけるステージ１０６は、チャンバ５内に収容されつつ、このチャンバ５の上下方向に軸方向を沿わせつつ、このチャンバ５の開口部５ｃの鉛直下に設置されている。すなわち、このステージ１０６は、ＲＦ印可板１０６ｄを、チャンバ５のガス供給口５ｅに対し同心状に位置させつつ、このガス供給口５ｅから所定間隔ほど下方に間隔を空けた位置に設置されている。すなわち、このステージ１０６は、チャンバ５のガス供給口５ｅからノズル７を介して吹き出してくるおそれのあるマイクロプラズマＭが、ステージ１０６上のＲＦ印加板１０６ｄへ直接当たらない程度の間隔を空けてチャンバ５内に取り付けられている。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a nozzle plasma apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 7 is a top view showing the stage of the nozzle plasma apparatus of the same embodiment, FIG. 8 is a view showing a state where the stage plasma generation part is at a lower position in cross section AA of FIG. 7, and FIG. 7 is a diagram showing a state in which the stage plasma generation unit is at an upper position in cross section AA of 7. FIG.
<Stage>
As shown in FIGS. 6 to 9, the stage 106 in the nozzle plasma apparatus 101 of the present embodiment is accommodated in the chamber 5, and the axial direction is along the vertical direction of the chamber 5, and the opening of the chamber 5 is arranged. It is installed vertically below the portion 5c. That is, the stage 106 is placed at a position spaced downward by a predetermined distance from the gas supply port 5e of the chamber 5 while the RF application plate 106d is positioned concentrically with respect to the gas supply port 5e of the chamber 5. . That is, the stage 106 is spaced such that the microplasma M, which may blow out from the gas supply port 5e of the chamber 5 through the nozzle 7, does not directly hit the RF applying plate 106d on the stage 106. It is installed in 5.

なお、図６～図８に示すように、ステージ１０６に設けられた、ウェハＷの周縁部Ｗ１を載置して当該ウェハＷを保持するウェハホルダ１６１が、ウェハＷの周縁部Ｗ１の全周を載置するように構成されていても良い。このようになっていると、複数本の爪でウェハＷの周縁部Ｗ１を保持するパターンに比べて、安定してウェハＷを保持することができる。また、ウェハの全周を保持しているため、ウェハとステージの間の間隙をなくしてＲＦですることができる。 As shown in FIGS. 6 to 8, the wafer holder 161, which is provided on the stage 106 and holds the wafer W on which the peripheral portion W1 of the wafer W is placed, extends the entire circumference of the peripheral portion W1 of the wafer W. It may be configured to be placed. With this configuration, the wafer W can be held more stably than the pattern in which the peripheral edge portion W1 of the wafer W is held by a plurality of claws. In addition, since the wafer is held all around, RF can be used without a gap between the wafer and the stage.

具体的に、ステージ１０６は、略円筒形状の本体部１０６ａを備え、この本体部１０６ａの軸方向を上下方向に沿わせた状態で設置されている。この本体部１０６ａの上端面は、開放された円盤状となっており、その周縁部がウェハＷの周縁部を載置する載置部となっている。また、この本体部１０６ａの内部で載置部１０６ｃの下方には、閉塞されて平坦な円盤状の設置面を有するＲＦ印加板１０６ｄが設けられている。この設置面上にウェハＷが設置される構成とされており、図８と図９に示すように、ＲＦ印加板１０６ｄが上下動するようになっている。そして、図９に示すように、ＲＦ印加板１０６ｄが上方位置となったときに、載置部１０６ｃの間隙からＲＦ印加板１０６ｄの設置面がウェハＷの下面に当接するようになっている。すなわち、ＲＦ印加板１０６ｄの設置面は、ウェハＷの外径寸法より若干小さな外径寸法に形成され、載置部１０６ｃがこのウェハＷの外径寸法より若干大きな径寸法を有するようになっている。また、本体部１０６ａは、ウェハＷの周縁部の全周を載置するようになっており、かつ、ＲＦ印加板１０６ｄの側面を全周覆って外部、特に上側の外部に繋がらないように構成されている。このため、ＲＦ印加板１０６ｄで発生させたプラズマＰがＲＦ印加板１０６ｄの裏側に回ったりすることがないように構成されている。 Specifically, the stage 106 includes a substantially cylindrical main body portion 106a, and is installed in a state in which the axial direction of the main body portion 106a extends along the vertical direction. The upper end surface of the main body portion 106a is in the shape of an open disc, and the peripheral portion thereof serves as a mounting portion on which the peripheral portion of the wafer W is placed. An RF application plate 106d having a closed flat disk-shaped installation surface is provided below the mounting portion 106c inside the main body portion 106a. A wafer W is installed on this installation surface, and as shown in FIGS. 8 and 9, the RF applying plate 106d is adapted to move up and down. Then, as shown in FIG. 9, when the RF application plate 106d is in the upper position, the mounting surface of the RF application plate 106d contacts the lower surface of the wafer W through the gap of the mounting portion 106c. That is, the mounting surface of the RF applying plate 106d is formed to have an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the wafer W, and the mounting portion 106c has a diameter slightly larger than the outer diameter of the wafer W. there is Further, the main body part 106a is configured so as to place the entire periphery of the wafer W and cover the entire side surface of the RF applying plate 106d so as not to be connected to the outside, especially the upper outside. It is Therefore, the plasma P generated by the RF application plate 106d is configured so as not to flow to the back side of the RF application plate 106d.

なお、前記した各実施の形態のように、ＬＦ印加部８と共に、ステージ６，１０６上に設置されるウェハＷに高周波電圧を印加するＲＦ印加板６ｄ，１０６ｄが設けられた構成とは異なり、ＲＦ印加板６ｄ，１０６ｄがなく、高圧交流励起プラズマのみでウェハＷをプラズマエッチングするようになっていても良い。すなわち、ステージ６，１０６は、設置面上に絶縁板が設置され、この絶縁板上にウェハＷが設置される構成となっていても良い。
＜その他＞
なお、上記各実施の形態では、少なくともＬＦ印加部８への低周電圧の印加を用いて、レジストパターンが積層されたウェハＷをエッチングする構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されることはなく、レジストパターンが積層された単結晶シリコン構造のウェハＷ以外であっても、対応させて用いることができる。 In addition, unlike the configuration in which the RF application plates 6d and 106d for applying a high frequency voltage to the wafer W placed on the stages 6 and 106 are provided together with the LF application unit 8 as in each of the above-described embodiments, The wafer W may be plasma-etched only with high-voltage AC-excited plasma without the RF application plates 6d and 106d. That is, the stages 6 and 106 may be configured such that an insulating plate is installed on the installation surface, and the wafer W is installed on this insulating plate.
<Others>
In each of the above-described embodiments, the wafer W on which the resist pattern is laminated is etched using at least the application of the low peripheral voltage to the LF application section 8 . However, the present invention is not limited to this, and can be used correspondingly to a wafer W other than a wafer W having a monocrystalline silicon structure on which a resist pattern is laminated.

また、チャンバ５に対してノズル供給管５ｄを移動可能とし、このノズル供給管５ｄを水平方向に走査してウェハＷをスキャンする構成としたり、ノズル供給管５ｄを大口径とし、複数のノズル７を取り付けてエッチングガスＧを整流する構成としたりすることにより、ハーフインチサイズのミニマルウェハより大きな大口径ウェハであっても対応させて用いることができる。 Further, the nozzle supply pipe 5d is made movable with respect to the chamber 5, and the wafer W is scanned by scanning the nozzle supply pipe 5d in the horizontal direction. is installed to rectify the etching gas G, even a large-diameter wafer larger than a half-inch size minimal wafer can be used correspondingly.

１，１０１
ノズルプラズマ装置
５チャンバ
５ａチャンバ本体
５ｂ上板
５ｃ開口部
５ｄガス供給管（ガス供給部）
５ｇ絶縁部材
５ｈ固定部材
５ｉ上部材
５ｊ下部材
５ｋ突起部
６，１０６ステージ
６ａ，１０６ａ本体部
６ｄ，１０６ｄＲＦ印加板（ステージプラズマ発生部，プラズマ発生部）
７ノズル
８ＬＦ印加部（ノズルプラズマ発生部，プラズマ発生部）
８ａ本体部
８ｂ鍔状部
９冷却ユニット（冷却部）
６０スキャン機構
Ｇエッチングガス
Ｍマイクロプラズマ
Ｐプラズマ
Ｗウェハ 1,101
Nozzle plasma device 5 Chamber 5a Chamber main body 5b Upper plate 5c Opening 5d Gas supply pipe (gas supply section)
5g insulating member 5h fixing member 5i upper member 5j lower member 5k protrusion 6, 106 stage 6a, 106a main body 6d, 106d RF applying plate (stage plasma generating portion, plasma generating portion)
7 nozzle 8 LF application unit (nozzle plasma generation unit, plasma generation unit)
8a body portion 8b brim portion 9 cooling unit (cooling portion)
60 scanning mechanism G etching gas M microplasma P plasma W wafer

Claims

a stage on which the wafer is placed;
a chamber covering the stage;
an evacuation unit that evacuates the inside of the chamber;
a tubular gas supply unit provided at a position facing the stage of the chamber;
a nozzle plasma generation unit attached to the gas supply unit for generating microplasma in the etching gas in the gas supply unit to generate ions and radicals;
a scanning unit that moves the stage in a direction that intersects the direction in which the etching gas is blown from the tip of the gas supply unit;
The nozzle plasma generating section includes a body section provided vertically along the outer periphery of the gas supply section for a predetermined length, and a body section extending outward from a lower portion of the body section so as to extend beyond the moving range of the stage. A nozzle plasma device, comprising: a brim configured to have a wider range .

2. The method according to claim 1, further comprising a stage plasma generator provided on said stage for generating plasma in a region including a wafer placed on said stage to ionize and radicalize the etching gas. Nozzle plasma device.

The chamber includes a conductive chamber body having an opening at the top thereof, and an insulating member disposed between the nozzle plasma generating section disposed within the opening and the inner peripheral edge of the opening. 3. The nozzle plasma apparatus according to claim 2, wherein said insulating member has a projection projecting into said chamber.

The stage includes a main body portion having a mounting portion for mounting a peripheral portion of the wafer to hold the wafer, and a separate stage plasma generating portion below the mounting portion. ,
4. The nozzle plasma according to claim 2 or 3, wherein the main body part is configured to support the entire periphery of the wafer and to cover the entire side surface of the stage plasma generating part. Device.