等离子蚀刻装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种将蚀刻气体等离子化，并对基板表面进行蚀刻的等离子蚀刻装 置，尤其，涉及一种将所生成的等离子的平面内密度均匀化，而可均匀地对基板表面进行蚀 刻的等离子蚀刻装置。
【背景技术】
[0002] 所述等离子蚀刻装置中，一种进行感应耦合型有效离子蚀刻等离子的等离子蚀刻 装置，通常具备有：在内部设定有等离子生成空间的圆筒状腔室、配设在对应于等离子生成 空间的腔室的外侧的线圈；将蚀刻气体供应至等离子生成空间的机构；及将腔室内的气体 排出的机构等；并在对线圈施加高频率电力而产生感应磁场后，将蚀刻气体供应至等离子 生成空间，通过感应磁场将该蚀刻气体等离子化，而利用所生成的等离子对基板表面进行 蚀刻的装置。
[0003] 然而，近年来，作为处理对象的基板大型化，在欲使用所述现有的等离子蚀刻装置 对如此大型的基板进行处理的情形时，存在有配合基板的尺寸使腔室变大，而使等离子生 成空间变大的必要。
[0004] 然而，在等离子生成空间中，相对于靠近线圈的部分感应磁场较容易作用而等离 子较容易生成，脱机圈较远的部分（中央部分）感应磁场较难作用而等离子较难生成。因 此，通过使等离子生成空间变大，所生成等离子的平面内密度会成为靠近线圈的部分较高， 而脱机圈远的部分较小的中间凹陷状的密度分布。
[0005] 如此，若等离子的平面内密度的密度分布呈中间凹陷状，而以此状态直接作用于 基板，就会使基板外周部的蚀刻进度较基板的内周部快，而产生基板表面无法均匀地进行 蚀刻的问题，或产生蚀刻形状相对于基板的表面发生与垂直方向倾斜的问题。
[0006] 因此，作为用以解决上述问题的等离子蚀刻装置，本案申请人已提出日本专利特 开2010-238847号公报的等离子蚀刻装置（以下称为"现有装置"）。
[0007] 此现有装置，具备有：在上部设定有等离子生成空间、在下部设定有处理空间的圆 筒状腔室；配设于设定有等离子生成空间的部分的腔室外侧的线圈；配设于处理空间的基 台；将蚀刻气体供应至等离子生成空间的机构；将腔室内的气体排出的机构；分别对线圈 及基台施加高频率电力的机构；及由上部与下部开口的圆筒状构件所构成，并在等离子生 成空间与基台间的腔室内壁，固设有其上部的等离子密度调整构件等；等离子密度调整空 间，其下端部的内径形成为直径较其上端部的内径与形成等离子生成空间的腔室内径小的 漏斗状。而且，在封闭腔室上部的顶板的中央部，设有从该处向下方垂下的圆筒状的芯构 件，并通过该芯构件使等离子生成空间形成为甜甜圈状。
[0008] 根据此现有装置，首先，对线圈施加高频率电力而在等离子生成空间产生感应磁 场。然后，在该状态下，将蚀刻气体供应至等离子生成空间，并利用感应磁场将所供应的蚀 刻气体等离子化。如此所形成的等离子通过朝下方流下，而流通漏斗状的等离子密度调整 构件内，使得生成于靠近线圈部分的等离子被导引至腔室的中央部分，在使该平面内密度 从极端的中间凹陷状被平等化后，抵达载置于基台上的基板上。
[0009] 如此，在现有装置中，由于可使平面化密度被均匀化的等离子作用于基板，而可对 基板表面整体进行均匀的蚀刻。
[0010][【背景技术】文献]
[0011] [专利文献]
[0012] 专利文献1 :日本专利特开2010-238847号公报。
【发明内容】
[0013] [发明所要解决的问题]
[0014] 然而，前述现有装置虽然通过使等离子流通于等离子密度调整构件内，而从谋求 等离子的平面内密度的均匀化的观点来看，可获得相应的效果，但近年来被要求以高均匀 性对基板表面整体进行蚀刻，故对应于此，被要求用以进一步提高等离子的平面内密度的 均匀性的改良。
[0015] 也即，在前述现有装置中，虽然可通过使等离子流通于等离子密度调整构件内，使 等离子的平面内密度大致平等化，但光是如此仍存在被导引至腔室中央部分的等离子的量 不充足的情形，而使得等离子的平面内密度多少仍有成为中央部分凹陷的M字状的密度分 布的倾向。
[0016] 因此，虽然现有装置相较于比其更早的装置，可对基板表面整体均匀地进行蚀刻， 但作为以更高均匀性来对基板表面整体金型蚀刻的装置，仍存在不够充分的情形。
[0017] 尤其，兼具有高耐压性与低导通电阻性且具有超接面（SUPER-JUNCTION)构造的 电力控制用半导体装置，在其制造步骤中，例如在通过对n导电型外延层进行等离子蚀刻 而形成纵横比较大的凹槽后，必须将P导电型层埋入该凹槽内，而将P导电型层埋入凹槽内 的状态会根据凹槽的侧壁角度等而变化。因此，为了将P导电型层均匀地埋入形成于基板 的各凹槽内，必须比从前更严密地抑制歪斜的发生，而使凹槽的侧壁角度均匀。因此，就制 造前述半导体装置时的等离子蚀刻而言，等离子的平面内密度被要求比现有更高的均匀性
[0018] 而且，前述半导体装置，有时会在硅基板上形成纵横比较大的凹槽后，将离子注入 凹槽的侧壁以形成P导电型层与n导电型层来制造，在该情形时，注入侧壁的离子量，取决 于凹槽的侧壁角度。因此，即便于该情形时，为了提升凹槽的侧壁角度的均匀性而必须尽量 抑制倾斜的发生，因此在进行等离子蚀刻时等离子的平面内密度被要求较高的均匀性。
[0019] 再者，陀螺仪或加速度传感器等的微机电（MEMS)传感器，根据实施有微细加工的 结构体振动时所产生静电容量的变化等的特性，来检测出角速度与加速度，而对于检测性 能而言，结构体的质量扮演着很重要的角色。然而，由于结构体的质量会因有无倾斜而有很 大的变动，因此为了制造检测性能没有问题的传感器，就要尽量抑制倾斜的发生，从而减小 结构体的质量变动。因此，在MEMS传感器的制造中，在比以往的等离子的平面内密度有更 高的均匀性的状态下，有必要以等离子刻蚀对结构体进行微细加工。
[0020] 本发明有鉴于前述实情所完成者，其目的在于提供一种可谋求等离子的平面内密 度更佳的均匀性，且即便是大型基板也能对其表面整体均匀地进行蚀刻，并且抑制倾斜的 发生的等离子蚀刻装置。
[0021] [解决问题的技术手段]
[0022] 为了解决前述课题的本发明涉及一种将处理气体等离子化，而对基板表面进行蚀 刻的等离子蚀刻装置。
[0023] 此等离子蚀刻装置具备有：
[0024] 腔室，由筒状的腔体部、封闭此腔体部上部的顶板、及封闭腔体部底部的底板所构 成，并具有设定于所述腔体部内的上部区域的等离子生成空间、及设定于该些离子生成空 间下方的处理空间；
[0025] 环状的线圈，配设于所述腔室的对应于所述等离子生成空间的部分的外侧；
[0026] 基台，配设于所述腔室内的处理空间，用以载置处理对象的基板；
[0027] 处理气体供应机构，将处理气体供应至所述腔室内的等离子生成空间；
[0028] 排气机构，用以排放所述腔室内的气体；
[0029] 线圈电力供应机构，用以将高频率电力供应至所述线圈；
[0030] 基台电力供应机构，用以将高频率电力供应至所述基台；
[0031] 等离子密度调整构件，其上端部与下端部有开口的环状构件，且由直径朝向下端 部缩小的形状的构件所构成，所述上端部固设于所述等离子生成空间与所述基台间的所述 腔室内壁上，用以调整生成于所述等离子生成空间的等离子的平面内密度，并将其导引至 所述基台上的基板；及
[0032] 圆筒状的芯构件，以至少使其下端位于垂直方向的较所述线圈的上端更下方的方 式，从所述顶板中心部朝向下方延设；且
[0033] 形成所述等离子生成空间的腔体部内径，形成为比所述基板的外径更大，
[0034] 所述等离子生成空间凭借所述芯构件而形成为甜甜圈状；
[0035] 如此的等离子蚀刻装置，
[0036] 所述芯构件的下端部具有直径朝向下端面缩小的锥形状。
[0037] 再者，在前述等离子蚀刻装置中，优选为所述等离子密度调整构件具有下端面直 径较上端面直径大的锥形状，且所述芯构件的下端部具有朝向下端面直径变小的锥形状。
[0038] 根据如此的等离子蚀刻装置，首先，通过线圈电力供应机构对线圈供应高频率电 力，在腔室内的等离子生成空间产生感应磁场。其次，在此状态下，通过处理气体供应机构 将处理气体供应至等离子生成空间。如此，使所供应的处理气体经由感应磁场而等离子化。
[0039] 如此所生成的等离子，由于等离子生成空间为甜甜圈状，使感应磁场容易作用而 生成于接近线圈的部分，因此其密度成为相对较高。
[0040] 然后，此高密度的等离子从芯构件与等离子密度调整构件之间，沿着该芯构件表 面与等离子密度调整构件内面流下，从等离子密度调整构件上端部侧的开口流通至下端部 侧的开口，而抵达载置于其下方的基台上的基板上，对其表面进行蚀刻。
[0041] 如此，在本发明所涉及的等离子蚀刻装置中，使等离子流通下端部直径较上端部 直径大而