本发明专利技术提供一种适用于基板上的多晶硅、或构成基板的块状硅的蚀刻的蚀刻装置。本发明专利技术关于一种具备使蚀刻气体从基板的周缘流动至大致中心的气体流动调整手段的蚀刻装置，关于一种可对于基板整面以均匀的厚度蚀刻多晶硅或块状硅的技术。此外，气体流动调整手段设置成可上下动作，且可通过其调整而控制蚀刻速度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用在基板分析的蚀刻的装置，尤其关于一种适用在形成于基板 上的多晶娃（polysilicon)、及属于基板的构成材料的块状娃（bulk silicon)的蚀刻的装 置。
技术介绍
在半导体晶片（wafer)等的基板中，已知有一种在由娃等所构成的基材形成娃氧 化膜或氮化膜等作为基板的构成者。关于该等构成半导体基板的材料，有时在制造工序中 混入金属或有机物质等的污染物，该等污染物的量即使非常微量，也会使半导体特性大幅 降低。因此，要求一种将该等基板中所含的微量污染源作为分析对象物而进行分析的技术。 在此种基板中所含的微量污染源的分析中，已知有通过蚀刻来分解基板的构成 膜，且于蚀刻后将分析用的回收液喷出至基板上，并通过在基板上使回收液移动而使分析 对象物转移至液中来回收分析对象物，而将该回收液通过电感耦合等离子体分析（ICP)等 进行定性、定量的方法等。 就基板的构成膜的蚀刻而言，已知有一种使用令氟酸等中混合有硝酸或过氧化氢 的混酸溶液起泡（bubbling)所产生的蚀刻气体的气相分解法，而作为供该气相分解法所 使用的蚀刻装置，是使用一种具备配置基板的腔室（chamber)，且可将蚀刻气体导入于腔室 内的装置。例如，如专利文献1所示，其设为可从设于腔室内的蚀刻气体导入口供给蚀刻气 体（专利文献1的图1)。蚀刻气体是任意地流动于腔室内的空间，所流动的蚀刻气体中，仅 接触于基板表面的气体有助于基板的蚀刻者。如此，在腔室内，蚀刻气体的流动方向并未特 别控制，但就蚀刻气体而言，由于使用氟酸的混酸溶液等的蚀刻性能比较弱的蚀刻气体，故 可蚀刻仅设为目的的氧化膜或氮化膜等的形成膜。 在此，就在基板分析中污染源的分析所要求的形成膜而言，除所述的氧化膜或氮 化膜等相对较易于分解的形成膜以外，也必须有多晶硅等相对较不易分解的形成膜、或基 板本身（块状硅）的分析。进行此种多晶硅或基板本身的分析时，必须有蚀刻性能强的蚀 刻气体，例如，已有一种使用在混酸溶液中添加臭氧水的溶液的技术（专利文献2)、及使用 氟化氢的蒸气与含臭氧的气体的技术被提出（专利文献1)。 专利文献1:特开2011-95016号公报 专利文献2:特开2005-265718号公报
技术实现思路
在分析多晶硅或基板本身时，例如，由于如以上所述的含臭氧的蚀刻气体，使用蚀 刻性能强的气体，故在现有的蚀刻装置中，难以对于基板整面，均匀地进行深度方向的蚀 亥IJ。例如，通过现有的蚀刻装置，以含有臭氧的蚀刻气体，使多晶硅或作为基板的块状硅本 身进行蚀刻时，若测量蚀刻后的蚀刻深度，相对于设为目标的蚀刻深度，会在基板厚度方向 产生约-40 %至+100 %的参差不齐，而使蚀刻变得不均匀。 在半导体基板等的基板分析中，由于在基板厚度方向，有时也需要特别界定污染 物的存在位置，故必须有可在基板厚度方向进行均匀蚀刻的技术。此外，关于作为基板的块 状硅，厚度方向的蚀刻变得不均匀，即使在评估半导体基板特性等时，也有产生不良影响之 虞。此外，为了对应基板的大口径化，即使在大面积的基板，对于基板的表面方向，也要求使 基板整面可进行均匀蚀刻的技术。 因此，本专利技术提供一种可对于半导体基板等的基板，将基板表面的整面进行均匀 蚀刻，同时在基板厚度方向也可进行均匀蚀刻的蚀刻装置。尤其提供一种对于作为基板的 形成膜的多晶硅、或基板本身的块状硅，也可均匀蚀刻的蚀刻装置。 用以解决所述问题的本专利技术是关于一种蚀刻装置，其为具备在底部配置基板的腔 室者，其特征为具备：气体供给手段，将蚀刻气体供给至基板表面；气体排气手段，将蚀刻 后的气体从基板的大致中心的上方进行排气；及气体流动调整手段，配置于基板的上方侧 的大致同心圆上，用以使蚀刻气体从基板的周缘朝大致中心方向流动；气体流动调整手段 配置成可上下动作，而气体流动调整手段的大致中央为与气体排气手段连接。 若依据本专利技术的蚀刻装置，可通过气体流动调整手段，控制腔室内的蚀刻气体的 流动方向，而使蚀刻均匀地进行，尤其可降低在基板厚度方向的参差不齐。具体而言，是通 过气体流动调整手段，将腔室内的蚀刻气体的流动，控制成仅自基板周缘朝向中心方向的 一定方向的流动，故基板与蚀刻气体的接触，会从基板周缘往基板中心依序进行，有助于均 匀的蚀刻。 在此，已知通过蚀刻气体所进行的基板的蚀刻性能，一般而言，会随着蚀刻工序的 进行而降低。此是由于蚀刻气体中的有助于蚀刻的成分，会随着蚀刻的进行而被消耗并减 少之故。由于此点，使得蚀刻气体对于基板接触的时机，若为在蚀刻工序前半，易于进行基 板的蚀刻，而在蚀刻工序后半，则不易进行蚀刻的倾向，而成为在基板的表面方向依蚀刻部 位而产生参差不齐的主要原因。 针对上述，本专利技术是通过将蚀刻气体的流动方向，控制为从基板的周缘朝向中心 方向，即使在基板的表面方向，也可对于基板整面进行均匀的蚀刻。具体而言，在本专利技术中， 是通过气体排气手段将自气体供给手段供给至基板周缘的蚀刻气体，从基板的大致中心的 上方进行排气，且将所述气体的流动方向控制为从基板的周缘朝向中心方向。如此，通过使 气体从基板周缘朝向中心方向流动，可使基板成为蚀刻对象的面积，逐渐缩小面积为从直 径大的周缘部朝向直径小的中心部。因此，随着蚀刻工序的进行，蚀刻面积会逐渐成为小面 积，故不易受到蚀刻成分的消耗减少的影响，可抑制基板表面方向的蚀刻的参差不齐。 以下详细说明本专利技术的蚀刻装置的各构成。 气体供给手段为用以将蚀刻气体导入于腔室内者。虽可设置于腔室的任意位置， 但若考量本装置的气体流动的控制，优选设置在腔室的上面部或侧面的上侧。更优选设置 于腔室上面。此是由于对于配置于腔室底部的基板，通过气体流动调整手段，易使蚀刻气体 均匀地扩散之故。 此外，气体流动调整手段配置于基板的上方侧的大致同心圆上，以可导入蚀刻气 体至气体流动调整手段与基板之间。借此，即可将自气体供给手段导入于腔室内的蚀刻气 体，导入于气体流动调整手段与基板表面之间，可将蚀刻气体的流动控制为从基板的周缘 朝向大致中心方向。此外，气体流动调整手段也发挥遮蔽蚀刻气体从基板周缘以外的内周 侧导入于基板表面的作用。也就是，从腔室上层侧所导入的蚀刻气体，是被气体流动调整手 段引导至基板周缘侧，不直接流动于基板的内周等，而仅从气体流动调整手段的外周侧被 导入至基板表面。 气体流动调整手段的形状可采用任意形状，并未特别限定。例如，优选为圆盘状或 以基板侧为顶点的大致圆锥状。就气体流动调整手段的大小（最大直径）而言，可适用与 基板的直径大致相同程度者。若晶片的尺寸相对于气体流量调整手段过大，在晶片的外周 与中心，蚀刻程度易变成参差不齐。气体流量调整手段的最大直径的优选范围，虽因作为蚀 刻对象的基板的尺寸而有不同，但例如使150至450mm的晶片进行蚀刻时，为使气体流量调 整手段的直径（D gas)，以相对于基板的直径（Dwaf J的值（Dgas/Dwaf J，设为0. 3至1. 5的范围 为优选，且以设为0. 5至I. 1的范围为更优选。 气体流动调整手段为圆盘状时，圆盘数量可为1个或多个。此外，也可组合圆锥状 与圆盘状的气体流动调整手段而进行设置。具备多个圆盘时，可设为直径不同的圆盘。尤 其是以从腔室上部朝向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蚀刻装置，为具备在底部配置基板的腔室者，其特征为具备：气体供给手段，将蚀刻气体供给至基板表面；气体排气手段，将蚀刻后的气体从基板的大致中心的上方进行排气；及气体流动调整手段，配置于基板的上方侧的大致同心圆上，使蚀刻气体从基板的周缘朝大致中心方向流动；气体流动调整手段为配置成可上下动作，而气体流动调整手段的大致中央为与气体排气手段连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：川端克彦，林匠马，池内满政，李晟在，国香仁，
申请(专利权)人：埃耶士株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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