JPH01246375A - プラズマ・ドライエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はプラズマ放電を利用したプラズマ・ドライエッ
チング方法に関する。

（ロ）従来の技術 近年、半導体の製造プロセス装置ではプロセスのドライ
化に伴いプラズマ反応を利用した装置が多く開発されて
いる。その中でプラズマ放電を誘起きせる手段として高
周波電源が多（用いられている。また、プラズマ放電を
用いた膜形成装置の大型化に伴い、それら膜の微細加工
技術であるプラズマドライエツチング装置の大型化もな
されている。

例えばＪ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、５８（２）、１５　Ｊ
ｕｌｙ　１９８５，６５３−６５８には、金属からなる
壁面でプラズマを閉じ込めるプラズマドライエツチング
装置が示されている。しかし乍ら、断る従来装置では、
プラズマ放電は、主に給電電極と接地電極の間で行われ
ているものの、通常接地電位にある金属壁面と給電を極
の間においても、わずかに生じる。即ち、斯る従来装置
は給電電極と金属壁面の放電のため、金属壁面がスパッ
タされることになり、金属壁面に結着していた不純物が
試料表面に付着するといった危惧を有している。

また、斯る従来装置は安定して放電するガス圧の範囲が
狭いため、わずかなガス圧変動や放電電力変動により不
安定な放電になり、放電が停止したり、あるいはプラズ
マと接している放電室（チャンバー）内の突起部に放電
が集中したりする異常放電が生じる。斯る異常放電が生
じると、電極間に発生するプラズマの密度が空間的、時
間的に変動することとなり、エツチングレートの低下や
ポリマーの発生等が起こるため、良好な工・ノチングが
行えないという問題が生じる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 したがって、本発明は上述の問題点である異常放電の発
生を防ぎ、電極間に発生するプラズマの密度を空間的、
時間的にも一定に保つことを技術的課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、互いに対向して配置され、プラズマ放電を誘
起する給電電極及び該給ＴＬ電極よりも大きい電極面積
を有する接地電極と、当該電極間に生じるプラズマを閉
じ込めるべく設けられた絶縁性の壁面と、上記給電電極
に接続された容量負荷及び高周波電源と、を備えたプラ
ズマ・ドライエッチング装置を用いて被ルＪ物のエツチ
ングを行うプラズマ・ドライエッチング方法において、
上述の課題を解決するため、°上記電極間に高周波電圧
を印加し、プラズマ放電を誘起させる時のガス圧を０．
１〜５　Ｔｏｒｒとすることを特徴とする。

（ホ）作用 本発明は、接地電極の面積が給電電極の面積よリモ大き
いプラズマ・エツチング装置を用い、放電時のガス圧を
０．１〜５Ｔｏｒｒにすることによつ℃、放電が安定し
て起こる。

くべ）実施例 第１図は本発明に用いるプラズマ・ドライエッチング装
置の一実施例の断面図を示し、（１）は絶縁材料あるい
は内側表面を絶縁体で覆った金属材料からなる壁面、（
２）は電極面を壁面（１）まで拡げられた給電電極、（
３）は給電を極（２）と対向して設けられ、電気的に接
地された接地電極で、その電極面を壁面（１）まで拡げ
ると共に、壁面（１）に沿って立し上がらせ、電極の面
積を給Ｎ、電極（２）の面積より大きくしである。（４
）及び（５）はこの順で給電電極（２）に接続された容
量負荷及び高周波電源で、高周波電！（５）の他端は接
地されている。（６）はエツチング処理する試料である
。

即ち、斯る装置は、壁面（１）を絶縁体として給電電極
（２）と壁面（１）の放電を抑えると共に、両軍極を壁
面（１）まで拡げることによ・って電界分布をチャンバ
ー全体に亘って均一にしたものである。さらに接地電極
（３）の面積を給電電極（２）の面積より大きくするこ
とによって、放電を起こし易くしである。この原理につ
いては本出願人の出願に係る実願昭６３−３７７０号に
詳細に説明されており、ここでの説明は側受する。

第２図はチャンバー内のガス圧に対する異常放電の有無
を電極の面積比を変えて調べたものであり、○は異常放
電が起こらなかったことを、Ｘは異常放電が起こったこ
とを示す０図から明らかなように、接地電極（３）の面
積を給ｔ１５極（２）の面積よりも大きくすることによ
って安定して放電するガス圧の範囲が拡がっていること
がわかる。また、図には示していないが、電極の面積比
に関係なく、ガス圧が０．１Ｔｏｒｒ以下になると放電
は不安定なものになった。

斯る装置において、給電電：１ｉｔ（２＞に対する接地
電極（３）の面積比をさらに太き（すれば異常放電の起
こらないガス圧の範囲もさらに拡がるが、ガス圧が５Ｔ
ｏｒｒより大きくなると電子が充分に加速されないまま
ガス粒子に衝突するようになるため、プラズマ密度が小
さくなると共に放電が不安定になり、遂には放電が維持
できなくなる。

したがって、斯る装置においては、ガス圧が０．１〜５
　Ｔｏｒｒの範囲にあれば常に安定した放電を得ること
ができ、均一なエツチングを再現性良く行うことができ
る。

また、本発明におけるガス圧の範囲は、避けることので
きないガス圧変動に比べ充分に広いので、これにより異
常放電が起こることはない。

第３図は本発明方法を用いる装置において、試料（６）
と生成されるプラズマとの間にメツシュ状の電極（３１
）を設けることによって、試料（６）を直接プラズマに
曝さない装置を示したものであり、第１図と同じものに
は同番号を付し説明を省略する。即ち、第１図と異なる
ところは、接地電極〈３）を壁面（１）に沿って立ち上
げ、接地電極（３）の面積を給電電極（２）の面積より
も大きくすると共に、メツシュ状電極（３１）を給″ｉ
電極（２）と試料（６）の間に配置し、且つ接地電極（
３）の壁面（１）に沿う面と接続して接地電位としたこ
とである。

即ち斯る装置はプラズマ放電を給電電極（２）とメツシ
ュ状電極〈３１）及び接地電極（３）の壁面（１）に沿
った部分において行うものである。

斯る装置においてもガス圧が０．１〜５　Ｔｏｒｒの範
囲内では常に安定した放電が得られ、均一なエツチング
を再現性良く行うことができる。

（ト）発明の効果 上述の説明から明らかな如く、本発明方法は、接地電極
の面積が給電電極の面積よりも大きいプラズマ・ドライ
エッチング装置を用い、チャンバー内のガス圧を０．１
〜５Ｔｏｒｒに設定することによって、常に安定した放
電が得られ、電極間に発生するプラズマの密度が空間的
・時間的に変化することはなくなる。その結果、均一で
良好なエツチングを再現性よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるプラズマ・ドライエッチング装
置の一実施例を示す断面図、第２図は電極面積比とガス
圧を変化させたときの異常放電の有無を示す特性図、第
３図は本発明に用いるプラズマ・ドライエッチング装置
の他の実施例を示す断面図である。 （１）・・・壁面、（２）・・・給電電極、（３）・・
・接地電極、（４）・・・容量負荷、（５）・・・高周
波電源、（６）・・・試料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに対向して配置され、プラズマ放電を誘起す
   る給電電極及び該給電電極よりも大きい電極面積を有す
   る接地電極と、当該電極間に生じるプラズマを閉じ込め
   るべく設けられた絶縁性の壁面と、上記給電電極に接続
   された容量負荷及び高周波電源と、を備えたプラズマ・
   ドライエッチング装置を用いて被処理物のエッチングを
   行うプラズマ・ドライエッチング方法において、上記電
   極間に高周波電圧を印加し、プラズマ放電を誘起させる
   時のガス圧を０．１〜５Ｔｏｒｒとすることを特徴とし
   たプラズマ・ドライエッチング方法。