JPH0429221B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0429221B2 JPH0429221B2 JP56151395A JP15139581A JPH0429221B2 JP H0429221 B2 JPH0429221 B2 JP H0429221B2 JP 56151395 A JP56151395 A JP 56151395A JP 15139581 A JP15139581 A JP 15139581A JP H0429221 B2 JPH0429221 B2 JP H0429221B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- etched
- etching
- gas
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は陽極電極と、この陽極電極の直下に設
けられ、高周波電力が印加され被エツチング物が
載置される陰極から成る平行平板電極を備えた減
圧容器内にハロゲン化合物ガスを導入するプラズ
マエツチング方法に係り、特にゴミ発生の極度に
少ないプラズマエツチング方法に関する。
けられ、高周波電力が印加され被エツチング物が
載置される陰極から成る平行平板電極を備えた減
圧容器内にハロゲン化合物ガスを導入するプラズ
マエツチング方法に係り、特にゴミ発生の極度に
少ないプラズマエツチング方法に関する。
近年、集積回路の製造におけるエツチング工程
では、従来の化学薬品を用いたウエツトエツチン
グに代わり、CF4等の反応性ガスプラズマを用い
たプラズマエツチング法が盛んに用いられてい
る。この様なエツチング法によれば、従来のウエ
ツトエツチングに比べて、エツチング工程の簡略
化、パターン寸法精度の向上、無公害化等の点で
優れている。
では、従来の化学薬品を用いたウエツトエツチン
グに代わり、CF4等の反応性ガスプラズマを用い
たプラズマエツチング法が盛んに用いられてい
る。この様なエツチング法によれば、従来のウエ
ツトエツチングに比べて、エツチング工程の簡略
化、パターン寸法精度の向上、無公害化等の点で
優れている。
中でも最近では、CF4、C2F6、あるいは、
CCl4、Cl2等の反応性ガスを用いた反応性イオン
エツチング（Reactive Ion Etching：RIE）と呼
ばれている方法が主流になつている。例えば、コ
ンタクトホールの形成には、CF4にH2を混入した
ガスにより、また、配線材料としてのアルミニウ
ムのエツチングには、CCl4、あるいはCCl4＋Cl2
等のガスによりガスプラズマを生起させ、このプ
ラズマ中のイオン（正イオン）や中性活性種（原
子、分子）と被エツチング物との物理／化学的な
反応を利用したエツチングが実用段階に入つてい
るのが現状である。
CCl4、Cl2等の反応性ガスを用いた反応性イオン
エツチング（Reactive Ion Etching：RIE）と呼
ばれている方法が主流になつている。例えば、コ
ンタクトホールの形成には、CF4にH2を混入した
ガスにより、また、配線材料としてのアルミニウ
ムのエツチングには、CCl4、あるいはCCl4＋Cl2
等のガスによりガスプラズマを生起させ、このプ
ラズマ中のイオン（正イオン）や中性活性種（原
子、分子）と被エツチング物との物理／化学的な
反応を利用したエツチングが実用段階に入つてい
るのが現状である。
このRIEの一般的態様は次の様に考えられてい
る。すなわち、互いに平行に配置された一方の電
極（以下陰極と称す）に、13.56MHz等の高周波
電力を印加することによりグロー放電を発生させ
ると、電子とイオンの易動度の差により、高周波
電力印加後、数サイクル後には、前記陰極面上に
は大きな負電位（以下、この電位を接地電位から
測定してVdcと称す）が発生し、定常状態とな
る。これに対して、陰極と対向する電極（以下陽
極と称す）面の電位は高々プラズマ電位（20〜
30eV）程度である。第１図は、互いに平行に配
置された陰極１および陽極２を有する平行平板型
プラズマエツチング装置を示すものである。以上
のことから明らかな様に、高周波電力１１によつ
て生起したプラズマ中の正イオンは、Vdcによつ
て陰極面１に向つて加速され、被エツチング物３
に衝突してエツチングするため、例えば、反応性
ガスとして、CF4＋H2の混合ガス、被エツチング
物として酸化シリコン膜（SiO2）の場合には、
従来、いわゆるプラズマエツチング等において見
られたアンダカツトは全く生じることはなく、垂
直なエツチング壁をもつたエツチングプロフアイ
ルを得ることができ、微細加工が達成されること
になる。しかしながら、従来のRIE装置において
は、被エツチング物３は、対向電極、すなわち陽
極２の直下に載置されており、従つて、気相中よ
り降り積もるゴミの影響を本質的に免れることは
できない。例えばSi上のSiO2をCF4＋H2の混合
ガスのガスプラズマでエツチングすると気相中に
はCF2の様な不飽和モノマーが多量に生じてお
り、このモノマーは、プラズマから見てより電位
の低い陽極上で重合反応を起こし、重合膜１３即
ち（CF2）ｎの様なポリテトラフルオロエチレン
系の高分子膜となつて堆積する。この重合膜は、
放電時間とともに、その厚みを増し、ついには内
部歪のためにクラツク、はがれを生じ、これが、
前記被エツチング物３上に降り積つてゴミの原因
となる。このゴミは歩留りの大幅な低下をもたら
すだけでなく、生産ライン等では頻繁な装置の洗
浄を必要とし、保守管理の面で重大な問題であ
る。
る。すなわち、互いに平行に配置された一方の電
極（以下陰極と称す）に、13.56MHz等の高周波
電力を印加することによりグロー放電を発生させ
ると、電子とイオンの易動度の差により、高周波
電力印加後、数サイクル後には、前記陰極面上に
は大きな負電位（以下、この電位を接地電位から
測定してVdcと称す）が発生し、定常状態とな
る。これに対して、陰極と対向する電極（以下陽
極と称す）面の電位は高々プラズマ電位（20〜
30eV）程度である。第１図は、互いに平行に配
置された陰極１および陽極２を有する平行平板型
プラズマエツチング装置を示すものである。以上
のことから明らかな様に、高周波電力１１によつ
て生起したプラズマ中の正イオンは、Vdcによつ
て陰極面１に向つて加速され、被エツチング物３
に衝突してエツチングするため、例えば、反応性
ガスとして、CF4＋H2の混合ガス、被エツチング
物として酸化シリコン膜（SiO2）の場合には、
従来、いわゆるプラズマエツチング等において見
られたアンダカツトは全く生じることはなく、垂
直なエツチング壁をもつたエツチングプロフアイ
ルを得ることができ、微細加工が達成されること
になる。しかしながら、従来のRIE装置において
は、被エツチング物３は、対向電極、すなわち陽
極２の直下に載置されており、従つて、気相中よ
り降り積もるゴミの影響を本質的に免れることは
できない。例えばSi上のSiO2をCF4＋H2の混合
ガスのガスプラズマでエツチングすると気相中に
はCF2の様な不飽和モノマーが多量に生じてお
り、このモノマーは、プラズマから見てより電位
の低い陽極上で重合反応を起こし、重合膜１３即
ち（CF2）ｎの様なポリテトラフルオロエチレン
系の高分子膜となつて堆積する。この重合膜は、
放電時間とともに、その厚みを増し、ついには内
部歪のためにクラツク、はがれを生じ、これが、
前記被エツチング物３上に降り積つてゴミの原因
となる。このゴミは歩留りの大幅な低下をもたら
すだけでなく、生産ライン等では頻繁な装置の洗
浄を必要とし、保守管理の面で重大な問題であ
る。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので重
合膜の陽極電極への堆積防止を課題としている。
本課題を解決するために、本発明ではこの陽極電
極の直下に設けられた陰極に載置された被エツチ
ング物をエツチングするに際し、陽極表面を加熱
する様にしている。
合膜の陽極電極への堆積防止を課題としている。
本課題を解決するために、本発明ではこの陽極電
極の直下に設けられた陰極に載置された被エツチ
ング物をエツチングするに際し、陽極表面を加熱
する様にしている。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。
細に説明する。
第２図は、第１図の陽極２を、パイプ７を通し
たヒーターで加熱する様にした装置によつて、
CF4＋H2ガスを導入して放電させた時の陽極表面
温度と、重合膜の陽極面上への堆積速度の関係を
示すものである。ガス圧は0.04Torr、流量比
QH2／QCF4＝1.0（QCF4：20 SCCM QH2：
20SCCM）、RF電力300Wである。同図より明ら
かな様に表面温度の上昇と共に重合膜がつき難く
なり、50℃で堆積は皆無となる。CF4＋H2の代わ
りにCF4、C2F6、C3F8等のＣとＦを含むハロゲン
化合物ガス、或いはこれらのガスにH2を加えた
ガスやCHF3、CHF3＋H2等のＣとＦとＨを含む
ガスを用いても陽極の加熱と共に成長し難くなり
50℃以上にすることにより、顕著な改善が認めら
れた。上記結果は実際SiO2をエツチングした場
合でも同様であつた。
たヒーターで加熱する様にした装置によつて、
CF4＋H2ガスを導入して放電させた時の陽極表面
温度と、重合膜の陽極面上への堆積速度の関係を
示すものである。ガス圧は0.04Torr、流量比
QH2／QCF4＝1.0（QCF4：20 SCCM QH2：
20SCCM）、RF電力300Wである。同図より明ら
かな様に表面温度の上昇と共に重合膜がつき難く
なり、50℃で堆積は皆無となる。CF4＋H2の代わ
りにCF4、C2F6、C3F8等のＣとＦを含むハロゲン
化合物ガス、或いはこれらのガスにH2を加えた
ガスやCHF3、CHF3＋H2等のＣとＦとＨを含む
ガスを用いても陽極の加熱と共に成長し難くなり
50℃以上にすることにより、顕著な改善が認めら
れた。上記結果は実際SiO2をエツチングした場
合でも同様であつた。
この様に、陽極表面が加熱されていることによ
り重合膜の堆積が抑制され、その温度は50℃以上
である事が好ましいものである。
り重合膜の堆積が抑制され、その温度は50℃以上
である事が好ましいものである。
尚、従来、減圧容器からのステンレスなどの金
属汚染からデバイスを守るために、予めCF4ガス
を放電させ、陽極や容器壁に重合膜をコートする
事が知られていた。しかしながら陽極を加熱する
事によりコーテイングは取り除かれてしまう。従
つて金属汚染も防止する場合には、陽極や容器内
壁に炭素板を取り付けておけばよい。
属汚染からデバイスを守るために、予めCF4ガス
を放電させ、陽極や容器壁に重合膜をコートする
事が知られていた。しかしながら陽極を加熱する
事によりコーテイングは取り除かれてしまう。従
つて金属汚染も防止する場合には、陽極や容器内
壁に炭素板を取り付けておけばよい。
第３図は、この様な考えのもとに行なつた実施
例である。即ち、互いに対向して設けられた一対
の電極１７，１９を有した平行平板型電極の内、
被エツチング物１８載置の電極１７と対向する電
極１９表面には、例えば炭素板２８が密着して配
置され、また、該陽極以外の接地電極には、例え
ば、ポリエステル膜がはりつけられており、減圧
容器２６の上側には、熱線２１埋込みのヒーター
２２が密着して置れている。陽極表面の温度は、
電流源２０の電流値により制御される。以上説明
した装置構成により、反応容器内において金属露
出部は全くなくなり、従つて、金属汚染は完全に
防止されるとともに、炭素板２８への重合膜の堆
積も皆無となり、ゴミの発生はほとんどないこと
が確認された。第２図の結果は、この様に炭素板
２８を設けても全んど変化しなかつた。その場合
陽極表面温度は炭素板２８表面温度を示す。
例である。即ち、互いに対向して設けられた一対
の電極１７，１９を有した平行平板型電極の内、
被エツチング物１８載置の電極１７と対向する電
極１９表面には、例えば炭素板２８が密着して配
置され、また、該陽極以外の接地電極には、例え
ば、ポリエステル膜がはりつけられており、減圧
容器２６の上側には、熱線２１埋込みのヒーター
２２が密着して置れている。陽極表面の温度は、
電流源２０の電流値により制御される。以上説明
した装置構成により、反応容器内において金属露
出部は全くなくなり、従つて、金属汚染は完全に
防止されるとともに、炭素板２８への重合膜の堆
積も皆無となり、ゴミの発生はほとんどないこと
が確認された。第２図の結果は、この様に炭素板
２８を設けても全んど変化しなかつた。その場合
陽極表面温度は炭素板２８表面温度を示す。
第４図は、この実施例で放電時間に対するエツ
チング後の良品率の経過を調べたもので、従来例
においては放電時間が100時間を越える場合には、
良品はほとんど取れない状態にあつたものが（破
線）、良品率の低下はほとんど見られないことが
わかる（実線）。第３図に示した実施例では、対
向電極１９のみを加熱する場合を示したが、他の
すべての接地電極例えば容器２６を同時に加熱し
た場合も同様の効果が得られることが確認され
た。
チング後の良品率の経過を調べたもので、従来例
においては放電時間が100時間を越える場合には、
良品はほとんど取れない状態にあつたものが（破
線）、良品率の低下はほとんど見られないことが
わかる（実線）。第３図に示した実施例では、対
向電極１９のみを加熱する場合を示したが、他の
すべての接地電極例えば容器２６を同時に加熱し
た場合も同様の効果が得られることが確認され
た。
尚、本発明はSiO2の他、Si3N4やAl、poly−Si
等をエツチングする場合にも適用する事が出来
る。
等をエツチングする場合にも適用する事が出来
る。
以上詳述した様に、本願発明のプラズマエツチ
ング方法によれば重合膜の電極への堆積を防止
し、ゴミ発生の極度に少なくできるため、製品の
歩留が向上し、また、生産ライン等で頻繁な装置
の洗浄が不要となり保守管理も容易となる。
ング方法によれば重合膜の電極への堆積を防止
し、ゴミ発生の極度に少なくできるため、製品の
歩留が向上し、また、生産ライン等で頻繁な装置
の洗浄が不要となり保守管理も容易となる。
第１図は、本発明の原理を説明するためのエツ
チング装置の断面図、第２図は陽極表面温度と重
合速度の関係を示す特性図、第３図は本発明の実
施例を説明するためのエツチング装置の断面図、
第４図は本発明の実施例の効果を説明するための
特性図である。図において、１，１７……陰極、
２，１９……陽極、３，１８……被エツチング
物、４，２６……減圧容器、５，１６……ガス導
入口、６，７，２５……水冷パイプ、８，９，２
３，２４……ポリテトラフルオロエチレン、１
０，１４……マツチング回路、１１，１５……高
周波電源、１２，２７……排気系、１３……重合
膜、２８……炭素板、２９……ポリエスル膜、２
２……ヒートシンク、２１……熱線、２０……電
流源。
チング装置の断面図、第２図は陽極表面温度と重
合速度の関係を示す特性図、第３図は本発明の実
施例を説明するためのエツチング装置の断面図、
第４図は本発明の実施例の効果を説明するための
特性図である。図において、１，１７……陰極、
２，１９……陽極、３，１８……被エツチング
物、４，２６……減圧容器、５，１６……ガス導
入口、６，７，２５……水冷パイプ、８，９，２
３，２４……ポリテトラフルオロエチレン、１
０，１４……マツチング回路、１１，１５……高
周波電源、１２，２７……排気系、１３……重合
膜、２８……炭素板、２９……ポリエスル膜、２
２……ヒートシンク、２１……熱線、２０……電
流源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陽極電極と、この陽極電極の直下に設けら
れ、高周波電力が印加され被エツチング物が載置
される陰極から成る平行平板電極を備えた減圧容
器内にハロゲン化合物ガスを導入すると共に、前
記陽極表面を加熱しながら前記被エツチング物を
エツチングすることを特徴とするプラズマエツチ
ング方法。 ２ 陽極表面は炭素板から成ることを特徴とする
前記特許請求の範囲第１項記載のプラズマエツチ
ング方法。 ３ Ｃ及びＦを含むガスが導入される事を特徴と
する前記特許請求の範囲第１項記載のプラズマエ
ツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151395A JPS5853833A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | プラズマエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151395A JPS5853833A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | プラズマエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5853833A JPS5853833A (ja) | 1983-03-30 |
| JPH0429221B2 true JPH0429221B2 (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=15517641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56151395A Granted JPS5853833A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | プラズマエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853833A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60140723A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法 |
| JPS60186411A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-21 | Anelva Corp | ドライエツチング方法 |
| JPS61171135A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマエッチング装置の制御方法 |
| JPS63277751A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-15 | Rikagaku Kenkyusho | 低ガス放出壁面を有する真空容器 |
| JP2619395B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1997-06-11 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理方法 |
| US5880036A (en) * | 1992-06-15 | 1999-03-09 | Micron Technology, Inc. | Method for enhancing oxide to nitride selectivity through the use of independent heat control |
| JP3553688B2 (ja) * | 1995-05-10 | 2004-08-11 | アネルバ株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US5656334A (en) * | 1995-10-05 | 1997-08-12 | Anelva Corporation | Plasma treating method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056431B2 (ja) * | 1980-10-09 | 1985-12-10 | 三菱電機株式会社 | プラズマエツチング装置 |
-
1981
- 1981-09-26 JP JP56151395A patent/JPS5853833A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5853833A (ja) | 1983-03-30 |
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