JPH08111402A - ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング方法およびドライエッチング装置Info
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- JPH08111402A JPH08111402A JP24586394A JP24586394A JPH08111402A JP H08111402 A JPH08111402 A JP H08111402A JP 24586394 A JP24586394 A JP 24586394A JP 24586394 A JP24586394 A JP 24586394A JP H08111402 A JPH08111402 A JP H08111402A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドライエッチング方法とその装置に関し、エ
ッチングに寄与するイオンと活性種を独立に制御して被
加工物に入射して、被加工物に与えるダメージを少なく
して高精度に垂直エッチングする手段を提供する。 【構成】 反応ガスのプラズマ生成部となる上部空間１
1 と、被加工物を保持する試料台５を設ける下部空間１
2 間に複数の細孔４1 を有する有孔プレート４を配設
し、被加工物を保持する試料台にバイアス電圧を印加す
ることなく、有孔プレートの上に配設された上部電極２
と有孔プレートの間に高周波電圧を印加することによっ
てプラズマ中のイオンを高速で有孔プレートの細孔を通
過させ、また、有孔プレートの上下の雰囲気に圧力差を
生じさせることによって、プラズマによって生成された
活性種を有孔プレートの細孔を高速で通過させ、被加工
物に垂直に入射させて垂直エッチングを行う。
ッチングに寄与するイオンと活性種を独立に制御して被
加工物に入射して、被加工物に与えるダメージを少なく
して高精度に垂直エッチングする手段を提供する。 【構成】 反応ガスのプラズマ生成部となる上部空間１
1 と、被加工物を保持する試料台５を設ける下部空間１
2 間に複数の細孔４1 を有する有孔プレート４を配設
し、被加工物を保持する試料台にバイアス電圧を印加す
ることなく、有孔プレートの上に配設された上部電極２
と有孔プレートの間に高周波電圧を印加することによっ
てプラズマ中のイオンを高速で有孔プレートの細孔を通
過させ、また、有孔プレートの上下の雰囲気に圧力差を
生じさせることによって、プラズマによって生成された
活性種を有孔プレートの細孔を高速で通過させ、被加工
物に垂直に入射させて垂直エッチングを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
等で用いられ、特に微細パターンを高精度で形成するド
ライエッチング方法およびドライエッチング装置に関す
る。
等で用いられ、特に微細パターンを高精度で形成するド
ライエッチング方法およびドライエッチング装置に関す
る。
【０００２】半導体集積回路装置の微細化、高集積化の
急速な進展に対応するため、ドライエッチングを用いた
加工技術にも、微細化に伴う高異方性、大口径化に伴う
均一性の向上、各種被膜の薄膜化に伴う高選択性、およ
び低ダメージ化、クリーン化等が要求されている。この
ため、半導体装置製造の製造に用いる諸装置を改良し
て、微細パターンを精度よく加工できるようにする必要
がある。
急速な進展に対応するため、ドライエッチングを用いた
加工技術にも、微細化に伴う高異方性、大口径化に伴う
均一性の向上、各種被膜の薄膜化に伴う高選択性、およ
び低ダメージ化、クリーン化等が要求されている。この
ため、半導体装置製造の製造に用いる諸装置を改良し
て、微細パターンを精度よく加工できるようにする必要
がある。
【０００３】
【従来の技術】従来、反応ガスのプラズマを利用したド
ライエッチングにおいては、微細パターンを精度よく加
工するために反応ガスの種類およびプラズマ放電条件等
の最適化を行ってきた。ところが、従来の条件では一般
にガス圧力が１０-1〜１０-2ｔｏｒｒ程度であり、イオ
ンおよび活性種の衝突、散乱が比較的高い確率で生じる
ため、サイドエッチングが生じやすい。
ライエッチングにおいては、微細パターンを精度よく加
工するために反応ガスの種類およびプラズマ放電条件等
の最適化を行ってきた。ところが、従来の条件では一般
にガス圧力が１０-1〜１０-2ｔｏｒｒ程度であり、イオ
ンおよび活性種の衝突、散乱が比較的高い確率で生じる
ため、サイドエッチングが生じやすい。
【０００４】この不所望のサイドエッチングを防いでパ
ターン精度を向上するために、反応ガスに堆積性のガス
を加え、その堆積物によってパターンの側壁を保護しな
がらドライエッチングしたり、被加工物を氷点下に冷却
しパターン側壁の反応を抑制する方法や、被加工物をプ
ラズマ生成部から隔離し、被加工物を保持する試料台に
直流バイアス電圧を印加して被加工物に対して垂直方向
に加速されたイオンの衝突を利用して垂直ドライエッチ
ングを行う方法が提案されていた。
ターン精度を向上するために、反応ガスに堆積性のガス
を加え、その堆積物によってパターンの側壁を保護しな
がらドライエッチングしたり、被加工物を氷点下に冷却
しパターン側壁の反応を抑制する方法や、被加工物をプ
ラズマ生成部から隔離し、被加工物を保持する試料台に
直流バイアス電圧を印加して被加工物に対して垂直方向
に加速されたイオンの衝突を利用して垂直ドライエッチ
ングを行う方法が提案されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、堆積性のガ
スを加え、パターン側壁を保護しながらドライエッチン
グを行う場合には、真空容器内にも多量の付着物が付
き、この付着物のゴミとしての問題を生じるため、これ
を清浄化することが必要になる。また、被加工物を氷点
下に冷却し、パターン側壁の反応を抑制してドライエッ
チングする場合には、エッチング装置が大掛かりなもの
になり、また、量産装置として使用する際のプロセスの
安定性が問題になっていた。
スを加え、パターン側壁を保護しながらドライエッチン
グを行う場合には、真空容器内にも多量の付着物が付
き、この付着物のゴミとしての問題を生じるため、これ
を清浄化することが必要になる。また、被加工物を氷点
下に冷却し、パターン側壁の反応を抑制してドライエッ
チングする場合には、エッチング装置が大掛かりなもの
になり、また、量産装置として使用する際のプロセスの
安定性が問題になっていた。
【０００６】さらに、被加工物をプラズマ部から隔離し
てドライエッチングする場合には、試料台に直流バイア
ス電圧を印加する場合には、被加工物に高いエネルギー
を有するイオンが衝突するため、被加工物にダメージが
生じることが問題になっていた。本発明は、被加工物を
反応ガスのプラズマに曝すことなく、また被加工物を保
持する試料台に直流バイアス電圧を印加することなく、
ドライエッチング反応に寄与するプラズマ中のイオンと
活性種を独立に制御して被加工物に入射させることによ
り、微細パターンを低ダメージでかつ高精度に垂直ドラ
イエッチングするための手段を提供することを目的とす
る。
てドライエッチングする場合には、試料台に直流バイア
ス電圧を印加する場合には、被加工物に高いエネルギー
を有するイオンが衝突するため、被加工物にダメージが
生じることが問題になっていた。本発明は、被加工物を
反応ガスのプラズマに曝すことなく、また被加工物を保
持する試料台に直流バイアス電圧を印加することなく、
ドライエッチング反応に寄与するプラズマ中のイオンと
活性種を独立に制御して被加工物に入射させることによ
り、微細パターンを低ダメージでかつ高精度に垂直ドラ
イエッチングするための手段を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるドライエ
ッチング方法においては、反応ガスのプラズマ生成部と
被加工物を保持する試料台の間に複数の細孔を有する有
孔プレートを配設し、被加工物を保持する試料台に直流
バイアス電圧を印加することなく、有孔プレートの複数
の細孔を通過するプラズマ中のイオンとプラズマによっ
て生成された活性種に有孔プレートに垂直に進行する方
向性を与えて被加工物に入射させて、被加工物を反応ガ
スのプラズマに曝すことを避けて、良好な特性の垂直エ
ッチングを実現する工程を採用した。
ッチング方法においては、反応ガスのプラズマ生成部と
被加工物を保持する試料台の間に複数の細孔を有する有
孔プレートを配設し、被加工物を保持する試料台に直流
バイアス電圧を印加することなく、有孔プレートの複数
の細孔を通過するプラズマ中のイオンとプラズマによっ
て生成された活性種に有孔プレートに垂直に進行する方
向性を与えて被加工物に入射させて、被加工物を反応ガ
スのプラズマに曝すことを避けて、良好な特性の垂直エ
ッチングを実現する工程を採用した。
【０００８】この場合、有孔プレートの上方に配設され
た上部電極と有孔プレートの間に高周波電圧を印加する
ことによって、プラズマ中のイオンを加速して、有孔プ
レートの複数の細孔を通過させることができる。
た上部電極と有孔プレートの間に高周波電圧を印加する
ことによって、プラズマ中のイオンを加速して、有孔プ
レートの複数の細孔を通過させることができる。
【０００９】また、この場合、反応ガスのプラズマ生成
部と被加工物を保持する試料台の間の雰囲気に生じた圧
力差によって、有孔プレートの複数の細孔を通過するプ
ラズマによって生成された活性種にプレートに垂直に進
行する方向性をもたせることができる。また、この場
合、試料台の下の雰囲気を排気することによって、反応
ガスのプラズマ生成部と被加工物を保持する試料台の間
に大きな圧力差を生じさせることができる。
部と被加工物を保持する試料台の間の雰囲気に生じた圧
力差によって、有孔プレートの複数の細孔を通過するプ
ラズマによって生成された活性種にプレートに垂直に進
行する方向性をもたせることができる。また、この場
合、試料台の下の雰囲気を排気することによって、反応
ガスのプラズマ生成部と被加工物を保持する試料台の間
に大きな圧力差を生じさせることができる。
【００１０】また、この場合、有孔プレートの厚さを１
ｍｍ以上とし、細孔の直径を１００μｍ以下とし、アス
ペクト比を１０以上とすることができる。また、この場
合、エッチング反応に寄与するプラズマ中のイオンとプ
ラズマによって生成された活性種を独立に制御すること
ができる。
ｍｍ以上とし、細孔の直径を１００μｍ以下とし、アス
ペクト比を１０以上とすることができる。また、この場
合、エッチング反応に寄与するプラズマ中のイオンとプ
ラズマによって生成された活性種を独立に制御すること
ができる。
【００１１】また、本発明にかかるドライエッチング装
置においては、真空容器と、真空容器内に配設された反
応ガスのプラズマ生成部と、同様に真空容器内に配設さ
れた被加工物を保持する試料台と、反応ガスのプラズマ
生成部と被加工物を保持する試料台の間に配設された複
数の細孔を有する有孔プレートを具えた構成を採用し
た。
置においては、真空容器と、真空容器内に配設された反
応ガスのプラズマ生成部と、同様に真空容器内に配設さ
れた被加工物を保持する試料台と、反応ガスのプラズマ
生成部と被加工物を保持する試料台の間に配設された複
数の細孔を有する有孔プレートを具えた構成を採用し
た。
【００１２】この場合、有孔プレートの厚さを１ｍｍ以
上とし、細孔の直径を１００μｍ以下とし、アスペクト
比を１０以上にすることができる。また、この場合、有
孔プレートの上に上部電極を配設し、上部電極と有孔プ
レートの間に高周波電圧を印加する手段を接続すること
ができる。
上とし、細孔の直径を１００μｍ以下とし、アスペクト
比を１０以上にすることができる。また、この場合、有
孔プレートの上に上部電極を配設し、上部電極と有孔プ
レートの間に高周波電圧を印加する手段を接続すること
ができる。
【００１３】また、この場合、反応ガスのプラズマ生成
部と被加工物を保持する試料台の間の雰囲気に圧力差を
生じさせる手段を設けることができる。また、この場
合、試料台の下に排気装置の排気口を設けることによっ
て反応ガスのプラズマ生成部と被加工物を載置する試料
台の間の雰囲気に圧力差を生じさせることができる。ま
た、この場合、エッチング反応に寄与するプラズマ中の
イオンと活性種を独立に制御する手段を設けることがで
きる。
部と被加工物を保持する試料台の間の雰囲気に圧力差を
生じさせる手段を設けることができる。また、この場
合、試料台の下に排気装置の排気口を設けることによっ
て反応ガスのプラズマ生成部と被加工物を載置する試料
台の間の雰囲気に圧力差を生じさせることができる。ま
た、この場合、エッチング反応に寄与するプラズマ中の
イオンと活性種を独立に制御する手段を設けることがで
きる。
【００１４】
【作用】本発明のドライエッチング装置においては、プ
ラズマ生成部と被加工物を保持する試料台の間を細孔を
有する有孔プレートによって仕切っており、プラズマ生
成部の周辺には高周波コイルが配置され、有孔プレート
の上方には上部電極が配設され、また、被加工物を保持
する試料台の真下に大容量の排気ポンプの排気口が設け
られている。
ラズマ生成部と被加工物を保持する試料台の間を細孔を
有する有孔プレートによって仕切っており、プラズマ生
成部の周辺には高周波コイルが配置され、有孔プレート
の上方には上部電極が配設され、また、被加工物を保持
する試料台の真下に大容量の排気ポンプの排気口が設け
られている。
【００１５】この装置において、プラズマ生成部の周辺
には高周波コイルに高周波電圧を印加することによって
反応ガスをプラズマ化し、有孔プレートの上方に配設さ
れた上部電極と有孔プレートの間に高周波電圧を印加す
ることにより、被加工物を保持する試料台に直流バイア
ス電圧を印加することなく、有孔プレートの細孔を通し
て、プラズマ中のイオンを被加工物に入射させることが
できる。すなわち、プラズマに高周波電界を形成する
と、質量の小さい電子は高周波電界に追従して上下に振
動するが、質量が大きくプラス電荷をもつイオンはプラ
ズマ中に残り、このプラス電荷をもつプラズマによって
形成される電界によって同極性のプラス電荷を有する周
辺のイオンが上下の方向に加速され、下方に向かって加
速されるイオンが有孔プレートの細孔を通って被加工物
に入射する。
には高周波コイルに高周波電圧を印加することによって
反応ガスをプラズマ化し、有孔プレートの上方に配設さ
れた上部電極と有孔プレートの間に高周波電圧を印加す
ることにより、被加工物を保持する試料台に直流バイア
ス電圧を印加することなく、有孔プレートの細孔を通し
て、プラズマ中のイオンを被加工物に入射させることが
できる。すなわち、プラズマに高周波電界を形成する
と、質量の小さい電子は高周波電界に追従して上下に振
動するが、質量が大きくプラス電荷をもつイオンはプラ
ズマ中に残り、このプラス電荷をもつプラズマによって
形成される電界によって同極性のプラス電荷を有する周
辺のイオンが上下の方向に加速され、下方に向かって加
速されるイオンが有孔プレートの細孔を通って被加工物
に入射する。
【００１６】また、反応ガスのプラズマ生成部と被加工
物を保持する試料台の間に圧力差を生じさせると、この
圧力差によってプラズマによって生成された活性種を被
加工物に入射させることができる。また、ここで用いる
有孔プレートの厚さを１ｍｍ以上とし、細孔の直径を１
００μｍ以下とし、アスペクト比（深さ／孔径）を１０
以上にすると、この孔を通過する活性種に、有孔プレー
トに対して垂直に走行する方向性を与えることができ
る。
物を保持する試料台の間に圧力差を生じさせると、この
圧力差によってプラズマによって生成された活性種を被
加工物に入射させることができる。また、ここで用いる
有孔プレートの厚さを１ｍｍ以上とし、細孔の直径を１
００μｍ以下とし、アスペクト比（深さ／孔径）を１０
以上にすると、この孔を通過する活性種に、有孔プレー
トに対して垂直に走行する方向性を与えることができ
る。
【００１７】このように、プラズマ生成部と試料台近傍
を有孔プレートで仕切ることにより、被加工物を垂直エ
ッチング特性を損なうプラズマに曝すことなく、清浄な
環境に保つことができ、また、上部電極と有孔プレート
の間に高周波電圧、および、反応ガスのプラズマ生成部
と被加工物を保持する試料台の間の圧力差を調節するこ
とによって、被加工物に入射させるイオンと活性種を独
立に制御することができ、その結果、微細パターンを低
ダメージでかつ高精度に垂直エッチングすることが可能
になる。
を有孔プレートで仕切ることにより、被加工物を垂直エ
ッチング特性を損なうプラズマに曝すことなく、清浄な
環境に保つことができ、また、上部電極と有孔プレート
の間に高周波電圧、および、反応ガスのプラズマ生成部
と被加工物を保持する試料台の間の圧力差を調節するこ
とによって、被加工物に入射させるイオンと活性種を独
立に制御することができ、その結果、微細パターンを低
ダメージでかつ高精度に垂直エッチングすることが可能
になる。
【００１８】前記のイオンによるドライエッチングは、
質量が大きく、大きい運動エネルギーを有するイオンが
被加工物の表面に衝突して、その表面の物質をスパッタ
する工程であり、活性種によるドライエッチングは、ま
ず、活性種（ラジカル）が被加工物の表面に吸着され、
その面に加速された活性種が衝突して被加工物と反応さ
せ、反応生成物を揮発、離脱させる工程である。
質量が大きく、大きい運動エネルギーを有するイオンが
被加工物の表面に衝突して、その表面の物質をスパッタ
する工程であり、活性種によるドライエッチングは、ま
ず、活性種（ラジカル）が被加工物の表面に吸着され、
その面に加速された活性種が衝突して被加工物と反応さ
せ、反応生成物を揮発、離脱させる工程である。
【００１９】この場合、イオンが垂直方向の速度を有す
るため、その運動エネルギーによるスパッタリングによ
って被加工物は垂直方向にエッチングされ、活性種が加
速されているため、被加工物の対向面に衝突し、側面に
衝突しないため、被加工物は垂直方向にエッチングされ
る。
るため、その運動エネルギーによるスパッタリングによ
って被加工物は垂直方向にエッチングされ、活性種が加
速されているため、被加工物の対向面に衝突し、側面に
衝突しないため、被加工物は垂直方向にエッチングされ
る。
【００２０】イオンによるドライエッチングの態様と、
活性種によるドライエッチングの態様が異なるため、イ
オンによるドライエッチングと活性種によるドライエッ
チングを独立に制御することによって、被加工物に与え
るダメージを少なくし、エッチング速度を高くして、能
率よく高精度に垂直エッチングすることができる。
活性種によるドライエッチングの態様が異なるため、イ
オンによるドライエッチングと活性種によるドライエッ
チングを独立に制御することによって、被加工物に与え
るダメージを少なくし、エッチング速度を高くして、能
率よく高精度に垂直エッチングすることができる。
【００２１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例のドライエッチン
グ装置の構成説明図である。この図において、１は真空
容器、１1 は上部空間、１2 は下部空間、２は上部電
極、３は反応ガス導入口、４は有孔プレート、４1 は細
孔、５は試料台、６は大排気量ポンプ、７は高周波コイ
ル、８は第１の高周波電源、９は第２の高周波電源であ
る。
グ装置の構成説明図である。この図において、１は真空
容器、１1 は上部空間、１2 は下部空間、２は上部電
極、３は反応ガス導入口、４は有孔プレート、４1 は細
孔、５は試料台、６は大排気量ポンプ、７は高周波コイ
ル、８は第１の高周波電源、９は第２の高周波電源であ
る。
【００２２】本発明の一実施例のドライエッチング装置
においては、石英製の真空容器１の上壁は反応ガス導入
口３を有する上部電極２で構成され、真空容器１の内部
は多数の直径１００μｍ以下の細孔４1 を有する厚さ１
ｍｍ以上で、アスペクト比が１０以上の有孔プレート
（マルチキャピラリープレート）４によって、上部空間
１1 と下部空間１2 に２分され、上部空間１1 を囲む真
空容器１の外周には高周波コイル７が配設され、第１の
高周波電源８が接続されており、上部電極２と有孔プレ
ート４の間には第２の高周波電源９が接続されている。
においては、石英製の真空容器１の上壁は反応ガス導入
口３を有する上部電極２で構成され、真空容器１の内部
は多数の直径１００μｍ以下の細孔４1 を有する厚さ１
ｍｍ以上で、アスペクト比が１０以上の有孔プレート
（マルチキャピラリープレート）４によって、上部空間
１1 と下部空間１2 に２分され、上部空間１1 を囲む真
空容器１の外周には高周波コイル７が配設され、第１の
高周波電源８が接続されており、上部電極２と有孔プレ
ート４の間には第２の高周波電源９が接続されている。
【００２３】また、下部空間１2 には、被加工物を保持
する試料台５が設けられ、試料台５の下には排気速度が
２０００〜３０００リットル／秒程度の大容量の排気ポ
ンプ６の排気口が設けられている。
する試料台５が設けられ、試料台５の下には排気速度が
２０００〜３０００リットル／秒程度の大容量の排気ポ
ンプ６の排気口が設けられている。
【００２４】この反応ガス導入口３を通じて、上部空間
１1 に反応ガスとしてＣＨＦ3 ／ＣＦ4 をそれぞれ１０
０ＳＣＣＭ導入して、上部空間１1 内のガス圧を１０-1
〜１０-2ｔｏｒｒ程度にし、上部空間１1 を囲む真空容
器１の外周に配設された高周波コイル７に、周波数３．
４ＭＨｚの第１の高周波電源８によって高周波電圧を印
加し、反応ガスをプラズマ化する。
１1 に反応ガスとしてＣＨＦ3 ／ＣＦ4 をそれぞれ１０
０ＳＣＣＭ導入して、上部空間１1 内のガス圧を１０-1
〜１０-2ｔｏｒｒ程度にし、上部空間１1 を囲む真空容
器１の外周に配設された高周波コイル７に、周波数３．
４ＭＨｚの第１の高周波電源８によって高周波電圧を印
加し、反応ガスをプラズマ化する。
【００２５】そして、上部電極２と有孔プレート４の間
に、周波数１３．５６ＭＨｚの第２の高周波電源９によ
って高周波電圧を印加することによって、従来技術によ
る場合のようにプラズマ生成部と被加工物を保持する試
料台５の間に直流バイアス電圧を印加することなく、上
部空間中で生成されたイオンを加速し、有孔プレート４
の複数の細孔４1 を通過させて、有孔プレート４に垂直
に進行する方向性をもたせて試料台５に保持された被加
工物に入射させる。
に、周波数１３．５６ＭＨｚの第２の高周波電源９によ
って高周波電圧を印加することによって、従来技術によ
る場合のようにプラズマ生成部と被加工物を保持する試
料台５の間に直流バイアス電圧を印加することなく、上
部空間中で生成されたイオンを加速し、有孔プレート４
の複数の細孔４1 を通過させて、有孔プレート４に垂直
に進行する方向性をもたせて試料台５に保持された被加
工物に入射させる。
【００２６】また、大排気量ポンプ６を用いて、試料台
５の下の雰囲気を排気して、試料台５近傍のガス圧を１
０-5〜１０-6ｔｏｒｒ程度にし、プラズマを生成する上
部空間１1 と下部空間１2 中の被加工物を保持する試料
台５との間に圧力差を作り、この圧力差によって、プラ
ズマによって生成された活性種を試料台５に保持された
被加工物に入射させる。
５の下の雰囲気を排気して、試料台５近傍のガス圧を１
０-5〜１０-6ｔｏｒｒ程度にし、プラズマを生成する上
部空間１1 と下部空間１2 中の被加工物を保持する試料
台５との間に圧力差を作り、この圧力差によって、プラ
ズマによって生成された活性種を試料台５に保持された
被加工物に入射させる。
【００２７】この際、有孔プレート４の厚さが１ｍｍ
で、この有孔プレート４に形成された多数の細孔４1 の
直径が１００μｍで、アスペクト比が１０であるため、
また、プラズマ生成部と被加工物を載置する試料台の間
の雰囲気の圧力差が大きいため、プラズマによって生成
された活性種が被加工物に対して垂直に入射する。
で、この有孔プレート４に形成された多数の細孔４1 の
直径が１００μｍで、アスペクト比が１０であるため、
また、プラズマ生成部と被加工物を載置する試料台の間
の雰囲気の圧力差が大きいため、プラズマによって生成
された活性種が被加工物に対して垂直に入射する。
【００２８】被加工物に対して活性種を垂直に入射させ
るためには、有孔プレート４に形成された細孔４1 のア
スペクト比を１０以上にすることが必要で、この細孔４
1 のアスペクト比が１０より小さいと、活性種を垂直入
射させることができない。また、有孔プレート４に形成
された細孔４1 の直径は１００μｍ以下であることが望
ましく、それより大きい直径の細孔４1 では、活性種が
散乱してしまい方向性が得られない。さらに、有孔プレ
ート４の細孔４1 を形成する範囲を、試料台５の外形と
同等もしくは外形よりも大きくすると、ドライエッチン
グの均一性が向上する。
るためには、有孔プレート４に形成された細孔４1 のア
スペクト比を１０以上にすることが必要で、この細孔４
1 のアスペクト比が１０より小さいと、活性種を垂直入
射させることができない。また、有孔プレート４に形成
された細孔４1 の直径は１００μｍ以下であることが望
ましく、それより大きい直径の細孔４1 では、活性種が
散乱してしまい方向性が得られない。さらに、有孔プレ
ート４の細孔４1 を形成する範囲を、試料台５の外形と
同等もしくは外形よりも大きくすると、ドライエッチン
グの均一性が向上する。
【００２９】また、この実施例程度の大排気量ポンプ６
を用いると、被加工物と活性種の反応によって生じる生
成物が速やかに排気され、被加工物の表面近くは常に新
しい活性種が供給される。ただし、この場合、大排気量
ポンプ６は被加工物を保持する試料台５の真下に設置す
ることが望ましく、排気の方向はドライエッチングの均
一性に大きく影響する。
を用いると、被加工物と活性種の反応によって生じる生
成物が速やかに排気され、被加工物の表面近くは常に新
しい活性種が供給される。ただし、この場合、大排気量
ポンプ６は被加工物を保持する試料台５の真下に設置す
ることが望ましく、排気の方向はドライエッチングの均
一性に大きく影響する。
【００３０】プラズマ生成部と試料台５の間を有孔プレ
ート４によって仕切り、被加工物を保持する試料台５に
直流バイアス電圧を印加することなく、被加工物に供給
するイオンと活性種を独立に制御することにより、例え
ば、酸化膜のドライエッチングにおいて、エッチングレ
ートを６０００Å／ｍｉｎとし、均一性を±２％とする
ことができ、被加工物に大きなダメージを与えることが
ない垂直エッチングを行うことが可能になった。
ート４によって仕切り、被加工物を保持する試料台５に
直流バイアス電圧を印加することなく、被加工物に供給
するイオンと活性種を独立に制御することにより、例え
ば、酸化膜のドライエッチングにおいて、エッチングレ
ートを６０００Å／ｍｉｎとし、均一性を±２％とする
ことができ、被加工物に大きなダメージを与えることが
ない垂直エッチングを行うことが可能になった。
【００３１】なお、この実施例においては、第１の高周
波電源８の周波数を３．４ＭＨｚとし、第２の高周波電
源９の周波数を１３．５６ＭＨｚとしたが、第１の高周
波電源８と第２の高周波電源９の周波数をともに３．４
ＭＨｚあるいは１３．５６ＭＨｚとすることができ、ま
た、この実施例の周波数に限定されることもない。
波電源８の周波数を３．４ＭＨｚとし、第２の高周波電
源９の周波数を１３．５６ＭＨｚとしたが、第１の高周
波電源８と第２の高周波電源９の周波数をともに３．４
ＭＨｚあるいは１３．５６ＭＨｚとすることができ、ま
た、この実施例の周波数に限定されることもない。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
極めて簡単な構成の変更により、被加工物を清浄な環境
下で、微細パターンを低ダメージで、かつ、高精度に垂
直エッチングすることができるため、半導体装置等の装
置の微細化、高集積化、高性能化に寄与するところが大
きい。
極めて簡単な構成の変更により、被加工物を清浄な環境
下で、微細パターンを低ダメージで、かつ、高精度に垂
直エッチングすることができるため、半導体装置等の装
置の微細化、高集積化、高性能化に寄与するところが大
きい。
【図１】本発明の一実施例のドライエッチング装置の構
成説明図である。
成説明図である。
１ 真空容器 １1 上部空間 １2 下部空間 ２ 上部電極 ３ 反応ガス導入口 ４ 有孔プレート ４1 細孔 ５ 試料台 ６ 大排気量ポンプ ７ 高周波コイル ８ 第１の高周波電源 ９ 第２の高周波電源
Claims (12)
- 【請求項１】 反応ガスのプラズマ生成部と被加工物を
保持する試料台の間に複数の細孔を有する有孔プレート
を配設し、被加工物を保持する試料台に直流バイアス電
圧を印加することなく、有孔プレートの複数の細孔を通
過するプラズマ中のイオンとプラズマによって生成され
た活性種に有孔プレートに垂直に進行する方向性を与え
て被加工物に入射させて、被加工物を反応ガスのプラズ
マに曝すことなく垂直エッチングすることを特徴とする
ドライエッチング方法。 - 【請求項２】 有孔プレートの上方に配設された上部電
極と有孔プレートの間に高周波電圧を印加することによ
って、プラズマ中のイオンを加速して、有孔プレートの
複数の細孔を通過させることを特徴とする請求項１に記
載されたドライエッチング方法。 - 【請求項３】 反応ガスのプラズマ生成部と被加工物を
保持する試料台の間の雰囲気の圧力差によって、有孔プ
レートの複数の細孔を通過するプラズマによって生成さ
れた活性種に有孔プレートに垂直に進行する方向性をも
たせることを特徴とする請求項１に記載されたドライエ
ッチング方法。 - 【請求項４】 試料台の下の雰囲気を排気することによ
って、反応ガスのプラズマ生成部と被加工物を保持する
試料台の間の雰囲気に圧力差を生じさせることを特徴と
する請求項３に記載されたドライエッチング方法。 - 【請求項５】 有孔プレートの厚さを１ｍｍ以上とし、
細孔の直径を１００μｍ以下とし、アスペクト比を１０
以上とすることを特徴とする請求項１から請求項４まで
のいずれか１項に記載されたドライエッチング方法。 - 【請求項６】 エッチング反応に寄与するプラズマ中の
イオンとプラズマによって生成された活性種を独立に制
御することを特徴とする請求項１から請求項５までのい
ずれか１項に記載されたドライエッチング方法。 - 【請求項７】 真空容器と、真空容器内に配設された反
応ガスのプラズマ生成部と、同様に真空容器内に配設さ
れた被加工物を保持する試料台と、反応ガスのプラズマ
生成部と被加工物を保持する試料台の間に配設された複
数の細孔を有する有孔プレートを有することを特徴とす
るドライエッチング装置。 - 【請求項８】 有孔プレートの厚さが１ｍｍ以上であ
り、細孔の直径が１００μｍ以下であり、アスペクト比
が１０以上であることを特徴とする請求項７に記載され
たドライエッチング装置。 - 【請求項９】 有孔プレートの上方に上部電極が配設さ
れ、上部電極と有孔プレートの間に高周波電圧を印加す
る手段が接続されていることを特徴とする請求項７また
は請求項８に記載されたドライエッチング装置。 - 【請求項１０】 反応ガスのプラズマ生成部と被加工物
を保持する試料台の間の雰囲気に圧力差を生じさせる手
段を有することを特徴とする請求項７から請求項９まで
のいずれか１項に記載されたドライエッチング装置。 - 【請求項１１】 試料台の下に排気装置の排気口を設け
ることによって反応ガスのプラズマ生成部と被加工物を
載置する試料台の間の雰囲気に圧力差を生じさせること
を特徴とする請求項１０に記載されたドライエッチング
装置。 - 【請求項１２】 エッチング反応に寄与するプラズマ中
のイオンとプラズマによって生成された活性種を独立に
制御する手段を設けたことを特徴とする請求項７から請
求項１１までのいずれか１項に記載されたドライエッチ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24586394A JPH08111402A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24586394A JPH08111402A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111402A true JPH08111402A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17139947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24586394A Pending JPH08111402A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08111402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076483A (en) * | 1997-03-27 | 2000-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus using a partition panel |
| US6167835B1 (en) | 1997-03-27 | 2001-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Two chamber plasma processing apparatus |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP24586394A patent/JPH08111402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076483A (en) * | 1997-03-27 | 2000-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus using a partition panel |
| US6167835B1 (en) | 1997-03-27 | 2001-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Two chamber plasma processing apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030701 |