JPH08124902A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH08124902A JPH08124902A JP6260006A JP26000694A JPH08124902A JP H08124902 A JPH08124902 A JP H08124902A JP 6260006 A JP6260006 A JP 6260006A JP 26000694 A JP26000694 A JP 26000694A JP H08124902 A JPH08124902 A JP H08124902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing chamber
- high frequency
- vacuum
- plasma
- etching
- 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.)
- Granted
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】スループットをあげたドライエッチング装置を
提供する。 【構成】ドライエッチングにおいて、エッチング中に真
空処理室内壁にバイアスをかけエッチングすることによ
り、クリーニング回数を低減する。内壁へのバイアス
は、エッチング性能を損なわないように、処理物に印加
されるバイアスと位相を１８０度ずらし、パルス化す
る。
提供する。 【構成】ドライエッチングにおいて、エッチング中に真
空処理室内壁にバイアスをかけエッチングすることによ
り、クリーニング回数を低減する。内壁へのバイアス
は、エッチング性能を損なわないように、処理物に印加
されるバイアスと位相を１８０度ずらし、パルス化す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の微細加工に好
適なドライエッチング装置に係り、特に、装置のクリー
ニング時間の削減と連続加工を実現するドライエッチン
グ装置に関する。
適なドライエッチング装置に係り、特に、装置のクリー
ニング時間の削減と連続加工を実現するドライエッチン
グ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩのパターン加工技術の一つである
ドライエッチング技術では、エッチング中に処理室内壁
に反応生成物等の堆積が生じている。この堆積物のた
め、複数の処理物（例えば、Ｓｉウエハ）を処理した場
合、エッチング形状は処理物毎に僅かに異なる。このた
め、大量の処理物をエッチングする場合、或る一定の枚
数処理した後、酸素プラズマ等による処理室内のクリー
ニングによって堆積物を除去する必要がある。このクリ
ーニングにより、安定したエッチング形状が得られる。
しかし、半導体製造のドライエッチングプロセスにおい
てこのクリーニング時間は、処理時間全体の３０から４
０％にも達し、生産性が上がらない原因の一つになって
いる。
ドライエッチング技術では、エッチング中に処理室内壁
に反応生成物等の堆積が生じている。この堆積物のた
め、複数の処理物（例えば、Ｓｉウエハ）を処理した場
合、エッチング形状は処理物毎に僅かに異なる。このた
め、大量の処理物をエッチングする場合、或る一定の枚
数処理した後、酸素プラズマ等による処理室内のクリー
ニングによって堆積物を除去する必要がある。このクリ
ーニングにより、安定したエッチング形状が得られる。
しかし、半導体製造のドライエッチングプロセスにおい
てこのクリーニング時間は、処理時間全体の３０から４
０％にも達し、生産性が上がらない原因の一つになって
いる。
【０００３】現在のクリーニングは、２５から５０枚処
理毎にクリーニングを実施している。今後、半導体の微
細化が進むと、より高い精度で加工する必要が生じる。
現在の装置で、高精度加工を実現するためには、クリー
ニングの回数と時間を増やす必要がある。このため、ク
リーニングによるスループットの低下が懸念されてい
る。
理毎にクリーニングを実施している。今後、半導体の微
細化が進むと、より高い精度で加工する必要が生じる。
現在の装置で、高精度加工を実現するためには、クリー
ニングの回数と時間を増やす必要がある。このため、ク
リーニングによるスループットの低下が懸念されてい
る。
【０００４】これまでにも、クリーニング時間の短縮や
効率的なクリーニング方法が提案されている。例えば、
特開平4−186615 号公報では、プラズマＣＶＤ装置の真
空処理室内に第３の電極を設置しクリーニング効率を上
げている。特開平4−188727号公報では処理室内に電極
を覆うカバーを設置し、カバー交換によるクリーニング
の省略を実施している。特公平4−67776号公報では平行
平板型のエッチング装置において被処理物に対向する電
極に巻取り型のフィルムを設置し、クリーニング回数の
低減を図っている。特開平4−184924 号公報では、真空
処理室内に防着板を設置し、これに高周波バイアスを印
加することによってクリーニングの効率化を図ってい
る。
効率的なクリーニング方法が提案されている。例えば、
特開平4−186615 号公報では、プラズマＣＶＤ装置の真
空処理室内に第３の電極を設置しクリーニング効率を上
げている。特開平4−188727号公報では処理室内に電極
を覆うカバーを設置し、カバー交換によるクリーニング
の省略を実施している。特公平4−67776号公報では平行
平板型のエッチング装置において被処理物に対向する電
極に巻取り型のフィルムを設置し、クリーニング回数の
低減を図っている。特開平4−184924 号公報では、真空
処理室内に防着板を設置し、これに高周波バイアスを印
加することによってクリーニングの効率化を図ってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ドライエッチングで処
理物を処理すると、処理室内壁に堆積が生じるため、大
量に処理物を処理する場合、従来、２５から５０枚毎に
内壁のクリーニングが必要であった。通常クリーニング
は、酸素プラズマで内壁をクリーニングした後、処理室
内を安定化させるため、エッチングガスプラズマで内壁
を処理している。この処理をシーズニングという。これ
らに要する時間は、処理時間の３０から４０％も占めて
いる。エッチングのスループットを上げるためには、こ
のクリーニング時間およびその回数の低減が必要であ
る。
理物を処理すると、処理室内壁に堆積が生じるため、大
量に処理物を処理する場合、従来、２５から５０枚毎に
内壁のクリーニングが必要であった。通常クリーニング
は、酸素プラズマで内壁をクリーニングした後、処理室
内を安定化させるため、エッチングガスプラズマで内壁
を処理している。この処理をシーズニングという。これ
らに要する時間は、処理時間の３０から４０％も占めて
いる。エッチングのスループットを上げるためには、こ
のクリーニング時間およびその回数の低減が必要であ
る。
【０００６】特開平4−186615 号および特開平4−18492
4 号公報では、真空処理室内面に高周波を印加すること
によって、クリーニングの効率化を図っているが、クリ
ーニング回数の低減はなされず、シーズニングの必要性
もあることから、クリーニング時間の低減はわずかであ
る。特開平4−188727 号公報では、真空処理室内のプラ
ズマ発生部にカバーがあるため、排気効率が低下し、さ
らにカバーに付着する堆積物の影響を受け、エッチング
性能の低下を生じる。特公平4−67776号公報の技術で
は、平行平板型のエッチング装置に対してのみ有効で、
マイクロ波エッチング装置には、構造上用いることが出
来ない。また、フィルムが可動式であるため、巻取り時
に堆積物による塵芥が発生し、微細パターン加工に用い
ることはできない。
4 号公報では、真空処理室内面に高周波を印加すること
によって、クリーニングの効率化を図っているが、クリ
ーニング回数の低減はなされず、シーズニングの必要性
もあることから、クリーニング時間の低減はわずかであ
る。特開平4−188727 号公報では、真空処理室内のプラ
ズマ発生部にカバーがあるため、排気効率が低下し、さ
らにカバーに付着する堆積物の影響を受け、エッチング
性能の低下を生じる。特公平4−67776号公報の技術で
は、平行平板型のエッチング装置に対してのみ有効で、
マイクロ波エッチング装置には、構造上用いることが出
来ない。また、フィルムが可動式であるため、巻取り時
に堆積物による塵芥が発生し、微細パターン加工に用い
ることはできない。
【０００７】エッチングのスループットを上げるために
は、このクリーニング回数の低減が最も効果的である。
本発明が解決しようとする課題は、エッチング性能（エ
ッチング速度，均一性等）を損なうことなく、クリーニ
ング回数を低減することにより、エッチングのスループ
ットをあげることである。
は、このクリーニング回数の低減が最も効果的である。
本発明が解決しようとする課題は、エッチング性能（エ
ッチング速度，均一性等）を損なうことなく、クリーニ
ング回数を低減することにより、エッチングのスループ
ットをあげることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】エッチング中に発生する
処理室内壁の堆積物を除去するクリーニング時間および
回数の低減を、処理物のエッチング中に同時に内壁をエ
ッチングすることによって実現する。異方性のドライエ
ッチングでは処理物には高周波バイアスがかかり、この
バイアスによってイオンは加速され、処理物に照射され
る。この加速されたイオンによって処理物はエッチング
されるのである。これを内壁に適用し、内壁にバイアス
をかけイオンを内壁に照射すれば、内壁の堆積物をエッ
チングし除去する。エッチング中に内壁にバイアスを印
加することにより、クリーニング回数を低減する。
処理室内壁の堆積物を除去するクリーニング時間および
回数の低減を、処理物のエッチング中に同時に内壁をエ
ッチングすることによって実現する。異方性のドライエ
ッチングでは処理物には高周波バイアスがかかり、この
バイアスによってイオンは加速され、処理物に照射され
る。この加速されたイオンによって処理物はエッチング
されるのである。これを内壁に適用し、内壁にバイアス
をかけイオンを内壁に照射すれば、内壁の堆積物をエッ
チングし除去する。エッチング中に内壁にバイアスを印
加することにより、クリーニング回数を低減する。
【０００９】エッチング中、バイアスが負になる時間に
のみイオンは加速され、処理物に照射されるが、バイア
スが正になる時間には、イオンの入射はない。この時間
を利用し、処理室内壁にバイアスを印加すれば、エッチ
ング性能を損なうことなく、内壁の堆積物を除去するこ
とができる。具体的には、内壁に加えるバイアスの位相
を、処理台にかかる高周波バイアスと位相を１８０度ず
らし、壁面に印加すればよい。この方法により、内壁に
バイアスを印加したことによるエッチング性能の低下は
生じない。
のみイオンは加速され、処理物に照射されるが、バイア
スが正になる時間には、イオンの入射はない。この時間
を利用し、処理室内壁にバイアスを印加すれば、エッチ
ング性能を損なうことなく、内壁の堆積物を除去するこ
とができる。具体的には、内壁に加えるバイアスの位相
を、処理台にかかる高周波バイアスと位相を１８０度ず
らし、壁面に印加すればよい。この方法により、内壁に
バイアスを印加したことによるエッチング性能の低下は
生じない。
【００１０】内壁にバイアスを印加し内壁エッチングす
る場合、堆積速度に比べ、エッチング速度が速いと、内
壁はエッチングされてしまう。このため、堆積速度とエ
ッチング速度が等しくなるようにエッチング速度を制御
する必要がある。バイアスのパワーを低下させることに
よってエッチング速度は低下するが、逆に堆積を促進す
る場合もある。例えば、エッチングガスが堆積性ガス
（ＣＦ4，ＣＨＦ3，ＣＨ2Ｆ2，Ｃ4Ｆ8，Ｃ3Ｆ8等）を含
む場合、低パワーのバイアスを印加すると堆積は促進さ
れる。そこで、堆積性ガスを用いる場合、内壁面へのバ
イアスをパルス化することにより、内壁面のエッチング
速度を制御する。パルスの間隔は、堆積速度とエッチン
グ速度をあらかじめ測定しておくことによって得られ
る。非堆積性ガス(Ｃｌ2，Ｏ2，Ｆ2等）によるエッチン
グでもバイアスのパルス化で内壁面のエッチング速度の
制御はできる。
る場合、堆積速度に比べ、エッチング速度が速いと、内
壁はエッチングされてしまう。このため、堆積速度とエ
ッチング速度が等しくなるようにエッチング速度を制御
する必要がある。バイアスのパワーを低下させることに
よってエッチング速度は低下するが、逆に堆積を促進す
る場合もある。例えば、エッチングガスが堆積性ガス
（ＣＦ4，ＣＨＦ3，ＣＨ2Ｆ2，Ｃ4Ｆ8，Ｃ3Ｆ8等）を含
む場合、低パワーのバイアスを印加すると堆積は促進さ
れる。そこで、堆積性ガスを用いる場合、内壁面へのバ
イアスをパルス化することにより、内壁面のエッチング
速度を制御する。パルスの間隔は、堆積速度とエッチン
グ速度をあらかじめ測定しておくことによって得られ
る。非堆積性ガス(Ｃｌ2，Ｏ2，Ｆ2等）によるエッチン
グでもバイアスのパルス化で内壁面のエッチング速度の
制御はできる。
【００１１】処理室内壁の堆積物は、処理物のある処理
台に近い部分（側面）に発生し、内壁上部では、比較的
少ない。これは、内壁側面に反応生成物の入射量が多い
こと、および電極（処理台）に近いため、低エネルギの
イオンによる堆積が発生しやすいことに起因している。
このため、処理室内壁の側面の堆積物を除去することで
十分な効果が得られる。
台に近い部分（側面）に発生し、内壁上部では、比較的
少ない。これは、内壁側面に反応生成物の入射量が多い
こと、および電極（処理台）に近いため、低エネルギの
イオンによる堆積が発生しやすいことに起因している。
このため、処理室内壁の側面の堆積物を除去することで
十分な効果が得られる。
【００１２】真空処理室内壁へのバイアス印加は、内壁
が電導体の場合、バイアスは容易に印加でき、石英のよ
うな絶縁体では、その外壁に電導体をつけ印加する。
が電導体の場合、バイアスは容易に印加でき、石英のよ
うな絶縁体では、その外壁に電導体をつけ印加する。
【００１３】以上のように、処理物のバイアスと位相を
１８０度ずらしたパルスバイアスを処理室内壁の側面に
印加するエッチングを行うことにより、内壁のクリーニ
ング回数を低減もしくは、クリーニング不要のエッチン
グができ、ドライエッチングプロセスのスループットは
向上する。
１８０度ずらしたパルスバイアスを処理室内壁の側面に
印加するエッチングを行うことにより、内壁のクリーニ
ング回数を低減もしくは、クリーニング不要のエッチン
グができ、ドライエッチングプロセスのスループットは
向上する。
【００１４】
【作用】エッチング中に真空処理室内壁に処理台にかか
るバイアスと位相を１８０度ずらしたパルスバイアスを
印加することにより、処理物のエッチング性能を低下さ
せることなく、エッチング中に内壁への堆積物は除去さ
れる。この結果、エッチングプロセスにおけるクリーニ
ング回数は大幅に低減され、ドライエッチングのスルー
プットが向上する。
るバイアスと位相を１８０度ずらしたパルスバイアスを
印加することにより、処理物のエッチング性能を低下さ
せることなく、エッチング中に内壁への堆積物は除去さ
れる。この結果、エッチングプロセスにおけるクリーニ
ング回数は大幅に低減され、ドライエッチングのスルー
プットが向上する。
【００１５】
（実施例１）本発明によるドライエッチング装置の一実
施例を図１に示す。この装置では真空処理室１にエッチ
ングガスを導入し、マイクロ波発生器２において２.４
５GHzの高周波を発生させ、この高周波を導波管３を通
しマイクロ波導入窓１１を介して真空処理室１に輸送し
てガスプラズマを発生させる。高効率放電のために磁場
発生用のソレノイドコイル４を真空処理室周辺に二つ配
置し、８７５ガウスの磁場が処理台のほぼ真上にくるよ
うに二つのコイル電流を制御し、電子サイクロトロン共
鳴を用いて高密度プラズマを発生させる。
施例を図１に示す。この装置では真空処理室１にエッチ
ングガスを導入し、マイクロ波発生器２において２.４
５GHzの高周波を発生させ、この高周波を導波管３を通
しマイクロ波導入窓１１を介して真空処理室１に輸送し
てガスプラズマを発生させる。高効率放電のために磁場
発生用のソレノイドコイル４を真空処理室周辺に二つ配
置し、８７５ガウスの磁場が処理台のほぼ真上にくるよ
うに二つのコイル電流を制御し、電子サイクロトロン共
鳴を用いて高密度プラズマを発生させる。
【００１６】真空処理室１には処理台５があり、この上
にウエハ６を設置して、ガスプラズマによりエッチング
処理する。エッチングガスは、ガス導入口７から真空処
理室１に導入され、排気ポンプ８により真空処理室１の
外に排気される。ウエハを設置する処理台５にはＲＦ電
源１２を備え、４００Ｈｚから１３.５６ＭＨｚ までの
ＲＦバイアスを印加できる。
にウエハ６を設置して、ガスプラズマによりエッチング
処理する。エッチングガスは、ガス導入口７から真空処
理室１に導入され、排気ポンプ８により真空処理室１の
外に排気される。ウエハを設置する処理台５にはＲＦ電
源１２を備え、４００Ｈｚから１３.５６ＭＨｚ までの
ＲＦバイアスを印加できる。
【００１７】処理台の周りには、ガスプラズマに接触す
るようにアース電極が設置されている。真空処理室の内
壁側面にはＡｌ板１５が設置され、４００Ｈｚから13.5
6MHzまでのＲＦバイアスを印加できるように同期型のＲ
Ｆ電源１３に接続されている。同期型ＲＦ電源１３は、
処理台に接続されているＲＦ電源１２に接続され、ＲＦ
電源１２からの入力信号の位相変化，変調，増幅を行っ
て出力することができる。位相の変化は０から３６０度
までできる。変調としてパルス変調をかけた場合、パル
ス間の無バイアス時および電源オフ時に出力がアースさ
せるように設定できる。
るようにアース電極が設置されている。真空処理室の内
壁側面にはＡｌ板１５が設置され、４００Ｈｚから13.5
6MHzまでのＲＦバイアスを印加できるように同期型のＲ
Ｆ電源１３に接続されている。同期型ＲＦ電源１３は、
処理台に接続されているＲＦ電源１２に接続され、ＲＦ
電源１２からの入力信号の位相変化，変調，増幅を行っ
て出力することができる。位相の変化は０から３６０度
までできる。変調としてパルス変調をかけた場合、パル
ス間の無バイアス時および電源オフ時に出力がアースさ
せるように設定できる。
【００１８】本装置に処理ガスとしてＣＨＦ3／ＣＨ2Ｆ
2混合ガス(ガス比２０：１）を５０sccm流し、全圧が５
ｍTorrになるようにして、口径０.３μｍ のホール構造
が形成されるようにレジストマスクを施したＳｉウエハ
上に形成された厚さ１.５μｍのＳｉＯ２ のエッチン
グを行う。
2混合ガス(ガス比２０：１）を５０sccm流し、全圧が５
ｍTorrになるようにして、口径０.３μｍ のホール構造
が形成されるようにレジストマスクを施したＳｉウエハ
上に形成された厚さ１.５μｍのＳｉＯ２ のエッチン
グを行う。
【００１９】マイクロ波パワーを５００Ｗ、処理台温度
を−３０℃に設定し、処理台にかかるＲＦバイアスを１
３.５６ＭＨｚ ，４００Ｗとし、真空処理室内壁のＡｌ
には、処理台のバイアスと位相を１８０度ずらし、パル
ス間隔２.２ｍ 秒，パルス幅２２０μ秒（３００周期）
の変調をかけ、パワー２００Ｗで印加する。パルス間は
出力をアースする。このパルスは、堆積膜の堆積速度に
比べそのエッチング速度が５０％程大きくなるように設
定した値である。この条件で、処理物のＳiＯ2のエッチ
速度は、約８００ｎｍ／min ，対Ｓｉ選択比２０で真空
処理室にバイアスを印加せずにアースしたエッチングと
同等の性能である。真空処理室にバイアスをかけている
ため、内壁に付着した堆積物は、エッチングされ表面で
炭素およびＳｉは検出されない。このため、次の処理物
もほぼ同様の条件でエッチングが進む。
を−３０℃に設定し、処理台にかかるＲＦバイアスを１
３.５６ＭＨｚ ，４００Ｗとし、真空処理室内壁のＡｌ
には、処理台のバイアスと位相を１８０度ずらし、パル
ス間隔２.２ｍ 秒，パルス幅２２０μ秒（３００周期）
の変調をかけ、パワー２００Ｗで印加する。パルス間は
出力をアースする。このパルスは、堆積膜の堆積速度に
比べそのエッチング速度が５０％程大きくなるように設
定した値である。この条件で、処理物のＳiＯ2のエッチ
速度は、約８００ｎｍ／min ，対Ｓｉ選択比２０で真空
処理室にバイアスを印加せずにアースしたエッチングと
同等の性能である。真空処理室にバイアスをかけている
ため、内壁に付着した堆積物は、エッチングされ表面で
炭素およびＳｉは検出されない。このため、次の処理物
もほぼ同様の条件でエッチングが進む。
【００２０】さらに、上述と同様のウエハを２００枚を
用意し、連続エッチングを行う。真空処理室にバイアス
を印加しない場合、真空処理室壁面にカーボンを含む堆
積膜が発生し、４０枚目以降でエッチングがホールの途
中で停止する現象が見られる。一方、真空処理室にＲＦ
バイアスを印加すると、１３０枚までエッチング速度，
選択比および被エッチング形状に変化は見られず、すべ
てのホールで下地のＳｉまでＳｉＯ2 はエッチングされ
る。これまでのエッチングでは、２５枚毎に真空処理室
のクリーニングを行っていたが、本発明の装置では、１
００枚毎のクリーニングで十分である。
用意し、連続エッチングを行う。真空処理室にバイアス
を印加しない場合、真空処理室壁面にカーボンを含む堆
積膜が発生し、４０枚目以降でエッチングがホールの途
中で停止する現象が見られる。一方、真空処理室にＲＦ
バイアスを印加すると、１３０枚までエッチング速度，
選択比および被エッチング形状に変化は見られず、すべ
てのホールで下地のＳｉまでＳｉＯ2 はエッチングされ
る。これまでのエッチングでは、２５枚毎に真空処理室
のクリーニングを行っていたが、本発明の装置では、１
００枚毎のクリーニングで十分である。
【００２１】このように、真空処理室壁面にパルスバイ
アスをかけることによって、クリーニング回数を１／４
に低減できる。また、内壁のＡｌは、Ｆラジカルによっ
てエッチングされない性質があるため、パルス間隔を短
くしてもほぼ同じ効果が得られる。
アスをかけることによって、クリーニング回数を１／４
に低減できる。また、内壁のＡｌは、Ｆラジカルによっ
てエッチングされない性質があるため、パルス間隔を短
くしてもほぼ同じ効果が得られる。
【００２２】（実施例２）本発明によるドライエッチン
グ装置の一実施例を説明する。実施例１の装置を用い
て、図２に示す構造をマスクパターンの口径０.２μｍ
ホール１０９を形成するように、ＢＰＳＧ（ホウ素リン
ガラス）膜１０１（１.５μｍ ），Ｓｉ3Ｎ4（窒化ケイ
素）膜１０２（０.２μｍ）およびＳｉＯ2（酸化ケイ
素）膜１０３（０.０１μｍ）をエッチングする。初め
に、処理ガスとしてＣＦ4／ＣＯ混合ガス（ガス比１：
２）を５０sccm流し、全圧が５ｍTorrなるようにして、
ＢＰＳＧ膜をエッチングする。マイクロ波パワーを５０
０Ｗ，処理台温度を−３０℃に設定し、処理台にかかる
ＲＦバイアスを１３.５６ＭＨｚ ，２００Ｗとし、真空
処理室内壁のＡｌには、処理台のバイアスと位相を１８
０度ずらし、パルス間隔４.４ｍ秒 ，パルス幅２２０μ
秒の変調をかけ、パワー２００Ｗで印加する。パルス間
は出力をアースする。このパルスは、堆積膜の堆積速度
に比べそのエッチング速度は５０％程大きくなるように
設定した値である。真空処理室にバイアスをかけている
ため、内壁に付着した堆積物は、エッチングされ、残留
物は残らない。この条件で、ＢＰＳＧのエッチ速度は、
約４００ｎｍ／min ，対Ｓｉ3Ｎ4選択比１５である。４
分間エッチングすると、ＢＰＳＧ膜にホールが形成され
る。
グ装置の一実施例を説明する。実施例１の装置を用い
て、図２に示す構造をマスクパターンの口径０.２μｍ
ホール１０９を形成するように、ＢＰＳＧ（ホウ素リン
ガラス）膜１０１（１.５μｍ ），Ｓｉ3Ｎ4（窒化ケイ
素）膜１０２（０.２μｍ）およびＳｉＯ2（酸化ケイ
素）膜１０３（０.０１μｍ）をエッチングする。初め
に、処理ガスとしてＣＦ4／ＣＯ混合ガス（ガス比１：
２）を５０sccm流し、全圧が５ｍTorrなるようにして、
ＢＰＳＧ膜をエッチングする。マイクロ波パワーを５０
０Ｗ，処理台温度を−３０℃に設定し、処理台にかかる
ＲＦバイアスを１３.５６ＭＨｚ ，２００Ｗとし、真空
処理室内壁のＡｌには、処理台のバイアスと位相を１８
０度ずらし、パルス間隔４.４ｍ秒 ，パルス幅２２０μ
秒の変調をかけ、パワー２００Ｗで印加する。パルス間
は出力をアースする。このパルスは、堆積膜の堆積速度
に比べそのエッチング速度は５０％程大きくなるように
設定した値である。真空処理室にバイアスをかけている
ため、内壁に付着した堆積物は、エッチングされ、残留
物は残らない。この条件で、ＢＰＳＧのエッチ速度は、
約４００ｎｍ／min ，対Ｓｉ3Ｎ4選択比１５である。４
分間エッチングすると、ＢＰＳＧ膜にホールが形成され
る。
【００２３】引き続き、ガス組成を変え、ＣＨＦ3／Ｃ
Ｈ2Ｆ2混合ガス(ガス比１０：１）を５０sccm流し、全
圧５ｍTorrでＳｉ3Ｎ4エッチングを行う。処理台にかか
るＲＦバイアスを１３.５６ＭＨｚ ，２００Ｗとし、真
空処理室内壁のＡｌへのバイアスは、混合ガスの堆積性
が大きいため、堆積物のエッチ速度を大きくする必要が
あるので、パルス間隔１.８ｍ秒 ，パワー３００Ｗにし
て印加する。Ｓｉ3Ｎ4のエッチ速度は、３００ｎｍ／mi
n ，対ＳｉＯ2 選択比１０である。１分間エッチングす
ると、Ｓｉ3Ｎ4膜にホールが形成される。
Ｈ2Ｆ2混合ガス(ガス比１０：１）を５０sccm流し、全
圧５ｍTorrでＳｉ3Ｎ4エッチングを行う。処理台にかか
るＲＦバイアスを１３.５６ＭＨｚ ，２００Ｗとし、真
空処理室内壁のＡｌへのバイアスは、混合ガスの堆積性
が大きいため、堆積物のエッチ速度を大きくする必要が
あるので、パルス間隔１.８ｍ秒 ，パワー３００Ｗにし
て印加する。Ｓｉ3Ｎ4のエッチ速度は、３００ｎｍ／mi
n ，対ＳｉＯ2 選択比１０である。１分間エッチングす
ると、Ｓｉ3Ｎ4膜にホールが形成される。
【００２４】さらに、ＢＰＳＧと同じ条件でＳｉＯ2 を
２秒程エッチングすると、基板とのコンタクトホールが
形成できる。
２秒程エッチングすると、基板とのコンタクトホールが
形成できる。
【００２５】このように真空処理室内壁には、バイアス
によって堆積物が残らず、前のエッチングの影響を受け
ないので、同じ装置で異なるエッチングを連続して行う
ことができる。
によって堆積物が残らず、前のエッチングの影響を受け
ないので、同じ装置で異なるエッチングを連続して行う
ことができる。
【００２６】（実施例３）本発明によるドライエッチン
グ装置の一実施例を図３に示す。この装置は、実施例１
の装置と、真空処理室１の材質のみが異なる。真空処理
室は、二つの部分から構成され、処理台の上部１６の材
質は石英、その下部はステンレスで形成されている。上
部と下部は、パッキン１８によって結合されている。石
英外壁は、マイクロ波が導入される部分を除いて、Ａｌ
がコーティングされ電極１７となっている。石英外壁電
極１７に同期型のＲＦ電源１３が接続されている。
グ装置の一実施例を図３に示す。この装置は、実施例１
の装置と、真空処理室１の材質のみが異なる。真空処理
室は、二つの部分から構成され、処理台の上部１６の材
質は石英、その下部はステンレスで形成されている。上
部と下部は、パッキン１８によって結合されている。石
英外壁は、マイクロ波が導入される部分を除いて、Ａｌ
がコーティングされ電極１７となっている。石英外壁電
極１７に同期型のＲＦ電源１３が接続されている。
【００２７】本装置に、本装置に処理ガスとしてＣｌ2
ガスを１００sccm流し、全圧が５ｍTorrとなるようにし
て、Ｓｉウエハ上に形成された厚さ１.５μｍ のpoly−
Ｓｉのエッチングを行う。マイクロ波パワーを６００
Ｗ、処理台温度を２５℃に設定し、処理台にかかるＲＦ
バイアスを２ＭＨｚ，５０Ｗとし、真空処理室外壁のＡ
ｌには、処理台のバイアスと位相を１８０度ずらし、パ
ルス間隔２.５ｍ 秒，パルス幅２５μ秒（５０周期）の
変調をかけ、パワー５０Ｗで印加する。パルス間は出力
をアースする。このパルスは、堆積膜の堆積速度に比べ
そのエッチング速度は５０％程大きくなるように設定し
た値である。この条件で、Ｓｉのエッチ速度は、約５０
０ｎｍ／min 、でこの値は、真空処理室にバイアスを印
加しないエッチ速度とほぼ同等である。
ガスを１００sccm流し、全圧が５ｍTorrとなるようにし
て、Ｓｉウエハ上に形成された厚さ１.５μｍ のpoly−
Ｓｉのエッチングを行う。マイクロ波パワーを６００
Ｗ、処理台温度を２５℃に設定し、処理台にかかるＲＦ
バイアスを２ＭＨｚ，５０Ｗとし、真空処理室外壁のＡ
ｌには、処理台のバイアスと位相を１８０度ずらし、パ
ルス間隔２.５ｍ 秒，パルス幅２５μ秒（５０周期）の
変調をかけ、パワー５０Ｗで印加する。パルス間は出力
をアースする。このパルスは、堆積膜の堆積速度に比べ
そのエッチング速度は５０％程大きくなるように設定し
た値である。この条件で、Ｓｉのエッチ速度は、約５０
０ｎｍ／min 、でこの値は、真空処理室にバイアスを印
加しないエッチ速度とほぼ同等である。
【００２８】さらに、上述と同様のウエハを１０００
枚、連続エッチングしても、エッチング速度に変化は見
られない。本発明の装置により、クリーニングは不要と
なる。
枚、連続エッチングしても、エッチング速度に変化は見
られない。本発明の装置により、クリーニングは不要と
なる。
【００２９】本実施例はエッチング装置に限らず、例え
ば、ＲＩＥやマグネトロン型ＲＩＥ，ヘリコン共振型Ｒ
ＩＥ等の他の装置でも、同様の効果がある。またエッチ
ング材料もＳｉ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3Ｎ4だけでなく、アル
ミニウム，タングステン，タングステンシリサイド，
銅，ＧａＡｓ，酸化チタン，チタン，白金，酸化タンタ
ル等の他の材料についても同様の効果がある。さらに、
処理ガスとして前述のガスに限らずＦ2，ＨＢｒ，Ｂ
ｒ2，ＳＦ6 などのハロゲンを含むガスおよび酸素を含
むガスを用いた場合も同様の効果がある。また本実施例
では、真空処理室内壁に印加するバイアスを処理物にか
かるバイアスを位相を１８０度ずらしているが、装置の
構成によっては、９０から２７０度ずらすことによって
効果が得られる場合がある。
ば、ＲＩＥやマグネトロン型ＲＩＥ，ヘリコン共振型Ｒ
ＩＥ等の他の装置でも、同様の効果がある。またエッチ
ング材料もＳｉ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3Ｎ4だけでなく、アル
ミニウム，タングステン，タングステンシリサイド，
銅，ＧａＡｓ，酸化チタン，チタン，白金，酸化タンタ
ル等の他の材料についても同様の効果がある。さらに、
処理ガスとして前述のガスに限らずＦ2，ＨＢｒ，Ｂ
ｒ2，ＳＦ6 などのハロゲンを含むガスおよび酸素を含
むガスを用いた場合も同様の効果がある。また本実施例
では、真空処理室内壁に印加するバイアスを処理物にか
かるバイアスを位相を１８０度ずらしているが、装置の
構成によっては、９０から２７０度ずらすことによって
効果が得られる場合がある。
【００３０】さらに、中性ビームエッチングでも同様な
効果が得られる。
効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、エッチング性能を損な
うことなく、真空処理室のクリーニング回数を低減する
ことができる。
うことなく、真空処理室のクリーニング回数を低減する
ことができる。
【図１】本発明によるドライエッチング装置の一実施例
の断面図。
の断面図。
【図２】本発明の実施例３で用いる被処理物の断面図。
【図３】本発明によるドライエッチング装置の実施例２
の断面図。
の断面図。
１…真空処理室、２…マイクロ波発生器、３…導波管、
４…ソレノイドコイル、５…処理台、６…ウエハ、７…
排気ポンプ、８…排気バルブ、９…コンダクタンスバル
ブ、１０…ガス流量コントローラ、１１…マイクロ波導
入窓、１２…ＲＦ電源、１３…同期型ＲＦ電源、１４…
アース電極、１５…Ａｌ内壁板。
４…ソレノイドコイル、５…処理台、６…ウエハ、７…
排気ポンプ、８…排気バルブ、９…コンダクタンスバル
ブ、１０…ガス流量コントローラ、１１…マイクロ波導
入窓、１２…ＲＦ電源、１３…同期型ＲＦ電源、１４…
アース電極、１５…Ａｌ内壁板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｃ 9216−2Ｇ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｆ (72)発明者 久▲禮▼ 得男 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大路 譲 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (14)
- 【請求項１】真空処理室内に少なくとも１種の処理ガス
を導入する手段，前記処理ガスを真空室外に排気する排
気装置および前記真空処理室内に高周波を印加できる電
極を有し、前記真空処理室内に設置した被処理物を処理
するドライエッチング装置において、前記真空処理室の
内壁面に高周波と位相をずらして高周波を印加すること
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記真空処理室の内壁
面に印加する高周波がパルスであるプラズマ処理装置。 - 【請求項３】真空処理室内に少なくとも１種の処理ガス
を導入する手段，前記処理ガスを真空室外に排気する排
気装置，プラズマを生成するための高周波を前記真空処
理室内に導入する手段および前記真空処理室内に高周波
を印加できる電極を有し、前記真空処理室内に設置した
被処理物を処理するプラズマ処理装置において、前記真
空処理室の内壁面に電極に印加する高周波と位相をずら
して高周波を印加することを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項４】請求項３において、位相のずれが１８０度
であるプラズマ処理装置。 - 【請求項５】請求項３において、前記真空処理室の内壁
面に印加する高周波がパルスであるプラズマ処理装置。 - 【請求項６】請求項４において、前記真空処理室の内壁
面に印加する高周波がパルスであるプラズマ処理装置。 - 【請求項７】真空処理室内に少なくとも１種の処理ガス
を導入する手段，前記処理ガスを真空室外に排気する排
気装置，プラズマを生成するための高周波を前記真空処
理室内に導入する手段および真空処理室内に高周波を印
加できる電極を有し、前記真空処理室内に設置した被処
理物を処理するプラズマ処理装置において、前記真空処
理室の内壁面にパルス高周波を印加することを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項８】請求項５，６または７において、前記パル
スのパルス間隔のパルス幅に対する比が８以上であるプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項９】請求項５または６において前記内壁に印加
する前記高周波と前記電極に印加する前記高周波の出力
を独立に制御する手段を設けてなるプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】真空処理室内に少なくとも１種の処理ガ
スを導入する手段，前記処理ガスを真空室外に排気する
排気装置，プラズマを生成するための高周波を前記真空
処理室内に導入する手段および前記真空処理室内に高周
波を印加できる電極を有し、前記真空処理室内に設置し
た被処理物を処理するプラズマ処理装置において、前記
真空処理室の外側に高周波を印加するための電極を有す
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１１】少なくとも１種の処理ガスを用い、高周
波によってプラズマを発生させ、前記プラズマ中で前記
処理ガスから生成したイオンを被処理物に入射すること
によって前記被処理物をエッチングするドライエッチン
グ方法において、前記プラズマ中で生成した前記イオン
を処理室内壁に入射することによって内壁の堆積を押さ
えながら、被処理物を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１２】請求項１１において、前記被処理物に前
記イオンが入射していない時間に、前記内壁に前記イオ
ンを入射させながら、被処理物をエッチングするドライ
エッチング方法。 - 【請求項１３】少なくとも１種の処理ガスを用い、高周
波によってプラズマを発生させ、前記プラズマ中で前記
処理ガスから生成したイオンを被処理物に入射すること
によって前記被処理物をエッチングするドライエッチン
グ方法において、前記被処理物上に形成された複数種類
の異なる層を同一装置で連続してエッチングするドライ
エッチング方法。 - 【請求項１４】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９または１０において、被処理物をドライエッチン
グするエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26000694A JP3520577B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26000694A JP3520577B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124902A true JPH08124902A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3520577B2 JP3520577B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=17341998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26000694A Expired - Fee Related JP3520577B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520577B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100317915B1 (ko) * | 1999-03-22 | 2001-12-22 | 윤종용 | 플라즈마 식각 장치 |
| JP2002198364A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| KR100469580B1 (ko) * | 2002-05-15 | 2005-02-02 | 최대규 | 플라즈마 세정 장치 |
| US7059267B2 (en) | 2000-08-28 | 2006-06-13 | Micron Technology, Inc. | Use of pulsed grounding source in a plasma reactor |
| US7253117B2 (en) | 2000-08-17 | 2007-08-07 | Micron Technology, Inc. | Methods for use of pulsed voltage in a plasma reactor |
| US7473646B2 (en) | 2003-08-27 | 2009-01-06 | Sony Corporation | Dry etching method and production method of magnetic memory device |
| JP2011049592A (ja) * | 2004-06-21 | 2011-03-10 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2011077085A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US8603293B2 (en) | 2004-06-21 | 2013-12-10 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US8790490B2 (en) | 2004-06-21 | 2014-07-29 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US10529539B2 (en) | 2004-06-21 | 2020-01-07 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP26000694A patent/JP3520577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100317915B1 (ko) * | 1999-03-22 | 2001-12-22 | 윤종용 | 플라즈마 식각 장치 |
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| US7297637B2 (en) | 2000-08-28 | 2007-11-20 | Micron Technology, Inc. | Use of pulsed grounding source in a plasma reactor |
| JP2002198364A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| KR100469580B1 (ko) * | 2002-05-15 | 2005-02-02 | 최대규 | 플라즈마 세정 장치 |
| US7473646B2 (en) | 2003-08-27 | 2009-01-06 | Sony Corporation | Dry etching method and production method of magnetic memory device |
| US7808026B2 (en) | 2003-08-27 | 2010-10-05 | Sony Corporation | Dry etching method and production method of magnetic memory device |
| JP2011049592A (ja) * | 2004-06-21 | 2011-03-10 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| US8603293B2 (en) | 2004-06-21 | 2013-12-10 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US8790490B2 (en) | 2004-06-21 | 2014-07-29 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US9490105B2 (en) | 2004-06-21 | 2016-11-08 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US10529539B2 (en) | 2004-06-21 | 2020-01-07 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US10546727B2 (en) | 2004-06-21 | 2020-01-28 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US10854431B2 (en) | 2004-06-21 | 2020-12-01 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| JP2011077085A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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| JP3520577B2 (ja) | 2004-04-19 |
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