JPH08274071A - ドライエッチング方法及びドライエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライエッチング方法においてエッチング速
度の時間的安定性とアスペクト比の高いパターンの加工
を可能とする。 【構成】 ドライエッチング工程においてエッチングの
進行にともない高周波周波数や高周波電力やガス圧力等
のプロセス条件を調整することでイオンのエネルギー分
布を制御することが可能な機能を備えたドライエッチン
グ装置、及びそのドライエッチング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを用いたエッ
チングに係り、加工精度の高い製造と時間的に安定な加
工性能とを可能とするプラズマ処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマ処理装置では高周波電源
やガス圧力を調整することにより加工性能の安定性を保
持しようとしていた。このときバルクプラズマと呼ばれ
るプラズマ中心部のプラズマ状態をモニターすることに
より高周波電源やガス圧力を調整していた。しかし、こ
のバルクプラズマを一定に保持しても時間的にその加工
特性は変化してしまう。例えば、実際のアスペクト比の
大きいエッチング加工ではエッチングの進行に伴いエッ
チング速度が遅くなったり、時には停止したりしてしま
うことが起こる。

【０００３】この原因としてはエッチング面の底に到達
するエッチャント（イオン）の量が減少してしまうこと
が挙げられる。これは、エッチングの初期にはエッチン
グされるパターンのアスペクト比が小さいが、エッチン
グの進行にともない徐々にそのアスペクト比は大きくな
るためイオンがパターンの側壁に衝突し易くなる、また
側壁のチャージアップによりイオンの軌道が曲げられる
ことで、よりイオンが側壁に衝突し易くなることによ
る。その結果、ある深さからエッチャントの供給量より
も中性粒子などの堆積物の量が多くなってしまうのであ
ると考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ処理方
法ではアスペクト比の高いパターンの加工においてエッ
チングの途中でエッチング速度が遅くなったり、エッチ
ングがストップしてしまう事態が発生していた。本発明
は上記実情を考慮してなされたもので、アスペクト比の
高いパターンのエッチングや時間的に安定したエッチン
グ速度を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１は、被処理基板を有する容器内にガ
スを導入する工程と、プラズマにて前記ガスを励起させ
る工程と、前記被処理基板の表面に達するイオンのうち
加工を所望するエッチング領域面に達するイオンのパラ
メータを、アスペクト比の変化に伴い制御しエッチング
するドライエッチング方法を提供する。

【０００６】なお、本発明でいうところのエッチング領
域面とは、エッチング始めにおいては基板表面のエッチ
ング領域、またエッチング途中においてはエッチングさ
れた溝の底面を指す。

【０００７】望ましくは、加工を所望するエッチング領
域面に達するイオンのパラメータをモニターする。前記
パラメータとして、イオン種、イオンエネルギーまたは
イオン電流を用いる。

【０００８】前記エッチングの途中で前記容器内圧力を
エッチング初期時より低くする。前記エッチングの途中
で前記容器内にＣＯを添加する。前記容器内のサセプタ
に印加する高周波の周波数をエッチング処理時間の経過
に合わせて連続的または段階的に減少する、または、エ
ッチング処理の進行に合わせて高周波の周波数を減少す
る。

【０００９】前記容器内のサセプタに高周波の出力をパ
ルス状に加え、ガスをプラズマ化する。前記容器内のサ
セプタにパルス状の直流電圧を重畳する。

【００１０】また、本発明の第２は、被処理基板を支持
するサセプタを備えた容器と、前記基板をエッチングす
るためのエッチャント種を生成することに必要なガスを
供給する手段と、この容器内に導入するガスをプラズマ
化する手段と、加工を所望するエッチング領域面に到達
するイオンまたはラジカルのパラメータを経時的に制御
する手段とを具備するドライエッチング装置を提供す
る。

【００１１】望ましくは、前記エッチング領域面に到達
するイオンまたはラジカルのパラメータをあらかじめ設
定された範囲内で供給されていることをモニターする手
段を具備する。

【００１２】前記サセプタに印加する高周波の周波数を
エッチング処理時間の経過に合わせて連続的または段階
的に減少させる手段、または、エッチング処理の進行に
合わせて高周波の周波数を減少させる制御手段を具備す
る。

【００１３】前記ガスをプラズマ化する手段として、高
周波の出力をパルス状に加える制御手段を具備する。前
記サセプタにパルス状の直流電圧を重畳させる制御手段
を具備する。

【００１４】

【作用】本発明では、エッチングの進行状況に合わせて
エッチングすべきパターンの底に到達するイオンのパラ
メータを制御することにより、アスペクト比の高いパタ
ーンのエッチングや時間的に安定したエッチング速度を
得ることが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。 実施例１ 図１は本発明の実施例に用いたエッチング実験装置の断
面図である。本装置は、ドライエッチングプロセスにお
いて基板のに流入してくるイオンまたはラジカルのパラ
メータ、例えばイオンのエネルギーや電流値やイオン種
およびラジカルの量や種類等を観測する手段を備えた装
置である。

【００１６】この装置はプラズマ生成室１と計測室２の
２つの真空容器から構成され、差動排気によりプラズマ
室の真空度の調整と計測室の高真空を維持している。プ
ラズマはカソード３に 40MHz以下の高周波を印加するこ
とにより生成する。ここで生成されたイオンやラジカル
はカソード３上に開けられたオリフィス４を通して、引
き込み電極５により計測室２に流入し、エネルギーフィ
ルター６と質量分析器７によりイオンのエネルギーやイ
オンの電流値やイオン種およびラジカル種を測定するこ
とができる。

【００１７】また、溝穴系 0.025mm以下で厚さ 0.4mm以
下の穴を複数個持つキャピラリープレート（図示せず）
をオリフィス４上に設置することによりアスペクト比の
異なった穴を通過してくるイオンやラジカルを測定する
ことができる。

【００１８】上記実験装置により得られた実験結果の一
例を図２に示す。図２はシリコン酸化膜のドライエッチ
ングに用いるＣ₄ Ｆ₈ プラズマから基板に流入する主な
イオン種（ＣＦ⁺ 、ＣＦ₂ ⁺ 、ＣＦ₃ ⁺ 、Ｃ₄ Ｆ₈ ⁺ ）
の量がアスペクト比に対してどのように変化するのかを
示したものである。イオン種によりその変化に違いはあ
るものの、アスペクト比が２０程度になると穴の底では
イオン電流が３０から１００分の１に減少する。イオン
電流の減少には主に２つの理由が考えられる。１つはイ
オンが有限の温度成分を持っているために、イオンが穴
の中に流入する際にイオンの軌道が基板に対して垂直か
らずれてしまう。その結果、穴の途中でイオンが側壁に
当たってしまうのである。もう１つは穴の側壁がチャー
ジアップすることで穴の中に歪んだ電場を形成しイオン
の軌道が曲げられて側壁に衝突し易くなることによるも
のである。

【００１９】そこで穴の底でイオン電流の減少を防止す
る方法の一つとして、基板に流入するイオン電流量自体
を増加させる方法がある。図３に示すのが平行平板型の
プラズマ処理装置において高周波電力100Wのときの基板
表面に流入する各イオン種の合計電流の圧力依存性であ
る。用いたガスはＣ₄ Ｆ₈ である。この図に示されるよ
うに圧力を 40mTorrから5mTorrに下げることでイオン電
流は１．５倍に増加した。この様に圧力を減少すること
によりプラズマからのイオン電流を増加させることがで
きるので、穴の底におけるイオン電流の減少を防止する
ことが可能となった。

【００２０】上記結果を元にシリコン酸化膜のエッチン
グにおいてプロセスの進行に伴い圧力を 40mTorrから5m
Torrに減少させることでアスペクト比が５のコンタクト
ホールを開けることが可能となった。ここで、プロセス
の初期から圧力を5mTorrにするとプラズマが不均一にな
りダメージが生じ易くなるため、圧力の調整はプロセス
の途中で行うとよい。

【００２１】次に、基板に流入するイオン電流を増加さ
せる他の方法を示す。図４は、酸化膜エッチング工程に
おけるプロセス条件として高周波電力100W、圧力 20mTo
rrで、プロセスガスとしてＣ₄ Ｆ₈ （20SCCM）のみとＣ
₄ Ｆ₈ （20SCCM）＋ＣＯ（ 100SCCM）を用いたときのイ
オン電流値のアスペクト比依存性である。図示されたア
スペクト比の領域においてＣ₄ Ｆ₈ のみを用いたときに
比べ、ＣＯを添加することによりイオン電流を増加する
ことができた。これにより穴の底におけるイオン電流の
減少を防止することが可能となり、エッチングの進行に
伴うエッチング速度の低下を防止することができた。な
お、ＣＯの添加量はＣ₄ Ｆ₈ と同等またはそれ以上であ
ると良い。

【００２２】次に、基板に流入するイオン電流を増加さ
せる他の方法を示す。図５は本発明実施例で用いられる
平行平板型プラズマ処理装置での塩素プラズマエッチン
グ工程におけるイオン電流の変化を示したものである。
図５中の各破線はサセプタに印加する高周波の周波数が
9.22、10.8、12.2、13.56MHzのときの加工すべきパター
ンのアスペクト比に対する穴の底におけるイオン電流の
変化である。エッチングが進むにつれ加工するパターン
のアスペクト比が大きくなる為に、パターンの底に到達
するイオン電流が減少する。このようにある周波数に固
定したままエッチングを行っていくとエッチャントであ
るイオンの量が減少するため、エッチングが進むに連れ
てエッチング速度はエッチング初期と比較して遅くなっ
てしまう。そこで図５中の実線に示すように、エッチン
グ開始時に13.56MHzであった周波数をアスペクト比が２
１になってイオン電流が減少してきたときに12.2MHz に
減少させることで、イオン電流を初期設定（この場合1
3.56MHz）の大きさ近傍に合わせることができる。そし
て更にエッチングが進んでイオン電流が減少してきたと
きに更に周波数を低下させること（10.8MHz ）によりイ
オン電流を増加させることができ、イオン電流を一定の
範囲内に維持することができる。このようにエッチング
の進行に合わせて高周波の周波数を段階式に減少させる
ことにより、エッチング速度の低下やエッチングの停止
を防ぐことができる。この時、周波数の変化は連続的な
らばなお良い。

【００２３】ここでエッチングを行うにあたり、始めか
ら高周波の周波数を初期設定値の13.56MHzより低い9.22
MHz にすることは望ましくない。何故ならば一般に高周
波の周波数を低下させるとイオンのエネルギー分布は広
がってしまうからである。エッチングなどにおいてはマ
スクなどに対する選択比を良くするためにイオンのエネ
ルギーを制御する必要があるが、エネルギー分布が広が
ってしまうとその制御が難しくなる。よってイオンのエ
ネルギー分布が広がった状態でのエッチングはできるだ
け短い時間にする必要がある。このためにはエッチング
の進行に従って高周波の周波数を変化させることが望ま
しく、この結果時間的に安定なエッチングやアスペクト
比の高いパターンのエッチングを提供することができ
る。

【００２４】次に、アスペクト比の増加にともなうイオ
ン電流の減少の要因である穴の中でのチャージアップを
防止することによりイオン電流の減少が起きないように
する方法を示す。

【００２５】第１の方法を示す。図６は本発明実施例で
用いられる誘導結合型のプラズマ生成装置でのエッチン
グ工程における穴の底でのイオン電流の変化を示したも
のである。プラズマを生成するためのアンテナに供給す
る高周波の周波数は一定としたまま高周波の出力をパル
ス化し、サセプタに印加する高周波の周波数を図５と同
様に変化させる。この結果、穴の側壁におけるチャージ
アップを防止し、図５で述べたイオン電流の変化に比べ
さらにイオン電流の変動を抑制することができる。この
時のパルス幅は図７に示すようにＴ₀ （高周波ＯＦＦの
時間）を0.01msec以上0.5msec 以下、Ｔ₁ （高周波ＯＮ
の時間）を2msec 以下にすることが望ましい。またこの
装置においてプラズマを生成する手段としてマイクロ波
や容量結合型の放電を用いた場合も誘導結合型の放電と
同様な結果が得られた。

【００２６】第２の方法を示す。第１の方法で用いられ
たプラズマ生成装置においてプラズマを生成するための
アンテナに供給する高周波の周波数と出力を一定に保持
する。そしてサセプタに高周波の周波数を図５と同様に
変化させながら印加することに加えて、さらにサセプタ
にパルス状の直流電圧を加える。この時のサセプタに発
生する電圧の時間変化を図８に示す。これによりパルス
上の直流電圧を加えた瞬間に電子が流れ込み穴の中でイ
オンによりチャージアップした領域を解消することがで
きる。この方法により穴の側壁のチャージアップを防止
し穴の底に到達するイオン電流の減少を抑制することか
らアスペクト比によらないイオン電流を得ることがで
き、アスペクト比の高いパターンのエッチングが可能と
なった。

【００２７】実施例２ アスペクト比の増加に伴うエッチング特性に影響を与え
る問題として穴の底におけるイオンエネルギーの低下も
挙げられる。基板に流入するイオンのエネルギーは基板
に発生する陰極誘起電圧（ V_dc）により決定される。従
って V_dcの大きさを維持することでイオンエネルギーの
低下を抑制することができる。

【００２８】図９に示すのは穴の底における V_dcのアス
ペクト比に対する依存性である。図中白丸、黒丸、黒四
角、はそれぞれ、マグネトロン型ＲＩＥ装置において、
ＲＦ印加電力を100W、240W、470Wにした場合の値であ
る。ここで使用したガス系はＣ₄ Ｆ ₈とＣＯそれぞれ 5
sccm、 100sccmからなる混合ガスを使用した。圧力は21
mTorr であった。図からわかるようにある一定印加電力
の時にはアスペクト比が大きくなるにつれ V_dcが小さく
なってしまう。しかし印加電力を大きくすることにより
-V_dcの値を増加することができる。例えば、アスペクト
比１０の場合、100Wで-V_dcの値は180Vであるが、240Wで
は345V、470Wでは530Vであった。このように、アスペク
ト比の増加に伴う-V_dcの低下を印加電力を上げることに
より補うことができることがわかった。これは印加電力
上昇による、電子の穴の底への到達量が増えたためであ
る。

【００２９】上記発見を利用して、実際のコンタクトホ
ールのエッチングを行った。ＲＦ印加電力を240Wから、
コンタクトホールのアスペクト比に応じて、470Wまで段
階的に上げていった。これにより、アスペクト比１０ま
で、エッチング速度一定の加工が実現した。

【００３０】また、図１０に各イオン種による一定量照
射後のＳｉＯ₂ エッチング深さを示す。横軸はそのとき
のイオンエネルギーを表す。Ｃ₂ Ｆ₄ イオンの場合、イ
オンエネルギー 400eVの時のエッチング深さは 340nmで
あった。イオンエネルギーを下げるにつれこのエッチン
グ深さは減少し、 100eVにおいてはエッチングは生じな
かった。同様の傾向は他のイオン種にも認め得られ、Ｃ
Ｆ₃ イオンでは70eV、ＣＦ₂ イオンでは 200eVでエッチ
ングが起こらなくなり、ＣＦイオンでは ４００ｅＶで
もエッチングは生じなかった。このように、イオン種毎
に、ＳｉＯ_２ をエッチング可能なイオンエネルギーの
敷居値が異なる。例えばＣＦ₄ ガスプラズマの場合、プ
ラズマ中の主イオン種はＣＦ₃ イオンであり、従ってエ
ッチングを行いたいＳｉＯ₂ 面に入射するイオンのエネ
ルギーを70eV以上になるようＲＦ印加電力を制御しなけ
ればならない。ＣＦ₂ イオン主体のプラズマの場合、こ
の必要とされるエネルギーは 200eVとなる。

【００３１】図１０中（ ）内にＳｉＮ膜とのエッチン
グ深さの比、すなわち対ＳｉＮ選択比を示す。例えば、
Ｃ₂ Ｆ₄ イオンの場合、 400eVにおける選択比は７であ
る。一方 200eVにイオンエネルギーを下げると、選択比
は４５まで増加する。同様の傾向はＣＦ₃ イオンにも認
められる。プラズマ毎にこのイオンエネルギー（ V_dc）
を制御してやることにより所望の選択比が得られること
になる。

【００３２】図１１はプロセス圧力を変化させた場合の
アスペクト比に対する-V_dcの値を示すグラフである。白
丸、黒丸、白三角はそれぞれ7mTorr、21mTorr 、60mTor
r の場合を示す。ここで使用したガス系はＣ₄ Ｆ₈ とＣ
Ｏそれぞれ 5sccm、 100sccmからなる混合ガスを使用し
た。圧力を低くするに従い-V_dcの値が上昇することがわ
かった。圧力を60mTorr から7mTorrにすることで、-V_dc
をアスペクト比１０及び、２０において、約150V増加さ
せることができた。

【００３３】また、図１２はアスペクト比０における-V
_dcの値を基準として各アスペクト比における-V_dcの値を
規格化したものを示す。この図からわかるように、圧力
が低いほど高アスペクト比における-V_dcの低下が少な
い。このことは、アスペクト比に応じたイオンのエネル
ギー変化が小さいことを意味している。

【００３４】上記発見を利用して、実際のコンタクトホ
ールのエッチングを行った。従来の40mTorr のプロセス
圧力に変えて、7mTorrにてエッチングを行った。これに
より、アスペクト比１０までの加工が、エッチング速度
のアスペクト比による違いが小さく、かつ、エッチング
停止無しに実現した。

【００３５】図１３はプラズマに磁界を印加した場合
と、しない場合のアスペクト比に対する-V_dcの値を示す
グラフである。図中黒丸、白丸はそれぞれ 120ガウスの
磁場を印加した場合（マグネトロンＲＩＥ）と、しない
場合（平行平板型ＲＩＥ）を示す。ここで使用したガス
系はＣ₄ Ｆ₈ とＣＯそれぞれ 5sccm、 100sccmからなる
混合ガスを使用した。プロセス圧力は21mTorr 。図１３
からわかるように、アスペクト比が０の場合、-V_dcの差
は30V であるが、アスペクト比２０では、約100Vと大き
くなる。また、図１４はアスペクト比０における-V_dcの
値を基準として各アスペクト比における-V_dcの値を規格
化したものを示す。この図からわかるように、磁場を印
加しない方が高アスペクト比における-V_dcの低下が少な
い。このことは、アスペクト比に応じたイオンのエネル
ギー変化が小さいことを意味している。

【００３６】この原因は、磁界による電子の回転運動で
あると考えている。磁場を与えることにより、電子は磁
束に沿った回転運動を行う。この実施例における磁場強
度は120ガウスであり、この時の電子の回転半径はおお
よそ 100μｍから 300μｍであるはと見積もられる。こ
の磁場による電子の回転運動により、アスペクト比の高
い穴の底まで電子が到達しにくくなり、-V_dcの低下を助
長しているものと考える。

【００３７】上記発見を利用して、実際のコンタクトホ
ールのエッチングを行った。平行平板型ＲＩＥ装置を用
いてエッチングを行うことにより、マグネトロンＲＩＥ
装置では不可能であったアスペクト比１０までの加工
が、エッチング速度のアスペクト比による違いが小さ
く、かつ、エッチング停止無しに実現した。

【００３８】また、アスペクト比の増加に従いVdc が低
下する原因は、エッチング時に側壁に付着する側壁保護
膜がテフロンのような絶縁膜であるため、側壁部分に衝
突した電子が側壁にて消滅し、穴の底まで届かないから
である。

【００３９】そこで、側壁保護膜が導電性膜となるよう
なエッチングガスとして、ＷＦ₆ ＋Ｈ₂ ガスを用いた。
図１５はＷＦ₆ ＋Ｈ₂ ガスを用いてＳｉＯ₂ をエッチン
グした際の断面形状の模式図を示す。レジスト及びＳｉ
Ｏ₂ 側壁には側壁保護膜１１が付着していた。側壁保護
膜の分析の結果、この膜はＷであることがわかった。ま
た、このＷの比抵抗は5.5 μΩ・cmであり、良好な導電
性膜であることがわかった。このガスを用いてアスペク
ト比１０のコンタクトホールのエッチングを行った。マ
グネトロンＲＩＥ装置を用いてエッチングを行うことに
より、従来の条件では不可能であったアスペクト比１０
までの加工が、エッチング速度のアスペクト比による違
いが小さく、かつ、エッチング停止無しに実現した。

【００４０】また、電子が側壁で衝突せず、穴の底まで
到達しやすくするために、エッチングマスクの薄膜化を
行った。通常レジストマスクの厚さは 1μｍ程度であ
る。これに対し、厚さ 0.2μｍのレジストマスクを用い
た。間口 0.2μｍ、深さ 1.0μｍのコンタクトホールの
加工を行う場合、レジストマスクも含めたアスペクト比
は、レジストマスク厚 1.0μｍの場合１０となる。一
方、 0.2μｍ厚のレジストマスクを用いると、６に抑え
られる。

【００４１】そこで、マグネトロンＲＩＥ装置を用いて
エッチングを行ったところ、従来の条件では不可能であ
った、間口 0.2μｍ、深さ 1.0μｍの加工が実現した。
さらに、マスクの材料を導電性のものにすることによ
り、従来の絶縁膜からなるマスクにおいて生じるイオン
に対する電界障壁をなくすことができる。従って、電子
が側壁で衝突せず、穴の底まで到達しやすくなるため
に、-V_dcの低下が抑制できる。

【００４２】導電性マスクとしてカーボンマスクを用い
た。マグネトロンＲＩＥ装置を用いてエッチングを行っ
たところ、従来の条件では不可能であった、間口 0.2μ
ｍ、深さ 1.0μｍの加工が実現した。

【００４３】実施例３ アスペクト比の増加に伴うエッチング特性への影響は穴
の底に到達するイオン種の相対比によっても生じる。第
１６図はＣ₄ Ｆ₈ を用いた酸化膜エッチング工程におい
て穴の底に到達するイオン種の相対比の変化をアスペク
ト比の変化に対して示したものである。アスペクト比の
増加に従いＣＦ⁺ の相対比は増加しＣＦ₂ ⁺ 、ＣＦ₃
⁺ 、Ｃ₄ Ｆ₈ ⁺ の３種類の相対比はやや減少する傾向を
持つ。エッチングにおいてはＣＦ⁺ はエッチャントとし
てよりもむしろ堆積性の粒子としての働きをする為に、
穴の底ではエッチングが起こり難くなるようになる。し
かしながら、ここで図１７に示すようにＣ₄ Ｆ₈ にＣＦ
₄ ガスを添加させることにより、イオン種の相対比にお
いてＣＦ₃ ⁺ が増加する。ＣＦ₃ ⁺ はエッチャントとし
て働くので穴の底におけるエッチングを促進させること
ができる。このときＣＦ₄ ガスの添加はエッチングプロ
セスの初期から添加するよりも途中から添加した方がよ
い。何故ならば、図１０に示すようにＣＦ₃ ⁺ は選択性
には良くない粒子であるからである。つまり選択性の悪
い粒子を用いるのはできるだけ短い時間である必要があ
る為に、エッチング速度が低下し始めたプロセスの途中
からＣＦ₄ の添加を行った時にもっとも良い特性を得る
ことができる。

【００４４】そこで、マグネトロンＲＩＥ装置を用いて
Ｃ₄ Ｆ₈ ガスによるエッチングを行い、途中からＣＦ₄
を添加したところ、従来の条件では不可能であった、間
口 0.2μｍ、深さ 1.0μｍの加工が実現した。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ア
スペクト比の高い穴を加工するときに穴の底に到達する
イオン電流の量やイオンエネルギーやイオン種を制御す
ることにより、エッチング速度の時間的安定性やアスペ
クト比の高い穴のエッチング加工が可能となる。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実験を行った実験装置の断面図。

【図２】本発明に係る基板に流入するイオン電流のアス
ペクト比依存性。

【図３】本発明の一実施例に係るドライエッチング装置
において基板に流入するイオン電流の圧力依存性。

【図４】本発明の一実施例に係るドライエッチング装置
において、混合ガスを用いたときのイオン電流のアスペ
クト比依存性。

【図５】本発明の一実施例に係る平行平板型のドライエ
ッチング装置において高周波周波数を変化させたときの
イオン電流のアスペクト比依存性。

【図６】本発明の一実施例に係るドライエッチング装置
においてサセプタに印加するパルス化された高周波の周
波数を変化させたときのイオン電流のアスペクト比依存
性。

【図７】パルス化された高周波の出力状況。

【図８】本発明の一実施例に係るドライエッチング装置
においてサセプタに印加する高周波の出力波形。

【図９】本発明の一実施例に係るドライエッチング装置
において、高周波出力を変化させたときの Vdcのアスペ
クト比依存性。

【図１０】各イオン種による酸化膜のエッチング深さの
イオンエネルギー依存性。

【図１１】圧力を変化させたときの Vdcのアスペクト比
依存性。

【図１２】図１１をアスペクト比０において規格化した
もの。

【図１３】平行平板型エッチング装置において磁石の有
無による Vdcのアスペクト比依存性。

【図１４】図１３をアスペクト比０において規格化した
もの。

【図１５】ＳｉＯ₂ をエッチングした際の断面形状の模
式図。

【図１６】基板に流入するイオン種の相対比のアスペク
ト比依存性。

【図１７】ＣＦ₄ 添加をした場合のイオン種の相対比の
アスペクト比依存性。

【符号の説明】

１・・プラズマ生成室 ２・・計測室 ３・・カソード ４・・オリフィス ５・・引き込み電極 ６・・エネルギーフィルター ７・・質量分析器 １１・・側壁堆積膜 １２・・シリコン １３・・シリコン酸化膜 １４・・レジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀岡 啓治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板を有する容器内にガスを導入
   する工程と、プラズマにて前記ガスを励起させる工程
   と、前記被処理基板の表面に達するイオンのうち加工を
   所望するエッチング領域面に達するイオンのパラメータ
   を、アスペクト比の変化に伴い制御しエッチングするこ
   とを特徴とするドライエッチング方法。
2. 【請求項２】 加工を所望するエッチング領域面に達す
   るイオンのパラメータをモニターすることを特徴とする
   請求項１記載のドライエッチング方法。
3. 【請求項３】 前記パラメータとして、イオン種、イオ
   ンエネルギーまたはイオン電流を用いることを特徴とす
   る請求項１記載のドライエッチング方法。
4. 【請求項４】 前記エッチングの途中で前記容器内圧力
   をエッチング初期時より低くすることを特徴とする請求
   項１記載のドライエッチング方法。
5. 【請求項５】 前記エッチングの途中で前記容器内にＣ
   Ｏを添加することを特徴とする請求項１記載のドライエ
   ッチング方法。
6. 【請求項６】 前記容器内のサセプタに印加する高周波
   の周波数をエッチング処理時間の経過に合わせて連続的
   または段階的に減少する、または、エッチング処理の進
   行に合わせて高周波の周波数を減少することを特徴とす
   る請求項１記載のドライエッチング方法。
7. 【請求項７】 前記容器内のサセプタに高周波の出力を
   パルス状に加え、ガスをプラズマ化することを特徴とす
   る請求項１記載のドライエッチング方法。
8. 【請求項８】 前記容器内のサセプタにパルス状の直流
   電圧を重畳することを特徴とする請求項１記載のドライ
   エッチング方法。
9. 【請求項９】 被処理基板を支持するサセプタを備えた
   容器と、前記基板をエッチングするためのエッチャント
   種を生成することに必要なガスを供給する手段と、この
   容器内に導入するガスをプラズマ化する手段と、加工を
   所望するエッチング領域面に到達するイオンまたはラジ
   カルのパラメータを経時的に制御する手段とを具備する
   ことを特徴とするドライエッチング装置。
10. 【請求項１０】 前記エッチング領域面に到達するイオ
    ンまたはラジカルのパラメータをあらかじめ設定された
    範囲内で供給されていることをモニターする手段を具備
    することを特徴とする請求項９記載のドライエッチング
    装置。
11. 【請求項１１】 前記サセプタに印加する高周波の周波
    数をエッチング処理時間の経過に合わせて連続的または
    段階的に減少させる手段、または、エッチング処理の進
    行に合わせて高周波の周波数を減少させる制御手段を具
    備することを特徴とする請求項９記載のドライエッチン
    グ装置。
12. 【請求項１２】 前記ガスをプラズマ化する手段とし
    て、高周波の出力をパルス状に加える制御手段を具備す
    ることを特徴とする請求項９記載のドライエッチング装
    置。
13. 【請求項１３】 前記サセプタにパルス状の直流電圧を
    重畳させる制御手段を具備することを特徴とする請求項
    ９記載のドライエッチング装置。