JPH09129611A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JPH09129611A JPH09129611A JP7302138A JP30213895A JPH09129611A JP H09129611 A JPH09129611 A JP H09129611A JP 7302138 A JP7302138 A JP 7302138A JP 30213895 A JP30213895 A JP 30213895A JP H09129611 A JPH09129611 A JP H09129611A
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- gas
- etching
- mtorr
- processing chamber
- processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理基板上の酸化シリコン系材料層をC4
F8ガスを用いてエッチングするにあたり、COを添加
せずとも高いエッチングレートが確保でき、かつデポの
少ないエッチング特性を得る。 【解決手段】 減圧自在な処理室2内に所定の処理ガス
を導入し、数mTorr〜100mTorr程度の減圧
度の下で処理室2内にプラズマを発生させて、ウエハW
上の酸化シリコン系材料層をエッチングするにあたり、
処理ガスとしてC4F8ガス/希ガス/O2を用いると共
に、C4F8ガスの分圧を0.5mTorr〜1.5mT
orr、C4F8ガス:O2の比を1:1.5〜5に設定
してエッチングする。
F8ガスを用いてエッチングするにあたり、COを添加
せずとも高いエッチングレートが確保でき、かつデポの
少ないエッチング特性を得る。 【解決手段】 減圧自在な処理室2内に所定の処理ガス
を導入し、数mTorr〜100mTorr程度の減圧
度の下で処理室2内にプラズマを発生させて、ウエハW
上の酸化シリコン系材料層をエッチングするにあたり、
処理ガスとしてC4F8ガス/希ガス/O2を用いると共
に、C4F8ガスの分圧を0.5mTorr〜1.5mT
orr、C4F8ガス:O2の比を1:1.5〜5に設定
してエッチングする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に対し
てエッチング処理を施すためのエッチング方法に関する
ものである。
てエッチング処理を施すためのエッチング方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】今日、半導体デバイスの高集積化は益々
進み、例えば0.3μmのコンタクトホールを高いアス
ペクト比で形成するためのエッチング技術が要求されて
おり、とりわけ層間絶縁膜として広く使用されている酸
化シリコン系材料層、例えばシリコン酸化膜(Si
O2)を高い選択比でエッチングする技術が重要になっ
てきている。
進み、例えば0.3μmのコンタクトホールを高いアス
ペクト比で形成するためのエッチング技術が要求されて
おり、とりわけ層間絶縁膜として広く使用されている酸
化シリコン系材料層、例えばシリコン酸化膜(Si
O2)を高い選択比でエッチングする技術が重要になっ
てきている。
【0003】そして前記したシリコン酸化膜(Si
O2)のエッチングに際しては、エッチングガスを処理
室内に導入すると共に、当該処理室内にプラズマを発生
させるエッチング方法が用いられている。この場合、使
用するエッチングガスとしては、いわゆるCxFy系ガ
スが一般的であり、その中でも高い選択比と高速エッチ
ングレートとのバランスが良好な前記x:yが1:2の
ガス、例えばC4F8ガスが代表的である。
O2)のエッチングに際しては、エッチングガスを処理
室内に導入すると共に、当該処理室内にプラズマを発生
させるエッチング方法が用いられている。この場合、使
用するエッチングガスとしては、いわゆるCxFy系ガ
スが一般的であり、その中でも高い選択比と高速エッチ
ングレートとのバランスが良好な前記x:yが1:2の
ガス、例えばC4F8ガスが代表的である。
【0004】前記C4F8ガスを使用する場合、従来はエ
ッチングレートと下地との選択比のバランスを考慮し
て、CO(一酸化炭素)ガスを混合して処理室内に導入
し、プラズマを発生させて前記C4F8の解離を促進さ
せ、シリコン酸化膜(SiO2)のエッチングを行って
いた。この場合の主たるエッチャントは、CF3 +であ
り、解離の際に多量に生成されてデポ種となるCF
+は、添加したCO中のOで除去するようになってい
る。
ッチングレートと下地との選択比のバランスを考慮し
て、CO(一酸化炭素)ガスを混合して処理室内に導入
し、プラズマを発生させて前記C4F8の解離を促進さ
せ、シリコン酸化膜(SiO2)のエッチングを行って
いた。この場合の主たるエッチャントは、CF3 +であ
り、解離の際に多量に生成されてデポ種となるCF
+は、添加したCO中のOで除去するようになってい
る。
【0005】その他代表的なエッチングガスしては、C
HF3ガスが従来から使用されているが、このCHF3ガ
スも、エッチングレートと下地との選択比のバランスを
考慮して、CO(一酸化炭素)ガスと混合して使用され
ている例が多い。
HF3ガスが従来から使用されているが、このCHF3ガ
スも、エッチングレートと下地との選択比のバランスを
考慮して、CO(一酸化炭素)ガスと混合して使用され
ている例が多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記したC4
F8ガス+COガスを用いたプロセスでは、人体に有害
なCOを用いているため、取り扱い、及び処理装置周り
には特に注意する必要があった。しかもデポ種となるC
Fが多量に生成されるため、適宜CO中の酸素でこれを
除去するようにしても、依然としてデポが生じやすく、
その結果処理装置のチャンバー内のクリーニング頻度も
比較的高かった。
F8ガス+COガスを用いたプロセスでは、人体に有害
なCOを用いているため、取り扱い、及び処理装置周り
には特に注意する必要があった。しかもデポ種となるC
Fが多量に生成されるため、適宜CO中の酸素でこれを
除去するようにしても、依然としてデポが生じやすく、
その結果処理装置のチャンバー内のクリーニング頻度も
比較的高かった。
【0007】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、COガスを使用せずに高いエッチン
グレートが実現でき、かつ処理装置のチャンバー内(処
理室内)のデポの付着を抑えたエッチング方法を提供す
ることを目的とする。
あり、その目的は、COガスを使用せずに高いエッチン
グレートが実現でき、かつ処理装置のチャンバー内(処
理室内)のデポの付着を抑えたエッチング方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】COガスを単に使用しな
いというのでは、C4F8ガスの解離の促進が問題とな
り、またデポ種となるCFの処理にも困る。そこで本願
発明では、C4F8ガスの分圧を従来より低く設定し、さ
らに別途CF除去のためのO2ガスを添加することによ
って課題の解決を図った。但し、C4F8の解離をコント
ロールして、エッチャントとなるCF3 +とデポ種となる
CF+との比を制御する必要があるので、C4F8ガスと
O2ガスとの割合も考慮した。
いというのでは、C4F8ガスの解離の促進が問題とな
り、またデポ種となるCFの処理にも困る。そこで本願
発明では、C4F8ガスの分圧を従来より低く設定し、さ
らに別途CF除去のためのO2ガスを添加することによ
って課題の解決を図った。但し、C4F8の解離をコント
ロールして、エッチャントとなるCF3 +とデポ種となる
CF+との比を制御する必要があるので、C4F8ガスと
O2ガスとの割合も考慮した。
【0009】かかる観点から前記目的を達成するため、
請求項1に記載されたエッチング方法は、減圧自在な処
理室内に、所定の処理ガスを導入して、所定の減圧雰囲
気の下でこの処理室内にプラズマを発生させ、処理室内
の被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッチングす
る方法であって、処理ガスとしてC4F8ガスと希ガスと
O2との混合ガスを用いると共に、C4F8ガスのプロセ
ス圧に対する分圧を0.5mTorr〜1.5mTor
r、及びC4F8ガス:O2の比を1:1.5〜5に設定
してエッチングすることを特徴とするものである。
請求項1に記載されたエッチング方法は、減圧自在な処
理室内に、所定の処理ガスを導入して、所定の減圧雰囲
気の下でこの処理室内にプラズマを発生させ、処理室内
の被処理基板上の酸化シリコン系材料層をエッチングす
る方法であって、処理ガスとしてC4F8ガスと希ガスと
O2との混合ガスを用いると共に、C4F8ガスのプロセ
ス圧に対する分圧を0.5mTorr〜1.5mTor
r、及びC4F8ガス:O2の比を1:1.5〜5に設定
してエッチングすることを特徴とするものである。
【0010】また請求項2のエッチング方法は、エッチ
ングガスとしてCHF3ガスと希ガスとO2との混合ガス
を用いると共に、CHF3ガスの分圧を5mTorr〜
20mTorr、CHF3ガス:O2の比を1:4〜9に
設定してエッチングすることを特徴とするものである。
ングガスとしてCHF3ガスと希ガスとO2との混合ガス
を用いると共に、CHF3ガスの分圧を5mTorr〜
20mTorr、CHF3ガス:O2の比を1:4〜9に
設定してエッチングすることを特徴とするものである。
【0011】なお本願各請求項でいうところの希ガスに
は、例えばAr(アルゴン)ガス、He(ヘリウム)ガ
ス、Xe(キセノン)ガス、Kr(クリプトン)ガス、
Ne(ネオン)ガスが挙げられる。もちろんこれら各希
ガスを組み合わせて用いてもよい。そしてこれら各希ガ
スの流量を調節することにより、C4F8ガスやCHF3
ガスのプロセス圧に対する所定の分圧を得ることができ
る。
は、例えばAr(アルゴン)ガス、He(ヘリウム)ガ
ス、Xe(キセノン)ガス、Kr(クリプトン)ガス、
Ne(ネオン)ガスが挙げられる。もちろんこれら各希
ガスを組み合わせて用いてもよい。そしてこれら各希ガ
スの流量を調節することにより、C4F8ガスやCHF3
ガスのプロセス圧に対する所定の分圧を得ることができ
る。
【0012】請求項1のエッチング方法によれば、C4
F8ガスの分圧が0.5mTorr〜1.5mTorr
に設定されているのでC4F8の解離が促進され、かつC
4F8ガス:O2の比が1:1.5〜5に設定されている
から、発明者らの知見によれば、エッチャントとなるC
F3イオンとデポ種となるCFイオンへの解離のコント
ロールが行え、CF3イオン:CFイオンの比が1.5
〜2.4:1の値を得ることができる。従って、デポの
発生を抑えるとともに多量のエッチャントによる高速エ
ッチングレートが実現できる。なお本発明は、比較的低
圧プロセス、即ち処理室内の圧力が数mTorr〜10
0mTorrのプロセスで特に有効である。もちろんC
Oを用いていないので、安全である。
F8ガスの分圧が0.5mTorr〜1.5mTorr
に設定されているのでC4F8の解離が促進され、かつC
4F8ガス:O2の比が1:1.5〜5に設定されている
から、発明者らの知見によれば、エッチャントとなるC
F3イオンとデポ種となるCFイオンへの解離のコント
ロールが行え、CF3イオン:CFイオンの比が1.5
〜2.4:1の値を得ることができる。従って、デポの
発生を抑えるとともに多量のエッチャントによる高速エ
ッチングレートが実現できる。なお本発明は、比較的低
圧プロセス、即ち処理室内の圧力が数mTorr〜10
0mTorrのプロセスで特に有効である。もちろんC
Oを用いていないので、安全である。
【0013】請求項2のエッチング方法によれば、CH
F3ガス/希ガス/O2を用いると共に、CHF3ガスの
分圧を5mTorr〜20mTorr、CHF3ガス:
O2の比を1:4〜9に設定してエッチングするので、
請求項1の場合と同様、COを用いず、デポの付着が少
なくてかつ高速なエッチングが可能である。しかもCO
を用いていないので、安全性も高い。
F3ガス/希ガス/O2を用いると共に、CHF3ガスの
分圧を5mTorr〜20mTorr、CHF3ガス:
O2の比を1:4〜9に設定してエッチングするので、
請求項1の場合と同様、COを用いず、デポの付着が少
なくてかつ高速なエッチングが可能である。しかもCO
を用いていないので、安全性も高い。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は、本実施の形態にかかるエッ
チング方法を実施するために用いたエッチング装置1の
断面を示しており、このエッチング装置1における処理
室2は、気密に閉塞自在な酸化アルマイト処理されたア
ルミニウムなどからなる円筒形状の処理容器3内に形成
され、当該処理容器3自体は接地線4を介して接地され
ている。前記処理室2内の底部にはセラミックなどの絶
縁支持板5が設けられており、この絶縁支持板5の上部
に、被処理基板、例えば半導体ウエハ(以下、「ウエ
ハ」という)Wを載置するための下部電極を構成する略
円柱状のサセプタ6が、上下動自在に収容されている。
基づいて説明する。図1は、本実施の形態にかかるエッ
チング方法を実施するために用いたエッチング装置1の
断面を示しており、このエッチング装置1における処理
室2は、気密に閉塞自在な酸化アルマイト処理されたア
ルミニウムなどからなる円筒形状の処理容器3内に形成
され、当該処理容器3自体は接地線4を介して接地され
ている。前記処理室2内の底部にはセラミックなどの絶
縁支持板5が設けられており、この絶縁支持板5の上部
に、被処理基板、例えば半導体ウエハ(以下、「ウエ
ハ」という)Wを載置するための下部電極を構成する略
円柱状のサセプタ6が、上下動自在に収容されている。
【0015】このサセプタ6は、前記絶縁支持板5及び
処理容器3の底部を遊貫する昇降軸7によって支持され
ており、この昇降軸7は、処理容器3外部に設置されて
いる駆動モータ8によって上下動自在である。従ってこ
の駆動モータ8の作動により、前記サセプタ6は、図1
中の往復矢印に示したように、上下動自在となってい
る。なお処理室2の気密性を確保するため、前記サセプ
タ6と絶縁支持板5との間には、前記昇降軸7の外方を
囲むように伸縮自在な気密部材、例えばベローズ9が設
けられている。
処理容器3の底部を遊貫する昇降軸7によって支持され
ており、この昇降軸7は、処理容器3外部に設置されて
いる駆動モータ8によって上下動自在である。従ってこ
の駆動モータ8の作動により、前記サセプタ6は、図1
中の往復矢印に示したように、上下動自在となってい
る。なお処理室2の気密性を確保するため、前記サセプ
タ6と絶縁支持板5との間には、前記昇降軸7の外方を
囲むように伸縮自在な気密部材、例えばベローズ9が設
けられている。
【0016】サセプタ6は、表面が酸化処理されたアル
ミニウムからなり、その内部には、温度調節手段、例え
ばセラミックヒータなどの加熱手段(図示せず)や、外
部の冷媒源(図示せず)との間で冷媒を循環させるため
の冷媒循環路(図示せず)が設けられており、サセプタ
6上のウエハWを所定温度に維持することが可能なよう
に構成されている。またサセプタ6の温度は、温度セン
サ(図示せず)、温度制御機構(図示せず)によって自
動的に制御される構成となっている。
ミニウムからなり、その内部には、温度調節手段、例え
ばセラミックヒータなどの加熱手段(図示せず)や、外
部の冷媒源(図示せず)との間で冷媒を循環させるため
の冷媒循環路(図示せず)が設けられており、サセプタ
6上のウエハWを所定温度に維持することが可能なよう
に構成されている。またサセプタ6の温度は、温度セン
サ(図示せず)、温度制御機構(図示せず)によって自
動的に制御される構成となっている。
【0017】サセプタ6上には、ウエハWを吸着保持す
るための静電チャック11が設けられている。この静電
チャック11は、図2に示したように、導電性の薄膜1
2をポリイミド系の樹脂13によって上下から挟持した
構成を有し、処理容器3の外部に設置されている高圧直
流電源14からの電圧、例えば1.5kV〜2kVの電
圧が前記薄膜12に印加されると、その際に発生するク
ーロン力によって、ウエハWは静電チャック11の上面
に吸着保持されるようになっている。
るための静電チャック11が設けられている。この静電
チャック11は、図2に示したように、導電性の薄膜1
2をポリイミド系の樹脂13によって上下から挟持した
構成を有し、処理容器3の外部に設置されている高圧直
流電源14からの電圧、例えば1.5kV〜2kVの電
圧が前記薄膜12に印加されると、その際に発生するク
ーロン力によって、ウエハWは静電チャック11の上面
に吸着保持されるようになっている。
【0018】また前記サセプタ6内には、図2に示した
ように、サセプタ6内を上下動してウエハWを静電チャ
ック11上からリフトアップして、ウエハWを授受する
ための支持部材として機能するリフターピン20が複数
本、例えば3本収容されている。
ように、サセプタ6内を上下動してウエハWを静電チャ
ック11上からリフトアップして、ウエハWを授受する
ための支持部材として機能するリフターピン20が複数
本、例えば3本収容されている。
【0019】サセプタ6上の周辺には、前記静電チャッ
ク11を囲むようにして、平面が略環状の内側フォーカ
スリング21が設けられている。この内側フォーカスリ
ング21は導電性を有する単結晶シリコンからなってお
り、プラズマ中のイオンを効果的にウエハWに入射させ
る機能を有している。
ク11を囲むようにして、平面が略環状の内側フォーカ
スリング21が設けられている。この内側フォーカスリ
ング21は導電性を有する単結晶シリコンからなってお
り、プラズマ中のイオンを効果的にウエハWに入射させ
る機能を有している。
【0020】前記内側フォーカスリング21の外周に
は、さらに平面が略環状の外側フォーカスリング22が
設けられている。この外側フォーカスリング22は絶縁
性を有する石英からなっている。この外側フォーカスリ
ング22の外周上縁部は、外側に凸の湾曲形状に成形さ
れており、かかる形状によってガスが澱まず円滑に排出
されるようになっている。この外側フォーカスリング2
2は、後述のシールドリング53と共に、サセプタ6と
後述の上部電極51との間に発生したプラズマの拡散を
抑制する機能を有している。
は、さらに平面が略環状の外側フォーカスリング22が
設けられている。この外側フォーカスリング22は絶縁
性を有する石英からなっている。この外側フォーカスリ
ング22の外周上縁部は、外側に凸の湾曲形状に成形さ
れており、かかる形状によってガスが澱まず円滑に排出
されるようになっている。この外側フォーカスリング2
2は、後述のシールドリング53と共に、サセプタ6と
後述の上部電極51との間に発生したプラズマの拡散を
抑制する機能を有している。
【0021】前記サセプタ6の周囲には、例えば絶縁性
の材質からなるバッフル板23が配され、さらにこのバ
ッフル板23の内周部は、石英の支持体等を介してボル
ト等の固着手段によってサセプタ6に固定されている。
従って、サセプタ6の上下動に伴ってこのバッフル板2
3も上下動する構成となっている。このバッフル板23
には多数の透孔23aが形成されており、ガスを均一に
排出させる機能を有している。
の材質からなるバッフル板23が配され、さらにこのバ
ッフル板23の内周部は、石英の支持体等を介してボル
ト等の固着手段によってサセプタ6に固定されている。
従って、サセプタ6の上下動に伴ってこのバッフル板2
3も上下動する構成となっている。このバッフル板23
には多数の透孔23aが形成されており、ガスを均一に
排出させる機能を有している。
【0022】前記処理室2の上部には、絶縁支持材3
1、及びアルミニウムからなる冷却部材32を介して、
エッチングガスやその他のガスを処理室2内に導入する
ための拡散部材33が設けられている。冷却部材32内
の上部には、冷媒循環路34が形成されており、外部か
ら供給されるチラー(冷媒)が循環することによって、
後述の上部電極51を所定温度にまで冷却する機能を有
している。
1、及びアルミニウムからなる冷却部材32を介して、
エッチングガスやその他のガスを処理室2内に導入する
ための拡散部材33が設けられている。冷却部材32内
の上部には、冷媒循環路34が形成されており、外部か
ら供給されるチラー(冷媒)が循環することによって、
後述の上部電極51を所定温度にまで冷却する機能を有
している。
【0023】前記拡散部材33は、図2にも示したよう
に、下面側に上下二段のバッフル板35を持った中空構
造を有しており、さらにこれら上下二段のバッフル板3
5の各々には、上下に重合しない位置となるように多数
の拡散孔35aがそれぞれ形成されている。この拡散部
材33の中央にはガス導入口36が設けられ、さらにバ
ルブ37を介してガス導入管38が接続されている。そ
してこのガス導入管38には、バルブ39、40、41
及び対応した流量調節のためのマスフローコントローラ
42、43、44を介して、それぞれ対応するガス供給
源45、46、47が各々接続されている。
に、下面側に上下二段のバッフル板35を持った中空構
造を有しており、さらにこれら上下二段のバッフル板3
5の各々には、上下に重合しない位置となるように多数
の拡散孔35aがそれぞれ形成されている。この拡散部
材33の中央にはガス導入口36が設けられ、さらにバ
ルブ37を介してガス導入管38が接続されている。そ
してこのガス導入管38には、バルブ39、40、41
及び対応した流量調節のためのマスフローコントローラ
42、43、44を介して、それぞれ対応するガス供給
源45、46、47が各々接続されている。
【0024】そしてガス供給源45からは希ガスとして
Ar(アルゴン)ガスが供給自在であり、ガス供給源4
6からはO2(酸素)ガスが供給自在であり、ガス供給
源47からはC4F8ガスが供給自在となっている。
Ar(アルゴン)ガスが供給自在であり、ガス供給源4
6からはO2(酸素)ガスが供給自在であり、ガス供給
源47からはC4F8ガスが供給自在となっている。
【0025】これらガス供給源45、46、47からの
前記各ガスは、前記ガス導入管38から前記導入口3
6、拡散部材33の拡散孔35aを通じて処理室2内に
導入されるようになっている。また冷却部材32の下面
には、吐出口50aが多数形成された冷却プレート50
が密着しており、図2に示したように、拡散部材33の
バッフル板35に形成されたバッフル空間S内のガス
を、下方に均一に吐出させるようになっている。
前記各ガスは、前記ガス導入管38から前記導入口3
6、拡散部材33の拡散孔35aを通じて処理室2内に
導入されるようになっている。また冷却部材32の下面
には、吐出口50aが多数形成された冷却プレート50
が密着しており、図2に示したように、拡散部材33の
バッフル板35に形成されたバッフル空間S内のガス
を、下方に均一に吐出させるようになっている。
【0026】前記冷却プレート50の下面には、サセプ
タ6と対向するように、上部電極51が固定されてい
る。この上部電極51は導電性を有する単結晶シリコン
からなり、図示しないボルトによって前記冷却プレート
50の下面周辺部に固着され、冷却プレート50と導通
している。この上部電極51にも、多数の吐出口51a
が形成されており、前記冷却プレート50の吐出口50
aと接続されている。従ってバッフル空間S内のガス
は、この吐出口50aと上部電極51の吐出口51aを
通じて、静電チャック11上のウエハWに対して均一に
吐出されるようになっている。
タ6と対向するように、上部電極51が固定されてい
る。この上部電極51は導電性を有する単結晶シリコン
からなり、図示しないボルトによって前記冷却プレート
50の下面周辺部に固着され、冷却プレート50と導通
している。この上部電極51にも、多数の吐出口51a
が形成されており、前記冷却プレート50の吐出口50
aと接続されている。従ってバッフル空間S内のガス
は、この吐出口50aと上部電極51の吐出口51aを
通じて、静電チャック11上のウエハWに対して均一に
吐出されるようになっている。
【0027】上部電極51の下面周縁部には、前出の図
示しない固定用のボルトを被うようにして、シールドリ
ング53が配置されている。このシールドリング53
は、石英からなり、前出外側フォーカスリング22と
で、静電チャック11と上部電極51との間のギャップ
よりも狭いギャップを形成し、プラズマの拡散を抑制す
る機能を有している。なおこのシールドリング53の上
端部と処理容器3の天井壁との間には、フッ素系の合成
樹脂からなる絶縁リング54が設けられている。
示しない固定用のボルトを被うようにして、シールドリ
ング53が配置されている。このシールドリング53
は、石英からなり、前出外側フォーカスリング22と
で、静電チャック11と上部電極51との間のギャップ
よりも狭いギャップを形成し、プラズマの拡散を抑制す
る機能を有している。なおこのシールドリング53の上
端部と処理容器3の天井壁との間には、フッ素系の合成
樹脂からなる絶縁リング54が設けられている。
【0028】処理容器3の側面には、処理容器3内の真
空度を検出する圧力センサ55が装着されている。この
圧力センサ55で検出された真空度の検出信号は、後述
のコントローラ74に入力され、処理容器3内の真空度
は常時監視されている。
空度を検出する圧力センサ55が装着されている。この
圧力センサ55で検出された真空度の検出信号は、後述
のコントローラ74に入力され、処理容器3内の真空度
は常時監視されている。
【0029】一方処理容器3の下部には、真空ポンプな
どの真空引き手段61に通ずる排気管62が接続されて
おり、サセプタ6の周囲に配置された前出バッフル板2
3を介して、処理室2内は、例えば数mTorr〜10
0mTorrまでの任意の真空度にまで真空引きして、
これを維持することが可能となっている。
どの真空引き手段61に通ずる排気管62が接続されて
おり、サセプタ6の周囲に配置された前出バッフル板2
3を介して、処理室2内は、例えば数mTorr〜10
0mTorrまでの任意の真空度にまで真空引きして、
これを維持することが可能となっている。
【0030】次にこのエッチング装置1の高周波電力の
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ6に対しては、周波数が数百kHz程度、例えば80
0kHzの高周波電力を出力する高周波電源63からの
電力が、整合器64を介して供給される構成となってい
る。一方上部電極51に対しては、整合器65を介し
て、周波数が前記高周波電源63よりも高い1MHz以
上の周波数、例えば27.12MHzの高周波電力を出
力する高周波電源66からの電力が、前出冷却部材3
2、冷却プレート50を通じて供給される構成となって
いる。
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ6に対しては、周波数が数百kHz程度、例えば80
0kHzの高周波電力を出力する高周波電源63からの
電力が、整合器64を介して供給される構成となってい
る。一方上部電極51に対しては、整合器65を介し
て、周波数が前記高周波電源63よりも高い1MHz以
上の周波数、例えば27.12MHzの高周波電力を出
力する高周波電源66からの電力が、前出冷却部材3
2、冷却プレート50を通じて供給される構成となって
いる。
【0031】また処理容器3の側部には、ゲートバルブ
71を介してロードロック室72が隣接している。この
ロードロック室72内には、被処理基板であるウエハW
を処理容器3内の処理室2との間で搬送するための、搬
送アームなどの搬送手段73が設けられている。
71を介してロードロック室72が隣接している。この
ロードロック室72内には、被処理基板であるウエハW
を処理容器3内の処理室2との間で搬送するための、搬
送アームなどの搬送手段73が設けられている。
【0032】次にこのエッチング装置1の制御系につい
て説明すると、サセプタ6を上下動させる駆動モータ
8、高圧直流電源14、サセプタ6内のリフターピン2
0、バルブ39、40、41、マスフローコントローラ
42、43、44、真空引き手段61、高周波電源6
3、66はそれぞれコントローラ74によって制御され
ている。
て説明すると、サセプタ6を上下動させる駆動モータ
8、高圧直流電源14、サセプタ6内のリフターピン2
0、バルブ39、40、41、マスフローコントローラ
42、43、44、真空引き手段61、高周波電源6
3、66はそれぞれコントローラ74によって制御され
ている。
【0033】本実施形態にかかるエッチング方法を実施
するためのエッチング装置1の主要部は以上のように構
成されており、コントローラ74による制御に基づいて
例えばシリコンのウエハWの酸化膜(SiO2)に対し
てエッチング処理する場合の作用等について説明する
と、まずゲートバルブ71が開放された後、搬送手段7
3によってウエハWが処理室2内に搬入される。このと
き駆動モータ8の作動により、サセプタ6は下降し、リ
フターピン20が静電チャック11上に突き出たウエハ
W受け取りの待機状態にある。そして搬送手段73によ
って処理室2内に搬入されたウエハWは、静電チャック
11上に突き出るリフターピン20上に受け渡される。
こうしてウエハWをリフターピン20上に受け渡した
後、搬送手段73は待避してゲートバルブ71は閉鎖さ
れる。
するためのエッチング装置1の主要部は以上のように構
成されており、コントローラ74による制御に基づいて
例えばシリコンのウエハWの酸化膜(SiO2)に対し
てエッチング処理する場合の作用等について説明する
と、まずゲートバルブ71が開放された後、搬送手段7
3によってウエハWが処理室2内に搬入される。このと
き駆動モータ8の作動により、サセプタ6は下降し、リ
フターピン20が静電チャック11上に突き出たウエハ
W受け取りの待機状態にある。そして搬送手段73によ
って処理室2内に搬入されたウエハWは、静電チャック
11上に突き出るリフターピン20上に受け渡される。
こうしてウエハWをリフターピン20上に受け渡した
後、搬送手段73は待避してゲートバルブ71は閉鎖さ
れる。
【0034】他方、ウエハWのリフターピン20上への
受け渡しが終了すると、駆動モータ8の作動によってサ
セプタ6は所定の処理位置、例えば上部電極51とサセ
プタ6と間のギャップが10mm〜20mmの間の所定の位
置まで上昇し、同時にウエハWを支持しているリフター
ピン20はサセプタ6内に下降する。こうして、図2に
示すように、ウエハWが静電チャック11上に載置され
た状態となる。そして高圧直流電源14から所定の電圧
が静電チャック11内の導電性の薄膜12に印加され
て、ウエハWは静電チャック11上に吸着、保持され
る。
受け渡しが終了すると、駆動モータ8の作動によってサ
セプタ6は所定の処理位置、例えば上部電極51とサセ
プタ6と間のギャップが10mm〜20mmの間の所定の位
置まで上昇し、同時にウエハWを支持しているリフター
ピン20はサセプタ6内に下降する。こうして、図2に
示すように、ウエハWが静電チャック11上に載置され
た状態となる。そして高圧直流電源14から所定の電圧
が静電チャック11内の導電性の薄膜12に印加され
て、ウエハWは静電チャック11上に吸着、保持され
る。
【0035】次いで処理室2内が、真空引き手段61に
よって真空引きされていき、所定の真空度(減圧度)に
なった後、ガス供給源45、46、47からエッチング
処理に必要なガスが所定の流量で供給され、処理室2の
圧力が所定の真空度、例えば40mTorrに設定、維
持される。
よって真空引きされていき、所定の真空度(減圧度)に
なった後、ガス供給源45、46、47からエッチング
処理に必要なガスが所定の流量で供給され、処理室2の
圧力が所定の真空度、例えば40mTorrに設定、維
持される。
【0036】次いで上部電極51に対して高周波電源6
6から周波数が27.12MHz、パワーが例えば2k
Wの高周波電力が供給されると、上部電極51とサセプ
タ6との間にプラズマが生起される。また同時に、サセ
プタ6に対しては高周波電源64から周波数が800k
Hz、パワーが例えば1kWの高周波電力が供給され
る。
6から周波数が27.12MHz、パワーが例えば2k
Wの高周波電力が供給されると、上部電極51とサセプ
タ6との間にプラズマが生起される。また同時に、サセ
プタ6に対しては高周波電源64から周波数が800k
Hz、パワーが例えば1kWの高周波電力が供給され
る。
【0037】そして発生したプラズマによって処理室2
内の処理ガスが解離し、その際に生ずるエッチャントイ
オンが、サセプタ6側に供給された相対的に低い周波数
の高周波によってその入射速度がコントロールされつ
つ、ウエハW表面のシリコン酸化膜(SiO2)をエッ
チングしていく。
内の処理ガスが解離し、その際に生ずるエッチャントイ
オンが、サセプタ6側に供給された相対的に低い周波数
の高周波によってその入射速度がコントロールされつ
つ、ウエハW表面のシリコン酸化膜(SiO2)をエッ
チングしていく。
【0038】この場合、本実施形態においては、エッチ
ングプロセスに用いる処理ガスとして、C4F8ガス、A
r(アルゴン)ガス及びO2(酸素)が処理室2内に導
入され、処理室2内の圧力が40mTorrに設定され
る。またC4F8ガスの分圧は、0.5mTorr〜1.
5mTorrとなるように、適宜Ar(アルゴン)ガス
の流量が設定される。さらにO2(酸素)の量について
もC4F8ガスの1.5〜5倍となるように設定される。
ングプロセスに用いる処理ガスとして、C4F8ガス、A
r(アルゴン)ガス及びO2(酸素)が処理室2内に導
入され、処理室2内の圧力が40mTorrに設定され
る。またC4F8ガスの分圧は、0.5mTorr〜1.
5mTorrとなるように、適宜Ar(アルゴン)ガス
の流量が設定される。さらにO2(酸素)の量について
もC4F8ガスの1.5〜5倍となるように設定される。
【0039】こうした各ガスの設定により、処理容器3
の内壁に付着するデポを少なく抑えることができ、しか
も高いエッチングレートが得られる。またエッチャント
種を生成するC4F8ガスとCO(一酸化炭素)とを併用
した従来のエッチング方法と違って、本実施形態にかか
るエッチング方法では、COを用いていないので、安全
性も向上している。
の内壁に付着するデポを少なく抑えることができ、しか
も高いエッチングレートが得られる。またエッチャント
種を生成するC4F8ガスとCO(一酸化炭素)とを併用
した従来のエッチング方法と違って、本実施形態にかか
るエッチング方法では、COを用いていないので、安全
性も向上している。
【0040】また前記エッチング処理の際には、エッチ
ャント種を生成するガスとして、C4F8を用いたが、こ
れに代えてCHF3ガスを用い、その分圧を5mTor
r〜20mTorrに設定すると共に、CHF3ガス:
O2の比を1:4〜9に設定してエッチングしても、処
理容器3の内壁に付着するデポを少なく抑えることがで
き、しかも高いエッチングレートが得られる。もちろん
COを用いないので、作業上も安全である。
ャント種を生成するガスとして、C4F8を用いたが、こ
れに代えてCHF3ガスを用い、その分圧を5mTor
r〜20mTorrに設定すると共に、CHF3ガス:
O2の比を1:4〜9に設定してエッチングしても、処
理容器3の内壁に付着するデポを少なく抑えることがで
き、しかも高いエッチングレートが得られる。もちろん
COを用いないので、作業上も安全である。
【0041】
(第1実施例)前記実施形態で用いたエッチング装置1
を用いて、エッチングプロセスに用いるガスにC4F8ガ
ス/Ar(アルゴン)ガス/O2の混合ガスを使用し
て、C4F8ガスの流量を変化させたときの、エッチング
レートと排気中のイオン分析結果(Q−Massによる
イオン数)を図3のグラフに示す。なお処理室2内のプ
ロセス圧は40mTorrに維持し、Ar(アルゴン)
ガスの流量を560sccm、O2の流量を3sccm
に固定し、C4F8ガスの流量を変化させた。温度は、処
理室2内の下方が20℃、上方が30℃、被処理基板と
なる6インチ径のウエハWの温度は40℃である。高周
波電力については、上部電極51に対しては、周波数が
27.12MHzで2000Wの高周波電力を印加し、
一方下部電極となるサセプタ6に対しては周波数が0.
8MHzで900Wの高周波電力を印加した。
を用いて、エッチングプロセスに用いるガスにC4F8ガ
ス/Ar(アルゴン)ガス/O2の混合ガスを使用し
て、C4F8ガスの流量を変化させたときの、エッチング
レートと排気中のイオン分析結果(Q−Massによる
イオン数)を図3のグラフに示す。なお処理室2内のプ
ロセス圧は40mTorrに維持し、Ar(アルゴン)
ガスの流量を560sccm、O2の流量を3sccm
に固定し、C4F8ガスの流量を変化させた。温度は、処
理室2内の下方が20℃、上方が30℃、被処理基板と
なる6インチ径のウエハWの温度は40℃である。高周
波電力については、上部電極51に対しては、周波数が
27.12MHzで2000Wの高周波電力を印加し、
一方下部電極となるサセプタ6に対しては周波数が0.
8MHzで900Wの高周波電力を印加した。
【0042】この図3のグラフによれば、C4F8ガスの
流量が10sccm〜15sccmの間、即ち分圧比で
換算すると、10/(560+3+10)〜15/(5
60+3+15)つまり0.017〜0.026、分圧
で示すと0.69mTorr〜1.04mTorrの間
で、ほぼ650nm/min平均の高いエッチングレー
トが得られていることが確認できる。
流量が10sccm〜15sccmの間、即ち分圧比で
換算すると、10/(560+3+10)〜15/(5
60+3+15)つまり0.017〜0.026、分圧
で示すと0.69mTorr〜1.04mTorrの間
で、ほぼ650nm/min平均の高いエッチングレー
トが得られていることが確認できる。
【0043】またエッチャント種となるCF3 +イオンの
数は、デポ種となるCF+イオンの数よりも常に多くな
っており、CF3 +/CF+は、C4F8ガスの流量が10
sccmのときで1.74、C4F8ガスの流量が20s
ccmのときでも1.38という高い値が得られてい
る。従って、デポ種よりもエッチャント種の数が上回っ
て、デポが少なくかつ高いエッチングレートが得られる
エッチングを、ウエハW上の酸化シリコン系材料層に対
して実施できる。
数は、デポ種となるCF+イオンの数よりも常に多くな
っており、CF3 +/CF+は、C4F8ガスの流量が10
sccmのときで1.74、C4F8ガスの流量が20s
ccmのときでも1.38という高い値が得られてい
る。従って、デポ種よりもエッチャント種の数が上回っ
て、デポが少なくかつ高いエッチングレートが得られる
エッチングを、ウエハW上の酸化シリコン系材料層に対
して実施できる。
【0044】(第2実施例)一方、今度は前記実施形態
で用いたエッチング装置1を用いて、エッチングプロセ
スに用いるガスにC4F8ガス/Ar(アルゴン)ガス/
O2の混合ガスを使用して、O2の流量を変化させたとき
の、エッチングレートと排気中のイオン分析結果を図4
のグラフに示す。なお処理室2内のプロセス圧は40m
Torrに維持し、Ar(アルゴン)ガスの流量は56
0sccm、C4F8ガス流量は10sccmに固定し
た。他の条件は前記第1実施例と同一である。
で用いたエッチング装置1を用いて、エッチングプロセ
スに用いるガスにC4F8ガス/Ar(アルゴン)ガス/
O2の混合ガスを使用して、O2の流量を変化させたとき
の、エッチングレートと排気中のイオン分析結果を図4
のグラフに示す。なお処理室2内のプロセス圧は40m
Torrに維持し、Ar(アルゴン)ガスの流量は56
0sccm、C4F8ガス流量は10sccmに固定し
た。他の条件は前記第1実施例と同一である。
【0045】これによれば、O2の流量が2sccm〜
3sccmの間、即ちC4F8ガスとの比で換算すると、
C4F8ガス:O2=3.3〜5の間で、ほぼ650nm
/min平均の高いエッチングレートが得られているこ
とが確認できる。またCF3 +/CF+は、1.58〜
1.95となっており、デポが少なくかつ高いエッチン
グレートが得られるエッチングを、ウエハW上の酸化シ
リコン系材料層に対して実施できることが確認できる。
3sccmの間、即ちC4F8ガスとの比で換算すると、
C4F8ガス:O2=3.3〜5の間で、ほぼ650nm
/min平均の高いエッチングレートが得られているこ
とが確認できる。またCF3 +/CF+は、1.58〜
1.95となっており、デポが少なくかつ高いエッチン
グレートが得られるエッチングを、ウエハW上の酸化シ
リコン系材料層に対して実施できることが確認できる。
【0046】
【発明の効果】請求項1、2のエッチング方法によれ
ば、COを用いていないので、従来のCOを添加するエ
ッチングプロセスよりも安全性が向上している。しかも
O2によってエッチャントとなるCF3イオンとデポ種と
なるCFイオン比を適切にコントロールしているので、
デポの発生を抑えるとともCOを添加した従来のプロセ
スと同等以上の高速なエッチングレートが得られる。従
って、処理装置のチャンバー内のクリーニングサイクル
を従来より長くすることができ、またスループットも向
上させることが可能である。
ば、COを用いていないので、従来のCOを添加するエ
ッチングプロセスよりも安全性が向上している。しかも
O2によってエッチャントとなるCF3イオンとデポ種と
なるCFイオン比を適切にコントロールしているので、
デポの発生を抑えるとともCOを添加した従来のプロセ
スと同等以上の高速なエッチングレートが得られる。従
って、処理装置のチャンバー内のクリーニングサイクル
を従来より長くすることができ、またスループットも向
上させることが可能である。
【図1】本発明の実施の形態に用いたエッチング装置の
断面説明図である。
断面説明図である。
【図2】図1のエッチング装置における上部電極付近の
要部拡大説明図である。
要部拡大説明図である。
【図3】本発明の実施例に従って実施したエッチング方
法によるC4F8ガスの流量を変化させたときの、エッチ
ングレートと排気中のイオン分析結果を示すグラフであ
る。
法によるC4F8ガスの流量を変化させたときの、エッチ
ングレートと排気中のイオン分析結果を示すグラフであ
る。
【図4】本発明の実施例に従って実施したエッチング方
法によるO2の流量を変化させたときの、エッチングレ
ートと排気中のイオン分析結果を示すグラフである。
法によるO2の流量を変化させたときの、エッチングレ
ートと排気中のイオン分析結果を示すグラフである。
1 エッチング装置 2 処理室 3 処理容器 6 サセプタ 11 静電チャック 45、46、47 ガス供給源 51 上部電極 61 真空引き手段 63、66 高周波電源 W ウエハ
Claims (2)
- 【請求項1】 減圧自在な処理室内に所定の処理ガスを
導入し、所定の減圧度の下でこの処理室内にプラズマを
発生させて、この処理室内の被処理基板上の酸化シリコ
ン系材料層をエッチングする方法であって、処理ガスと
してC4F8ガスと希ガスとO2を用いると共に、C4F8
ガスのプロセス圧に対する分圧を0.5mTorr〜
1.5mTorr、C4F8ガス:O2の比を1:1.5
〜5に設定してエッチングすることを特徴とする、エッ
チング方法。 - 【請求項2】 減圧自在な処理室内に所定の処理ガスを
導入し、所定の減圧度の下でこの処理室内にプラズマを
発生させて、この処理室内の被処理基板上の酸化シリコ
ン系材料層をエッチングする方法であって、処理ガスと
してCHF3ガスと希ガスとO2を用いると共に、CHF
3ガスのプロセス圧に対する分圧を5mTorr〜20
mTorr、CHF3ガス:O2の比を1:4〜9に設定
してエッチングすることを特徴とする、エッチング方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302138A JPH09129611A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302138A JPH09129611A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129611A true JPH09129611A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17905372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7302138A Withdrawn JPH09129611A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129611A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910117A3 (en) * | 1997-06-27 | 1999-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Methods for protecting device components from chemical mechanical polish induced defects |
| JP2000077404A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-03-14 | Samsung Electronics Co Ltd | 絶縁膜形成方法 |
| WO2000041228A1 (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-13 | Tokyo Electron Yamanashi Limited | Method of plasma processing |
| JP2000200771A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-18 | Tokyo Electron Yamanashi Ltd | プラズマ処理方法 |
| US6200735B1 (en) | 1998-04-07 | 2001-03-13 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method for forming contact hole by dry etching |
| JP2002533949A (ja) * | 1998-12-28 | 2002-10-08 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマリアクタにおける穿孔プラズマ閉じ込めリング |
| JP2016500203A (ja) * | 2013-02-20 | 2016-01-07 | クックジェ エレクトリック コリア カンパニー リミテッド | 乾式気相蝕刻装置 |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP7302138A patent/JPH09129611A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910117A3 (en) * | 1997-06-27 | 1999-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Methods for protecting device components from chemical mechanical polish induced defects |
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| JP2002533949A (ja) * | 1998-12-28 | 2002-10-08 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマリアクタにおける穿孔プラズマ閉じ込めリング |
| US7183219B1 (en) | 1998-12-28 | 2007-02-27 | Tokyo Electron At Limited And Japan Science And Technology Corporation | Method of plasma processing |
| JP2010267981A (ja) * | 1998-12-28 | 2010-11-25 | Lam Res Corp | プラズマリアクタにおける穿孔プラズマ閉じ込めリング |
| JP5013632B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2012-08-29 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマリアクタにおける穿孔プラズマ閉じ込めリング |
| JP2016500203A (ja) * | 2013-02-20 | 2016-01-07 | クックジェ エレクトリック コリア カンパニー リミテッド | 乾式気相蝕刻装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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