JPS5825742B2 - プラズマエッチング処理方法及び処理装置 - Google Patents
プラズマエッチング処理方法及び処理装置Info
- Publication number
- JPS5825742B2 JPS5825742B2 JP16721679A JP16721679A JPS5825742B2 JP S5825742 B2 JPS5825742 B2 JP S5825742B2 JP 16721679 A JP16721679 A JP 16721679A JP 16721679 A JP16721679 A JP 16721679A JP S5825742 B2 JPS5825742 B2 JP S5825742B2
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- JP
- Japan
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- anode
- cathode
- etching
- plasma
- high frequency
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- 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.)
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラズマエツチング処理方法及び処理装置に係
り、特にアンダーカットの極めで少ないエツチングを行
うことができるリアクティブ・イオン・エツチングの処
理方法及び処理装置に関するものである。
り、特にアンダーカットの極めで少ないエツチングを行
うことができるリアクティブ・イオン・エツチングの処
理方法及び処理装置に関するものである。
リアクティブ・イオン・エツチングを行う処理装置（以
後ＲＩＥ装置とする）の一般的な模式図を第１図に示す
。
後ＲＩＥ装置とする）の一般的な模式図を第１図に示す
。
このＲＩＥ装置は、ペルジャー１内に接地された陽極２
とコンデンサＣを介して接地された陰極３とが設けられ
、例えば被処理物４を陰極３に設定して、排気口５より
ペルジャー１内を真空に引き、給気口６よりエッチャン
トガスを供給し、高周波電圧ｒ、ｆ、を陽極２と陰極３
間に印加してプラズマを発生させ、被処理物４のエツチ
ングを行うものである。
とコンデンサＣを介して接地された陰極３とが設けられ
、例えば被処理物４を陰極３に設定して、排気口５より
ペルジャー１内を真空に引き、給気口６よりエッチャン
トガスを供給し、高周波電圧ｒ、ｆ、を陽極２と陰極３
間に印加してプラズマを発生させ、被処理物４のエツチ
ングを行うものである。
上記のプラズマエツチングの原理は次の様に説明できる
。
。
ペルジャー１内は減圧状態でしかもエッチャントガスで
満たされている。
満たされている。
そして陽極２と陰極３間に高周波電圧ｒ、ｆ、を印加す
ることにより、両極間に放電が生じる。
ることにより、両極間に放電が生じる。
その際両極間では、電子とエッチャントガスによるイオ
ン（正のイオン）が高周波電圧ｒ、ｆ、による高周波の
電界に応じて運動する。
ン（正のイオン）が高周波電圧ｒ、ｆ、による高周波の
電界に応じて運動する。
ところが電子とイオンの移動度の違いから、電子は両極
間を上記の電界に応じて運動するのに対しイオンはほと
んど運動しない。
間を上記の電界に応じて運動するのに対しイオンはほと
んど運動しない。
そのため電子のみが高周波電圧ｒ、ｆ、に追従して両極
に流れ込むが、陽極２に到達した電子はそのままアース
に流れるのに対して、陰極３に到達した電子はコンデン
サＣによりアースと直流的に絶縁されているので極板上
に蓄積される。
に流れ込むが、陽極２に到達した電子はそのままアース
に流れるのに対して、陰極３に到達した電子はコンデン
サＣによりアースと直流的に絶縁されているので極板上
に蓄積される。
また両極間の中央付近では電子よりイオンの数が多くな
り正の電位を持つようになる。
り正の電位を持つようになる。
以上の事により、両極間のプラズマ電位（直流成分）は
第２図のグラフの様になる。
第２図のグラフの様になる。
つまり陽極２は接地されているので電位はＯｖで、両極
間には高周波電圧ｒ、ｆ、によりバイアス電圧Ｖｂｉａ
ｓだけの電位差があり、又両極付近では陽極電圧降下■
ヤ、陰極電圧降下Ｖ−が生じている。
間には高周波電圧ｒ、ｆ、によりバイアス電圧Ｖｂｉａ
ｓだけの電位差があり、又両極付近では陽極電圧降下■
ヤ、陰極電圧降下Ｖ−が生じている。
つまり被処理物４を陰極３に設定すると、陰極３の電位
勾配である陰極電圧降下■−により加速されたイオンが
被処理物４に電界方向に衝突しエツチングするので、エ
ツチングに方向性が生じ、アンダーカットのないエツチ
ングが行なわれる。
勾配である陰極電圧降下■−により加速されたイオンが
被処理物４に電界方向に衝突しエツチングするので、エ
ツチングに方向性が生じ、アンダーカットのないエツチ
ングが行なわれる。
陽極３に被処理物４を設定した場合も陽極電圧降下Ｖ＋
により同様にエツチングされるが、陽極電圧降下■１は
陰極電圧降下■−に比べてかなり小さいため、エツチン
グの方向は鈍くなり、さらにエツチング速度も遅くなる
。
により同様にエツチングされるが、陽極電圧降下■１は
陰極電圧降下■−に比べてかなり小さいため、エツチン
グの方向は鈍くなり、さらにエツチング速度も遅くなる
。
従来、被処理物４として所定のレジストパターンを形成
したウェハーを、陰極３に設定してアンダーカットなく
エツチングしていた。
したウェハーを、陰極３に設定してアンダーカットなく
エツチングしていた。
ところが、高周波電圧ｒ、ｆ、により所定のバイアス電
圧Ｖｂｉａｓを印加すると陰極電圧降下■−が過大なた
め、加速されたイオンのエネルギーで決まるスパッタ力
が強過ぎ、前記のレジストやウェハーが損傷を受けて正
常なエツチングが行なわれない欠点があった。
圧Ｖｂｉａｓを印加すると陰極電圧降下■−が過大なた
め、加速されたイオンのエネルギーで決まるスパッタ力
が強過ぎ、前記のレジストやウェハーが損傷を受けて正
常なエツチングが行なわれない欠点があった。
そこで上述の様な損傷を防ぐために、高周波電圧ｒ、ｆ
、を小さくしてバイアス電圧Ｖｂｉａｓを小さくするこ
とにより、陰極電圧降下■−を小さくしてスパッタ力を
弱めようとすると、高周波電圧ｒ、ｆ、により規定され
る両極間のプラズマ密度も小さくなり、ひいてはイオン
濃度が小さくなりエツチング速度が遅くなってしまう。
、を小さくしてバイアス電圧Ｖｂｉａｓを小さくするこ
とにより、陰極電圧降下■−を小さくしてスパッタ力を
弱めようとすると、高周波電圧ｒ、ｆ、により規定され
る両極間のプラズマ密度も小さくなり、ひいてはイオン
濃度が小さくなりエツチング速度が遅くなってしまう。
そのため損傷を防ぐ目的で安易に高周波電圧ｒ、ｆ、を
小さくするわけにはいかなかった。
小さくするわけにはいかなかった。
本発明は上記従来の欠点を除去し、プラズマ密度を規定
する高周波電圧ｒ、ｆ、とスパッタ力を規定するバイア
ス電圧Ｖｂｉａｓとを独立に制御し、特にプラズマ密度
を低くすることなくスパッタ力を弱くしてエツチングを
行うプラズマエツチング処理方法及びその処理装置を提
供することを目的とするものである。
する高周波電圧ｒ、ｆ、とスパッタ力を規定するバイア
ス電圧Ｖｂｉａｓとを独立に制御し、特にプラズマ密度
を低くすることなくスパッタ力を弱くしてエツチングを
行うプラズマエツチング処理方法及びその処理装置を提
供することを目的とするものである。
そしてその目的は本発明によれば、接地された陽極とコ
ンデンサを介して接地された陰極との間に高周波電圧を
印加してプラズマを発生させ、該陽極及び陰極のいずれ
か一方に設定した被処理物をエツチングするプラズマエ
ツチング処理方法において、前記被処理物を前記陽極に
付設し、前記高周波電圧と独立に前記陽極と陰極間のバ
イアス電圧を制御することを特徴とするプラズマエツチ
ング処理方法を提供し、さらにその処理方法を行なうプ
ラズマエツチング処理装置を提供することにより達成さ
れる。
ンデンサを介して接地された陰極との間に高周波電圧を
印加してプラズマを発生させ、該陽極及び陰極のいずれ
か一方に設定した被処理物をエツチングするプラズマエ
ツチング処理方法において、前記被処理物を前記陽極に
付設し、前記高周波電圧と独立に前記陽極と陰極間のバ
イアス電圧を制御することを特徴とするプラズマエツチ
ング処理方法を提供し、さらにその処理方法を行なうプ
ラズマエツチング処理装置を提供することにより達成さ
れる。
以下本発明の一実施例について図面に従って詳細に説明
する。
する。
第３図は本発明の一実施例であるプラズマエツチング処
理を行うＲＩＥ装置の模式図で、第１図の場合と比べて
、コイルＬと可変抵抗Ｒとを直列接続したバイアス制御
回路７がコンデンサＣと並列に設けられている点が異な
る。
理を行うＲＩＥ装置の模式図で、第１図の場合と比べて
、コイルＬと可変抵抗Ｒとを直列接続したバイアス制御
回路７がコンデンサＣと並列に設けられている点が異な
る。
このバイアス制御回路７を設けることにより、可変抵抗
Ｈの値により高周波電圧ｒ、ｆ、を変えることなく陽極
２と陰極３との間のバイアス電圧を制御することができ
る。
Ｈの値により高周波電圧ｒ、ｆ、を変えることなく陽極
２と陰極３との間のバイアス電圧を制御することができ
る。
今、第３図のＲＩＥ装置に対し一つの実験を示す。
その実験は、高周波電圧ｒ、ｆ、は３００■で一定にし
ておいて、可変抵抗Ｒを変化させることによりバイアス
電圧Ｖｂｉａｓを変化させ、その時の両極間中央部のプ
ラズマ電位Ｖｆ及びプラズマ密度ｎｐについて調べたも
のである。
ておいて、可変抵抗Ｒを変化させることによりバイアス
電圧Ｖｂｉａｓを変化させ、その時の両極間中央部のプ
ラズマ電位Ｖｆ及びプラズマ密度ｎｐについて調べたも
のである。
その時ペルジャー内はアルゴンガス（ん→を０．０７３
Ｔｏｒｒで、被処理物４は設定しなかった。
Ｔｏｒｒで、被処理物４は設定しなかった。
この実験の結果を以下に示す表と第４図のグラフに示し
ている。
ている。
上記の表及びそれに対応する第４図のグラフよりわかる
注目すべき点は、可変抵抗Ｒを変えることによりバイア
ス電圧Ｖｂｉａｓを変化させると、それに伴ってプラズ
マ電位Ｖｆも変化するが、プラズマ密度ｎｐは変化しな
い（実際には最低３．０×１０〜−最高４．６ Ｘ １
０８ｃｒｎ−３であるがその値の変化は明らかにバイア
ス電圧Ｖｂｉａｓに伴うものではない）という点である
。
注目すべき点は、可変抵抗Ｒを変えることによりバイア
ス電圧Ｖｂｉａｓを変化させると、それに伴ってプラズ
マ電位Ｖｆも変化するが、プラズマ密度ｎｐは変化しな
い（実際には最低３．０×１０〜−最高４．６ Ｘ １
０８ｃｒｎ−３であるがその値の変化は明らかにバイア
ス電圧Ｖｂｉａｓに伴うものではない）という点である
。
そして陰極電圧降下■−はほぼ一定であるが、陽極電圧
降下Ｗはプラズマ電位Ｖｆに等しいため、バイアス電圧
Ｖｂｉａｓに伴い変化している。
降下Ｗはプラズマ電位Ｖｆに等しいため、バイアス電圧
Ｖｂｉａｓに伴い変化している。
上述した様な第３図のプラズマエツチング処理装置であ
るＲＩＥ装置の性質を利用することにより本発明の目的
が達成される。
るＲＩＥ装置の性質を利用することにより本発明の目的
が達成される。
つまり被処理物４を陽極２に設定すれば、可変抵抗Ｒの
値を変えることにより、高周波電圧ｒ、ｆ、を変えるこ
となく陽極電圧降下ぬを変えることができるので、プラ
ズマ密度を変えることなくスパッタ力を変えることがで
きるわけである。
値を変えることにより、高周波電圧ｒ、ｆ、を変えるこ
となく陽極電圧降下ぬを変えることができるので、プラ
ズマ密度を変えることなくスパッタ力を変えることがで
きるわけである。
従ってエツチングレートの重要な要因であるプラズマ密
度（しいてはイオン濃度）は高周波電圧ｒ、ｆ、により
任意に選定することができ、被処理物への損傷の原因で
あるスパッタ力は可変抵抗Ｒにより任意に選定すること
ができる。
度（しいてはイオン濃度）は高周波電圧ｒ、ｆ、により
任意に選定することができ、被処理物への損傷の原因で
あるスパッタ力は可変抵抗Ｒにより任意に選定すること
ができる。
具体的に被処理物として、第５図のようにシリコン基板
１１上にＳｉＯ２膜を膜厚１０００人、さらにｐｏｌｙ
−ｓｉ膜１３を膜厚５０００人、その上にノボラック樹
脂よりなるレジストのパターン１４を膜厚１μ程度形成
したものを、第３図のＲＩＥ装置でエツチングを行った
。
１１上にＳｉＯ２膜を膜厚１０００人、さらにｐｏｌｙ
−ｓｉ膜１３を膜厚５０００人、その上にノボラック樹
脂よりなるレジストのパターン１４を膜厚１μ程度形成
したものを、第３図のＲＩＥ装置でエツチングを行った
。
その時の条件はエッチャントガスとしてＣＣｌ４を０．
０５ Ｔｏｒｒ、高周波電圧ｒ、ｆ。
０５ Ｔｏｒｒ、高周波電圧ｒ、ｆ。
は１０００ｖである。
まず被処理物を陰極に設定して可変抵抗Ｒ＝（１）にし
て、第１図の従来例と同じ条件でプラズマエツチングを
行うと、陰極電圧降下■−が約１１００ｖと大きく、レ
ジスト１４への損傷が生じて正常なエツチングが行えな
かった。
て、第１図の従来例と同じ条件でプラズマエツチングを
行うと、陰極電圧降下■−が約１１００ｖと大きく、レ
ジスト１４への損傷が生じて正常なエツチングが行えな
かった。
それに対し、被処理物４を陽極に設定して可変抵抗Ｒ＝
１０にΩにして、本発明を利用してプラズマエツチング
を行うと、陽極電圧降下■やが約５６０ｖで、レジスト
１４への損傷はなく正常なエツチングが行われた。
１０にΩにして、本発明を利用してプラズマエツチング
を行うと、陽極電圧降下■やが約５６０ｖで、レジスト
１４への損傷はなく正常なエツチングが行われた。
なお、被処理物のエツチングレートに関する要因として
プラズマ密度の他にスパッタ力も考えられる。
プラズマ密度の他にスパッタ力も考えられる。
そのため第３図のＲＩＥ装置によれば、可変抵抗Ｒによ
りスパッタ力を制御することによりエツチングレートも
制御することができ、さらにエツチングレートのスパツ
タカ依存性は被エツチング物の材料により異なるので、
スパッタ力を変えると材料間のエツチングレートの相対
的関係も変化させることができる。
りスパッタ力を制御することによりエツチングレートも
制御することができ、さらにエツチングレートのスパツ
タカ依存性は被エツチング物の材料により異なるので、
スパッタ力を変えると材料間のエツチングレートの相対
的関係も変化させることができる。
上述の具体例において可変抵抗Ｒ＝■とＲ＝１０にΩの
場合のエツチングレートは下の表の様になる。
場合のエツチングレートは下の表の様になる。
この表から分るように従来の場合（Ｒ＝ω）に比べてＲ
＝１０にΩの場合、Ｐｏ１ｙ−８ｉのレジストに対する
エツチングの選択比（レジストのエツチングレート／Ｐ
ｏ１ｙ−８ｉのエツチングレート）及びＰｏ１ｙ−８ｉ
のＳ ｉ０２に対する同選択比は約２倍程度大きくなっ
ている。
＝１０にΩの場合、Ｐｏ１ｙ−８ｉのレジストに対する
エツチングの選択比（レジストのエツチングレート／Ｐ
ｏ１ｙ−８ｉのエツチングレート）及びＰｏ１ｙ−８ｉ
のＳ ｉ０２に対する同選択比は約２倍程度大きくなっ
ている。
以上説明したように本発明によれば、プラズマ密度を規
定する高周波電圧ｒ、ｆ、とスパッタ力を規定するバイ
アス電圧Ｖｂｉａｓとを独立に制御できるので、プラズ
マ密度により規定されるエツチングレートを小さくする
ことなくスパッタ力を小さくして損傷のないエツチング
を行うことができる。
定する高周波電圧ｒ、ｆ、とスパッタ力を規定するバイ
アス電圧Ｖｂｉａｓとを独立に制御できるので、プラズ
マ密度により規定されるエツチングレートを小さくする
ことなくスパッタ力を小さくして損傷のないエツチング
を行うことができる。
また適当なバイアス電圧Ｖｂｉａｓを選ぶことによりよ
り良好な選択エツチングが可能になる。
り良好な選択エツチングが可能になる。
第１図は従来のプラズマエツチング処理装置の模式図。
第２図は第１図の装置の両極間のプラズマ電位を示すグ
ラフ。 第３図は本発明の一実施例であるプラズマエツチング処
理装置の模式図。 第４図は第３図の装置による実験結果のグラフ。 第５図は一例としての被処理物の断面図。 図中、１・・・・・・ペルジャー、２・・・・・・陽極
、３・・・・・・陰極、４・・・・・・被処理物、７・
・・・・・バイアス制御回路、Ｃ・・・・・・コンデン
サ、ｒ、ｆ、・・・・・・高周波電圧、Ｌ・・・・・・
コイル、Ｒ・・・・・・抵抗。
ラフ。 第３図は本発明の一実施例であるプラズマエツチング処
理装置の模式図。 第４図は第３図の装置による実験結果のグラフ。 第５図は一例としての被処理物の断面図。 図中、１・・・・・・ペルジャー、２・・・・・・陽極
、３・・・・・・陰極、４・・・・・・被処理物、７・
・・・・・バイアス制御回路、Ｃ・・・・・・コンデン
サ、ｒ、ｆ、・・・・・・高周波電圧、Ｌ・・・・・・
コイル、Ｒ・・・・・・抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 接地された陽極とコンデンサを介して接地された陰
極との間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、
該陽極及び陰極のいずれか一方に設定した被処理物をエ
ツチングするプラズマエツチング処理方法において、前
記被処理物を前記陽極に付設し、前記高周波電圧と独立
に前記陽極と陰極間のバイアス電圧を制御することを特
徴とするプラズマエツチング処理方法。 ２ 接地された陽極とコンデンサを介して接地された陰
極との間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、
該陽極及び陰極のいずれか一方に設定した被処理物をエ
ツチングするプラズマエツチング処理装置において、前
記被処理物を前記陽極に付設し、前記高周波電圧と独立
に前記陽極と陰極間のバイアス電圧を制御することを特
徴とするプラズマエツチング処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16721679A JPS5825742B2 (ja) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | プラズマエッチング処理方法及び処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16721679A JPS5825742B2 (ja) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | プラズマエッチング処理方法及び処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5690978A JPS5690978A (en) | 1981-07-23 |
| JPS5825742B2 true JPS5825742B2 (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=15845574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16721679A Expired JPS5825742B2 (ja) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | プラズマエッチング処理方法及び処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825742B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57210631A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-24 | Toshiba Corp | Reactive type ion etching method |
| JPS6077428A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Anelva Corp | スパツタリング装置 |
| US4496448A (en) * | 1983-10-13 | 1985-01-29 | At&T Bell Laboratories | Method for fabricating devices with DC bias-controlled reactive ion etching |
| JP2685196B2 (ja) * | 1988-01-18 | 1997-12-03 | 松下電器産業株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JPH08321484A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US8450635B2 (en) | 2007-03-30 | 2013-05-28 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for inducing DC voltage on wafer-facing electrode |
| US9536711B2 (en) | 2007-03-30 | 2017-01-03 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for DC voltage control on RF-powered electrode |
-
1979
- 1979-12-22 JP JP16721679A patent/JPS5825742B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5690978A (en) | 1981-07-23 |
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