JP2000299306A - 誘導結合型プラズマエッチング装置 - Google Patents
誘導結合型プラズマエッチング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化膜等をエッチングする際にエッチングマ
スクの有機系フォトレジスト膜に対する酸化膜の選択性
を向上させる構造を備えた誘導結合型プラズマエッチン
グ装置を提供する。 【解決手段】 本誘導結合型プラズマエッチング装置の
プロセスチャンバ３０は、従来の装置の構成に加えて、
天井壁３２から僅かに離隔して平行に延在するＳｉ又は
ＳｉＣからなるプレート３４と、プレート３４に４００
ＫＨｚから８００ＫＨｚの範囲の低周波数電圧を印加す
る低周波電源３６とを備えている。天井壁３２上に設け
られたスパイラル状の誘電コイルは、コイル形状、コイ
ル巻線の巻線数及び断面積が、従来の装置に設けた誘電
コイル１６と同じコイル形状及び巻線数であるものの、
幅Ｗが高さＨより長い断面形状を備えている。エッチン
グ中、プレート３６に低周波電圧を印加することによ
り、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとして酸
化膜をエッチングする際にも、有機系フォトレジスト膜
に対する酸化膜の選択性が向上し、所望のパターンで精
度高く酸化膜をパターニングすることができる。
スクの有機系フォトレジスト膜に対する酸化膜の選択性
を向上させる構造を備えた誘導結合型プラズマエッチン
グ装置を提供する。 【解決手段】 本誘導結合型プラズマエッチング装置の
プロセスチャンバ３０は、従来の装置の構成に加えて、
天井壁３２から僅かに離隔して平行に延在するＳｉ又は
ＳｉＣからなるプレート３４と、プレート３４に４００
ＫＨｚから８００ＫＨｚの範囲の低周波数電圧を印加す
る低周波電源３６とを備えている。天井壁３２上に設け
られたスパイラル状の誘電コイルは、コイル形状、コイ
ル巻線の巻線数及び断面積が、従来の装置に設けた誘電
コイル１６と同じコイル形状及び巻線数であるものの、
幅Ｗが高さＨより長い断面形状を備えている。エッチン
グ中、プレート３６に低周波電圧を印加することによ
り、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとして酸
化膜をエッチングする際にも、有機系フォトレジスト膜
に対する酸化膜の選択性が向上し、所望のパターンで精
度高く酸化膜をパターニングすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導結合型プラズ
マ（ＩＣＰ）エッチング装置に関し、更に詳細には、酸
化膜をエッチングする際に、有機系フォトレジスト膜に
対する酸化膜の選択性を向上させる構成を備えた誘導結
合型プラズマエッチング装置に関するものである。
マ（ＩＣＰ）エッチング装置に関し、更に詳細には、酸
化膜をエッチングする際に、有機系フォトレジスト膜に
対する酸化膜の選択性を向上させる構成を備えた誘導結
合型プラズマエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エッチング装置は、半導体装置の製造過
程で、最も頻繁に使用される装置の一つであって、例え
ば配線層、絶縁膜等のパターニングを行うために多用さ
れている。エッチング装置には、種々の型式があるもの
の、近年、低い高周波出力で高密度の大口径プラズマを
比較的容易に生成できる誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）
エッチング装置が、注目されている。誘導結合型プラズ
マエッチング装置とは、アンテナ（誘電コイル）を流れ
る電流により生じるインダクティブな近接場によって放
電させ、チャンバ内にプラズマを生成する方式のエッチ
ング装置である。
程で、最も頻繁に使用される装置の一つであって、例え
ば配線層、絶縁膜等のパターニングを行うために多用さ
れている。エッチング装置には、種々の型式があるもの
の、近年、低い高周波出力で高密度の大口径プラズマを
比較的容易に生成できる誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）
エッチング装置が、注目されている。誘導結合型プラズ
マエッチング装置とは、アンテナ（誘電コイル）を流れ
る電流により生じるインダクティブな近接場によって放
電させ、チャンバ内にプラズマを生成する方式のエッチ
ング装置である。
【０００３】ここで、図４及び図５を参照して、従来の
誘導結合型プラズマエッチング装置の構成を説明する。
図４は従来の誘導結合型プラズマエッチング装置の構成
を示す模式的断面図、図５（ａ）は誘電コイルの平面
図、及び図５（ｂ）は図５（ａ）の線Ｉ−Ｉでの断面図
である。誘導結合型プラズマエッチング装置（以下、エ
ッチング装置と言う）１０は、図４に示すように、ウエ
ハＷを収容した内部にプラズマを生成させるプロセスチ
ャンバ１２と、プロセスチャンバ１２の天井壁１４上に
配置されているスパイラル・アンテナ状の誘電コイル１
６と、誘電コイル１６に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧
を印加する第１の高周波電源１８とを備えている。
誘導結合型プラズマエッチング装置の構成を説明する。
図４は従来の誘導結合型プラズマエッチング装置の構成
を示す模式的断面図、図５（ａ）は誘電コイルの平面
図、及び図５（ｂ）は図５（ａ）の線Ｉ−Ｉでの断面図
である。誘導結合型プラズマエッチング装置（以下、エ
ッチング装置と言う）１０は、図４に示すように、ウエ
ハＷを収容した内部にプラズマを生成させるプロセスチ
ャンバ１２と、プロセスチャンバ１２の天井壁１４上に
配置されているスパイラル・アンテナ状の誘電コイル１
６と、誘電コイル１６に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧
を印加する第１の高周波電源１８とを備えている。
【０００４】プラズマチャンバ１２の天井壁１４は、誘
電体、例えば石英のプレートで形成され、側壁１５は表
面がアルマイト処理されたアルミニウム壁で形成されて
いる。誘電コイル１６は、銅（Ｃｕ）で、図５（ａ）に
示すように、円形渦巻き状、又は矩形渦巻き状（図示せ
ず）の平面コイルとして形成されている。また、誘電コ
イル１６のコイル巻線は、図５（ｂ）に示すように、高
さＨが幅Ｗより高い断面形状を有する。本例では、誘電
コイル１６の各コイル巻線の幅Ｗが異なっているが、同
じ幅のコイル巻線を有するものもある。
電体、例えば石英のプレートで形成され、側壁１５は表
面がアルマイト処理されたアルミニウム壁で形成されて
いる。誘電コイル１６は、銅（Ｃｕ）で、図５（ａ）に
示すように、円形渦巻き状、又は矩形渦巻き状（図示せ
ず）の平面コイルとして形成されている。また、誘電コ
イル１６のコイル巻線は、図５（ｂ）に示すように、高
さＨが幅Ｗより高い断面形状を有する。本例では、誘電
コイル１６の各コイル巻線の幅Ｗが異なっているが、同
じ幅のコイル巻線を有するものもある。
【０００５】また、プロセスチャンバ１２内には、ウエ
ハＷを載置させると共に電極としても機能するウエハス
テージ２０が設けられている。ウエハステージ２０に
は、２〜４ＭＨｚの高周波電圧を印加する第２の高周波
電源２２が設けてある。また、プロセスチャンバ１２の
側周は、天井壁１４に平行な方向の磁界を生成する多数
個の電磁石２４によって取り囲まれていて、電磁石２４
により生成する磁界により、プロセスチャンバ１２内に
生成したプラズマを所定の空間に閉じ込める。
ハＷを載置させると共に電極としても機能するウエハス
テージ２０が設けられている。ウエハステージ２０に
は、２〜４ＭＨｚの高周波電圧を印加する第２の高周波
電源２２が設けてある。また、プロセスチャンバ１２の
側周は、天井壁１４に平行な方向の磁界を生成する多数
個の電磁石２４によって取り囲まれていて、電磁石２４
により生成する磁界により、プロセスチャンバ１２内に
生成したプラズマを所定の空間に閉じ込める。
【０００６】反応ガスは、ガス導入管２６から環状の導
入口２７を介してプロセスチャンバ１２内に導入され
る。反応ガスは、プロセスチャンバ１２内で誘電コイル
１６の電界によってプラズマに転化し、プラズマ処理に
寄与する。次いで、反応ガスは、プロセスチャンバ１２
を取り囲むように設けられた排気ダクト２９に環状の排
気口２８を介して流出し、排気ダクト２９に接続された
真空排気装置（図示せず）により外部に排気される。プ
ロセスチャンバ１２は真空排気装置によって排気され、
プロセスチャンバ１２内の圧力は、通常、５ｍTorrから
５０ｍTorr程度で使われることが多い。
入口２７を介してプロセスチャンバ１２内に導入され
る。反応ガスは、プロセスチャンバ１２内で誘電コイル
１６の電界によってプラズマに転化し、プラズマ処理に
寄与する。次いで、反応ガスは、プロセスチャンバ１２
を取り囲むように設けられた排気ダクト２９に環状の排
気口２８を介して流出し、排気ダクト２９に接続された
真空排気装置（図示せず）により外部に排気される。プ
ロセスチャンバ１２は真空排気装置によって排気され、
プロセスチャンバ１２内の圧力は、通常、５ｍTorrから
５０ｍTorr程度で使われることが多い。
【０００７】誘導結合型プラズマエッチング装置１０を
使って、例えばウエハＷ上に形成されている、ＳｉＯ2
膜、ＢＰＳＧ膜、ＴＥＯＳ膜等のシリコン系の酸化膜を
エッチングし、コンタクトホールを開口する際には、通
常、有機系フォトレジスト膜でエッチングマスクを形成
し、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとして使
用している。
使って、例えばウエハＷ上に形成されている、ＳｉＯ2
膜、ＢＰＳＧ膜、ＴＥＯＳ膜等のシリコン系の酸化膜を
エッチングし、コンタクトホールを開口する際には、通
常、有機系フォトレジスト膜でエッチングマスクを形成
し、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとして使
用している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の誘導結合型エッチング装置には、以下のような問題が
あった。第１の問題は、従来の誘導結合型エッチング装
置を使用し、フロロカーボン系のガスを反応ガスとして
使って、基板上に形成されたシリコン系酸化膜にコンタ
クトホールを開口する際、エッチングマスク材として最
も一般的な有機系フォトレジスト材を使用すると、有機
系フォトレジスト膜に対する酸化膜の選択性が、他の形
式のエッチング装置、例えば平行平板型エッチング、Ｅ
ＣＲ型エッチング装置等の場合に比べて悪いということ
である。これは、フォトレジスト膜自体の材質の問題で
はなく、誘導結合型エッチング装置に特有の問題と思わ
れる。酸化膜の選択性が悪いために、エッチングマスク
のパターン開口がエッチングされて拡大し、所望のパタ
ーンで精度良くコンタクトホールを酸化膜に開口するこ
とが難しかった。
の誘導結合型エッチング装置には、以下のような問題が
あった。第１の問題は、従来の誘導結合型エッチング装
置を使用し、フロロカーボン系のガスを反応ガスとして
使って、基板上に形成されたシリコン系酸化膜にコンタ
クトホールを開口する際、エッチングマスク材として最
も一般的な有機系フォトレジスト材を使用すると、有機
系フォトレジスト膜に対する酸化膜の選択性が、他の形
式のエッチング装置、例えば平行平板型エッチング、Ｅ
ＣＲ型エッチング装置等の場合に比べて悪いということ
である。これは、フォトレジスト膜自体の材質の問題で
はなく、誘導結合型エッチング装置に特有の問題と思わ
れる。酸化膜の選択性が悪いために、エッチングマスク
のパターン開口がエッチングされて拡大し、所望のパタ
ーンで精度良くコンタクトホールを酸化膜に開口するこ
とが難しかった。
【０００９】第２の問題は、酸化膜の選択性が悪いの
は、特にウエハ周辺部であって、しかも、フォトレジス
ト膜又は絶縁膜と反応ガスとの反応生成物が、プロセス
チャンバの側壁にデポジションとなって堆積し易いとい
う問題である。そのために、多数枚のウエハのエッチン
グ加工を重ねるうちに、堆積した反応生成物は、エッチ
ング中に側壁から剥離してパーティクルとなってウエハ
上に落下し、後の工程の支障となっている。
は、特にウエハ周辺部であって、しかも、フォトレジス
ト膜又は絶縁膜と反応ガスとの反応生成物が、プロセス
チャンバの側壁にデポジションとなって堆積し易いとい
う問題である。そのために、多数枚のウエハのエッチン
グ加工を重ねるうちに、堆積した反応生成物は、エッチ
ング中に側壁から剥離してパーティクルとなってウエハ
上に落下し、後の工程の支障となっている。
【００１０】第３の問題は、プロセスチャンバの側壁の
温度が高くなり、例えば１５０℃以上に上昇し、アルマ
イト処理したプロセスチャンバ側壁に亀裂が入ったり、
更にはエッチング終了後に、ウエハをプロセスチャンバ
から取り出す際、プロセスチャンバの降温に時間を要す
るという問題である。
温度が高くなり、例えば１５０℃以上に上昇し、アルマ
イト処理したプロセスチャンバ側壁に亀裂が入ったり、
更にはエッチング終了後に、ウエハをプロセスチャンバ
から取り出す際、プロセスチャンバの降温に時間を要す
るという問題である。
【００１１】そこで、本発明の目的は、第１には、シリ
コン系酸化膜、例えばＳｉＯ2 膜、ＢＰＳＧ膜等をエッ
チングする際にエッチングマスクの有機系フォトレジス
ト膜に対する酸化膜の選択性を向上させる構造を備え、
第２には、プロセスチャンバ側壁に反応生成物の堆積を
抑制し、更に、第３には、プロセスチャンバ側壁の温度
上昇を抑制するようにした、誘導結合型エッチング装置
を提供することである。
コン系酸化膜、例えばＳｉＯ2 膜、ＢＰＳＧ膜等をエッ
チングする際にエッチングマスクの有機系フォトレジス
ト膜に対する酸化膜の選択性を向上させる構造を備え、
第２には、プロセスチャンバ側壁に反応生成物の堆積を
抑制し、更に、第３には、プロセスチャンバ側壁の温度
上昇を抑制するようにした、誘導結合型エッチング装置
を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、第１の問題
の発生原因を調べて、次のような解決策を見い出した。
即ち、第１の問題の発生原因は、エッチングガスとして
導入されたフロロカーボン系のガスが、プラズマ中でラ
ジカルやイオンに解離する際、Ｆ成分が多いＣＦX ラジ
カル、例えばＣＦ4 ラジカル、及びＣＦ Xイオン、例え
ばＣＦ4 イオン等に解離するために、プラズマ中で、Ｆ
成分が多いＣＦX ラジカル及びＣＦ Xイオンの割合が多
くなるからである。逆に、Ｆ成分の比較的少ないラジカ
ル及びイオンがプラズマ中で増加すると、フォトレジス
ト膜の酸化膜に対する選択性が向上することを判った。
そこで、本発明者は、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン
をフォトレジスト膜とは別のもの、例えばＳｉと積極的
に反応させることを着想し、研究して本発明を完成する
に到った。
の発生原因を調べて、次のような解決策を見い出した。
即ち、第１の問題の発生原因は、エッチングガスとして
導入されたフロロカーボン系のガスが、プラズマ中でラ
ジカルやイオンに解離する際、Ｆ成分が多いＣＦX ラジ
カル、例えばＣＦ4 ラジカル、及びＣＦ Xイオン、例え
ばＣＦ4 イオン等に解離するために、プラズマ中で、Ｆ
成分が多いＣＦX ラジカル及びＣＦ Xイオンの割合が多
くなるからである。逆に、Ｆ成分の比較的少ないラジカ
ル及びイオンがプラズマ中で増加すると、フォトレジス
ト膜の酸化膜に対する選択性が向上することを判った。
そこで、本発明者は、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン
をフォトレジスト膜とは別のもの、例えばＳｉと積極的
に反応させることを着想し、研究して本発明を完成する
に到った。
【００１３】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係る誘導結合型プラズマエッチング
装置は、プラズマが発生するエッチングチャンバと、エ
ッチングチャンバの天井壁上に設けられたスパイラル状
の誘電コイルと、誘電コイルに高周波電圧を印加する高
周波電源とを備え、エッチングチャンバ内に収容したウ
エハにプラズマエッチングを施す誘導結合型プラズマエ
ッチング装置において、Ｓｉ又はＳｉＣからなるプレー
トを天井壁の直下に備えるか、又は天井壁の少なくとも
一部ををＳｉ又はＳｉＣからなるプレートで形成し、か
つ誘電コイルのコイル巻線の断面の幅が、断面の高さよ
り広いことを特徴としている。
基づいて、本発明に係る誘導結合型プラズマエッチング
装置は、プラズマが発生するエッチングチャンバと、エ
ッチングチャンバの天井壁上に設けられたスパイラル状
の誘電コイルと、誘電コイルに高周波電圧を印加する高
周波電源とを備え、エッチングチャンバ内に収容したウ
エハにプラズマエッチングを施す誘導結合型プラズマエ
ッチング装置において、Ｓｉ又はＳｉＣからなるプレー
トを天井壁の直下に備えるか、又は天井壁の少なくとも
一部ををＳｉ又はＳｉＣからなるプレートで形成し、か
つ誘電コイルのコイル巻線の断面の幅が、断面の高さよ
り広いことを特徴としている。
【００１４】本発明では、天井壁の少なくとも一部をＳ
ｉ又はＳｉＣで形成し、又は天井壁の下にＳｉ又はＳｉ
Ｃからなるプレートを設けている。そして、誘電コイル
のコイル巻線の断面の幅を断面の高さより広くして、誘
電コイル中の電荷によって生じる静電場を介して放電す
る機能を高めることにより、プラズマ中の容量結合プラ
ズマ成分を増大させている。容量結合プラズマ成分の増
大により、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン中のＦがＳ
ｉと反応し易くなり、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン
が天井壁又はプレートのＳｉとの反応により消費され、
減少するので、結果的にＦ成分の少ないラジカル及びイ
オンが相対的に増加し、有機系フォトレジスト膜に対す
る酸化膜の選択性が向上する。Ｓｉは、単結晶シリコン
でも、多結晶シリコンでも良い。また、誘電コイルのコ
イル巻線の所要断面積とコイル巻線の巻数とは、所望の
プラズマ密度とプラズマ分布により決めればよい。
ｉ又はＳｉＣで形成し、又は天井壁の下にＳｉ又はＳｉ
Ｃからなるプレートを設けている。そして、誘電コイル
のコイル巻線の断面の幅を断面の高さより広くして、誘
電コイル中の電荷によって生じる静電場を介して放電す
る機能を高めることにより、プラズマ中の容量結合プラ
ズマ成分を増大させている。容量結合プラズマ成分の増
大により、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン中のＦがＳ
ｉと反応し易くなり、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン
が天井壁又はプレートのＳｉとの反応により消費され、
減少するので、結果的にＦ成分の少ないラジカル及びイ
オンが相対的に増加し、有機系フォトレジスト膜に対す
る酸化膜の選択性が向上する。Ｓｉは、単結晶シリコン
でも、多結晶シリコンでも良い。また、誘電コイルのコ
イル巻線の所要断面積とコイル巻線の巻数とは、所望の
プラズマ密度とプラズマ分布により決めればよい。
【００１５】本発明の好適な実施態様では、前記高周波
電源より周波数の低い低周波電源、例えば６００ＫＨｚ
から８００ＫＨｚ程度の低周波電源を備え、低周波電圧
を天井壁に印加する。前記高周波電源より周波数の低い
低周波電源を備え、低周波電圧をＳｉ又はＳｉＣで形成
された天井壁又はプレートに印加することにより、一
層、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン中のＦと、天井壁
又はプレート中のＳｉとの反応を促進することができ
る。
電源より周波数の低い低周波電源、例えば６００ＫＨｚ
から８００ＫＨｚ程度の低周波電源を備え、低周波電圧
を天井壁に印加する。前記高周波電源より周波数の低い
低周波電源を備え、低周波電圧をＳｉ又はＳｉＣで形成
された天井壁又はプレートに印加することにより、一
層、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン中のＦと、天井壁
又はプレート中のＳｉとの反応を促進することができ
る。
【００１６】更に、本発明者は、第２の問題の発生原因
を調べ、次のことを見い出した。即ち、ウエハの周辺部
では、反応ガスがフォトレジスト膜又は絶縁膜と反応し
て生成する反応生成物の存在時間（レジデンスタイム）
が、ウエハ中央領域に比べて、短く、プロセスチャンバ
の側壁に付着し易いことが判った。そこで、第１の問題
と同様に、側壁の少なくとも一部をＳｉ又はＳｉＣで形
成して、Ｆ成分が多いラジカル及びイオンを積極的にＳ
ｉと反応させることにより、反応生成物の生成量を減少
させ、側壁への付着量を少なくすることを着想し、更に
研究して、第２の問題を解決するに到った。
を調べ、次のことを見い出した。即ち、ウエハの周辺部
では、反応ガスがフォトレジスト膜又は絶縁膜と反応し
て生成する反応生成物の存在時間（レジデンスタイム）
が、ウエハ中央領域に比べて、短く、プロセスチャンバ
の側壁に付着し易いことが判った。そこで、第１の問題
と同様に、側壁の少なくとも一部をＳｉ又はＳｉＣで形
成して、Ｆ成分が多いラジカル及びイオンを積極的にＳ
ｉと反応させることにより、反応生成物の生成量を減少
させ、側壁への付着量を少なくすることを着想し、更に
研究して、第２の問題を解決するに到った。
【００１７】上述の知見に基づいて、本発明に係る誘導
結合型プラズマエッチング装置の好適な実施態様は、エ
ッチングチャンバの側壁の少なくとも一部がＳｉ又はＳ
ｉＣで形成されている。更に好適には、エッチングチャ
ンバのＳｉ又はＳｉＣで形成されている側壁に前記低周
波電源から低周波電圧を印加するか、又は前記低周波電
源とは別に、前記高周波電源より周波数の低い第２の低
周波電源を備え、エッチングチャンバのＳｉ又はＳｉＣ
で形成されている側壁に第２の低周波電源から低周波電
圧を印加する。天井壁と同様に側壁にバイアス電圧を印
加することにより、一層、Ｆ成分が多いラジカル及びイ
オン中のＦと、側壁中のＳｉとの反応を促進することが
でき、側壁に付着する反応生成物の量を減少させること
ができる。
結合型プラズマエッチング装置の好適な実施態様は、エ
ッチングチャンバの側壁の少なくとも一部がＳｉ又はＳ
ｉＣで形成されている。更に好適には、エッチングチャ
ンバのＳｉ又はＳｉＣで形成されている側壁に前記低周
波電源から低周波電圧を印加するか、又は前記低周波電
源とは別に、前記高周波電源より周波数の低い第２の低
周波電源を備え、エッチングチャンバのＳｉ又はＳｉＣ
で形成されている側壁に第２の低周波電源から低周波電
圧を印加する。天井壁と同様に側壁にバイアス電圧を印
加することにより、一層、Ｆ成分が多いラジカル及びイ
オン中のＦと、側壁中のＳｉとの反応を促進することが
でき、側壁に付着する反応生成物の量を減少させること
ができる。
【００１８】第３の問題を解決するために、本発明に係
る誘導結合型プラズマエッチング装置の好適な実施態様
は、エッチングチャンバの側壁を１００℃より低い温度
に冷却する冷却手段を備えている。冷却手段は、例えば
プロセスチャンバを取り巻くジャケットを設け、冷却水
又は冷却空気をジャケット内に送ってプロセスチャンバ
を冷却する。
る誘導結合型プラズマエッチング装置の好適な実施態様
は、エッチングチャンバの側壁を１００℃より低い温度
に冷却する冷却手段を備えている。冷却手段は、例えば
プロセスチャンバを取り巻くジャケットを設け、冷却水
又は冷却空気をジャケット内に送ってプロセスチャンバ
を冷却する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る誘導結合型プラズマエッ
チング装置の実施形態の一例であって、図１は本実施形
態例の誘導結合型プラズマエッチング装置の要部の構成
を示す模式図、図２は誘電コイルの拡大断面図である。
図１、図２、及び図３に示す部位、部品のうち、図４及
び図５と同じものには、同じ符号を付して、その説明を
省略する。本実施形態例の誘導結合型プラズマエッチン
グ装置（以下、簡単にエッチング装置という）のプロセ
スチャンバ３０は、図４に示す従来の誘導結合型プラズ
マエッチング装置１０の構成に加えて、図１に示すよう
に、天井壁３２から僅かに離隔して平行に延在するＳｉ
又はＳｉＣからなるプレート３４と、プレート３４に４
００ＫＨｚから８００ＫＨｚの範囲の低周波数電圧を印
加する低周波電源３６とを備えている。プレート３４を
設ける代わりに、天井壁３２自体をＳｉ又はＳｉＣで形
成して良い。
例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明
する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る誘導結合型プラズマエッ
チング装置の実施形態の一例であって、図１は本実施形
態例の誘導結合型プラズマエッチング装置の要部の構成
を示す模式図、図２は誘電コイルの拡大断面図である。
図１、図２、及び図３に示す部位、部品のうち、図４及
び図５と同じものには、同じ符号を付して、その説明を
省略する。本実施形態例の誘導結合型プラズマエッチン
グ装置（以下、簡単にエッチング装置という）のプロセ
スチャンバ３０は、図４に示す従来の誘導結合型プラズ
マエッチング装置１０の構成に加えて、図１に示すよう
に、天井壁３２から僅かに離隔して平行に延在するＳｉ
又はＳｉＣからなるプレート３４と、プレート３４に４
００ＫＨｚから８００ＫＨｚの範囲の低周波数電圧を印
加する低周波電源３６とを備えている。プレート３４を
設ける代わりに、天井壁３２自体をＳｉ又はＳｉＣで形
成して良い。
【００２０】また、天井壁３２上に設けられたスパイラ
ル状の誘電コイル３８は、コイル形状、コイル巻線の巻
線数及び断面積が、従来のエッチング装置１０に設けた
誘電コイル１６と同じコイル形状及び巻線数であるもの
の、幅Ｗが高さＨより広い断面形状を備えている。本実
施形態例では、コイルの巻線数は３、コイル巻線の断面
積は１．５cm2 、幅Ｗは１．５cmで、高さＨは１．０cm
である。
ル状の誘電コイル３８は、コイル形状、コイル巻線の巻
線数及び断面積が、従来のエッチング装置１０に設けた
誘電コイル１６と同じコイル形状及び巻線数であるもの
の、幅Ｗが高さＨより広い断面形状を備えている。本実
施形態例では、コイルの巻線数は３、コイル巻線の断面
積は１．５cm2 、幅Ｗは１．５cmで、高さＨは１．０cm
である。
【００２１】本実施形態例では、以上の構成を備え、エ
ッチング中、プレート３６に低周波電圧を印加すること
により、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとし
てＳｉＯ2 膜、ＢＯＳＧ膜、ＴＥＯＳ膜等の酸化膜をエ
ッチングする際にも、有機系フォトレジスト膜に対する
酸化膜の選択性が向上し、所望のパターンで精度高く酸
化膜をパターニングすることができる。
ッチング中、プレート３６に低周波電圧を印加すること
により、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとし
てＳｉＯ2 膜、ＢＯＳＧ膜、ＴＥＯＳ膜等の酸化膜をエ
ッチングする際にも、有機系フォトレジスト膜に対する
酸化膜の選択性が向上し、所望のパターンで精度高く酸
化膜をパターニングすることができる。
【００２２】実施形態例２ 本実施形態例は、本発明に係るエッチング装置の実施形
態の別の例であって、図３は本実施形態例のエッチング
装置の要部の構成を示す模式図である。本実施形態例の
エッチング装置のプロセスチャンバ４０は、実施形態例
１の構成に加えて、更に、側壁４２がＳｉ又はＳｉＣで
形成されている。また、側壁４２に４００ＫＨｚから８
００ＫＨｚの範囲の低周波数電圧を印加する第２の低周
波電源４４と、側壁４２を常温に冷却するための空冷式
の冷却器４６とを備えている。冷却器４６は、側壁４２
の周りに設けられたジャケット内に冷却空気を流すこと
により、プロセスチャンバ４０を冷却するようになって
いる。尚、第２の低周波電源４４を設ける代わりに、低
周波電源３６から側壁４２に低周波電圧を印加しても良
い。
態の別の例であって、図３は本実施形態例のエッチング
装置の要部の構成を示す模式図である。本実施形態例の
エッチング装置のプロセスチャンバ４０は、実施形態例
１の構成に加えて、更に、側壁４２がＳｉ又はＳｉＣで
形成されている。また、側壁４２に４００ＫＨｚから８
００ＫＨｚの範囲の低周波数電圧を印加する第２の低周
波電源４４と、側壁４２を常温に冷却するための空冷式
の冷却器４６とを備えている。冷却器４６は、側壁４２
の周りに設けられたジャケット内に冷却空気を流すこと
により、プロセスチャンバ４０を冷却するようになって
いる。尚、第２の低周波電源４４を設ける代わりに、低
周波電源３６から側壁４２に低周波電圧を印加しても良
い。
【００２３】本実施形態例は、以上の構成を備え、エッ
チング中、側壁４２に低周波電圧を印加し、かつ冷却器
４６を作動させることにより、実施形態例１の効果に加
えて、以下の効果を奏する。 １）側壁４２に付着する反応生成物の量が減少する。 ２）側壁４２の温度が常温に維持されているので、側壁
４２の温度上昇による損傷が防止される。 ３）側壁４２の温度が常温に維持されているので、エッ
チング終了後のウエハの取り出しに当たり、冷却時間が
短くなるので、エッチング作業の能率が向上する。
チング中、側壁４２に低周波電圧を印加し、かつ冷却器
４６を作動させることにより、実施形態例１の効果に加
えて、以下の効果を奏する。 １）側壁４２に付着する反応生成物の量が減少する。 ２）側壁４２の温度が常温に維持されているので、側壁
４２の温度上昇による損傷が防止される。 ３）側壁４２の温度が常温に維持されているので、エッ
チング終了後のウエハの取り出しに当たり、冷却時間が
短くなるので、エッチング作業の能率が向上する。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、Ｓｉ又はＳｉＣからな
るプレートを天井壁の直下に備えるか、又は天井壁をＳ
ｉ又はＳｉＣからなるプレートで形成し、かつ誘電コイ
ルのコイル巻線の断面の幅を断面の高さより大きくする
ことにより、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン中のＦ
が、天井壁又はプレート中のＳｉと反応し易くなり、Ｆ
成分が多いラジカル及びイオンが反応により消費され、
減少するので、結果的にＦ成分の少ないラジカル及びイ
オンが相対的に増加し、有機系フォトレジスト膜に対す
る酸化膜の選択性が向上する。更には、エッチングチャ
ンバの側壁の少なくとも一部をＳｉ又はＳｉＣで形成
し、側壁に低周波電圧を印加することにより、Ｆ成分が
多いラジカル及びイオン中のＦと、側壁中のＳｉとの反
応を促進することができ、側壁に付着する反応生成物の
量を減少させることができる。
るプレートを天井壁の直下に備えるか、又は天井壁をＳ
ｉ又はＳｉＣからなるプレートで形成し、かつ誘電コイ
ルのコイル巻線の断面の幅を断面の高さより大きくする
ことにより、Ｆ成分が多いラジカル及びイオン中のＦ
が、天井壁又はプレート中のＳｉと反応し易くなり、Ｆ
成分が多いラジカル及びイオンが反応により消費され、
減少するので、結果的にＦ成分の少ないラジカル及びイ
オンが相対的に増加し、有機系フォトレジスト膜に対す
る酸化膜の選択性が向上する。更には、エッチングチャ
ンバの側壁の少なくとも一部をＳｉ又はＳｉＣで形成
し、側壁に低周波電圧を印加することにより、Ｆ成分が
多いラジカル及びイオン中のＦと、側壁中のＳｉとの反
応を促進することができ、側壁に付着する反応生成物の
量を減少させることができる。
【図１】実施形態例１の誘導結合型プラズマエッチング
装置の要部の構成を示す模式図である。
装置の要部の構成を示す模式図である。
【図２】誘電コイルの拡大断面図である。
【図３】実施形態例２の誘導結合型プラズマエッチング
装置の要部の構成を示す模式図である。
装置の要部の構成を示す模式図である。
【図４】従来の誘導結合型プラズマエッチング装置の構
成を示す模式的断面図である。
成を示す模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）は誘電コイルの平面図、及び図５
（ｂ）は図５（ａ）の線Ｉ−Ｉでの断面図である。
（ｂ）は図５（ａ）の線Ｉ−Ｉでの断面図である。
１０ 従来の誘導結合型プラズマエッチング装置 １２ プロセスチャンバ １４ 天井壁 １５ 側壁 １６ 誘電コイル １８ 第１の高周波電源 ２０ ウエハステージ ２２ 第２の高周波電源 ２４ 電磁石 ２６ ガス導入管 ２７ 導入口 ２８ 排気口 ２９ 排気ダク ３０ 実施形態例１のエッチング装置のプロセスチャン
バ ３２ 天井壁 ３４ Ｓｉ又はＳｉＣからなるプレート ３６ 低周波電源 ４０ 実施形態例２のエッチング装置のプロセスチャン
バ ４２ 側壁 ４４ 第２の低周波電源 ４６ 空冷式の冷却器
バ ３２ 天井壁 ３４ Ｓｉ又はＳｉＣからなるプレート ３６ 低周波電源 ４０ 実施形態例２のエッチング装置のプロセスチャン
バ ４２ 側壁 ４４ 第２の低周波電源 ４６ 空冷式の冷却器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 DA13 DB06 DD01 DE06 DM17 DM18 DM39 DM40 5F004 AA02 BA20 BB11 BB13 BB29 BB32 CA03 DA00 DB00 DB01 DB03
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマが発生するエッチングチャンバ
と、エッチングチャンバの天井壁上に設けられたスパイ
ラル状の誘電コイルと、誘電コイルに高周波電圧を印加
する高周波電源とを備え、エッチングチャンバ内に収容
したウエハにプラズマエッチングを施す誘導結合型プラ
ズマエッチング装置において、 Ｓｉ又はＳｉＣからなるプレートを天井壁の直下に備え
るか、又は天井壁の少なくとも一部ををＳｉ又はＳｉＣ
からなるプレートで形成し、かつ誘電コイルのコイル巻
線の断面の幅が、断面の高さより広いことを特徴とする
誘導結合型プラズマエッチング装置。 - 【請求項２】 前記高周波電源より周波数の低い低周波
電源を備え、低周波電圧をＳｉ又はＳｉＣで形成された
天井壁又はプレートに印加することを特徴とする請求項
１に記載の誘導結合型プラズマエッチング装置。 - 【請求項３】 エッチングチャンバの側壁の少なくとも
一部がＳｉ又はＳｉＣで形成されていることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の誘導結合型プラズマエッチン
グ装置。 - 【請求項４】 エッチングチャンバのＳｉ又はＳｉＣで
形成されている側壁に前記低周波電源から低周波電圧を
印加するか、又は前記低周波電源とは別に、前記高周波
電源より周波数の低い第２の低周波電源を備え、エッチ
ングチャンバのＳｉ又はＳｉＣで形成されている側壁に
第２の低周波電源から低周波電圧を印加するようにした
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導結合型プラズマ
エッチング装置。 - 【請求項５】 エッチングチャンバの側壁を１００℃よ
り低い温度に冷却する冷却手段を備えていることを特徴
とする請求項１から４のいずれか１項に記載の誘導結合
型プラズマエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104756A JP2000299306A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 誘導結合型プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104756A JP2000299306A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 誘導結合型プラズマエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299306A true JP2000299306A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14389344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11104756A Pending JP2000299306A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 誘導結合型プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000299306A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433032B1 (ko) * | 2000-08-04 | 2004-05-24 | 주식회사 선익시스템 | 포토레지스터 애싱 장치 |
| JP2007520047A (ja) * | 2004-01-28 | 2007-07-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 大規模誘導結合プラズマ源用の小型な分布型誘導素子 |
| JP2010532565A (ja) * | 2007-06-29 | 2010-10-07 | ラム リサーチ コーポレーション | 単一の平面アンテナを備えた誘導結合二重ゾーン処理チャンバ |
| KR101500995B1 (ko) | 2008-11-06 | 2015-03-18 | 삼성전자 주식회사 | 플라즈마 식각장치 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP11104756A patent/JP2000299306A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433032B1 (ko) * | 2000-08-04 | 2004-05-24 | 주식회사 선익시스템 | 포토레지스터 애싱 장치 |
| JP2007520047A (ja) * | 2004-01-28 | 2007-07-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 大規模誘導結合プラズマ源用の小型な分布型誘導素子 |
| JP2010532565A (ja) * | 2007-06-29 | 2010-10-07 | ラム リサーチ コーポレーション | 単一の平面アンテナを備えた誘導結合二重ゾーン処理チャンバ |
| KR101500995B1 (ko) | 2008-11-06 | 2015-03-18 | 삼성전자 주식회사 | 플라즈마 식각장치 |
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