JP2000299311A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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Kazunori Tsujimoto
和典 辻本
Shinichi Taji
新一 田地
Masabumi Kanetomo
正文 金友
Kosei Kumihashi
孝生 組橋
Junichi Kobayashi
淳一 小林
Taketo Usui
健人 臼井
Nobuyuki Mise
信行 三瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細で深い溝や穴を高真空中で高速エッチン
グできる装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 動作圧力を１ｍＴｏｒｒ以下、ガス流量
を４０ｓｃｃｍ以上とし、実効排気速度を１３００ ｌ
／ｓｅｃ以上とし、チャンバ内における反応ガスの滞在
時間を１００ｍｓｅｃ以下とする。 【効果】 １ｍＴｏｒｒ以下の高真空下で高いイオンの
方向性を保ちながら、１０００ｎｍ／ｍｉｎ以上の高い
エッチング速度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細で深い溝や穴
の加工に好適なドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドライエッチング技術は、薬液を用いた
ウェットエッチング技術に比べて微細加工が容易に行え
るため半導体集積回路（ＬＳＩ）の製造に広く用いられ
ている。従来の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を
用いた場合、エッチング時のガス圧は１０ｍＴｏｒｒか
ら１００ｍＴｏｒｒ、反応ガス流量は１０ｓｃｃｍから
１００ｓｃｃｍである。ＲＩＥ法においては、該圧力の
下限よりも低いと放電が不安定になり、該圧力の上限よ
りも高いと等方性エッチングとなる。従来のドライエッ
チング装置では、排気速度が１０００ ｌ／ｓｅｃ以下
のポンプが多用されており、上記反応ガス流量は上記ガ
ス圧に設定可能な範囲の値が選ばれている。
【０００３】また、特公昭５２−１２６１７４号やソリ
ッド ステ−ト デバイシス アンド マテリアルズ
ｐ２０７，（１９９０）（Solid State Devices and Ma
terials P207,(1990))にはマイクロ波プラズマエッチン
グ（ＥＣＲ）技術が開示されている。さらに、ドライプ
ロセスシンポジウムｐ５４，（１９８８）にはマグネト
ロン放電型ＲＩＥが、ジャ−ナル オブ バキュ−ム
サイエンス テクノロジ ビ− ９（２）、３１０（１
９９１）（Journal of Vacuum Science Technology B9
(2),310(1991)）にはヘリコン型ＲＩＥ等のドライエッ
チング装置が開示されている。これらのドライエッチン
グ装置の反応ガス圧力は０．５ｍＴｏｒｒ以上であり、
ガス流量は２０ｓｃｃｍ以下である。エッチング速度
は、例えば、ＥＣＲエッチング法の場合、被エッチング
物として多結晶シリコン、反応ガスとして塩素（Ｃ
ｌ2）を用い、ガス圧０．５ｍＴｏｒｒ、ガス流量２０
ｓｃｃｍとすると約３００ｎｍ／ｍｉｎの値が得られて
いる。
【０００４】従来のドライエッチング装置の１例とし
て、マイクロ波ドライエッチング装置を図１６に示す。
１０１はマイクロ波発生部、１０２は導波管、１０４は
反応ガス用導入口、１０５は反応ガス用配管、１０６は
マスフロ−コントロ−ラ、１０７は発生したプラズマを
高密度化するための電磁石、１０９はシリコンウェ−
ハ、１１０は試料台、１１１はチャンバ−、１１２は高
周波電源、１１４は真空ポンプ、１１７はエッチング処
理室をそれぞれ示す。マイクロ波発生部１０１で発生し
たマイクロ波は導波管１０２を伝わりチャンバ−１１１
内に導入され、該チャンバ−１１１内で反応ガスをプラ
ズマ化する。該プラズマは、試料台１１０上のシリコン
ウェ−ハ表面をエッチングする。該ドライエッチング装
置においては、一種類のガスは一本のガス配管１０５と
一つのマスフロ−コントロ−ラ１０５を用いてチャンバ
−１１１内に導入され、該ガス配管１０５はチャンバ−
１１１に直接取り付けられている。そのガス導入口１０
４の開口部の面積は、ガス配管１０５の断面積程度であ
る。チャンバ−１１１内のガス圧は、チャンバ−内に導
入される反応ガスの流量が多いほど高く、真空ポンプ１
１４によるチャンバ−内の実効排気速度が大きいほど低
くなる。ガス圧が１ｍｔｏｒｒ以上では数十ｓｃｃｍ、
０．１ｍｔｏｒｒ台の低ガス圧領域では数ｓｃｃｍの値
が用いられている。また、実効排気速度は真空ポンプの
排気速度と排気系統のコンダクタンスで決まり、従来の
装置では４００ ｌ／ｓｅｃ以下である。
【０００５】導入するガス流量に対する処理室内圧力は
次式で表される。
【０００６】Ｐ＝（ｑ＋Ｑ）／Ｓ …（１）式 ここで、Ｐ（Ｔｏｒｒ）は処理室内圧力（処理室内の場
所により圧力が異なる場合はプラズマ放電部のガス圧
力）、ｑはガスを導入しない場合の装置からのリーク
量、Ｑは導入ガス流量（Ｔｏｒｒ・ｌ／ｓｅｃ）、Ｓは
装置の実効排気速度（ｌ／ｓｅｃ）である。通常の場
合、ｑはＱの１／１０００以下でありほとんど無視でき
る。従来装置では、例えば、ポンプの排気速度（Ｓ0）
が約１０００ ｌ／ｓｅｃ以下のターボ分子ポンプを備
え、処理室の排気コンダクタンス（Ｃ）は２００ ｌ／
ｓｅｃ〜１０００ ｌ／ｓｅｃで、この時の実効排気速
度Ｓ０は複数台の排気ポンプの排気速度Ｓ１からＳｎ
（ｎはポンプの台数を示す数値）と真空処理室の排気コ
ンダクタンスＣにより次式で表され、 １／Ｓ０＝（１／ΣＳｎ）＋１／Ｃ …（２）式 従来は実効排気速度１００〜４００ ｌ／ｓｅｃの排気
を行っていた。従って、０．５ｍＴｏｒｒにガス圧力を
設定すると流すことができるガス流量は４〜２０ｓｃｃ
ｍとなっていた。
【０００７】一方、真空処理室内でのガスの流れやすさ
を表す量として、ガスの処理室内滞在時間があり、これ
は次式のように表される。
【０００８】 τ＝Ｖ／Ｓ（＝ＰＶ／Ｑ） …（３）式 ここで、Ｖは真空処理室の総容積である。従来装置にお
いては、上記の通り実効排気速度が１００〜４００ ｌ
／ｓｅｃで、真空処理室容積が１００〜３００ｌ程度で
あり、ガス滞在時間は４００ｍｓｅｃ〜３０００ｍｓｅ
ｃ程度となっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩの微細化に伴
い、０．３μｍ程度の寸法の溝や穴の加工技術が要求さ
れてきているが、従来のＲＩＥ法を用いたドライエッチ
ングでは、ガス圧が高いためガスプラズマ中でのイオン
の散乱等により基板に入射するイオンの方向性が乱れ、
微細な寸法の溝や穴を高精度に加工することが困難であ
る。
【００１０】反応ガス圧を低くすることにより、ガスプ
ラズマ中のイオンの散乱を防止することができる。上記
程度の寸法の溝や穴を異方性加工するためには、試料に
入射する斜めイオンの入射角度を１°以下に抑える必要
が有り、反応ガス圧（動作圧力）としては１ｍＴｏｒｒ
以下、望ましくは０．５ｍＴｏｒｒ以下にする必要があ
る。但し、プラズマを安定に放電させるためには０．０
１ｍＴｏｒｒ以上の圧力が必要である。反応ガス圧の低
いドライエッチング装置としては、上記ＥＣＲエッチン
グ装置、マグネトロン放電型ＲＩＥ装置及びヘリコン型
ＲＩＥ装置がある。しかしながら、従来のドライエッチ
ング装置においては、反応ガス圧が低いと、エッチング
速度が小さくなるという問題が生じる。すなわち、エッ
チングの方向性を高めることと、エッチング速度高める
こととはドレ−ドオフの関係にあり両立することが困難
である。
【００１１】さらに、ＬＳＩを形成するＳｉウェハの直
径は大型化してきており、例えば、上記ＥＣＲエッチン
グ装置では、ウェハを一枚ごとに真空処理室に搬送して
エッチング処理する枚葉式ドライエッチング装置が用い
られていた。このような装置を用いると、例えば６イン
チウェハで２００ｎｍの厚さのポリシリコンをエッチン
グするために、２００〜３００ｎｍ／ｍｉｎのエッチ速
度で約１〜２分間の処理時間を要する。直径８インチの
ウェハを用いると、エッチ速度はエッチング面積依存性
（いわゆるローディング効果）のために低下し、処理時
間が２〜４分間に増え、エッチング処理速度（スループ
ット）が低下するとの問題が生じる。高周波またはマイ
クロ波の入力パワーを増大してエッチング速度を高めて
スル−プットを高めると、イオンエネルギが増大して選
択性が低下するとの問題が発生する。上記枚葉式ドライ
エッチング装置を複数台用いて並列処理することによ
り、エッチング条件を変えることなくスループットの向
上をはかることが可能であるが、装置コストが膨大にな
る。
【００１２】また、上記ＥＣＲエッチング装置では、ガ
ス導入口の開口部の断面積が小さいために、実効的な排
気速度を従来の装置よりも大きくしてエッチング処理室
１１７を流れるガス流量を大きくし、例えば、１３００
ｌ／ｓｅｃ以上にすると、ガス導入口１０４からチャ
ンバー１１１へガスが流れ込むときのガス流速が音速近
くまで上昇し、流れの中に衝撃波が生じて流れの中の圧
力が不均一になる。この状態では試料上のガス密度の均
一性だけでなく、放電によるプラズマの不均一や不安定
が生じて、エッチング速度の均一性の低下などの問題を
生じる。このため、ガスの流速は音速以下、望ましくは
音速の１／３以下にする必要がある。
【００１３】また、ガス導入口１０４が、エッチング処
理室１１７の排気口である試料台１１０の横の部分に近
いところにある構成では、ガス導入口からチャンバー内
に入るガスがチャンバー全体に広がる前に排気口から排
気されてしまい、効率よくガスが利用されないという問
題があった。また、チャンバー形状によってはガスの流
れが十分エッチング処理室１１７の中心に広がらないと
いう問題があった。
【００１４】また、一種類のガスを流すのに一つのマス
フローコントローラ１０６と一本のガス配管のみを用い
ていたので、エッチング処理室１１７内のガスの流れが
偏るためにエッチングの均一性が悪くなるという問題が
あった。
【００１５】さらに、従来の上記装置ではウェハーの大
口径化が進むにつれ、ガスの流れがエッチング処理室１
１７の中心に十分広がらないという問題があった。
【００１６】本発明の目的は、微細な寸法を有する溝や
穴を高精度に、かつ、高速にエッチングすることのでき
るドライエッチング装置を提供することにある。
【００１７】本発明の他の目的は、スル−プットの大き
なドライエッチング装置を提供することにある。
【００１８】本発明の他の目的は、異方性の高いドライ
エッチング装置を提供することにある。
【００１９】本発明の他の目的は、選択性の高いドライ
エッチング装置を提供することにある。
【００２０】本発明の他の目的は、１ｍＴｏｒｒ以下、
望ましくは０．５ｍＴｏｒｒ以下の低ガス圧力において
５００ｎｍ／ｍｉｎ以上、望ましくは１０００ｎｍ／ｍ
ｉｎ以上の高エッチ速度を得るドライエッチング方法を
提供することにある。
【００２１】本発明の他の目的は、均一性の良好なドラ
イエッチング装置を提供することにある。
【００２２】本発明の他の目的は、ウェハ表面や処理室
内壁への反応生成物の再付着による汚染の少ないドライ
エッチング装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第一に、真
空処理室内におけるガス圧を５ｍＴｏｒｒ以下望ましく
は１ｍＴｏｒｒ以下とし、かつ、実効排気速度５００
ｌ／ｓｅｃ以上で反応ガスの滞在時間を３００ｍｓｅｃ
以下、望ましくは実効排気速度１３００ ｌ／ｓｅｃ以
上で反応ガスの滞在時間を１００ｍｓｅｃ以下とするこ
とにより達成される。
【００２４】図３３に、本発明の排気速度、ガス圧力制
御範囲とその効果を示す。前述したように、ガス圧力
は、エッチング方向性（異方性）を制御するパラメータ
であり、排気速度はエッチ速度を制御するパラメータで
ある。従来エッチングでは、実効排気速度は約４００
ｌ／ｓｅｃ以下の低速排気のため、マイクロ波エッチン
グ等高密度プラズマエッチング装置を用いても低エッチ
速度の問題があり、また低ガス圧において入射粒子の方
向性が揃ってもマスクとの選択比が小さいこと等のため
実際には高異方性加工が困難であった。
【００２５】本発明の主な適用範囲は、図に示す三つの
領域に分けることができる。すなわち、（１）ガス圧力
の領域によらず、従来の１．５倍以上の中程度のエッチ
速度高速化を目的とする領域、すなわち、実効排気速度
８００ ｌ／ｓｅｃ以上を必要とする領域、（２）従来
の１．５倍以上の中程度のエッチ速度高速化、従来の
１．５倍以上の中程度の高異方性を目的とする領域、す
なわち、実効排気速度５００ ｌ／ｓｅｃ以上、ガス圧
力５ｍＴｏｒｒ以下を必要とする領域、（３）従来の２
倍以上の高速化、従来の２倍以上の高異方性を目的とす
る領域、すなわち、実効排気速度１３００ ｌ／ｓｅｃ
以上、ガス圧力１ｍＴｏｒｒ以下を必要とする領域、で
ある。
【００２６】プロセス向上の点のみからすると（３）の
方式が最適であるが、半導体製造プロセスには種々の加
工工程があるため、装置のコストを考慮にいれると、低
コストで要求性能を得るために、（１）や（２）の適用
法も可能である。
【００２７】前述の（１）式により、ガス圧力Ｐ、排気
速度Ｓ、ガス流量Ｑの関係は、Ｐ＝Ｑ／Ｓで表されるの
で、上記手段を満足するために必要なガス流量は必要最
低ガス圧力を０．５ｍＴｏｒｒ、実効排気速度を８００
ｌ／ｓｅｃとすると３２ｓｃｃｍとなる。しかし、実
際にはガス圧力の微調整をするため、この変動分を考慮
し、望ましくは４０ｓｃｃｍ以上となる。
【００２８】ここで、ガス圧力は０．０１ｍＴｏｒｒ以
下で放電が不安定になるので、ガス圧力の下限は０．０
１ｍＴｏｒｒを越えることが望ましい。
【００２９】また、排気速度は装置の大きさを考慮にい
れると、最大でも実効排気速度１０００００ ｌ／ｓｅ
ｃを越えるべきではない。
【００３０】また、ガス滞在時間は、真空処理室の容積
と上記排気速度の上限、及びエッチング表面反応の反応
時間を考慮に入れると、０．１ｍｓｅｃ以上とするべき
である。
【００３１】また、ガス流量は、ガスの使用コストとガ
ス流制御を考慮に入れると、１００００ｓｃｃｍを越え
るべきではない。
【００３２】第二に、前項の目的は、ガス導入口の面積
を広げて導入ガスの流速を音速の１／３以下とするこ
と、ガス導入口とガス配管の間にガスバッファ室を設け
ること、排気口と試料台とを近接して設け、該試料台と
チャンバへのガス導入口取り付け位置を離すとともに、
該チャンバ−の中心方向に設けること、マスフローコン
トローラでガス流量を制御してガスを流すガス配管及び
ガス導入口をチャンバーの周りに対称性よく複数取り付
けること、ガスの流れを制御するじゃま板をチャンバー
内に設けること、エッチング処理室の高さ／幅の比を
０．５以上とすること、ガス導入口の高さをエッチング
処理室の上部から１／３以内の位置に設けること、排気
系とエッチング処理室の間に真空バッファ室を設けるこ
と、典型的には、ポンプの排気速度を２５００ ｌ／ｓ
ｅｃ以上、望ましくは４０００ ｌ／ｓｅｃ以上にし、
排気コンダクタンスを２０００ ｌ／ｓｅｃ以上、望ま
しくは３０００ ｌ／ｓｅｃ以上にして実効排気コンダ
クタンスを１３００ ｌ／ｓｅｃ以上にすること等によ
り、効果的に達成される。
【００３３】第三に、前項の目的は、チャンバ−内にお
ける反応ガスの滞在時間を１００ｍｓｅｃ以下とすると
するとともに、さらに大型ベッセルを用いて大口径ウェ
ハを多数枚を同時にバッチ処理することにより達成され
る。
【００３４】さらに、上記目的は、大型ベッセル内の試
料台の中心部に排気口を設けること、大型ベッセルの真
空室内に導入するガス流量を１００ｓｃｃｍ以上とする
こと、試料台となる電極面積を５０００ｃｍ2以上とす
ること、処理室、及び排気管の総排気コンダクタンスを
３３００ ｌ以上とし、かつ、排気速度５０００ ｌ／
ｓｅｃ以上の排気ポンプを用いること、実効排気速度を
２０００ ｌ／ｓｅｃ以上とすること等により、効果的
に達成される。
【００３５】従来のドライエッチング装置では、ガス圧
力を低くするとエッチング速度は著しく減少し、実用的
なエッチング速度が得られなくなる。これは、ガス圧力
を低くすると反応室内のイオン数が減少するためである
と考えられている。本発明者らは、ガス圧力を低くし、
かつ、高エッチング速度を得るために種々の検討を重ね
た。その結果、イオンが最初に被エッチング物と衝突す
る際、エッチングが生じることを見出した。即ち、未反
応のイオン（反応性ガス）が既反応イオン（反応生成
物）に比べて反応室内に多数存在すれば、ガス圧力が同
一でもエッチング速度を高めることができることを見出
した。そこで、さらに、未反応のイオンと反応生成物と
の割合を決定する要因について検討を行った。
【００３６】図５は、ガス流量を変化させた時の反応性
ガスと全入射粒子（反応性ガス＋反応生成物）の基板へ
の入射割合Ｒを計算した結果である。即ち、該入射割合
Ｒは、 Ｒ＝１／（１＋２．７３５×１０2Ｃ1・Ａ・Ｐ／（α・Ｑ）） …（ ４）式 で与えられる。ここで、Ｃ1は被エッチング物及びエッ
チングガスにより決まる定数で、０．１から１０の範囲
の値を有する。Ａはエッチングされる面積、Ｐはガス
圧、αはガスの利用率を表し、エッチング装置における
導入ガスの放電効率やエッチング処理室の形状等により
決まる定数で１０から１００％の範囲の値を有する。Ｑ
はガス流量である。図５は、エッチング面積Ａを７８．
５ｃｍ2、ガス利用率αを４２％、ガス圧力を０．５ｍ
Ｔｏｒｒとして表示したものである。この結果から、反
応性ガスの割合はガス流量とともに増大することがわか
る。一方、図６にガス流量を変化させた時のガス滞在時
間の変化を式（３）を用いて計算で求めた結果を示す。
ガス流量が増大するとガス滞在時間は急激に減少する。
従って、ガス流量の増加にともないエッチング反応を阻
害する反応生成物の処理室内滞在時間が減少し、速やか
に処理室外に排気されるため、エッチング反応が促進さ
れ、エッチング速度が増大する。しかしながら、単にガ
ス流量を大きくすると、図１７に示すように動作圧力
（ガス圧力）が大きくなり、その結果、異方性が低下す
る。動作圧力（ガス圧力）を変えず、ガス流量を大きく
する方法については、図１７に示すように実効排気速度
（エッチング処理内部におけるガス流量）が大きいほど
同一動作圧力でのガス導入口でのガス流量が大きくなる
ことになる。即ち、実効排気速度を大きくすることによ
り、同一動作圧力でのガス流量を大きくすることができ
る。
【００３７】図７は反応性ガス及び全入射粒子の割合と
ガス滞在時間との関係を式（３）及び式（４）を用いて
求めた結果を示す。なお、真空処理室内の総容積は１０
０ｌ、エッチング面積Ａは７８．５ｃｍ2、ガス利用率
αは４２％として求めた。
【００３８】図７から、ガス滞在時間の減少とともに反
応性ガスの割合が増大し、１ｓｅｃから１００ｍｓｅｃ
の間に大幅に変化することがわかる。従って、エッチン
グ反応を効率良く行うためには、反応性ガスの割合をウ
ェハ入射全粒子の６０％以上とした場合、図５からガス
流量を４０ｓｃｃｍ以上、望ましくは１００ｓｃｃｍ以
上、また、図７からガス滞在時間を１００ｍｓｅｃ以
下、望ましくは５０ｍｓｅｃ以下にすればよいことがわ
かる。
【００３９】エッチング処理室内の容積が１０００ ｌ
以下の場合、該室内を流れるガス流量を１３００ ｌ／
ｓｅｃ以上とすることにより、上記ガス滞在時間を実現
できる。また、ガス導入口の総開口部面積を１５０ｃｍ
2とすることによりガス導入口でのガス流速を音速の１
／３以下とすることが可能となり、ガスの流れが圧縮性
になることを防ぐことができた。これにより、ガスの流
れに発生する衝撃波を抑えることができ、プラズマの不
安定性や不均一性を抑制することができた。
【００４０】ガス導入口を、エッチング処理室の排気口
である試料台の横の部分から遠い位置に取り付けた結
果、ガスの流れがチャンバー内に十分広がるようにな
り、効率よくガスがプラズマ化されるのでエッチング処
理速度と均一性が増加した。またその向きをチャンバー
中心方向に向けたためにチャンバー中心方向にガスが十
分流れるようになり、そのためエッチング速度と均一性
が向上した。
【００４１】マスフローコントローラでガス流量を制御
してガスを流すガス配管をチャンバーの周りに対称性よ
く複数取り付けることにより、チャンバー内のガスの流
れの偏りを防止することができた。その結果、エッチン
グの均一性が上昇した。ガス導入口の取り付けも対称性
を考慮したため、ガスの流れの均一性が改善された。ま
た、じゃま板を取り付けることにより、チャンバー内の
ガスの流れを制御することが可能になり、特にプラズマ
を生成する場所にガスの流れを作ることができ、エッチ
ング速度が増加した。
【００４２】チャンバーの高さ／幅の比を０．５以上に
することにより、チャンバー中心方向へ十分にガスが流
れるようになった。これを図１５を用いて説明する。図
に示したのはエッチング処理室内のガスの流れの密度が
エッチング処理室の高さ／幅の比にどのように影響を受
けるかをシミュレーションした結果である。エッチング
処理室の高さ／幅の比を大きくすればエッチング処理室
の中心であるウェハー上部の流れの密度が大きくなり、
均一性が向上することがわかる。このように本発明では
エッチング処理室の中心へ効率よく均一にガスが流れる
ようにできたので、プラズマ密度が増加し、プラズマの
均一性がよくなった。その結果、低圧力領域でもエッチ
ング速度が速く均一性の良いエッチングを行うことがで
きるようになった。
【００４３】ドライエッチング装置では動作圧力が低い
ほど、プラズマからウェハに入射するイオンの散乱の頻
度が減り、エッチングの異方性が高くなる。本発明によ
れば、実用的なエッチング速度で低圧力動作による異方
性エッチングを均一性よく行なうことができる。
【００４４】大型の真空処理室を用いてドライエッチン
グを行うことにより、一度に多数の試料を処理すること
ができるのでスル−プットを向上することができる。大
型ベッセルを用いた場合、特に、エッチング反応によっ
て発生する反応生成物を速やかに処理室外に排気するこ
とが重要である。そのために、高速排気が必要である。
従来装置では、例えば、ポンプ排気速度が約１０００
ｌ／ｓｅｃ以下のターボ分子ポンプを備え、排気コンダ
クタンスＣが２００ ｌ／ｓｅｃ〜１０００ｌ／ｓｅｃ
で、１００〜４００ ｌ／ｓｅｃであった。従って、５
ｍＴｏｒｒにガス圧力を設定すると流すことができるガ
ス流量は４０〜２００ｓｃｃｍとなっていた。本発明で
は、大型ベッセル装置において前述のような高速排気ポ
ンプと大きい排気コンダクタンスにより実効排気速度１
３００ ｌ／ｓｅｃ以上、望ましくは２０００ ｌ／ｓ
ｅｃ以上にし、５ｍＴｏｒｒで８００ｓｃｃｍのガス流
量を流すことが可能である。
【００４５】図１８は真空処理室容積を１００ ｌから
１００００ ｌまで変化させた場合の、実効排気速度と
ガス滞在時間の関係を示す。処理室容積が１００ ｌの
場合実効排気速度を７００ ｌ／ｓｅｃ以上、容積５０
０ ｌでは３６００ ｌ／ｓｅｃ以上、容積１００００
ｌでは７００００ ｌ／ｓｅｃ以上の実効排気速度と
することにより、ガス滞在時間を１００ｍｓｅｃ以下に
することができる。一例として実効排気速度７００００
ｌ／ｓｅｃを実現するためには、前記（２）式から、
例えば１４００００ ｌ／ｓｅｃの排気速度のポンプを
用い、１４００００ ｌ／ｓｅｃの排気コンダクタンス
の真空処理室を用いればよい。
【００４６】また、試料台の中心部に排気口を設けるこ
とにより、試料台の中心と周辺での処理ガス密度を均一
にすることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】（実施例１）本発明による高速排
気マイクロ波プラズマエッチング装置の一実施例を図１
に示す。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２．４５ＧＨｚの高周波を発生
させ、これを導波管３により放電部４に輸送してガスプ
ラズマ５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６が放電部周囲に配置され、８７５
ガウスの磁場により電子サイクロトロン共鳴（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：
ＥＣＲともいう）により高密度のプラズマが発生され
る。放電部には試料台７があり、この上に設置されたウ
ェハ８をガスプラズマによりエッチング処理する。処理
後のエッチングガスはガス導入口９から放電部４、真空
処理室１を経て排気管１０から排気ポンプ１１により真
空処理室外へ排出される。この際、コンダクタンスバル
ブ１２を可変にすることにより、排気速度を変えること
ができる。処理ガスはガス流量コントローラー１３を通
しガス配管１４を経てガス導入口９からメッシュ状に小
孔の開いたバッファ室１５を通して放電部４へ導入され
る。ガス導入口９は２個所以上設け、放電部中心軸に対
して対称に配置した。エッチング時のガス圧力はプラズ
マ放電部に設置したガス圧力センサ２３により測定し
た。これにより、プラズマ放電部におけるガス流量、ガ
ス圧力、ガス排気速度、ガス滞在時間を決定できる。ウ
ェハを設置する試料台には、ウェハを０℃以下に冷却す
る冷却機構１６が備えられ、１３．５６ＭＨｚから４０
０ＫＨｚのＲＦバイアス１７が印加できる。真空処理室
にはヒータ１８が付いており、５０℃以上に加熱でき
る。
【００４８】排気ポンプには排気速度２０００ ｌ／ｓ
ｅｃのターボ分子ポンプ２台を用い、総排気速度４００
０ ｌ／ｓｅｃにして放電部の中心軸に対して対称に配
置した。また、真空処理室の実質的なガス排気口部分１
０もウエハ中心軸に対して対照に配置した。これによ
り、排気コンダクタンスを極力大きくしながら、ガスの
流れをウェハ中心に対して対照にすることができた。ガ
スの通路となる放電部、真空処理室、排気管及びコンダ
クタンスバルブの総排気コンダクタンスは４０００ ｌ
／ｓｅｃとした。このために、放電部４の下方部の直径
を上方部より大きくし、これにともなって、この部分に
設置する磁場コイル６の直径も、その上部に位置するコ
イル直径より大きくした。エッチング時のウェハ位置
は、最下段のコイルの厚み方向の中心よりも下に位置さ
せ、放電部の下方の排気コンダクタンスを極力大きくす
る構造とした。この時、最大実効排気速度は２０００
ｌ／ｓｅｃである。また、放電部、真空処理室、排気管
の総容積は１００ ｌであり、真空処理室内のガス滞在
時間は前述の（３）式より５０ｍｓｅｃである。
【００４９】この高速排気マイクロ波プラズマエッチン
グ装置を用いて、Ｓｉトレンチに用いられるＳｉ単結晶
のエッチングを行なった。試料は、Ｓｉ基板を５００ｎ
ｍの厚さに熱酸化膜し、その上にホトレジストマスクを
形成し、酸化膜をドライエッチングして直径０．１μｍ
から１．０μｍのホ−ルパタ−ンを形成後、ホトレジス
トを除去してＳｉＯ2マスクを形成したものである。エ
ッチングガスにはＣｌ2を用い、ガス圧力０．５ｍＴｏ
ｒｒ、マイクロ波パワー５００Ｗ、ＲＦバイアスは２Ｍ
Ｈｚで２０Ｗ、ウェハ温度は−３０℃とし、ガス流量を
２から１００ｓｃｃｍまで変化させた。磁場強度分布は
放電部の上方から下方に向けて小さく、ＥＣＲ条件を満
たす８７５ガウスの位置はウェハ上方４０ｍｍであっ
た。この時のＳｉエッチ速度のガス流量依存性を図２に
示す。２ｓｃｃｍでは８０ｎｍ／ｍｉｎのエッチ速度は
Ｃｌ2ガス流量とともに増加し、１００ｓｃｃｍにおい
て１３００ｎｍ／ｍｉｎとなった。また、同様のエッチ
ング条件による、ガス圧力とＳｉのマスクからのアンダ
ーカット量の関係を図３に示す。Ｓｉのエッチング形状
は、０．５ｍＴｏｒｒの低ガス圧力であるため高い方向
性が得られ、５μｍの深さのＳｉ深孔のアンダーカット
量は０．０３μｍ以下で、ガス流量依存性はほとんどな
かった。図４に、本発明による実効排気速度２５００
ｌ／ｓｅｃの装置、及び従来の実効排気速度１５０ ｌ
／ｓｅｃの装置を用いた場合のＳｉエッチング速度のガ
ス圧力依存性を示す。エッチング条件は図２の結果にお
けるものと同様である。従来エッチング装置ではガス圧
力低下とともにＳｉのエッチング速度は大幅に減少して
いる。これはガス滞在時間が４７０ｍｓｅｃと長く、ま
た、排気速度が遅いため低ガス圧でガス流量が減少して
いることによる。高排気速度の本発明装置を用いると、
０．５ｍＴｏｒｒ以下の低ガス圧において従来装置の１
０倍以上のエッチ速度が得られ、０．５ｍＴｏｒｒ以下
で１μｍ／ｍｉｎ以上の高速エッチングを行なうことが
できた。一方、エッチング速度の孔径依存性は小さく
０．１μｍから１．０μｍの間の孔径において速度差は
３％以内であった。また、ガス流量を変化させても、Ｓ
ｉＯ2のエッチ速度はほとんど変化せず、ガス流量１０
０ｓｃｃｍにおいてエッチングマスクに用いたＳｉＯ2
との選択比（Ｓｉ／ＳｉＯ2）は約５０であった。
【００５０】また、リンドープポリシリコンのエッチン
グでも図２および図３とほぼ同様の結果が得られ、Ｃｌ
2流量１００ｓｃｃｍで１５００ｎｍ／ｍｉｎで、アン
ダーカット量は０．０３μｍ以下であった。
【００５１】（実施例２）図１に示す高速排気マイクロ
波プラズマエッチング装置により、コンタクトホールに
用いられるＳｉＯ2のエッチングを行った。試料はＳｉ
基板上に２μｍの厚さにＣＶＤ法でＳｉ酸化膜を形成
し、その上に、ホトレジストマスクを形成した。エッチ
ングガスにはＣＨＦ3を用い、ガス圧力０．５ｍＴｏｒ
ｒ、マイクロ波パワー５００Ｗ、ＲＦバイアスは８００
ＫＨｚで２００Ｗ、ウェハ温度は−３０℃とし、ガス流
量を２から１００ｓｃｃｍまで変化させた。２ｓｃｃｍ
では５０ｎｍ／ｍｉｎのエッチ速度はＣｌ2ガス流量と
ともに増加し、１００ｓｃｃｍにおいて５００ｎｍ／ｍ
ｉｎとなった。ＳｉＯ2のエッチング形状は、０．５ｍ
Ｔｏｒｒの低ガス圧力であるため高い方向性が得られ、
２μｍの深さのＳｉＯ2深孔のアンダーカット量は０．
０５μｍ以下で、ガス流量依存性はほとんどなかった。
さらに、エッチング速度の孔径依存性は小さく０．１μ
ｍから１．０μｍの間の孔径において速度差は３％以内
であった。また、ガス流量を２ｓｃｃｍから１００ｓｃ
ｃｍ増大させた時のＳｉＯ2とホトレジストとの選択比
は、２倍以上増大した。
【００５２】（実施例３）図８に高速排気反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）装置の実施例を示す。磁場コイル
を備えた磁場印加型であるため、１ｍＴｏｒｒ以下でも
放電は可能である。真空処理室１にエッチングガスを導
入し、１３．５６ＭＨｚの高周波で放電しガスプラズマ
５を発生させる。放電部には試料台７があり、この上に
設置されたウェハ８をガスプラズマによりエッチング処
理する。処理後のエッチングガスはガス導入口９から真
空処理室１を経て排気管１０から排気ポンプ１１により
真空処理室外へ排出される。この際、コンダクタンスバ
ルブ１２を可変にすることにより、排気速度を変えるこ
とができる。処理ガスはガス流量コントローラー１３を
通しガス配管１４を経てガス導入口９からメッシュ状に
小孔の開いたバッファ室１５を通して真空処理室１へ導
入される。ガス導入口９は２個所以上設け、放電部中心
軸に対して対称に配置した。ウェハを設置する試料台に
は、ウェハを０℃以下に冷却する冷却機構１６が備えら
れている。真空処理室にはヒータ１８が付いており、５
０℃以上に加熱できる。
【００５３】排気ポンプには排気速度２０００ ｌ／ｓ
ｅｃのターボ分子ポンプ２台を放電部の中心軸に対して
対称に配置した。ガスの通路となる放電部、真空処理
室、排気管及びコンダクタンスバルブの総排気コンダク
タンスは４０００ ｌ／ｓｅｃとした。この時、実効排
気速度は２０００ ｌ／ｓｅｃである。また、放電部、
真空処理室、排気管の総容積は１００ ｌであり、真空
処理室内のガス滞在時間は前述の（３）式より５０ｍｓ
ｅｃである。
【００５４】図８に示す高速排気反応性イオンエッチン
グ装置により、多層レジストマスクに用いられるホトレ
ジストのエッチングを行った。試料は、Ｓｉ基板上にホ
トレジストを１．５μｍの厚さに塗布しベークし、ＳＯ
Ｇ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）やチタンシリカ等の
中間層を形成し、その上にホトレジストでパターニング
を行った後、中間層をドライエッチングして下層ホトレ
ジストをエッチングするためのマスクを形成したもので
ある。エッチングガスにはＯ2を用い、ガス圧力０．５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー５００Ｗ、ウェハ温度は−１０
０℃とし、ガス流量を２から１００ｓｃｃｍまで変化さ
せた。２ｓｃｃｍでは１００ｎｍ／ｍｉｎのエッチ速度
はＣｌ2ガス流量とともに増加し、１００ｓｃｃｍにお
いて１０００ｎｍ／ｍｉｎとなった。レジストのエッチ
ング形状は、０．５ｍＴｏｒｒの低ガス圧力であるため
高い方向性が得られ、１．５μｍの深さのレジストのア
ンダーカット量は０．０５μｍ以下で、ガス流量依存性
はほとんどなかった。さらに、エッチング速度の孔径依
存性は小さく０．１μｍから１．０μｍの間の孔径にお
いて速度差は３％以内であった。
【００５５】（実施例４）本発明の一実施例を図９に示
す。マイクロ波発生器１０１から発生したマイクロ波は
導波管１０２を通り、マイクロ波導入口を通してチャン
バー１１１内のエッチング処理室１１７に送られる。ガ
スはマスフローコントローラ１０６で流量を調節した
後、ガス配管１０５を通してエッチング処理室１１７に
送られる。ガスはガス配管１０５の後に備え付けられた
ガス導入口１０４を通ってエッチング処理室１１７に広
がる。
【００５６】エッチング処理室１１７に入ったガスはじ
ゃま板１０８により流れを制御されてエッチング処理室
１１７の中心部の密度が均一になるように流れる。この
ガスの流れはウェハー１０９の上部でマイクロ波により
励起されてプラズマ状態になる。このプラズマにより活
性な粒子を生成してウェハーのエッチングを行なう。こ
の時に電磁石１０７により外部磁場を印加することによ
りマイクロ波のエネルギーが効率よくプラズマに伝わる
ように調整する。
【００５７】試料台には高周波電源１１２により高周波
電圧を印加することができる。この電源によりウェハー
１０９にバイアス電圧を印加して入射イオンの方向性や
エネルギーを制御する。この試料台に冷却機構や加熱機
構を装備すればウェハー温度を制御したエッチングを行
なうこともできる。
【００５８】ガス導入口１０４からチャンバー１１１内
に入り、エッチング処理室１１７でプラズマ状態になっ
てウェハー１０９でエッチング反応に用いられたガスの
流れは、反応生成物とともにエッチング処理室１１７か
らみた排気口である試料台１１０の横を通り、排気バッ
ファ室１１３を介して真空ポンプ１１４により排気され
る。
【００５９】高排気速度の真空ポンプを用いるときや、
真空ポンプを複数用いるときには、チャンバー１１１に
直接真空ポンプ１１４を取り付けるのではなく、排気バ
ッファ室１１３を介してチャンバー１１１に取り付ける
ことにより、エッチング処理室１１７からみた排気口で
ある試料台の横の排気速度を均一化することができる。
その結果、ガスの流れにムラがなくなるために、均一性
のよいエッチングが可能になる。
【００６０】本実施例のガスの流れを制御するための構
成要素にはガス導入口１０４とじゃま板１０８と排気バ
ッファ室１１３がある。
【００６１】ガス導入口１０４は従来の装置では特に何
も処理がされていなかった。ガス配管１０５をチャンバ
ー１１１に直接接続し、その接続位置も特に考慮はされ
ていなかった。従来の装置の一例を図１６に示してい
る。ガス配管１０５はチャンバー１１１に直接取り付け
てある。
【００６２】本発明ではガス導入口の開口部の面積を広
げることにより、ガス流速が音速の１／３を越えないよ
うにすることを特徴とする。図９に示した実施例ではガ
ス配管１０５がチャンバー１１１と接続する部分にガス
導入バッファ室１１６を設けて、そのバッファ部の壁面
に複数のガス導入口１０４を設けることにより、ガス導
入口の開口部面積を増やしてガス流速を音速の１／３以
下に抑えている。
【００６３】マスフローコントローラ１０６通してガス
配管１０５を流れるガスの圧力は１気圧程度であり、そ
のガスを直接チャンバーの中に流し込むと、圧力差から
チャンバーにガスが入るところで流れが乱れやすい。本
実施例ではガス配管１０５とチャンバー１１１との間に
ガス導入バッファ室１１６を設けたことにより、圧力差
による流れの乱れを抑えることもできる。
【００６４】さらに本実施例ではマスフローコントロー
ラ１０６を含めたガス配管１０５をチャンバーの周りに
対称性を考慮して複数取り付けることにより、ガスの流
れの均一性を上げている。
【００６５】プラズマはエッチング処理室の中心付近に
生じる方が活性粒子が効率良くウェハーに入射し、均一
性も上昇する。エッチング処理室１１７の壁面に沿って
流れるガスの流れはエッチングに対する寄与が小さい。
そこで本実施例ではこのチャンバー１１１の壁面を流れ
るガスの流れをチャンバーの中心付近に流れるように流
れを制御するために、じゃま板１０８を取り付けた。じ
ゃま板１０８は流れのコンダクタンスを悪くする副作用
もあるので、あまり大きなものを取り付けると逆効果に
なる可能性もある。本実施例ではガス導入口１０４か
ら、エッチング処理室１１７の排気口になる試料台１１
０とチャンバー１１１の間の隙間が見えなくなり、かつ
ウェハー１０９の上にかからないようにした。
【００６６】さらに本実施例ではチャンバー１１１と真
空ポンプ１１４の間に排気バッファ室１１３を取り付け
たことも流れを制御する特徴の一つである。流れを均一
にするためには排気系も対称性がよいことが望ましい。
しかし、試料台１１２にはバイアス印加電圧のための高
周波電源１１２を接続したり、ウェハー１０９の温度制
御をする低温ドライエッチングを行なうために、冷媒を
流すための冷却機構を取り付けたりする必要がある。そ
のために、真空ポンプを含めた排気系を対称性良く配置
することは難しい。本実施例で取り付けた真空バッファ
１１３は真空ポンプ１１４の排気能力がエッチング処理
室１１７の排気部分に均一にかかるようにする働きがあ
る。さらに排気能力を上げるために複数の真空ポンプを
取り付けるときなども、排気バッファ室１１３はエッチ
ング処理室１１７の排気を均一にする働きの効果が高
い。
【００６７】図１０は本実施例のチャンバー１１１のガ
ス配管１０５を含んだ水平方向の断面図である。ここで
はガス配管１０５は４本取り付けてあるが、ガス導入バ
ッファ室１１６があるのでガス配管１０５は１本でもよ
い。しかし流れを均一にするためには対称性を考慮して
複数本取り付けた方がよい。
【００６８】以上のような構成のマイクロ波ドライエッ
チング装置を用いて０．３〜０．５μｍの穴や溝をＳｉ
基板表面に形成した。試料はレジストマスク、もしくは
ＳｉＯ２マスクによりパターンを形成したものを用い、
マイクロ波パワー４００Ｗ、圧力０．５ｍＴｏｒｒ、ガ
ス流量５０ｓｃｃｍ、ＲＦバイアス３０Ｗ（１３．５６
ＭＨｚ）の条件で、ＳＦ6ガスを用いた。その結果、エ
ッチング速度は５００ｎｍ／ｍｉｎ以上であった。ま
た、サイドエッチ量は０．０５μｍ以下であり、良好な
垂直形状を得ることができた。
【００６９】（実施例５）図１１は本発明の他の一実施
例を示したものである。この実施例ではガス導入バッフ
ァ室１１６を円周状ではなく、ガス配管１０５に対応し
た数の孤立したガス導入バッファ室１１６を取り付け
た。均一性を比べると図９に示した実施例の方がよい
が、装置を作成するのは、図１１に示した実施例の方が
簡単にできるという長所がある。
【００７０】じゃま板１０８も円周状でなく、孤立した
ものを複数取り付ける方法がある。また円周状のじゃま
板１０８をチャンバー１１１の違う高さの場所に複数取
り付けたり、円周状のじゃま板と孤立したじゃま板を組
み合せて使ったり、大きさや形の違うじゃま板をチャン
バー１１１内のさまざまな部分に取り付けて、ガスの流
れを制御することができる。このように、バッファ室１
１６を設けることにより、該室を設けない場合に比べて
８インチウェ−ハ内のエッチング速度の均一性が２倍以
上向上し、±１０％以下にすることができた。
【００７１】（実施例６）図１２は本発明の一実施例と
して他のガス配管法を説明したものである。この例では
ガス配管１０５がチャンバー１１１に複数の部分で接続
しているのに対し、ボンベ１１５から流れてくるガスを
１つのマスフローコントローラ１０６だけで流量を制御
している。１つのマスフローコントローラだけで流量を
制御しているので、流量を正確に制御でき、装置構造も
簡単にできるという長所があるのに対し、マスフローコ
ントローラ１０６からチャンバー１１１までのガス配管
１０５の距離が変わってくるために、エッチング処理室
１１７内のガスの流れの均一性が多少悪くなる欠点があ
る。しかし、ガス導入口バッファ室１１６の大きさを場
所によって変化させたり、ガス導入口１０４の開口面積
や開口率を場所によって変化させたり取付け高さを調節
することにより、ガスの流れの均一性をシステムとして
調整することもできるので、均一性の低下は実用上はそ
れほど問題にならない。
【００７２】このように、複数のガス配管１０５を用い
ることにより、単一ガス配管の場合に比べて８インチウ
ェ−ハ内のエッチング速度の均一性が２倍以上向上し、
±１０％以下にすることができた。
【００７３】（実施例７）図１３は本発明の一実施例と
して他のガス配管法を説明したものである。チャンバー
１１１に接続する複数のガス配管１０５に対して、それ
ぞれ一つ以上のマスフローコントローラ１０６を用いて
１つ以上のボンベ１１５からのガス流量を制御すること
が本実施例の特徴である。それぞれのマスフローコント
ローラ１０６を流れるガス流量を調整することによりチ
ャンバー１１１内のガスの流れを均一にすることができ
る。また同一ガス種のボンベを複数用いることによりそ
のガスのエッチング処理室内の流れを均一にするという
使用法の他に、異なる種類のガス種をエッチング処理室
で混合するために違うガス種のボンベを使用する方法も
行なうことができる。それぞれのガス種に対するガス配
管の数や位置、そしてその中を流れるガス流量を調節す
ることにより、異なる種類のガスを十分均一に混合し
て、なおかつその混合ガスのエッチング処理室内での流
れを均一にすることができる。このように、複数のガス
配管１０５と複数のガスボンベを用いることにより、単
一ガス配管、単一ガスボンベを用いる場合に比べて８イ
ンチウェ−ハ内のエッチング速度の均一性が２倍以上向
上し、±１０％以下にすることができた。
【００７４】（実施例８）本発明の他の一実施例を図１
４に示す。この実施例ではマイクロ波導入窓１０３の下
にガス導入バッファ室１１６を取り付け、ウェハー１０
９の上部にガス導入口１０４を形成した。この方法はガ
スの流れの均一性が良くなり、特にチャンバー中心部の
ガス流量密度が増加するという長所を持つ。しかしマイ
クロ波の通り道にガス圧力が高い部分が生じるために、
マイクロ波の進行を妨げたり、ガス導入バッファ室１１
６内で放電を起こす可能性があるという問題点もある。
しかしこれはマイクロ波のパワーや電磁石１０７による
調整、ガス導入口バッファ室１１６内の圧力上昇を抑え
るためにガス流量に時間変調をかけたり、その時間変調
と同期してマイクロ波を投入するようにして回避するこ
とができるために、実用上はそれほど問題ではない。
【００７５】（実施例９）本発明による大型ベッセル高
速排気反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置の実施例
を図１９示す。真空処理室２０１にエッチングガスを導
入し、１３．５６ＭＨｚの高周波２０２で放電しガスプ
ラズマ２０３を発生させる。真空処理室は直径１２０ｃ
ｍ、高さ約４０ｃｍの円筒型で、電極は平行平板型のカ
ソードカップリング型で、上部電極２０４がアース電
位、下部電極２０５が高周波印加電極であり、下部電極
がウェハを載置する試料台になっている。下部電極の直
径は９０ｃｍで、エッチングの均一性向上のため、下部
電極中央部にも処理ガスを排気できる直径１０ｃｍの排
気口２０６を設け、下部電極の中央と周辺の両方から真
空処理室外へ排気した。電極面積は約６３００ｃｍ2あ
り、８インチウェハ２０７を６枚載置して同時にエッチ
ング処理した。処理ガスの排気速度はコンダクタンスバ
ルブ２０８を可変にすることにより変えることができ
る。処理ガスはガス流量コントローラー２０９を通しガ
ス配管２１０を経てガス導入口２１１からメッシュ状に
小孔の開いたバッファ室２１２を通して真空処理室２０
１へ導入される。ガス導入口２１１は２個所以上設け、
放電部中心軸に対して対称に配置した。ウェハを設置す
る試料台には、ウェハを０℃以下に冷却する冷却機構２
１３が備えられている。真空処理室にはヒータ２１４が
付いており５０℃以上に加熱できる。
【００７６】排気ポンプには排気速度６０００ ｌ／ｓ
ｅｃのターボ分子ポンプ２台を放電部の中心軸に対して
対称に配置した。ガスの通路となる放電部、真空処理
室、排気管及び全開のコンダクタンスバルブの総排気コ
ンダクタンスは１２０００ ｌ／ｓｅｃであった。この
時、実効排気速度は６０００ ｌ／ｓｅｃである。ま
た、真空処理室、排気管の総容積は約５００ ｌであ
り、真空処理室内のガス滞在時間は前述の（３）式より
８３ｍｓｅｃである。
【００７７】図１９に示す高速排気反応性イオンエッチ
ング装置により、Ｓｉ単結晶のエッチングを行なった。
試料は、８インチＳｉ基板の上にホトレジストマスクを
形成したもので、試料台に６枚同時に載置した。エッチ
ングガスにはＣＦ4を用い、ガス圧力２００ｍＴｏｒ
ｒ、ＲＦパワー２ＫＷ（パワー密度は０．３２Ｗ／ｃｍ
2）、ウェハ温度は−５０℃とし、コンダクタンスバル
ブの開度を変えることにより排気速度を変えてガス滞在
時間を変化させた。このとき、ガス圧力は一定でガス流
量を変化させた。この時のＳｉエッチ速度のガス流量依
存性を図２０に示す。ガス流量５０ｓｃｃｍの時、Ｓｉ
エッチ速度は１００ｎｍ／ｍｉｎであったが、ガス流量
９００ｓｃｃｍでは８００ｎｍ／ｍｉｎにエッチ速度が
増大した。この時、１μｍの深さにエッチングしＳｉの
マスクからのアンダーカット量は０．１μｍ以下であっ
た。また、Ｓｉとホトレジストとの選択比は４．０であ
った。エッチ速度のウェハ内及びウェハ間均一性は±５
％以下であった。
【００７８】（実施例１０）本発明による大型ベッセル
高速排気マイクロ波プラズマエッチング装置の実施例を
図２１示す。真空処理室２０１には５個所のマイクロ波
放電部２１６が設置され、それぞれ独立にガスプラズマ
２０３を発生させることができる。真空処理室内に配置
された試料台上で５個所のマイクロ波放電部の下にそれ
ぞれ、合計５枚の８インチウェハ２０７を設置し、同時
にエッチング処理した。試料台内部で５個所のウェハ設
置部の近辺にそれぞれガス排気口２０６を設けた。ガス
プラズマは、真空処理室２０１にエッチングガスを導入
し、マイクロ波発生器２１７において２．４５ＧＨｚの
高周波を発生させ、これを導波管２１８により放電部２
１６に輸送して発生させる。高効率放電のために磁場発
生用のソレノイドコイル２１９が放電部周囲に配置さ
れ、８７５ガウスの磁場により電子サイクロトロン共鳴
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎ
ａｎｃｅ： ＥＣＲともいう）により高密度のプラズマ
が発生される。エッチングガスはガス導入口２１１から
放電部２１９、真空処理室２０１を経て排気ポンプ２１
５により真空処理室外へ排出される。排気速度はコンダ
クタンスバルブ２０８を可変にすることにより変えるこ
とができる。処理ガスはガス流量コントローラー２０９
を通しガス配管２１０を経てガス導入口２１１からメッ
シュ状に小孔の開いたバッファ室２１２を通して放電部
２１６へ導入される。ガス導入口２１１は２個所以上設
け、放電部中心軸に対して対称に配置した。ウェハを設
置する試料台には、ウェハを０℃以下に冷却する冷却機
構２１３が備えられ、１３．５６ＭＨｚから４００ＫＨ
ｚのＲＦバイアス２０２が印加できる。真空処理室には
ヒータ２１４が付いており、５０℃以上に加熱できる。
【００７９】排気ポンプには排気速度２００００ ｌ／
ｓｅｃのターボ分子ポンプ２台を放電部の中心軸に対し
て対称に配置した。ガスの通路となる放電部、真空処理
室、排気管及び全開のコンダクタンスバルブの総排気コ
ンダクタンスは４００００ｌ／ｓｅｃとした。この時、
実効排気速度は２００００ ｌ／ｓｅｃである。また、
真空処理室、放電部、排気管の総容積は約２０００ ｌ
であり、真空処理室内のガス滞在時間は１００ｍｓｅｃ
である。
【００８０】図２１に示す大型ベッセル高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置により、Ｓｉ単結晶のエッ
チングを行なった。試料は、８インチＳｉ基板の上にホ
トレジストマスクを形成したもので、試料台に５枚同時
に載置した。エッチングガスにはＣＦ4を用い、ガス圧
力５ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワー２ＫＷ、ＲＦバイア
スは２ＭＨｚで２００Ｗ、ウェハ温度は−５０℃とし
た。この時のＳｉエッチ速度は、ガス流量９００ｓｃｃ
ｍにおいて１．５μｍ／ｍｉｎであった。この時、１μ
ｍの深さにエッチングしＳｉのマスクからのアンダーカ
ット量は０．１μｍ以下であった。また、Ｓｉとホトレ
ジストとの選択比は３．０であった。エッチ速度のウェ
ハ内及びウェハ間均一性は±５％以下であった。
【００８１】（実施例１１）図１に示す高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置により、８インチウェハ上
に総面積の異なるパターンを形成して、Ａｌエッチング
を行った。エッチング条件はＣｌ2ガス圧力３ｍＴｏｒ
ｒ、マイクロ波パワー５００Ｗ、ＲＦバイアスは２ＭＨ
ｚで５０Ｗ、ウェハ温度は０℃とした。ウェハ口径を６
インチから８インチに変化させた場合の実効排気速度
（以下の実施例内容説明では単に排気速度と表す）とエ
ッチ速度の関係を、図２２に示す。ウェハ内エッチング
面積比率は５０％である。ガス圧を一定（３ｍＴｏｒ
ｒ）にしているので、排気速度（Ｓｌ／ｓｅｃ）に対す
るガス流量（Ｑ ｓｃｃｍ）は、Ｑ＝７９．０５×Ｓ×
０．００３である。
【００８２】従来の低速排気（約２００ ｌ／ｓｅｃ）
のＡｌエッチングでは６インチの場合、エッチ速度は約
０．８μｍ／ｍｉｎであった。排気速度を５００ ｌ／
ｓｅｃにすると、エッチ速度は約１．５倍の１．２μｍ
／ｍｉｎとなり、８００ ｌ／ｓｅｃでは約１．８倍の
１．４μｍ／ｍｉｎになり、１３００ ｌ／ｓｅｃでは
２倍の１．６μｍ／ｍｉｎとなった。８インチウェハで
は、より顕著な変化が認められ、８００ ｌ／ｓｅｃで
は従来の２．４倍、１３００ ｌ／ｓｅｃでは従来の約
３倍になった。
【００８３】従って、８インチウェハで従来エッチ速度
（６インチ、２００ ｌ／ｓｅｃ）の１．５倍以上を得
ようとすると、少なくとも８００ ｌ／ｓｅｃ以上が必
要であることがわかり、２倍以上を得ようとすると少な
くとも１３００ ｌ／ｓｅｃ以上が必要であることがわ
かった。
【００８４】なお、このようなエッチ速度の面積依存性
はＡｌ以外にＳｉ等の他材料でもほぼ同様に見られ、８
インチウェハで従来エッチ速度の１．５倍以上を得るた
めには、８００ ｌ／ｓｅｃ以上の排気速度が必要であ
った。またガス圧力、マイクロ波パワー、試料温度、バ
イアス等のエッチング条件の異なる場合も同様に、８イ
ンチウェハで従来エッチ速度の１．５倍以上を得るため
には、８００ ｌ／ｓｅｃ以上の排気速度が必要であっ
た。
【００８５】（実施例１２）図１に示す高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置により、ＥＣＲ面（プラズ
マ内で磁場が８７５Ｇになる面）とウェハとの距離（Ｅ
ＣＲ面距離）を変化させて、Ｓｉエッチングを行った。
エッチング条件はＣｌ2ガス圧力０．５ｍＴｏｒｒ、マ
イクロ波パワー５００Ｗ、ＲＦバイアスは２ＭＨｚで２
０Ｗ、ウェハ温度は−３０℃とした。排気速度を変化さ
せた場合のＥＣＲ面距離とエッチ速度の関係を図２３に
示す。従来排気速度（２００ ｌ／ｓｅｃ）ではＥＣＲ
面距離を０から１５０ｍｍに遠ざけるとエッチ速度は３
００から１００ｎｍ／ｍｉｎまで減少した。一方、５０
０ ｌ／ｓｅｃの高速排気によるエッチングではＥＣＲ
面距離が１５０ｍｍと遠くても、エッチ速度は３００ｎ
ｍ／ｍｉｎが得られ、さらに距離を近付けると１０００
ｎｍ／ｍｉｎ以上に増大した。すなわち、高速排気エッ
チングによりＥＣＲ面距離がある程度離れても、ＥＣＲ
面を近付けた場合と同等もしくはそれ以上のエッチ速度
が得られることがわかった。
【００８６】ＥＣＲ面を近付けた場合に問題となるの
は、ＥＣＲ領域ではプラズマの解離効率が高いために、
ウェハから発生した反応生成物が再解離してウェハ表面
に再デポジションすることである。この減少により、エ
ッチング形状の劣化や表面汚染につながる場合がある。
また、ＥＣＲ面距離を小さくすると、エッチング均一性
が低下する場合もある。表面分析から、反応生成物のウ
ェハへの吸着量を調べると図２４に示すように、排気速
度が５００ ｌ／ｓｅｃの場合、ＥＣＲ面距離が小さく
なるにつれて吸着量の増大することが分かった。排気速
度が小さい場合（２００ ｌ／ｓｅｃ）には反応生成物
の排気速度が遅いためＥＣＲ面距離がある程度離れて再
解離が少なくても、ウェハへの吸着量が多くなる。従っ
て、反応生成物吸着の少ない低汚染で高速のエッチング
のためには、ＥＣＲ面距離をある程度大きくして高速排
気することが良い。図２４の結果から、ＥＣＲ面距離は
４０ｍｍ以上離して、排気速度５００ ｌ／ｓｅｃ以上
を用いることが適当であることが分かった。
【００８７】（実施例１３）図１に示す高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置により、１から１０ｍＴｏ
ｒｒのガス圧力においてＡｌをエッチングした。エッチ
ング条件はＣｌ2ガス圧力５ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パ
ワー５００Ｗ、ＲＦバイアスは２ＭＨｚで２０Ｗ、ウェ
ハ温度は０℃とした。排気速度とＡｌエッチ速度の関係
を図２５に示す。ガス流量はガス圧力に排気速度を乗じ
たものである。５００ ｌ／ｓｅｃ以上でエッチ速度は
大きく増大する。一方、アンダーカット量の排気速度依
存性を図２６に示す。ガス圧が５ｍＴｏｒｒと高いため
アンダーカットは生じやすく、特に排気速度１３００
ｌ／ｓｅｃ以上において増大傾向が大きかった。排気速
度１３００ ｌ／ｓｅｃ以下においてアンダーカット量
が小さい理由は、反応生成物の滞在時間が長く、これが
パターン側壁にデポして側面エッチングを防止するから
である。従って、側壁デポを用いなければアンダーカッ
トを押さえられないエッチングで、しかも高エッチ速度
が必要な場合に、１０００ｎｍ／ｍｉｎ以上の高エッチ
速度で、アンダーカット量を０．１μｍ以下に抑えるた
めには、５００ ｌ／ｓｅｃが適当であった。また、同
様のエッチング傾向は１から１０ｍＴｏｒｒの圧力で得
られ、１０００ｎｍ／ｍｉｎ以上の高エッチ速度で、ア
ンダーカット量０．１μｍ以下を満足する排気速度は５
００ ｌ／ｓｅｃと１３００ｌ／ｓｅｃの間にあった。
なお、ガス滞在時間は５００ ｌ／ｓｅｃの時に３００
ｍｓｅｃであった。
【００８８】（実施例１４）図１に示す高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置により、ＢＣｌ3ガスを用
いてＡｌをエッチングした。エッチング条件はＢＣｌ3
ガス圧力４ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワー５００Ｗ、Ｒ
Ｆバイアスは２ＭＨｚで２０Ｗ、ウェハ温度は２０℃と
した。Ａｌアンダーカット量のガス圧力依存性を図２７
に示す。排気速度は８００ ｌ／ｓｅｃとした。アンダ
ーカット量は５ｍＴｏｒｒ以下で顕著に減少し、０．１
μｍ以下になった。Ｃｌ2によるエッチングに比較し、
ＢＣｌ3ではより高いガス圧力でアンダーカットが減少
する。この理由は、ＢＣｌ3がパターン側壁にデポジシ
ョンし側壁を保護する効果があるためである。一方、Ａ
ｌエッチ速度のマイクロローディング（パターンサイズ
依存性：ここでは０．２μｍ；ａと１０μｍ；ｂの溝パ
ターンでのエッチ速度の比；ａ／ｂ）の排気速度依存性
を図２８に示す。マイクロロディングは排気速度の増大
とともに減少し、８００ ｌ／ｓｅｃ以上で実用に適す
る０．９以上となった。排気速度増大とともにマイクロ
ロディングが減少する理由は、排気速度増大によりエッ
チング反応粒子が小さい溝内にも十分供給されるように
なるためである。従って、ＢＣｌ3を用いたＡｌエッチ
ングにおいてアンダーカットとマイクロローディングを
抑えたエッチングを行うためには、ガス圧力５ｍＴｏｒ
ｒ以下で排気速度８００ ｌ／ｓｅｃ以上が良いことが
わかった。マイクロロディグは、小さい溝内を最後まで
エッチングするのに必要なオーバーエッチング量に関係
するが、この場合マイクロローディングは０．９以上で
は実用上大きな問題がないため、排気速度を必要以上に
大きくする必要はない。
【００８９】（実施例１５）図１に示す高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置及び図２９に示す反応性イ
オンエッチング装置により、Ａｌをエッチングした。エ
ッチング条件は、マイクロ波エッチング装置ではＣｌ2
ガス、マイクロ波パワー５００Ｗ、ＲＦバイアスは２Ｍ
Ｈｚで２０Ｗ、ウェハ温度は１０℃とし、反応性イオン
エッチングではＲＦパワー５００Ｗ、Ｃｌ2ガス、ウェ
ハ温度は１０℃とした。Ａｌエッチ速度とガス圧力の関
係をを図３０に示す。排気速度は５００ ｌ／ｓｅｃと
した。マイクロ波エッチングではガス圧力の低いところ
でエッチングできるため、４ｍＴｏｒｒでアンダーカッ
ト０．１μｍ以下になり、エッチ速度は１０００ｎｍ／
ｍｉｎであった。反応性イオンエッチングでは、低ガス
圧ではエッチングできず、１０ｍＴｏｒｒでアンダーカ
ットは０．２μｍであり、エッチ速度は３００ｎｍ／ｍ
ｉｎであった。すなわち、マイクロ波エッチングは反応
性イオンエッチングに比べると、低ガス圧でアンダーカ
ットが小さく高速のエッチングが可能である。一方、Ａ
ｌエッチ速度と排気速度との関係を図３１に示す。ガス
圧力は４ｍＴｏｒｒである。排気速度を増大すると、Ａ
ｌエッチ速度は反応性イオンエッチングよりもマイクロ
波エッチングの方が顕著に増大する。これは、マイクロ
波エッチングでは反応性イオンエッチングに比べて表面
反応速度が大きく、いわばエッチング反応粒子の供給律
速の状態にあるため、排気速度増大によりエッチング反
応粒子の供給を増大するとエッチング反応が促進される
ためである。特に、５００ ｌ／ｓｅｃ以上でエッチ速
度が飽和傾向にあった。一方、反応性イオンエッチング
では、表面反応速度が小さく、反応律速の状態にあるた
め、排気速度増大によりエッチング反応粒子の供給を増
やしてもエッチ速度の増加は小さい。従って、マイクロ
波プラズマエッチングを用いて、低ガス圧でアンダーカ
ットを防止し、高速排気でエッチ速度を増大させるため
に、ガス圧を４ｍＴｏｒｒ以下にし、５００ ｌ／ｓｅ
ｃ以上の排気速度にすることが適する。アンダーカット
はガス圧力を下げるほど小さくなるが、Ａｌエッチ速度
は０．５ｍＴｏｒｒ以下で大きく低下して３００ｎｍ／
ｍｉｎ以下になり、実用的にはあまり適さない。
【００９０】（実施例１６）図１に示す高速排気マイク
ロ波プラズマエッチング装置及び図２９に示す反応性イ
オンエッチング装置により、Ａｌをエッチングした。エ
ッチング条件は、マイクロ波エッチング装置ではＣｌ2
ガス圧４ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワー５００Ｗ、ＲＦ
バイアスは２ＭＨｚで２０Ｗ、ウェハ温度は１０℃と
し、反応性イオンエッチングではＲＦパワー５００Ｗ、
Ｃｌ2ガス圧１０ｍＴｏｒｒ、ウェハ温度は１０℃とし
た。Ａｌエッチ速度とガス滞在時間の関係を図３２に示
す。ここではガス流量を可変とした。滞在時間の減少も
にいずれのエッチング方法でもＡｌエッチ速度は増加傾
向にあるが、マイクロ波エッチングの方が顕著に増加し
た。滞在時間３００ｍｓｅｃにおいてＡｌエッチ速度は
１０００ｎｍ／ｍｉｎであった。従って、アンダーカッ
ト０．１μｍ以下で、エッチ速度１０００ｎｍ／ｍｉｎ
を得るためには、ガス圧力４ｍＴｏｒｒ以下でガス滞在
時間３００ｍｓｅｃ以下にすることが必要である。
【００９１】
【発明の効果】本発明によれば、１ｍＴｏｒｒ以下の高
真空下でガス流量を４０ｓｃｃｍ以上に増大でき、ガス
滞在時間を１００ｍｓｅｃ以下にできるため、高真空下
でアンダーカットを防止し、大ガス流量で高いエッチ速
度を達成でき、被エッチング材料とその他の材料とのエ
ッチング速度比（選択比）も増大できる効果がある。そ
の結果、非常に高い方向性が必要となるＳｉトレンチや
コンタクト孔等の高アスペクト比（パターン幅／エッチ
ング深さの比）エッチングを、高速度で高精度に加工す
ることができる。
【００９２】また、１ｍＴｏｒｒ以上のガス圧力でもア
ンダーカットをある程度防止し、エッチ速度、エッチン
グ選択性を向上することができる。
【００９３】また、反応生成物の再デポジションが少な
いので、これによるウェハや装置の汚染、エッチング形
状の異常などを低減できる。
【００９４】本発明の効果は前述のエッチング装置やエ
ッチング材料に限らず、例えば、マグネトロン型ＲＩＥ
やヘリコン共振型ＲＩＥ等の他の装置、およびアルミニ
ウム、タングステン、タングステンシリサイド、銅、Ｇ
ａＡｓ、Ｓｉ窒化膜等の他の材料についても同様の効果
がある。
【００９５】また、大型ベッセルを用いることにより、
例えば８インチ以上のウェハを多数枚同時にエッチング
処理でき、そのエッング速度も従来と同程度にできるの
で、ドライエッチングのスループットを向上でき、半導
体製品のコスト低減できる効果がある。
【００９６】本発明による大型ベッセル、高速排気処理
装置での大口径ウェハ一括処理は、ドライエッチング以
外のプロセスにおいてもスループット増大の効果が大き
い。例えば、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装
置、イオンミリング装置、プラズマドーピング装置等が
その例である。いずれの装置でも真空処理室が大型化す
ると処理室内の残留ガス量が増加し、例えば形成膜内へ
の残留ガス混入による膜質劣化等の問題が生ずるが、高
速排気によりこのような効果が低減でき、良質の薄膜を
形成できる。さらに、残留ガス量を膜形成のために必要
な値以下にする時間を高速排気により短縮でき、プロセ
ススループット向上を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高真空高速排気型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置の概略断面図である。
【図２】本発明に係る高真空高速排気型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置を用いたＳｉエッチングにおける
ガス流量とエッチング速度の関係を示す図である。
【図３】本発明に係る高真空高速排気型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置を用いたＳｉエッチングにおけ
る、ガス圧力とアンダーカット量の関係を示す図であ
る。
【図４】本発明に係る高真空高速排気型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置を用いたＳｉエッチングにおけ
る、ガス圧力とエッチ速度の関係を示す図である。
【図５】ガス流量を変化させた時の反応性ガスと反応生
成物の基板への入射割合を求めた計算結果を示す図であ
る。
【図６】ガス流量を変化させた時のガス滞在時間を求め
た計算結果を示す図である。
【図７】ガス滞在時間を変化させた時の反応性ガスと反
応生成物の基板への入射割合を求めた計算結果を示す図
である。
【図８】本発明に係る高真空高速排気型の反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）装置の概略断面図である。
【図９】本発明に係るドライエッチング装置の概略断面
図である。
【図１０】本発明に係るドライエッチング装置の部分平
面図である。
【図１１】本発明に係るドライエッチング装置の部分平
面図である。
【図１２】本発明に係るドライエッチング装置のガス配
管の構成を示した平面図である。
【図１３】本発明に係るドライエッチング装置のガス配
管の構成を示した平面図である。
【図１４】本発明に係るドライエッチング装置の概略断
面図である。
【図１５】エッチング処理室の高さと幅の比と、エッチ
ング処理室内のガスの流れ密度の関係を、シミュレーシ
ョンにより求めた結果である。
【図１６】従来のドライエッチング装置の概略断面図で
ある。
【図１７】異なる実行排気速度に対するガス圧力とガス
流量との関係を示す図である。
【図１８】実効排気速度とガス滞在時間との関係を真空
処理室容積をパラメ−タとして示す図である。
【図１９】本発明に係る大型ベッセル高速排気反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）装置の概略図である。
【図２０】高真空高速排気型のマイクロ波プラズマエッ
チング装置を用いたＳｉエッチングにおける、ガス流量
とエッチ速度の関係を示す図である。
【図２１】本発明に係る大型ベッセル高速排気マイクロ
波プラズマエッチング装置の概略図である。
【図２２】本発明に係るＡｌエッチ速度と実効排気速度
のグラフである。
【図２３】本発明に係るＳｉエッチ速度とウェハ−ＥＣ
Ｒ面距離のグラフである。
【図２４】本発明に係るウェハ表面への反応生成物とウ
ェハ−ＥＣＲ面距離のグラフである。
【図２５】本発明に係るＡｌエッチ速度と実効排気速度
のグラフである。
【図２６】本発明に係るＡｌアンダーカット量と実効排
気速度のグラフである。
【図２７】本発明に係るＡｌアンダーカット量とガス圧
力のグラフである。
【図２８】本発明に係るＡｌエッチング深さ比（パター
ンサイズ依存）と実効排気速度のグラフである。
【図２９】本発明に係る高速排気反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）装置の概略図である。
【図３０】本発明に係るＡｌエッチ速度とガス圧力のグ
ラフである。
【図３１】本発明に係るＡｌエッチ速度と実効排気速度
のグラフである。
【図３２】本発明に係るＡｌエッチ速度とガス滞在時間
のグラフである。
【図３３】本発明の効果を適用する処理ガス圧力と実効
排気速度の範囲を示す図である。
【符号の説明】
１…真空処理室、２…マイクロ波発生器、３…導波管、
４…放電部、５…ガスプラズマ、６…ソレノイドコイ
ル、７…試料台、８…ウェハ、９…ガス導入口、１０…
排気管、１１…排気ポンプ、１２…コンダクタンスバル
ブ、１３…ガス流量コントローラ、１４…ガス配管、１
５…バッファ室、１６…冷却機構、１７…ＲＦバイア
ス、１８…ヒータ、１９…バタフライバルブ、２０…ガ
スの流れ、２１…マイクロ波動導入窓、２２…上部電
極、２３…ガス圧センサ １０１…マイクロ波発生部、１０２…導波管、１０３…
マイクロ波導入窓、１０４…ガス導入口、１０５…ガス
配管、１０６…マスフローコントローラ、１０７…電磁
石、１０８…じゃま板、１０９…ウェハ、１１０…試料
台、１１１…チャンバー、１１２…高周波電源、１１３
…排気バッファ室、１１４…真空ポンプ、１１５…ガス
ボンベ、１１６…ガス導入バッファ室、１１７…エッチ
ング処理室２０１…真空処理室、２０２…高周波、２０
３…ガスプラズマ、２０４…上部電極、２０５…下部電
極、２０６…ガス排気口、２０７…８インチウェハ、２
０８…コンダクタンスバルブ、２０９…ガス流量コント
ローラ、２１０…ガス配管、２１１…ガス導入口、２１
２…バッファ室、２１３…冷却機構、２１４…ヒータ、
２１５…排気ポンプ、２１６…放電部、２１７…マイク
ロ波発生器、ＲＦバイアス、２１８…導波管、２１９…
ソレノイドコイル、２２０…ガスの流れ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金友 正文 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 組橋 孝生 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 小林 淳一 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株 式会社日立製作所内 (72)発明者 臼井 健人 茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立 製作所機械研究所内 (72)発明者 三瀬 信行 茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立 製作所機械研究所内

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以上
    の容器と、前記容器内に設けられた被処理物を設置する
    台と、前記容器内にガスを導入する導入手段と、前記容
    器内の前記ガスをプラズマ化する手段と、前記容器内の
    前記ガスを実行排気速度５００ｌ／ｓ以上の速度で排出
    する排出手段とを有することを特徴とするプラズマ処理
    装置。
  2. 【請求項２】前記プラズマ化する手段はＥＣＲによって
    プラズマ化する手段であり、前記台はＥＣＲ面以外の箇
    所に設置されていることを特徴とする請求項１記載のプ
    ラズマ処理装置。
  3. 【請求項３】前記台は、ＥＣＲ面から４０ｍｍ以上離れ
    ていることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装
    置。
  4. 【請求項４】前記プラズマ化する手段は、電磁波発生手
    段及び磁場発生手段であることを特徴とする請求項１記
    載のプラズマ処理装置。
  5. 【請求項５】前記電磁波は、高周波であることを特徴と
    する請求項１記載のプラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】前記排気手段には、さらに前記実行排気速
    度を変化させるコンダクタンスバルブが設けられている
    ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  7. 【請求項７】前記排気手段には、さらに前記ガスの排気
    速度を変化させる可変制御バルブが設けられていること
    を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  8. 【請求項８】前記ガス導入手段には、４０ｓｃｃｍ以上
    の流量調整機能を有する流量調整器が設けられているこ
    とを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  9. 【請求項９】前記ガス導入手段には、１００ｓｃｃｍ以
    上の流量調整機能を有する流量調整器が設けられている
    ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  10. 【請求項１０】前記排気手段は、複数個のポンプを有す
    ることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  11. 【請求項１１】前記複数個のポンプは、前記被処理物の
    中心軸に対して軸対称に配置され、前記ポンプと前記容
    器とを接続する排気口は前記被処理物の中心軸に対して
    軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載
    のプラズマ処理装置。
  12. 【請求項１２】前記プラズマ化する手段は放電部を有
    し、前記放電部の下端部の直径は上端部直径よりも大き
    く、前記下端部は前記被処理物より上に設けられている
    ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
  13. 【請求項１３】排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以
    上である容器と、前記容器内に設けられた被処理物を設
    置する台と、前記容器内にガスを導入する導入口と、前
    記容器内の前記ガスをプラズマ化する手段と、前記容器
    内の前記ガスを実行排気速度８００ｌ／ｓ以上の速度で
    排出する排出手段とを有することを特徴とするプラズマ
    処理装置。
  14. 【請求項１４】前記プラズマ化する手段はＥＣＲによっ
    てプラズマ化する手段であり、前記台はＥＣＲ面以外の
    箇所に設置されていることを特徴とする請求項１３記載
    のプラズマ処理装置。
  15. 【請求項１５】排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以
    上である容器と、前記容器内に設けられた被処理物を設
    置する台と、前記容器内にガスを導入する導入口と、前
    記容器内の前記ガスをプラズマ化する手段と、前記容器
    内の前記ガスを実行排気速度１３００ｌ／ｓ以上の速度
    で排出する排出手段とを有することを特徴とするプラズ
    マ処理装置。
  16. 【請求項１６】前記プラズマ化する手段はＥＣＲによっ
    てプラズマ化する手段であり、前記台はＥＣＲ面以外の
    箇所に設置されていることを特徴とする請求項１５記載
    のプラズマ処理装置。
  17. 【請求項１７】処理室と、前記処理室内にガスを導入す
    るガス導入口と、前記ガスをプラズマ化する手段と、排
    気速度が２５００ｌ／ｓ以上のポンプを用いて前記処理
    室内のガスを排出する排出手段とを有することを特徴と
    するプラズマ処理装置。
  18. 【請求項１８】前記処理室の排気コンダクタンスは、２
    ０００ｌ／ｓ以上であることを特徴とする請求項１７記
    載のプラズマ処理装置。
  19. 【請求項１９】前記処理室は、１００リットル以上であ
    ることを特徴とする請求項１７記載のプラズマ処理装
    置。
  20. 【請求項２０】前記ポンプはターボ分子ポンプであるこ
    とを特徴とする請求項１７記載のプラズマ処理装置。
  21. 【請求項２１】処理室と、前記処理室内にガスを導入す
    るガス導入口と、前記ガスをプラズマ化する手段と、排
    気速度が４０００ｌ／ｓ以上のポンプを用いて前記処理
    室内のガスを排出する排出手段とを有することを特徴と
    するプラズマ処理装置。
  22. 【請求項２２】前記処理室の排気コンダクタンスは、３
    ０００ｌ／ｓ以上であることを特徴とする請求項２１記
    載のプラズマ処理装置。
  23. 【請求項２３】被処理物をプラズマ処理する処理室と、
    前記処理室内にガスを導入するためのガス配管と、前記
    ガス配管が前記処理室と接続する部分に設けられ、複数
    のガス導入口を有するガス導入バッファ室と、前記ガス
    をプラズマ化する手段と、前記処理室内のガスを実行排
    気速度５００ｌ／ｓ以上の速度で排気する手段とを有す
    ることを特徴とするプラズマ処理装置。
  24. 【請求項２４】前記処理室の排気コンダクタンスは２０
    ００ｌ／ｓ以上であることを特徴とする請求項２３記載
    のプラズマ処理装置。
  25. 【請求項２５】容器と、前記容器内に設けられた試料台
    と、複数のガス導入口が対称的に設けられ、前記容器内
    の中心部に向けてガスを導入するガス導入手段と、前記
    ガスをプラズマ化する手段と、前記ガスを実行排気速度
    ５００ｌ／ｓ以上の速度で排気し、排気口が前記試料台
    とは近接して設けられた排気手段とを有することを特徴
    とするプラズマ処理装置。
  26. 【請求項２６】前記容器の排気コンダクタンスは２００
    ０ｌ／ｓ以上であることを特徴とする請求項２５記載の
    プラズマ処理装置。
  27. 【請求項２７】容器と、前記容器内に設けられた試料台
    と、前記容器内にガスを導入するガス導入手段と、前記
    ガスをプラズマ化する手段と、前記容器内に設けられ、
    前記ガスの流れを制御するじゃま板と、前記ガスを実行
    排気速度５００ｌ／ｓ以上の速度で排気する排気手段と
    を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  28. 【請求項２８】前記容器の排気コンダクタンスは２００
    ０ｌ／ｓ以上であることを特徴とする請求項２７記載の
    プラズマ処理装置。
  29. 【請求項２９】幅に対する高さの比が０．５以上であっ
    て、排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以上である容
    器と、前記容器内に設けられた試料台と、前記容器内に
    ガスを導入するガス導入手段と、前記ガスをプラズマ化
    する手段と、前記ガスを実行排気速度５００ｌ／ｓ以上
    の速度で排気する排気手段とを有することを特徴とする
    プラズマ処理装置。
  30. 【請求項３０】前記容器の容積は１００ｌ以上であるこ
    とを特徴とする請求項２９記載のプラズマ処理装置。
  31. 【請求項３１】排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以
    上である容器と、前記容器内に設けられた試料台と、ガ
    ス導入口の高さが前記容器の上部から１／３以内の位置
    に設けられたガス導入手段と、前記ガスをプラズマ化す
    る手段と、前記ガスを実行排気速度５００ｌ／ｓ以上の
    速度で排気する排気手段とを有することを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  32. 【請求項３２】前記プラズマ化する手段は、ＥＣＲによ
    ってプラズマ化する手段であり、前記試料台は、ＥＣＲ
    面以外の箇所に設けられいていることを特徴とする請求
    項３１記載のプラズマ処理装置。
  33. 【請求項３３】排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以
    上の処理室と、前記処理室内に設けられた試料台と、前
    記処理室内にガスを導入するガス導入口と、前記ガスを
    プラズマ化する手段と、前記ガスを実行排気速度５００
    ｌ／ｓ以上の速度で排気し、排気ポンプを有する排気手
    段と、前記排気ポンプと前記処理室との間に真空バッフ
    ァ室とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
  34. 【請求項３４】前記プラズマ化する手段は、ＥＣＲによ
    ってプラズマ化する手段であり、前記試料台は、ＥＣＲ
    面以外の箇所に設けられいていることを特徴とする請求
    項３３記載のプラズマ処理装置。
  35. 【請求項３５】容器と、前記容器内に設けられた電極面
    積が５０００ｃｍ2以上の被処理物を設置する試料台
    と、前記容器内にガスを導入する手段と、前記ガスをプ
    ラズマ化する手段と、前記容器内のガスを、実行排気速
    度５００ｌ／ｓ以上の速度で排気する排気手段とを有す
    ることを特徴とするプラズマ処理装置。
  36. 【請求項３６】前記プラズマ化する手段は、ＥＣＲによ
    ってプラズマ化する手段であり、前記試料台は、ＥＣＲ
    面以外の箇所に設けられいていることを特徴とする請求
    項３５記載のプラズマ処理装置。
  37. 【請求項３７】排気コンダクタンスが２０００ｌ／ｓ以
    上である容器と、前記容器内に設けられた被処理物を設
    置する試料台と、前記容器内に、それぞれにマスフロー
    コントロラーが設けられた複数のガス配管を通じてガス
    を導入する手段と、前記ガスをプラズマ化する手段と、
    前記容器内のガスを実行排気速度５００ｌ／ｓ以上の速
    度で排気する排気手段とを有することを特徴とするプラ
    ズマ処理装置。
  38. 【請求項３８】前記プラズマ化する手段は、ＥＣＲによ
    ってプラズマ化する手段であり、前記試料台は、ＥＣＲ
    面以外の箇所に設けられいていることを特徴とする請求
    項３７記載のプラズマ処理装置。
  39. 【請求項３９】容器と、前記容器内に設けられた試料台
    と、前記容器内にガスを導入する手段と、前記ガスをプ
    ラズマ化する手段と、前記ガスを実行排気速度５００ｌ
    ／ｓ以上の速度で排気し、複数台の排気ポンプを有する
    排気手段とを有し、前記実行排気速度をＳ０、前記複数
    台の排気ポンプの排気速度をＳ１からＳｎ（ｎはポンプ
    の台数を示す数値）、排気コンダクタンスをＣとしたと
    き、 １／Ｓ０＝（１／ΣＳｎ）＋１／Ｃ で表され、 かつ前記実行排気速度が前記ポンプの排気速度の総和の
    ２／３以上となるようにされたことを特徴とするプラズ
    マ処理装置。
  40. 【請求項４０】前記容器の排気コンダクタンスは２００
    ０ｌ／ｓ以上であることを特徴とする請求項３９記載の
    プラズマ処理装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5277752A (en) * 1992-10-19 1994-01-11 At&T Bell Laboratories Method for controlling plasma processes
US6069090A (en) * 1994-01-11 2000-05-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for semiconductor device fabrication
JP2871460B2 (ja) * 1994-05-20 1999-03-17 株式会社日立製作所 シリコンのエッチング方法
WO2000041211A1 (en) * 1998-12-30 2000-07-13 Lam Research Corporation Method and apparatus for etch rate stabilization
KR20030000815A (ko) * 2001-06-27 2003-01-06 삼성전자 주식회사 버퍼실을 갖는 건식 식각 시스템

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5150012A (ja) * 1974-10-28 1976-05-01 Hitachi Ltd Shinkudoanteikakiko
JPS54117919A (en) * 1978-03-06 1979-09-13 Osaka Shinku Kiki Seisakusho Turboomolecular pump
JPS61174634A (ja) * 1985-01-29 1986-08-06 Toshiba Corp ドライエツチング方法
JPS63133617A (ja) * 1986-11-26 1988-06-06 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマプロセス装置
JPS63217620A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPH01295413A (ja) * 1988-05-24 1989-11-29 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ気相成長方法
JPH0239427A (ja) * 1988-07-28 1990-02-08 Anelva Corp プラズマ処理方法および装置
JPH0249977A (ja) * 1988-08-11 1990-02-20 Nec Kyushu Ltd 真空装置
JPH0252428A (ja) * 1988-08-16 1990-02-22 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JPH02138424U (ja) * 1990-03-02 1990-11-19
JPH02309631A (ja) * 1989-05-24 1990-12-25 Matsushita Electron Corp プラズマエッチング方法
JPH0379025A (ja) * 1989-08-14 1991-04-04 Lam Res Corp プラズマ処理装置、及び、蒸着或いはエッチングの方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5673539A (en) * 1979-11-22 1981-06-18 Toshiba Corp Surface treating apparatus of microwave plasma
JPS5751265A (en) * 1980-09-10 1982-03-26 Hitachi Ltd Microwave plasma etching device
JPS6134933A (ja) * 1984-07-26 1986-02-19 Fujitsu Ltd プラズマ気相成長装置
US5000113A (en) * 1986-12-19 1991-03-19 Applied Materials, Inc. Thermal CVD/PECVD reactor and use for thermal chemical vapor deposition of silicon dioxide and in-situ multi-step planarized process
US4842683A (en) * 1986-12-19 1989-06-27 Applied Materials, Inc. Magnetic field-enhanced plasma etch reactor
JP2993675B2 (ja) * 1989-02-08 1999-12-20 株式会社日立製作所 プラズマ処理方法及びその装置
JPH0362517A (ja) * 1989-03-27 1991-03-18 Anelva Corp マイクロ波プラズマ処理装置
JPH0336723A (ja) * 1989-07-04 1991-02-18 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び電子サイクロトロン共鳴エッチング装置
JPH03290926A (ja) * 1990-04-06 1991-12-20 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ装置及び該装置の使用方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5150012A (ja) * 1974-10-28 1976-05-01 Hitachi Ltd Shinkudoanteikakiko
JPS54117919A (en) * 1978-03-06 1979-09-13 Osaka Shinku Kiki Seisakusho Turboomolecular pump
JPS61174634A (ja) * 1985-01-29 1986-08-06 Toshiba Corp ドライエツチング方法
JPS63133617A (ja) * 1986-11-26 1988-06-06 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマプロセス装置
JPS63217620A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Hitachi Ltd プラズマ処理装置
JPH01295413A (ja) * 1988-05-24 1989-11-29 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ気相成長方法
JPH0239427A (ja) * 1988-07-28 1990-02-08 Anelva Corp プラズマ処理方法および装置
JPH0249977A (ja) * 1988-08-11 1990-02-20 Nec Kyushu Ltd 真空装置
JPH0252428A (ja) * 1988-08-16 1990-02-22 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JPH02309631A (ja) * 1989-05-24 1990-12-25 Matsushita Electron Corp プラズマエッチング方法
JPH0379025A (ja) * 1989-08-14 1991-04-04 Lam Res Corp プラズマ処理装置、及び、蒸着或いはエッチングの方法
JPH02138424U (ja) * 1990-03-02 1990-11-19

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