JP2002075963A - プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製品処理において反応性の低い材料のエッチン
グを行い、誘電体よりなる反応管側壁における反応生成
物の付着量が少ないエッチング装置を提供すること。 【解決手段】コイルアンテナ２３の立下り部分３３を反
応管１４外周に近づけて容量性結合を持たせ、該コイル
アンテナ２３を反応管１４外周に沿って回動させるよう
にした。反応管１４内壁には、容量結合によりイオンシ
ース（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオンの
ほとんどは試料２２に向かい、それをエッチングする。
そして、イオンの極一部はコイルアンテナ２３の方向に
向かい反応管１４内壁に衝突する。コイルアンテナ２３
の容量結合によるイオンシースで加速されたイオンと反
応管１４内壁に付着しようとしているエッチング生成物
は衝突し、エッチング生成物は拡散される。
グを行い、誘電体よりなる反応管側壁における反応生成
物の付着量が少ないエッチング装置を提供すること。 【解決手段】コイルアンテナ２３の立下り部分３３を反
応管１４外周に近づけて容量性結合を持たせ、該コイル
アンテナ２３を反応管１４外周に沿って回動させるよう
にした。反応管１４内壁には、容量結合によりイオンシ
ース（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオンの
ほとんどは試料２２に向かい、それをエッチングする。
そして、イオンの極一部はコイルアンテナ２３の方向に
向かい反応管１４内壁に衝突する。コイルアンテナ２３
の容量結合によるイオンシースで加速されたイオンと反
応管１４内壁に付着しようとしているエッチング生成物
は衝突し、エッチング生成物は拡散される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエッチング方法、プ
ラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置に関するも
のである。
ラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置に関するも
のである。
【０００２】半導体デバイスは、適切な基板上に各種機
能性を備えた薄膜を堆積、必要な形状にパターニングす
ることにより製造される。この際、不要部分を除去する
ために用いられるのがドライエッチング装置である。こ
のエッチング装置において、処理室内壁にはデバイスの
パターン加工を行う際に発生するエッチング生成物が付
着する。この生成物は、半導体デバイスのパターン形成
に悪影響を及ぼし、その除去はエッチング装置の稼働時
間の低下を招くことから、生成物の付着量減少が要求さ
れている。
能性を備えた薄膜を堆積、必要な形状にパターニングす
ることにより製造される。この際、不要部分を除去する
ために用いられるのがドライエッチング装置である。こ
のエッチング装置において、処理室内壁にはデバイスの
パターン加工を行う際に発生するエッチング生成物が付
着する。この生成物は、半導体デバイスのパターン形成
に悪影響を及ぼし、その除去はエッチング装置の稼働時
間の低下を招くことから、生成物の付着量減少が要求さ
れている。
【０００３】
【従来の技術】従来、半導体デバイスを構成する材料に
は、ドライエッチングにおいて選択された所望のエッチ
ングガスと高い反応性を示す、即ち加工しやすい材料が
用いられてきた。エッチングガスは、デバイスのパター
ン加工を行う際に発生するエッチング生成物が高い揮発
性を持つように選択される。その反応生成物は真空排気
系にて排出され、処理室にはほとんど残留しなかった。
また、エッチング生成物の処理室内壁への付着が比較的
多い場合も、その処理室内壁を高い温度に保つことで、
付着防止に大きな効果が得られていた。
は、ドライエッチングにおいて選択された所望のエッチ
ングガスと高い反応性を示す、即ち加工しやすい材料が
用いられてきた。エッチングガスは、デバイスのパター
ン加工を行う際に発生するエッチング生成物が高い揮発
性を持つように選択される。その反応生成物は真空排気
系にて排出され、処理室にはほとんど残留しなかった。
また、エッチング生成物の処理室内壁への付着が比較的
多い場合も、その処理室内壁を高い温度に保つことで、
付着防止に大きな効果が得られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、デバ
イスの更なる微細化、高速化、高機能化において、デバ
イスを構成する材料として反応性の非常に低い物質が使
われ始めている。例えば、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡ
Ｍ:Ferroelectric RAM）のキャパシタを構成する電極材
料であるイリジウム（Ｉｒ）やプラチナ（Ｐｔ）等の高
融点メタルは、他の原子や分子との結合性が非常に低
い。同様に、セラミック系の強誘電体材料であるＰＺＴ
（Lead Zirconate Titanate:ジルコン酸チタン酸鉛）や
ＳＢＴ（Strontium,Bismuth,Tantalum：ストロンチウム
-ビスマス-タンタル複合酸化物）等も、反応性が低い。
イスの更なる微細化、高速化、高機能化において、デバ
イスを構成する材料として反応性の非常に低い物質が使
われ始めている。例えば、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡ
Ｍ:Ferroelectric RAM）のキャパシタを構成する電極材
料であるイリジウム（Ｉｒ）やプラチナ（Ｐｔ）等の高
融点メタルは、他の原子や分子との結合性が非常に低
い。同様に、セラミック系の強誘電体材料であるＰＺＴ
（Lead Zirconate Titanate:ジルコン酸チタン酸鉛）や
ＳＢＴ（Strontium,Bismuth,Tantalum：ストロンチウム
-ビスマス-タンタル複合酸化物）等も、反応性が低い。
【０００５】これら反応性が非常に低い材料のエッチン
グにはイオン衝突によるスパッタエッチングを行い、そ
れにより所望のパターンを形成する。この際に発生する
エッチング生成物は不揮発性であるため、真空ポンプ等
の排気装置により排気されず、処理室内壁に付着する。
このエッチング生成物は、エッチング毎に処理室内壁に
堆積し、数十枚から数百枚の処理程度でエッチング中に
処理室内壁温度と待機中の内壁温度差による熱ストレス
により剥がれる。この剥がれたエッチング生成物は塵と
なってウェハ上に降り、パターン形成に悪影響を及ぼ
す。
グにはイオン衝突によるスパッタエッチングを行い、そ
れにより所望のパターンを形成する。この際に発生する
エッチング生成物は不揮発性であるため、真空ポンプ等
の排気装置により排気されず、処理室内壁に付着する。
このエッチング生成物は、エッチング毎に処理室内壁に
堆積し、数十枚から数百枚の処理程度でエッチング中に
処理室内壁温度と待機中の内壁温度差による熱ストレス
により剥がれる。この剥がれたエッチング生成物は塵と
なってウェハ上に降り、パターン形成に悪影響を及ぼ
す。
【０００６】このような材料のエッチング方法として、
高速な排気系を設け処理圧力の低圧化にて不揮発性のエ
ッチング生成物を排出させることが試みられているが、
大きな効果は得られていない。
高速な排気系を設け処理圧力の低圧化にて不揮発性のエ
ッチング生成物を排出させることが試みられているが、
大きな効果は得られていない。
【０００７】また、処理室内壁を高い温度に保つこと
は、従来の材料でエッチング生成物の再付着が多い場合
に大きな効果が得られる。しかし、反応性が低い材料は
融点が非常に高く、この方法も生成物付着防止に大きな
効果は得られない。
は、従来の材料でエッチング生成物の再付着が多い場合
に大きな効果が得られる。しかし、反応性が低い材料は
融点が非常に高く、この方法も生成物付着防止に大きな
効果は得られない。
【０００８】処理室の壁を一定温度に保ち堆積物に熱ス
トレスがかからないようにする方法は、処理室内壁に堆
積した生成物の剥離に対して一定の効果が得られる。し
かし、この方法では、厚い堆積物により処理室雰囲気が
変わり、ウェハ毎のエッチング安定性が得られない。更
に、前述のキャパシタの電極材料等のエッチングの場
合、誘電体処理室内壁を覆う金属系の堆積物は、高周波
電力の処理室内への供給を阻害し、やがてプラズマが点
火しにくくなるという問題がある。
トレスがかからないようにする方法は、処理室内壁に堆
積した生成物の剥離に対して一定の効果が得られる。し
かし、この方法では、厚い堆積物により処理室雰囲気が
変わり、ウェハ毎のエッチング安定性が得られない。更
に、前述のキャパシタの電極材料等のエッチングの場
合、誘電体処理室内壁を覆う金属系の堆積物は、高周波
電力の処理室内への供給を阻害し、やがてプラズマが点
火しにくくなるという問題がある。
【０００９】これら問題により、従来のエッチング材料
に比べ非常に短い周期で処理室を大気開放し、誘電体容
器を洗浄しなければならない。洗浄の周期が短いため、
生産性が低く、洗浄コストが大きく上昇する。
に比べ非常に短い周期で処理室を大気開放し、誘電体容
器を洗浄しなければならない。洗浄の周期が短いため、
生産性が低く、洗浄コストが大きく上昇する。
【００１０】洗浄方法の一つとして処理室を大気開放せ
ずに、内部の堆積物をそれと反応しやすいガスでプラズ
マエッチングにより除去する方法があり、この方法は洗
浄時間を短くする。しかし、前述のように反応性の低い
材料のエッチング生成物もやはり反応し難く、ドライク
リーニングが実現できていない。仮にドライクリーニン
グが実現できたとしても、製品処理とは別にクリーニン
グシーケンスを組む必要があり、生産性が大きく低下す
るという問題がある。
ずに、内部の堆積物をそれと反応しやすいガスでプラズ
マエッチングにより除去する方法があり、この方法は洗
浄時間を短くする。しかし、前述のように反応性の低い
材料のエッチング生成物もやはり反応し難く、ドライク
リーニングが実現できていない。仮にドライクリーニン
グが実現できたとしても、製品処理とは別にクリーニン
グシーケンスを組む必要があり、生産性が大きく低下す
るという問題がある。
【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は製品処理において反応性
の低い材料のエッチングを行い、誘電体よりなる反応管
の側壁における反応生成物の付着量を少なくすることが
できるエッチング方法、エッチング装置及びプラズマ処
理装置を提供することにある。
れたものであって、その目的は製品処理において反応性
の低い材料のエッチングを行い、誘電体よりなる反応管
の側壁における反応生成物の付着量を少なくすることが
できるエッチング方法、エッチング装置及びプラズマ処
理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１，２，６に記載の発明によれば、前記高周
波アンテナに部分的に大きな容量性結合部分を持たせ、
該高周波アンテナと前記反応管とを相対移動させるよう
にした。反応管内壁には、容量結合によりイオンシース
（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオンの極一
部は高周波アンテナの方向に向かい反応管内壁に衝突す
る。高周波アンテナの容量結合によるイオンシースで加
速されたイオンと反応管内壁に付着しようとしているエ
ッチング等の処理生成物は衝突し、それら生成物は拡散
される。その結果、エッチング等の処理生成物の付着量
が少なくなる。
め、請求項１，２，６に記載の発明によれば、前記高周
波アンテナに部分的に大きな容量性結合部分を持たせ、
該高周波アンテナと前記反応管とを相対移動させるよう
にした。反応管内壁には、容量結合によりイオンシース
（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオンの極一
部は高周波アンテナの方向に向かい反応管内壁に衝突す
る。高周波アンテナの容量結合によるイオンシースで加
速されたイオンと反応管内壁に付着しようとしているエ
ッチング等の処理生成物は衝突し、それら生成物は拡散
される。その結果、エッチング等の処理生成物の付着量
が少なくなる。
【００１３】容量性結合部分は、請求項３に記載の発明
のように、前記高周波アンテナの一部を前記反応管に近
接させて形成される。これにより、容量性結合の強い部
分を容易に形成できる。
のように、前記高周波アンテナの一部を前記反応管に近
接させて形成される。これにより、容量性結合の強い部
分を容易に形成できる。
【００１４】請求項４に記載の発明のように、前記高周
波アンテナの前記反応管外周への投影面積を給電側端子
から接地側端子にかけて徐々に大きくして両端子間の結
合容量を略均一となるように形成した。これにより、付
着量が略均一になる。
波アンテナの前記反応管外周への投影面積を給電側端子
から接地側端子にかけて徐々に大きくして両端子間の結
合容量を略均一となるように形成した。これにより、付
着量が略均一になる。
【００１５】請求項５に記載の発明によれば、前記反応
管と同軸状にロータリコネクタを備え、該ロータリコネ
クタの中心軸を整合器を介してプラズマソース用の高周
波電源に接続し、前記中心軸に回動可能に支持された出
力部に前記高周波アンテナの給電側端子を接続した。こ
れにより、高周波アンテナが反応管外周に沿って精度よ
く移動する。
管と同軸状にロータリコネクタを備え、該ロータリコネ
クタの中心軸を整合器を介してプラズマソース用の高周
波電源に接続し、前記中心軸に回動可能に支持された出
力部に前記高周波アンテナの給電側端子を接続した。こ
れにより、高周波アンテナが反応管外周に沿って精度よ
く移動する。
【００１６】
【発明の実施の形態】（第一実施形態）以下、本発明を
具体化した第一実施形態を図１〜図５に従って説明す
る。
具体化した第一実施形態を図１〜図５に従って説明す
る。
【００１７】図１は、ＩＣＰ方式のプラズマエッチング
装置（inductively coupled plasmaetching system ）
の概略図である。エッチング装置１０はエッチング室１
１を備え、そのエッチング室１１は、上部処理室１２と
下部処理室１３とから構成される。
装置（inductively coupled plasmaetching system ）
の概略図である。エッチング装置１０はエッチング室１
１を備え、そのエッチング室１１は、上部処理室１２と
下部処理室１３とから構成される。
【００１８】上部処理室１２は、反応管１４と、それの
上端を覆うフランジ１５とから構成される。反応管１４
は、石英ガラスの誘電体よりなり、円筒形に形成されて
いる。
上端を覆うフランジ１５とから構成される。反応管１４
は、石英ガラスの誘電体よりなり、円筒形に形成されて
いる。
【００１９】下部処理室１３は、反応管１４より幅広く
形成された処理容器１６と、それの上端を覆うフランジ
１７とから構成されている。フランジ１７は反応管１４
の内径と略同一の内径を持つ環状に形成され、そのフラ
ンジ１７の上面に反応管１４が固定されている。
形成された処理容器１６と、それの上端を覆うフランジ
１７とから構成されている。フランジ１７は反応管１４
の内径と略同一の内径を持つ環状に形成され、そのフラ
ンジ１７の上面に反応管１４が固定されている。
【００２０】フランジ１７にはエッチングガスをエッチ
ング室１１内に導入するガス導入ポート１８が形成され
ている。処理容器１６には真空ポンプ１９に連なる排気
ポート２０が形成されている。真空ポンプ１９により、
プラズマ中の分子、エッチング生成物等が排気される。
ング室１１内に導入するガス導入ポート１８が形成され
ている。処理容器１６には真空ポンプ１９に連なる排気
ポート２０が形成されている。真空ポンプ１９により、
プラズマ中の分子、エッチング生成物等が排気される。
【００２１】下部処理室１３には試料台２１が設けられ
ている。試料台２１は静電チャックよりなり、その上面
には例えばウェハ等の被エッチング対象である試料２２
が載置固定される。
ている。試料台２１は静電チャックよりなり、その上面
には例えばウェハ等の被エッチング対象である試料２２
が載置固定される。
【００２２】反応管１４の外側には、コイルアンテナ２
３が設けられている。コイルアンテナ２３は、プラズマ
生成と維持のためにエッチング室１１に電力を供給する
ために設けられている。コイルアンテナ２３は、反応管
１４の外周に沿って略２ターン状に形成され、そのコイ
ルの第１端子（入力側端子）２３ａは高周波インピーダ
ンス整合器（マッチングユニット）２４を介して高周波
電源２５に接続され、第２端子２３ｂは接地されてい
る。
３が設けられている。コイルアンテナ２３は、プラズマ
生成と維持のためにエッチング室１１に電力を供給する
ために設けられている。コイルアンテナ２３は、反応管
１４の外周に沿って略２ターン状に形成され、そのコイ
ルの第１端子（入力側端子）２３ａは高周波インピーダ
ンス整合器（マッチングユニット）２４を介して高周波
電源２５に接続され、第２端子２３ｂは接地されてい
る。
【００２３】エッチング装置１０には、プラズマ中のエ
ッチャントであるイオンを試料に向かって加速させるた
めに電力供給源であるバイアス用高周波電源２６が備え
られ、その高周波電源２６は高周波インピーダンス整合
器２７を介して試料台２１に接続されている。
ッチャントであるイオンを試料に向かって加速させるた
めに電力供給源であるバイアス用高周波電源２６が備え
られ、その高周波電源２６は高周波インピーダンス整合
器２７を介して試料台２１に接続されている。
【００２４】更に、エッチング装置１０には、コイルア
ンテナ２３を移動させるための駆動器２８と、それを制
御するためのコントローラ２９が備えられている。駆動
器２８は、コイルアンテナ２３と反応管１４とを相対移
動させるように構成され、本実施形態では、コイルアン
テナ２３を反応管１４の外周に沿って水平回動させえる
ように構成されている。
ンテナ２３を移動させるための駆動器２８と、それを制
御するためのコントローラ２９が備えられている。駆動
器２８は、コイルアンテナ２３と反応管１４とを相対移
動させるように構成され、本実施形態では、コイルアン
テナ２３を反応管１４の外周に沿って水平回動させえる
ように構成されている。
【００２５】駆動器２８は、コントローラ２９からの指
令に基づいて動作し、コイルアンテナ２３を水平回動さ
せる。コントローラ２９は、試料２２のエッチングが開
始されると駆動器２８に指令を出力し、駆動器２８はそ
の指令に応答してコイルアンテナ２３を水平回動させ
る。
令に基づいて動作し、コイルアンテナ２３を水平回動さ
せる。コントローラ２９は、試料２２のエッチングが開
始されると駆動器２８に指令を出力し、駆動器２８はそ
の指令に応答してコイルアンテナ２３を水平回動させ
る。
【００２６】図２はコイルアンテナ２３の形状を示し、
図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。コイ
ルアンテナ２３は、上下方向に所定の間隔にて配置され
た第１及び第２周回部分３１，３２と、それらを接続す
る立下り部分３３とを備える。第１周回部分３１は給電
側端子２３ａと接続され、第２周回部分３２は接地側端
子２３ｂと接続されている。
図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。コイ
ルアンテナ２３は、上下方向に所定の間隔にて配置され
た第１及び第２周回部分３１，３２と、それらを接続す
る立下り部分３３とを備える。第１周回部分３１は給電
側端子２３ａと接続され、第２周回部分３２は接地側端
子２３ｂと接続されている。
【００２７】第１及び第２周回部分３１，３２は、反応
管１４外周との間隔が第１の距離にてその外周に沿って
水平に略３／４周するように形成されている。立下り部
分３３は、反応管１４外周との間隔が第２の距離にてそ
の外周に沿って略１／４周するように形成されている。
そして、第２の距離は、第１の距離に比べて極めて小さ
く設定されている。
管１４外周との間隔が第１の距離にてその外周に沿って
水平に略３／４周するように形成されている。立下り部
分３３は、反応管１４外周との間隔が第２の距離にてそ
の外周に沿って略１／４周するように形成されている。
そして、第２の距離は、第１の距離に比べて極めて小さ
く設定されている。
【００２８】これは、コイルアンテナ２３において、立
下り部分３３における容量結合成分を大きくする。誘導
結合型と言えどもコイルアンテナ２３が有限であるため
に若干の結合容量成分が存在する。そして、この結合容
量成分は、コイルアンテナ２３と反応管１４との間隔が
等しい場合、給電側端子２３ａから接地側端子２３ｂに
向かって減少する。このため、立下り部分３３を反応管
１４外周に近接させることで、この部分における結合容
量成分を、第１及び第２周回部分３１，３２のそれより
も大きくする。更に、第２の距離を第１の距離に比べて
遙かに小さくし、立下り部分３３と反応管１４との距離
をその上端（第１周回部分３１の終端）から下端（第２
周回部分３２の先端）までほぼ等しくすることで、その
立下り部分３３における結合容量成分を上端から下端ま
でほぼ均一にしている。
下り部分３３における容量結合成分を大きくする。誘導
結合型と言えどもコイルアンテナ２３が有限であるため
に若干の結合容量成分が存在する。そして、この結合容
量成分は、コイルアンテナ２３と反応管１４との間隔が
等しい場合、給電側端子２３ａから接地側端子２３ｂに
向かって減少する。このため、立下り部分３３を反応管
１４外周に近接させることで、この部分における結合容
量成分を、第１及び第２周回部分３１，３２のそれより
も大きくする。更に、第２の距離を第１の距離に比べて
遙かに小さくし、立下り部分３３と反応管１４との距離
をその上端（第１周回部分３１の終端）から下端（第２
周回部分３２の先端）までほぼ等しくすることで、その
立下り部分３３における結合容量成分を上端から下端ま
でほぼ均一にしている。
【００２９】次に、上記のように構成されたエッチング
装置１０の作用を説明する。ガス導入ポート１８より導
入されたガスと真空ポンプ１９と排気ポート２０のコン
ダクタンスにより、エッチング室１１は、所望の雰囲気
を形成する。エッチング室１１内のガス雰囲気が安定し
たところでソース用の第１高周波電源２５よりコイルア
ンテナ２３に電力が供給され、コイルアンテナ２３より
発振された電磁波は反応管１４を透過してガス分子、原
子を電離しエッチング室１１内はプラズマ状態となる。
装置１０の作用を説明する。ガス導入ポート１８より導
入されたガスと真空ポンプ１９と排気ポート２０のコン
ダクタンスにより、エッチング室１１は、所望の雰囲気
を形成する。エッチング室１１内のガス雰囲気が安定し
たところでソース用の第１高周波電源２５よりコイルア
ンテナ２３に電力が供給され、コイルアンテナ２３より
発振された電磁波は反応管１４を透過してガス分子、原
子を電離しエッチング室１１内はプラズマ状態となる。
【００３０】コントローラ２９は第１高周波電源２５の
発振とともに駆動器２８を起動し、コイルアンテナ２３
を水平回動させる。プラズマが安定して十分なイオンが
生成されたところで、試料台２１にバイアス用の第２高
周波電源２６より電力を供給し、試料２２はイオンアシ
スト反応やイオン衝撃によりエッチングされる。なお、
エッチングが開始されるのは、バイアス電力が供給され
てからであるため、コントローラ２９は駆動器２８を第
２高周波電源２６の発振時に起動するようにしてもよ
い。
発振とともに駆動器２８を起動し、コイルアンテナ２３
を水平回動させる。プラズマが安定して十分なイオンが
生成されたところで、試料台２１にバイアス用の第２高
周波電源２６より電力を供給し、試料２２はイオンアシ
スト反応やイオン衝撃によりエッチングされる。なお、
エッチングが開始されるのは、バイアス電力が供給され
てからであるため、コントローラ２９は駆動器２８を第
２高周波電源２６の発振時に起動するようにしてもよ
い。
【００３１】ＦｅＲＡＭ等のデバイスに代表されるＰ
ｔ，Ｉｒ，ＰＺＴ，ＳＢＴ等の材料をエッチングした場
合、それらの材料はあらゆるエッチャントと反応性が非
常に低い。このため、ほとんどがイオン衝撃によるスパ
ッタエッチでの加工となり、揮発性の分子を作らない。
従って、エッチング生成物の多くはそれぞれの原子のま
まで試料２２より削り取られたものであり、エッチング
室１１内壁つまり反応管１４の内壁に付着する。
ｔ，Ｉｒ，ＰＺＴ，ＳＢＴ等の材料をエッチングした場
合、それらの材料はあらゆるエッチャントと反応性が非
常に低い。このため、ほとんどがイオン衝撃によるスパ
ッタエッチでの加工となり、揮発性の分子を作らない。
従って、エッチング生成物の多くはそれぞれの原子のま
まで試料２２より削り取られたものであり、エッチング
室１１内壁つまり反応管１４の内壁に付着する。
【００３２】このとき、コイルアンテナ２３の立下り部
分３３近傍の反応管１４内壁には、容量結合によりイオ
ンシース（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオ
ンの極一部はエッチング室１１からコイルアンテナ２３
の方向に向かい反応管１４内壁に衝突する。アンテナ近
傍でのイオンシースの形成は、反応管１４に限らず、使
用する電波を透過する誘電体で起こる。
分３３近傍の反応管１４内壁には、容量結合によりイオ
ンシース（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオ
ンの極一部はエッチング室１１からコイルアンテナ２３
の方向に向かい反応管１４内壁に衝突する。アンテナ近
傍でのイオンシースの形成は、反応管１４に限らず、使
用する電波を透過する誘電体で起こる。
【００３３】コイルアンテナ２３の容量結合によるイオ
ンシースで加速されたイオンと反応管１４内壁に付着し
ようとしているエッチング生成物は衝突し、エッチング
生成物は拡散される。その結果、コイルアンテナ２３近
傍には、エッチング生成物の付着量が少ない。
ンシースで加速されたイオンと反応管１４内壁に付着し
ようとしているエッチング生成物は衝突し、エッチング
生成物は拡散される。その結果、コイルアンテナ２３近
傍には、エッチング生成物の付着量が少ない。
【００３４】更に、立下り部分３３において、その上端
から下端までの結合容量成分がほぼ均一である。従っ
て、エッチング生成物の拡散は、コイルアンテナ２３の
上端から下端までほぼ均一におこり、それに対応する反
応管１４へのエッチング生成物の付着量はほぼ均一にな
る。
から下端までの結合容量成分がほぼ均一である。従っ
て、エッチング生成物の拡散は、コイルアンテナ２３の
上端から下端までほぼ均一におこり、それに対応する反
応管１４へのエッチング生成物の付着量はほぼ均一にな
る。
【００３５】イオンシースを大きくすることによりコイ
ルアンテナ２３により生成されたエッチャントであるイ
オンの反応管１４方向へ向かう量が多くなるのである
が、ＩＣＰ方式により生成されたイオン密度は非常に高
く、エッチングレートに影響するほどウェハに向かうイ
オンは減少しない。
ルアンテナ２３により生成されたエッチャントであるイ
オンの反応管１４方向へ向かう量が多くなるのである
が、ＩＣＰ方式により生成されたイオン密度は非常に高
く、エッチングレートに影響するほどウェハに向かうイ
オンは減少しない。
【００３６】図３（ａ）は本実施形態のエッチング装置
１０にてエッチングした試料（ウェハ）２２ａのエッチ
ング特性を示し、図３（ｂ）は従来のエッチング装置に
てエッチングした試料２２ｂのエッチング特性を示す。
各試料２２ａ，２２ｂ中に示した数値は、ほぼ同一電圧
の高周波電源を供給したときの各位置におけるエッチン
グ量を示す。
１０にてエッチングした試料（ウェハ）２２ａのエッチ
ング特性を示し、図３（ｂ）は従来のエッチング装置に
てエッチングした試料２２ｂのエッチング特性を示す。
各試料２２ａ，２２ｂ中に示した数値は、ほぼ同一電圧
の高周波電源を供給したときの各位置におけるエッチン
グ量を示す。
【００３７】エッチング結果は、ウェハ間のバラツキの
範囲内のものであり、容量結合成分の増加による影響は
全くない。仮に反応管１４方向へ向かうイオンが多くな
り、エッチングレートに影響が出るようであれば、第１
高周波電源２５にて供給する高周波電力を若干上げ、エ
ッチング室１１内のイオン密度を増やすことでその影響
をほぼうち消すことができる。
範囲内のものであり、容量結合成分の増加による影響は
全くない。仮に反応管１４方向へ向かうイオンが多くな
り、エッチングレートに影響が出るようであれば、第１
高周波電源２５にて供給する高周波電力を若干上げ、エ
ッチング室１１内のイオン密度を増やすことでその影響
をほぼうち消すことができる。
【００３８】図４は、キャパシタ構造を特徴とするＦｅ
ＲＡＭデバイスの強誘電体ＰＺＴと電極Ｐｔを連続して
エッチングした時のその試料（ウェハ）２２の処理枚数
に対する発塵量（パーティクル数）の特性を示す。尚、
図４において、囲まれた部分のデータは、従来のエッチ
ング装置によるものである。このように、従来の装置で
は、３５０枚程度の試料２２を処理するとパーティクル
が増加するが、本実施形態のエッチング装置１０ではお
よそ５００枚を連続してエッチングしてもパーティクル
量の急激な増加は見られず、処理室の洗浄が必要ないこ
とが判る。
ＲＡＭデバイスの強誘電体ＰＺＴと電極Ｐｔを連続して
エッチングした時のその試料（ウェハ）２２の処理枚数
に対する発塵量（パーティクル数）の特性を示す。尚、
図４において、囲まれた部分のデータは、従来のエッチ
ング装置によるものである。このように、従来の装置で
は、３５０枚程度の試料２２を処理するとパーティクル
が増加するが、本実施形態のエッチング装置１０ではお
よそ５００枚を連続してエッチングしてもパーティクル
量の急激な増加は見られず、処理室の洗浄が必要ないこ
とが判る。
【００３９】図５は、コイルアンテナ２３の回転数に対
する発塵量の特性を示す。これは、コイルアンテナ２３
の移動による既堆積物の剥がれによる発塵を調べるもの
であるが、サイズの大きなパーティクル（Ｌサイズ）の
発塵はほとんど発生せず、既堆積物の剥がれはないこと
が判る。
する発塵量の特性を示す。これは、コイルアンテナ２３
の移動による既堆積物の剥がれによる発塵を調べるもの
であるが、サイズの大きなパーティクル（Ｌサイズ）の
発塵はほとんど発生せず、既堆積物の剥がれはないこと
が判る。
【００４０】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、以下の効果を奏する。 （１）コイルアンテナ２３の立下り部分３３を反応管１
４外周に近づけて容量性結合を持たせ、該コイルアンテ
ナ２３を反応管１４外周に沿って回動させるようにし
た。反応管１４内壁には、容量結合によりイオンシース
（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオンのほと
んどは試料２２に向かい、それをエッチングする。そし
て、イオンの極一部はコイルアンテナ２３の方向に向か
い反応管１４内壁に衝突する。コイルアンテナ２３の容
量結合によるイオンシースで加速されたイオンと反応管
１４内壁に付着しようとしているエッチング生成物は衝
突し、エッチング生成物は拡散される。その結果、エッ
チング処理を行うと同時に、反応管１４の全周において
エッチング生成物の付着量を少なくし、反応管１４の洗
浄周期を長くすることができる。
ば、以下の効果を奏する。 （１）コイルアンテナ２３の立下り部分３３を反応管１
４外周に近づけて容量性結合を持たせ、該コイルアンテ
ナ２３を反応管１４外周に沿って回動させるようにし
た。反応管１４内壁には、容量結合によりイオンシース
（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオンのほと
んどは試料２２に向かい、それをエッチングする。そし
て、イオンの極一部はコイルアンテナ２３の方向に向か
い反応管１４内壁に衝突する。コイルアンテナ２３の容
量結合によるイオンシースで加速されたイオンと反応管
１４内壁に付着しようとしているエッチング生成物は衝
突し、エッチング生成物は拡散される。その結果、エッ
チング処理を行うと同時に、反応管１４の全周において
エッチング生成物の付着量を少なくし、反応管１４の洗
浄周期を長くすることができる。
【００４１】（２）コイルアンテナ２３の立下り部分３
３を第１及び第２周回部分３１，３２よりも反応管１４
外周に近づけたため、結合容量の強い部分を容易に形成
することができる。そして、コイルアンテナ２３を反応
管１４外周に沿って回動させるようにしたため、その反
応管１４全周に渡り上下方向に幅広くエッチング生成物
の付着量を略均一に少なくすることができる。
３を第１及び第２周回部分３１，３２よりも反応管１４
外周に近づけたため、結合容量の強い部分を容易に形成
することができる。そして、コイルアンテナ２３を反応
管１４外周に沿って回動させるようにしたため、その反
応管１４全周に渡り上下方向に幅広くエッチング生成物
の付着量を略均一に少なくすることができる。
【００４２】（第二実施形態）以下、本発明を具体化し
た第二実施形態を図６に従って説明する。尚、説明の便
宜上、図１と同様の構成については同一の符号を付して
その説明を一部省略する。
た第二実施形態を図６に従って説明する。尚、説明の便
宜上、図１と同様の構成については同一の符号を付して
その説明を一部省略する。
【００４３】図６は、ＩＣＰ方式のプラズマエッチング
装置の概略図である。エッチング装置４０は、駆動器４
１がエッチング室１１のフランジ１５に固定されてい
る。駆動器４１はモータ４２及びそれにより回動駆動さ
れるロータリコネクタ４３を備える。
装置の概略図である。エッチング装置４０は、駆動器４
１がエッチング室１１のフランジ１５に固定されてい
る。駆動器４１はモータ４２及びそれにより回動駆動さ
れるロータリコネクタ４３を備える。
【００４４】ロータリコネクタ４３は、中空の軸４４
と、それに対してベアリング４５により回動可能に支持
されたリング状の出力部４６とから構成され、中空軸４
４がフランジ１５上面に固定されている。
と、それに対してベアリング４５により回動可能に支持
されたリング状の出力部４６とから構成され、中空軸４
４がフランジ１５上面に固定されている。
【００４５】ロータリコネクタ４３は、中空軸４４と出
力部４６との間が高周波電源の導通可能に構成され、中
空軸４４が整合器２４を介して第１高周波電源２５に接
続され、出力部４６がコイルアンテナ２３の給電側端子
２３ａに接続されている。これにより、第１高周波電源
２５から整合器２４及びロータリコネクタ４３を介して
コイルアンテナ２３に電力供給がなされる。
力部４６との間が高周波電源の導通可能に構成され、中
空軸４４が整合器２４を介して第１高周波電源２５に接
続され、出力部４６がコイルアンテナ２３の給電側端子
２３ａに接続されている。これにより、第１高周波電源
２５から整合器２４及びロータリコネクタ４３を介して
コイルアンテナ２３に電力供給がなされる。
【００４６】フランジ１５には、エッチング室１１内部
と中空軸４４内部とを連通する連通孔１５ａが設けら
れ、その連通孔１５ａにはガス導入ポート４７が連なる
ように設けられ、そのガス導入ポート４７及び連通孔１
５ａを介してエッチング室１１内にエッチングガスが導
入される。また、ガス導入ポート４７は、フランジ１５
の温度調整を行うための温調ケーブルが挿入可能に形成
されている。
と中空軸４４内部とを連通する連通孔１５ａが設けら
れ、その連通孔１５ａにはガス導入ポート４７が連なる
ように設けられ、そのガス導入ポート４７及び連通孔１
５ａを介してエッチング室１１内にエッチングガスが導
入される。また、ガス導入ポート４７は、フランジ１５
の温度調整を行うための温調ケーブルが挿入可能に形成
されている。
【００４７】ロータリコネクタ４３の出力部４６にはプ
ーリー４８が同軸状に固定され、そのプーリー４８には
モータ４２の出力軸に固定されたプーリー４９との間に
タイミングベルト５０が掛け渡されている。
ーリー４８が同軸状に固定され、そのプーリー４８には
モータ４２の出力軸に固定されたプーリー４９との間に
タイミングベルト５０が掛け渡されている。
【００４８】下部処理室１３内には、試料としてのウェ
ハ２２を固定する試料台としての静電チャック５１が設
けられ、その静電チャック５１は整合器２７を介してバ
イアス用電源を供給する第２高周波電源２６に接続され
ている。
ハ２２を固定する試料台としての静電チャック５１が設
けられ、その静電チャック５１は整合器２７を介してバ
イアス用電源を供給する第２高周波電源２６に接続され
ている。
【００４９】静電チャック５１は、略円盤状に形成さ
れ、中央にウェハ２２の径より小さな径の載置部が形成
されており、段差となる外周部にはそれを覆う略円環状
の石英プレート５２が固定されている。
れ、中央にウェハ２２の径より小さな径の載置部が形成
されており、段差となる外周部にはそれを覆う略円環状
の石英プレート５２が固定されている。
【００５０】次に、上記のように構成されたエッチング
装置４０の作用を説明する。ガス導入ポート１８，４７
より導入されたガスは、エッチング室１１中で所望の圧
力雰囲気にコントロールされる。エッチング室１１内の
ガス雰囲気が安定したところで第１高周波電源２５より
コイルアンテナ２３に電力が供給され、コイルアンテナ
２３より発振された電磁波は反応管１４を透過してガス
分子、原子を電離しエッチング室１１内はプラズマ状態
となる。
装置４０の作用を説明する。ガス導入ポート１８，４７
より導入されたガスは、エッチング室１１中で所望の圧
力雰囲気にコントロールされる。エッチング室１１内の
ガス雰囲気が安定したところで第１高周波電源２５より
コイルアンテナ２３に電力が供給され、コイルアンテナ
２３より発振された電磁波は反応管１４を透過してガス
分子、原子を電離しエッチング室１１内はプラズマ状態
となる。
【００５１】図示しないコントローラは、第１高周波電
源２５の発振とともにモータ４２を起動し、タイミング
ベルト５０を経由してプーリー４８に回転動作が伝達さ
れる。プーリー４８にはロータリコネクタ４３が固定さ
れており、その先に固定されているコイルアンテナ２３
が同時に回転する。
源２５の発振とともにモータ４２を起動し、タイミング
ベルト５０を経由してプーリー４８に回転動作が伝達さ
れる。プーリー４８にはロータリコネクタ４３が固定さ
れており、その先に固定されているコイルアンテナ２３
が同時に回転する。
【００５２】プラズマが安定して十分なイオンが生成さ
れたところで、第２高周波電源２６より電力を供給し、
ウェハ２２はイオンアシスト反応やイオン衝撃によりエ
ッチングされる。
れたところで、第２高周波電源２６より電力を供給し、
ウェハ２２はイオンアシスト反応やイオン衝撃によりエ
ッチングされる。
【００５３】ＦｅＲＡＭ等のデバイスに代表されるＰ
ｔ，Ｉｒ，ＰＺＴ，ＳＢＴ等の材料をエッチングした場
合、それらの材料はあらゆるエッチャントと反応性が非
常に低い。このため、ほとんどがイオン衝撃によるスパ
ッタエッチでの加工となり、揮発性の分子を作らない。
従って、エッチング生成物の多くはそれぞれの原子のま
まで試料２２より削り取られたものであり、エッチング
室１１内壁つまり反応管１４の内壁に付着する。
ｔ，Ｉｒ，ＰＺＴ，ＳＢＴ等の材料をエッチングした場
合、それらの材料はあらゆるエッチャントと反応性が非
常に低い。このため、ほとんどがイオン衝撃によるスパ
ッタエッチでの加工となり、揮発性の分子を作らない。
従って、エッチング生成物の多くはそれぞれの原子のま
まで試料２２より削り取られたものであり、エッチング
室１１内壁つまり反応管１４の内壁に付着する。
【００５４】このとき、コイルアンテナ２３の立下り部
分３３近傍の反応管１４内壁には、容量結合によりイオ
ンシース（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオ
ンの極一部はエッチング室１１からコイルアンテナ２３
の方向に向かい反応管１４内壁に衝突する。アンテナ近
傍でのイオンシースの形成は、石英反応管１４に限ら
ず、使用する電波を透過する誘電体で起こる。
分３３近傍の反応管１４内壁には、容量結合によりイオ
ンシース（ion sheath）が形成され、プラズマ中のイオ
ンの極一部はエッチング室１１からコイルアンテナ２３
の方向に向かい反応管１４内壁に衝突する。アンテナ近
傍でのイオンシースの形成は、石英反応管１４に限ら
ず、使用する電波を透過する誘電体で起こる。
【００５５】コイルアンテナ２３の容量結合によるイオ
ンシースで加速されたイオンと反応管１４内壁に付着し
ようとしているエッチング生成物は衝突し、エッチング
生成物は拡散される。その結果、コイルアンテナ２３近
傍には、エッチング生成物の付着量が少ない。
ンシースで加速されたイオンと反応管１４内壁に付着し
ようとしているエッチング生成物は衝突し、エッチング
生成物は拡散される。その結果、コイルアンテナ２３近
傍には、エッチング生成物の付着量が少ない。
【００５６】以上記述したように、本実施形態によれ
ば、第一実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏す
る。 （１）フランジ１５上面に固定したロータリコネクタ４
３にコイルアンテナ２３を接続し、モータ４２にてロー
タリコネクタ４３に同軸状に固定したプーリー４８を回
動させ、コイルアンテナ２３を反応管１４外周に沿って
回動させるようにした。その結果、コイルアンテナ２３
を反応管１４外周に沿って精度良く回動させ、反応管１
４内壁に付着するエッチング生成物の堆積レートのバラ
ツキを抑えることができる。
ば、第一実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏す
る。 （１）フランジ１５上面に固定したロータリコネクタ４
３にコイルアンテナ２３を接続し、モータ４２にてロー
タリコネクタ４３に同軸状に固定したプーリー４８を回
動させ、コイルアンテナ２３を反応管１４外周に沿って
回動させるようにした。その結果、コイルアンテナ２３
を反応管１４外周に沿って精度良く回動させ、反応管１
４内壁に付着するエッチング生成物の堆積レートのバラ
ツキを抑えることができる。
【００５７】（２）中空軸４４を有するロータリコネク
タ４３を用いることで、フランジ１５の温度調節と、エ
ッチング室１１の上部からのガス導入とを行うことが可
能となる。
タ４３を用いることで、フランジ１５の温度調節と、エ
ッチング室１１の上部からのガス導入とを行うことが可
能となる。
【００５８】尚、前記各実施形態は、以下の態様に変更
してもよい。 ・上記各実施形態のコイルアンテナ２３の形状を、適宜
変更して実施しても良い。
してもよい。 ・上記各実施形態のコイルアンテナ２３の形状を、適宜
変更して実施しても良い。
【００５９】例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すよう
に、コイルアンテナ６１は、反応管１４外周と第２の距
離を離してその反応管１４に沿って略１／４周するよう
に形成された立下り部分６２と、反応管１４外周と第１
の距離を離してその反応管１４に沿うように形成され、
立下り部分６２との接続点において反応管１４から第２
の距離だけ離間するように形成された第１及び第２周回
部分６３，６４とを備える。このようにしても、上記各
実施形態と同様に、立下り部分６２の接合容量成分を、
第１及び第２周回部分６３，６４のそれよりも大きく
し、反応管１４内壁へのエッチング生成物の付着量を低
減することができる。
に、コイルアンテナ６１は、反応管１４外周と第２の距
離を離してその反応管１４に沿って略１／４周するよう
に形成された立下り部分６２と、反応管１４外周と第１
の距離を離してその反応管１４に沿うように形成され、
立下り部分６２との接続点において反応管１４から第２
の距離だけ離間するように形成された第１及び第２周回
部分６３，６４とを備える。このようにしても、上記各
実施形態と同様に、立下り部分６２の接合容量成分を、
第１及び第２周回部分６３，６４のそれよりも大きく
し、反応管１４内壁へのエッチング生成物の付着量を低
減することができる。
【００６０】また、図８（ａ），（ｂ）に示すように、
コイルアンテナ７１は、電力供給側から徐々に太くした
立下り部分７２と、それに接続された第１及び第２周回
部分６３，６４を備える。このようにすれば反応管１４
に対して容量性結合量の分布が均一となる。これによ
り、エッチング生成物の堆積レートを低くし、反応管１
４内壁の堆積分布も均一となり、堆積物は剥がれ難くな
る。
コイルアンテナ７１は、電力供給側から徐々に太くした
立下り部分７２と、それに接続された第１及び第２周回
部分６３，６４を備える。このようにすれば反応管１４
に対して容量性結合量の分布が均一となる。これによ
り、エッチング生成物の堆積レートを低くし、反応管１
４内壁の堆積分布も均一となり、堆積物は剥がれ難くな
る。
【００６１】更に、コイルアンテナを、それが反応管１
４外周に投影される面積を給電側端子から接地側端子に
向かって徐々に大きくするように形成しても良い。例え
ば、図９（ａ），（ｂ）に示すように、均一の板厚を持
つアンテナ用板材８１を給電側端子８１ａから接地側端
子８１ｂに向かって幅を徐々に太くし、それを反応管１
４の外周に沿ってその外周から等距離に略２ターン巻く
ように形成する。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、均一の板厚及び幅を持つアンテナ用板材８２を９
０°ひねり、それを反応管１４の外周に沿ってその外周
から等距離に略２ターン巻くように形成する。
４外周に投影される面積を給電側端子から接地側端子に
向かって徐々に大きくするように形成しても良い。例え
ば、図９（ａ），（ｂ）に示すように、均一の板厚を持
つアンテナ用板材８１を給電側端子８１ａから接地側端
子８１ｂに向かって幅を徐々に太くし、それを反応管１
４の外周に沿ってその外周から等距離に略２ターン巻く
ように形成する。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、均一の板厚及び幅を持つアンテナ用板材８２を９
０°ひねり、それを反応管１４の外周に沿ってその外周
から等距離に略２ターン巻くように形成する。
【００６２】板材８１，８２を反応管１４外周と等距離
に略２ターン巻くと、それの容量性結合量は、反応管１
４の投影面積を給電側端子８１ａ，８２ａから接地側端
子８１ｂ，８２ｂに向かって徐々に大きくすることで、
容量性結合量の分布が均一となる。これにより、エッチ
ング生成物の堆積レートを低くし、反応管１４内壁の堆
積分布も均一となり、堆積物は剥がれ難くなる。
に略２ターン巻くと、それの容量性結合量は、反応管１
４の投影面積を給電側端子８１ａ，８２ａから接地側端
子８１ｂ，８２ｂに向かって徐々に大きくすることで、
容量性結合量の分布が均一となる。これにより、エッチ
ング生成物の堆積レートを低くし、反応管１４内壁の堆
積分布も均一となり、堆積物は剥がれ難くなる。
【００６３】このように、コイルアンテナ２３を反応管
１４に近づけたり、アンテナ２３の反応管１４に投影さ
れる面積を大きくすることにより、イオンシースの大き
さを変えることができ、エッチング材料やエッチャント
の違いによる生成物の付着量の違いに対応して生成物の
付着をコントロール可能となり、付着レートを減少させ
反応管１４の洗浄周期を長期化することが可能となる。
１４に近づけたり、アンテナ２３の反応管１４に投影さ
れる面積を大きくすることにより、イオンシースの大き
さを変えることができ、エッチング材料やエッチャント
の違いによる生成物の付着量の違いに対応して生成物の
付着をコントロール可能となり、付着レートを減少させ
反応管１４の洗浄周期を長期化することが可能となる。
【００６４】・上記各実施形態のコイルアンテナ２３，
６１，７１，８１，８２を、誘導結合型プラズマＣＶＤ
装置（inductively coupled plasma enhanced CVD syst
em）等の生成したプラズマにより試料に所定の処理を施
す装置に応用して実施してもよい。もちろん、試料とし
てウェハ以外に、液晶表示装置（ＬＣＤ）や薄膜磁気ヘ
ッド（ＴＦＨ）などの製造工程に用いられるエッチング
装置および化学的気相堆積（ＣＶＤ）装置に具体化して
もよい。
６１，７１，８１，８２を、誘導結合型プラズマＣＶＤ
装置（inductively coupled plasma enhanced CVD syst
em）等の生成したプラズマにより試料に所定の処理を施
す装置に応用して実施してもよい。もちろん、試料とし
てウェハ以外に、液晶表示装置（ＬＣＤ）や薄膜磁気ヘ
ッド（ＴＦＨ）などの製造工程に用いられるエッチング
装置および化学的気相堆積（ＣＶＤ）装置に具体化して
もよい。
【００６５】・上記各実施形態では、エッチング室１１
を固定し、反応管１４の外周に沿ってコイルアンテナ２
３を回動させるようにしたが、コイルアンテナ２３を固
定し反応管１４を回動させるようにしてもよい。また、
コイルアンテナ２３及び反応管１４を、ともに水平回動
させるようにしても良い。このようにしても、上記各実
施形態と同様の効果を得ることができる。
を固定し、反応管１４の外周に沿ってコイルアンテナ２
３を回動させるようにしたが、コイルアンテナ２３を固
定し反応管１４を回動させるようにしてもよい。また、
コイルアンテナ２３及び反応管１４を、ともに水平回動
させるようにしても良い。このようにしても、上記各実
施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】・上記各実施形態におけるコイルアンテナ
２３と反応管１４との相対移動は水平回動のみならず、
上下移動、水平回動及び上下移動を行うようにしてもよ
い。 ・上記実施形態において、コントローラ２９でコイルア
ンテナ２３の移動速度を可変するようにしてもよく、こ
れにより、性質の異なるエッチング生成物の堆積速度を
減少させることが可能となる。
２３と反応管１４との相対移動は水平回動のみならず、
上下移動、水平回動及び上下移動を行うようにしてもよ
い。 ・上記実施形態において、コントローラ２９でコイルア
ンテナ２３の移動速度を可変するようにしてもよく、こ
れにより、性質の異なるエッチング生成物の堆積速度を
減少させることが可能となる。
【００６７】・上記各実施形態では、コイルアンテナ２
３を略２ターン状に形成したが、略１ターン状又は略３
ターン以上の形状に形成しても良い。 ・上記各実施形態において、コイルアンテナ２３の第１
及び第２周回部分３１，３２と反応管１４外周との間隔
を相違させても良い。例えば、第１周回部分３１の間隔
を第２周回部分３２の間隔より長くする。これにより、
第１周回部分３１の容量性結合量と第２周回部分３２の
それとを略同一にすることができ、エッチング生成物の
堆積レートをほぼ均一にすることができる。
３を略２ターン状に形成したが、略１ターン状又は略３
ターン以上の形状に形成しても良い。 ・上記各実施形態において、コイルアンテナ２３の第１
及び第２周回部分３１，３２と反応管１４外周との間隔
を相違させても良い。例えば、第１周回部分３１の間隔
を第２周回部分３２の間隔より長くする。これにより、
第１周回部分３１の容量性結合量と第２周回部分３２の
それとを略同一にすることができ、エッチング生成物の
堆積レートをほぼ均一にすることができる。
【００６８】・上記第一実施形態において、上部処理室
１２を鐘を伏せたような形状の石英ベルジャにより構成
したエッチング装置又はＣＶＤ装置に具体化してもよ
い。以上の様々な実施の形態をまとめると、以下のよう
になる。 （付記１） 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた処
理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記反
応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力を
供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該処
理室内に収容した処理対象物をエッチングするプラズマ
エッチング方法において、前記高周波アンテナに部分的
に大きな容量性結合部分を持たせ、該高周波アンテナと
前記反応管とを相対移動させるようにしたことを特徴と
するプラズマエッチング方法。 （付記２） 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた処
理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記反
応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力を
供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該処
理室内に収容した処理対象物をエッチングするプラズマ
エッチング装置において、前記高周波アンテナとプラズ
マの間に部分的に大きな容量性結合部分が設けられ、か
つ前記高周波アンテナと前記反応管とを相対移動させる
駆動手段を備えたことを特徴とするプラズマエッチング
装置。 （付記３） 前記容量性結合部分を、前記高周波アンテ
ナの一部を前記反応管に近接させて形成したことを特徴
とする付記２記載のプラズマエッチング装置。 （付記４） 前記容量性結合部分は、上下方向に配列さ
れた複数の周回部分を接続する立下り部分であることを
特徴とする付記２又は３記載のプラズマエッチング装
置。 （付記５） 前記容量性結合部分は、上下方向に配列さ
れた複数の周回部分を接続する立下り部分であり、該部
分の前記反応管への投影面積を接地側に向かって徐々に
大きくして結合容量を略均一に形成したことを特徴とす
る付記２又は３記載のプラズマエッチング装置。 （付記６） 前記高周波アンテナの前記反応管外周への
投影面積を給電側端子から接地側端子にかけて徐々に大
きくして両端子間の結合容量を略均一となるように形成
したことを特徴とする付記２記載のプラズマエッチング
装置。 （付記７） 前記反応管と同軸状にロータリコネクタを
備え、該ロータリコネクタの中心軸を整合器を介してプ
ラズマソース用の高周波電源に接続し、前記中心軸に回
動可能に支持された出力部に前記高周波アンテナの給電
側端子を接続したことを特徴とする付記２〜６のうちの
何れか一項記載のプラズマエッチング装置。 （付記８） 前記中心軸は中空の軸であり、該軸を介し
て処理室の上部からのガス導入、該処理室の温度調整を
可能としたことを特徴とする付記７記載のプラズマエッ
チング装置。 （付記９） 前記高周波アンテナと前記反応管との相対
移動速度を可変する制御手段を備えたことを特徴とする
付記２〜８のうちの何れか一項記載のプラズマエッチン
グ装置。 （付記１０） 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた
処理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記
反応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力
を供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該
処理室内に収容した処理対象物に所望の処理を施すプラ
ズマ処理装置において、前記高周波アンテナとプラズマ
の間に部分的に大きな容量性結合部分が設けられ、かつ
前記高周波アンテナと前記反応管とを相対移動させる駆
動手段を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
１２を鐘を伏せたような形状の石英ベルジャにより構成
したエッチング装置又はＣＶＤ装置に具体化してもよ
い。以上の様々な実施の形態をまとめると、以下のよう
になる。 （付記１） 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた処
理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記反
応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力を
供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該処
理室内に収容した処理対象物をエッチングするプラズマ
エッチング方法において、前記高周波アンテナに部分的
に大きな容量性結合部分を持たせ、該高周波アンテナと
前記反応管とを相対移動させるようにしたことを特徴と
するプラズマエッチング方法。 （付記２） 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた処
理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記反
応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力を
供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該処
理室内に収容した処理対象物をエッチングするプラズマ
エッチング装置において、前記高周波アンテナとプラズ
マの間に部分的に大きな容量性結合部分が設けられ、か
つ前記高周波アンテナと前記反応管とを相対移動させる
駆動手段を備えたことを特徴とするプラズマエッチング
装置。 （付記３） 前記容量性結合部分を、前記高周波アンテ
ナの一部を前記反応管に近接させて形成したことを特徴
とする付記２記載のプラズマエッチング装置。 （付記４） 前記容量性結合部分は、上下方向に配列さ
れた複数の周回部分を接続する立下り部分であることを
特徴とする付記２又は３記載のプラズマエッチング装
置。 （付記５） 前記容量性結合部分は、上下方向に配列さ
れた複数の周回部分を接続する立下り部分であり、該部
分の前記反応管への投影面積を接地側に向かって徐々に
大きくして結合容量を略均一に形成したことを特徴とす
る付記２又は３記載のプラズマエッチング装置。 （付記６） 前記高周波アンテナの前記反応管外周への
投影面積を給電側端子から接地側端子にかけて徐々に大
きくして両端子間の結合容量を略均一となるように形成
したことを特徴とする付記２記載のプラズマエッチング
装置。 （付記７） 前記反応管と同軸状にロータリコネクタを
備え、該ロータリコネクタの中心軸を整合器を介してプ
ラズマソース用の高周波電源に接続し、前記中心軸に回
動可能に支持された出力部に前記高周波アンテナの給電
側端子を接続したことを特徴とする付記２〜６のうちの
何れか一項記載のプラズマエッチング装置。 （付記８） 前記中心軸は中空の軸であり、該軸を介し
て処理室の上部からのガス導入、該処理室の温度調整を
可能としたことを特徴とする付記７記載のプラズマエッ
チング装置。 （付記９） 前記高周波アンテナと前記反応管との相対
移動速度を可変する制御手段を備えたことを特徴とする
付記２〜８のうちの何れか一項記載のプラズマエッチン
グ装置。 （付記１０） 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた
処理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記
反応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力
を供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該
処理室内に収容した処理対象物に所望の処理を施すプラ
ズマ処理装置において、前記高周波アンテナとプラズマ
の間に部分的に大きな容量性結合部分が設けられ、かつ
前記高周波アンテナと前記反応管とを相対移動させる駆
動手段を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【００６９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
誘電体よりなる反応管の側壁における反応生成物の付着
量が少なく、生産効率のよいプラズマエッチング方法、
プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置を提供す
ることができる。
誘電体よりなる反応管の側壁における反応生成物の付着
量が少なく、生産効率のよいプラズマエッチング方法、
プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置を提供す
ることができる。
【図１】 第一実施形態のプラズマエッチング装置の概
要図である。
要図である。
【図２】 高周波アンテナの説明図である。
【図３】 ウェハにおけるエッチングレートを示す説明
図である。
図である。
【図４】 処理枚数に対するパーティクル個数の説明図
である。
である。
【図５】 処理枚数に対するパーティクル個数の説明図
である。
である。
【図６】 第二実施形態のプラズマエッチング装置の概
要図である。
要図である。
【図７】 別の高周波アンテナの説明図である。
【図８】 別の高周波アンテナの説明図である。
【図９】 別の高周波アンテナの説明図である。
【図１０】 別の高周波アンテナの説明図である。
１１ 処理室（エッチング室） １４ 反応管 ２３ 高周波アンテナ（コイルアンテナ） ３３ 立下り部分
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 実 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番２ 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 揖斐 恒治 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番２ 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 小室 玄一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 置田 陽一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 DA01 DB06 DD01 DM03 DM16 DN01 5F004 AA15 BA20 BB18 BB22 BB32 DB08 DB13
Claims (6)
- 【請求項１】 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた
処理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記
反応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力
を供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該
処理室内に収容した処理対象物をエッチングするプラズ
マエッチング方法において、 前記高周波アンテナに部分的に大きな容量性結合部分を
持たせ、該高周波アンテナと前記反応管とを相対移動さ
せるようにしたことを特徴とするプラズマエッチング方
法。 - 【請求項２】 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた
処理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記
反応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力
を供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該
処理室内に収容した処理対象物をエッチングするプラズ
マエッチング装置において、 前記高周波アンテナとプラズマの間に部分的に大きな容
量性結合部分が設けられ、かつ、前記高周波アンテナと
前記反応管とを相対移動させる駆動手段を備えたことを
特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項３】 前記容量性結合部分を、前記高周波アン
テナの一部を前記反応管に近接させて形成したことを特
徴とする請求項２記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項４】 前記高周波アンテナの前記反応管外周へ
の投影面積を給電側端子から接地側端子にかけて徐々に
大きくして両端子間の結合容量を略均一となるように形
成したことを特徴とする請求項２記載のプラズマエッチ
ング装置。 - 【請求項５】 前記反応管と同軸状にロータリコネクタ
を備え、該ロータリコネクタの中心軸を整合器を介して
プラズマソース用の高周波電源に接続し、前記中心軸に
回動可能に支持された出力部に前記高周波アンテナの給
電側端子を接続したことを特徴とする請求項２〜４のう
ちの何れか一項記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項６】 誘電体よりなる円筒形の反応管を備えた
処理室内に処理ガスを導入して所定の雰囲気にし、前記
反応管の外側に設けられた高周波アンテナに高周波電力
を供給して前記処理室内に生成されるプラズマにより該
処理室内に収容した処理対象物に所望の処理を施すプラ
ズマ処理装置において、 前記高周波アンテナとプラズマの間に部分的に大きな容
量性結合部分が設けられ、かつ、前記高周波アンテナと
前記反応管とを相対移動させる駆動手段を備えたことを
特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000255549A JP3889918B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置 |
| US09/775,653 US6926800B2 (en) | 2000-08-25 | 2001-02-05 | Plasma etching method and apparatus |
| US11/168,415 US7906033B2 (en) | 2000-08-25 | 2005-06-29 | Plasma etching method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000255549A JP3889918B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3889918B2 JP3889918B2 (ja) | 2007-03-07 |
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ID=18744318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000255549A Expired - Lifetime JP3889918B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置及びプラズマ処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6926800B2 (ja) |
| JP (1) | JP3889918B2 (ja) |
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| US7268083B2 (en) | 2004-03-10 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma etching apparatus and plasma etching process |
| JP2011124336A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Ulvac Japan Ltd | プラズマ処理装置 |
| CN110942971A (zh) * | 2013-12-18 | 2020-03-31 | 应用材料公司 | Ac电力连接器、溅射设备及其方法 |
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| US7513971B2 (en) * | 2002-03-18 | 2009-04-07 | Applied Materials, Inc. | Flat style coil for improved precision etch uniformity |
| EP1552727A4 (en) * | 2002-07-26 | 2007-06-06 | Plasmart Co Ltd | INDUCTIVE-COUPLED PLASMAGENERATOR WITH LOWER SIDE TRIM |
| JP2004363332A (ja) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Nec Yamagata Ltd | プラズマｃｖｄ装置 |
| JP2005166950A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | プラズマ発生器及びプラズマエッチング装置 |
| US7323080B2 (en) * | 2004-05-04 | 2008-01-29 | Semes Co., Ltd. | Apparatus for treating substrate |
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| JP6255590B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2018-01-10 | イマジニアリング株式会社 | プラズマガス生成装置 |
| US9745663B2 (en) | 2012-07-20 | 2017-08-29 | Applied Materials, Inc. | Symmetrical inductively coupled plasma source with symmetrical flow chamber |
| JP6359627B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2018-07-18 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 高対称四重ガス注入によるプラズマリアクタ |
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| KR101568653B1 (ko) * | 2013-11-12 | 2015-11-12 | (주)얼라이드 테크 파인더즈 | 플라즈마 장치 |
| US20180096823A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | Intevac, Inc. | Large area energetic ion source |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69422079T2 (de) * | 1993-04-05 | 2000-05-25 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Herstellungsverfahren für optischen Aufzeichnungsträger |
| US5643639A (en) * | 1994-12-22 | 1997-07-01 | Research Triangle Institute | Plasma treatment method for treatment of a large-area work surface apparatus and methods |
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