JP2003077892A - プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率よく低コストで均一なエッチング加工を
行うことができるプラズマエッチング装置およびプラズ
マエッチング方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 処理室５内に上部電極６と対向して配置
された下部電極３上に被処理基板７を載置してプラズマ
エッチングを行うプラズマエッチング方法において、処
理室５内に酸素とフッ素ガスを含む混合ガスを供給し、
電極間距離Ｌ［ｍ］と処理室５内の混合ガスの放電圧力
Ｐ［Ｐａ］の積ＰＬが、良好なエッチングレートを与え
る範囲である２．５［Ｐａ・ｍ］〜１５［Ｐａ・ｍ］の
範囲の値となる条件下で、この上下電極間でプラズマ放
電を行わせるようにした。これにより、低コスト・高効
率のプラズマエッチングを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置などに
用いられるシリコン基板などの加工を行うプラズマエッ
チング装置およびプラズマエッチング方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置などに用いられるシリコン基
板の加工方法としてプラズマエッチングが知られてい
る。この方法は被処理物を処理室内に置き、処理室内を
減圧した後にプラズマ発生用のガスを供給して処理室内
に配置された電極間に高周波電圧を印加することにより
プラズマを発生させ、この結果発生したイオンや電子な
どのエッチング作用を加工に利用するものである。従来
プラズマエッチングに用いられる条件として、プラズマ
放電を発生させる電極間の距離を３０〜８０ｍｍ程度に
設定し、処理室内の圧力を１〜１０Ｐａ程度まで減圧し
た状態でプラズマエッチングが行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
プラズマエッチングには以下に述べるような問題点があ
った。まず、上記のような高真空度でプラズマエッチン
グを行った場合には、エッチングによって表面が除去さ
れる速度を示すエッチングレートが０．１μｍ／分程度
であり、所要除去量が多い場合にはエッチング処理に長
時間を要するとともに、高真空度が求められるため各処
理サイクルごとに長い排気時間を必要とし、前述のエッ
チングレートの低さと相まって全体の処理効率を更に低
下させることとなっていた。

【０００４】また高真空度を必要とするため真空系に高
い設備コストを要すること、および処理対象物は高真空
下に置かれるためこの対象物の保持に真空吸着を用いる
ことができず、高価な静電吸着や機械的な固定方法が用
いられていたことなどから、設備の簡略化が困難で設備
費用の低減が困難であった。更に、従来のプラズマエッ
チングには、電極間に発生するプラズマを均一に発生さ
せることが困難で、処理対象物に部分的なエッチング効
果のばらつきがが生じ、安定したエッチング処理が困難
であった。このように従来のプラズマエッチングにおい
ては、効率よく低コストで均一なエッチング加工を行う
ことが困難であるという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、効率よく低コストで均一
なエッチング加工を行うことができるプラズマエッチン
グ装置およびプラズマエッチング方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のプラズマ
エッチング装置は、プラズマ放電によってフッ素ラジカ
ルをフッ素系ガスより生成し、このフッ素ラジカルをシ
リコンまたはシリコン系化合物を主な材質とする前記処
理基板に作用させてプラズマエッチング処理を行うプラ
ズマエッチング装置であって、処理室内に配置された上
部電極と、前記被処理基板を載置する下部電極と、前記
下部電極の内部の管路内に冷却媒体を循環させて前記被
処理基板を冷却する冷却手段と、前記上部電極と前記下
部電極の間に高周波電圧を印加しプラズマ放電を発生さ
せる高周波電源部と、前記上部電極と下部電極との電極
間距離Ｌ［ｍ］と前記処理室内の放電圧力Ｐ［Ｐａ］の
積ＰＬが、２．５［Ｐａ・ｍ］〜１５［Ｐａ・ｍ］の範
囲の値となるように前記放電圧力Ｐを制御する制御手段
を備え、前記冷却手段により前記被処理基板を冷却しな
がらプラズマ放電を行うようにした。

【０００７】請求項２記載のプラズマエッチング装置
は、請求項１記載のプラズマエッチング装置であって、
前記電極間距離Ｌは、３［ｍｍ］〜７［ｍｍ］の範囲の
値である。

【０００８】請求項３記載のプラズマエッチング装置
は、請求項１記載のプラズマエッチング装置であって、
前記下部電極に前記被処理基板を真空吸着によって保持
する保持手段を備えた。

【０００９】請求項４記載のプラズマエッチング方法
は、処理室内に上部電極とシリコンまたはシリコン系化
合物を主な材質とする被処理基板を載置する下部電極を
配置し、前記下部電極に高周波電圧を印加して発生した
プラズマ放電によってフッ素ラジカルをフッ素系ガスよ
り生成し、このフッ素ラジカルを前記処理基板に作用さ
せてプラズマエッチング処理を行うプラズマエッチング
方法であって、前記上部電極と下部電極との電極間距離
Ｌ［ｍ］と前記処理室内の放電圧力Ｐ［Ｐａ］の積ＰＬ
が、２．５［Ｐａ・ｍ］〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲の値
となる条件とし、前記下部電極の内部の管路内に冷却媒
体を循環させて前記被処理基板を冷却しながらプラズマ
放電を行うようにした。

【００１０】請求項５記載のプラズマエッチング方法
は、請求項４記載のプラズマエッチング方法であって、
前記被処理基板は、シリコンもしくはシリコン化合物で
ある。

【００１１】請求項６記載のプラズマエッチング方法
は、請求項４記載のプラズマエッチング方法であって、
前記電極間距離は、３［ｍｍ］〜７［ｍｍ］の範囲の値
である。

【００１２】請求項７記載のプラズマエッチング方法
は、請求項４記載のプラズマエッチング方法であって、
前記被処理基板のプラズマエッチングによるエッチング
速度が、１０，０００オングストローム／分以上である
ようにした。

【００１３】請求項８記載のプラズマエッチング方法
は、請求項４記載のプラズマエッチング方法であって、
前記下部電極に前記被処理基板を真空吸着によって保持
するようにした。

【００１４】各請求項記載の発明によれば、平行平板電
極間の電極間距離と処理室内の混合ガスの圧力との積
が、エッチング率を向上させる所定範囲の値となるよう
にエッチング条件を設定することにより、低コスト・高
効率のプラズマエッチングを行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１のプラズマエッチング装置の断面図、図２
は同プラズマエッチング装置のエッチングレートを示す
グラフ、図３は同プラズマエッチング条件を示すグラ
フ、図４は同半導体装置の製造方法の工程説明図であ
る。

【００１６】まず図１を参照してプラズマエッチング装
置について説明する。図１においてベース部材１には開
口部１ａが設けられており、開口部１ａに嵌入して下方
より下部電極３が絶縁部材２を介して装着されている。
ベース部材１には、上方より蓋部材４が気密に当接す
る。蓋部材４、下部電極３およびベース部材１により閉
囲される空間は、下部電極３上に載置される被処理基板
７をプラズマエッチング処理する処理室５となってい
る。図示しない上下動手段によって蓋部材４を上下動さ
せることにより、処理室５は開閉され基板７の搬入・搬
出を行うことができる。基板７はシリコンもしくは酸化
珪素などのシリコン化合物を主な材質としている。

【００１７】蓋部材４の上部には、上部電極６の支持部
６ａが気密に挿通しており、上部電極６の下面と、下部
電極３の上面は略平板状で対向した配置となっている。
すなわち、上部電極６と下部電極３は平行平板電極とな
っている。なお上部電極６の下面および下部電極３の上
面は完全な平板状である必要はなく、多少の凹凸を有す
る形状であっても良い。また、蓋部材４を上部電極とし
て兼用する構造でも良い。

【００１８】支持部６ａを上下させて処理室５内での上
部電極６の高さ位置を調整することにより、上部電極６
の下面と下部電極３の上面との間の距離Ｌ（以下、電極
間距離Ｌと略称する。）を所定値に設定可能となってい
る。すなわち、支持部６ａは電極間距離設定手段となっ
ている。なおこの電極間距離設定手段は、装置稼働時に
電極間距離Ｌを調整して設定するものであっても、また
装置製作時に電極間距離Ｌが設定され装置稼働時には電
極間距離Ｌを固定して使用するものであっても良い。

【００１９】上部電極６の下面にはガス孔６ｃが多数設
けられており、ガス孔６ｃは支持部６ａの内部に設けら
れたガス供給孔６ｂと連通している。ガス供給孔６ｂは
バルブ１１を介してガス供給部１０と接続されている。
ガス供給部１０は、ガス供給手段であり５〜２０％の体
積比率の酸素ガスと、６フッ化硫黄（ＳＦ₆）や４フッ
化炭素（ＣＦ₄）などのフッ素系ガスを含む混合ガスを
供給する。

【００２０】ベース部材１には給排気孔１ａが設けられ
ており、給排気孔１ａにはバルブ１７を介して排気用真
空ポンプ１６が接続されている。処理室５が閉じた状態
で、排気用真空ポンプ１６を駆動することにより処理室
５内は排気され減圧される。真空系１８によって真空度
を検出し、検出結果に基づいて制御部２０によって排気
用真空ポンプ１６を制御することにより、処理室５内部
は制御部２０に予め設定されている所定の真空度まで到
達する。

【００２１】ガス供給部１０から前記混合ガスを処理室
５内にガス孔６ｃを介して供給するとともに、真空計１
８によって処理室５内のガス圧力を検出し検出結果に基
づいて制御部２０によってバルブ１１を制御することに
より、処理室５内の混合ガスの圧力Ｐ、すなわちプラズ
マエッチングのためのプラズマ放電時の混合ガスの圧力
（以下、放電圧力と略称）Ｐを制御部２０に予め設定さ
れている所定圧力に設定することができる。したがっ
て、混合ガスの圧力Ｐを制御するガス供給部１９，バル
ブ１１，真空計１８，および制御部２０は、積ＰＬの値
が所定範囲の値になるように放電圧力Ｐを制御する制御
手段となっている。

【００２２】また給排気孔１ａには大気導入用バルブ１
９が接続されており、大気導入用バルブ１９を開くこと
により、処理室５内には真空破壊用の空気が導入され
る。下部電極３の上面には多数の吸着孔３ｂが設けられ
ており、吸着孔３ｂは下部電極３の内部に設けられた吸
引孔３ａに連通している。吸引孔３ａは基板吸着用真空
ポンプ１３とバルブ１２を介して接続されている。下部
電極３上に基板７が載置された状態で、基板吸着用真空
ポンプ１３を駆動して吸着孔３ｂから処理室５内の真空
度より高い真空度、すなわち処理室５内の圧力より低い
圧力で吸引することにより、基板７は下部電極３に真空
吸着により保持される。したがって吸着孔３ｂおよび基
板吸着用真空ポンプ１３は、基板７を真空吸引によって
保持する保持手段となっている。

【００２３】下部電極３の内部には、冷却用の管路３ｃ
が設けられている。管路３ｃは冷却手段である冷却装置
１４と接続されており、冷却装置１４と管路３ｃ内を水
などの冷却媒体を循環させることにより、プラズマエッ
チング処理時に発生する熱を冷却媒体に吸収させて、処
理対象基板７を冷却することができる。これにより、す
でに片面に回路が形成された基板に対しても過熱による
回路に対するダメージを生じることなくエッチング処理
を行うことができる。

【００２４】下部電極３は同調回路部を備えた高周波電
源部１５と電気的に接続されている。高周波電源部１５
を駆動することにより、下部電極３には高周波電圧が印
加される。処理室５内を真空排気した後にガス供給部１
０によって前述の混合ガスを処理室５内に供給し、処理
室内を所定の圧力に保った状態で、下部電極３に高周波
電圧を印加することにより、下部電極３と上部電極６の
間にはプラズマ放電が発生する。

【００２５】制御部２０は、真空計１８の検出結果を受
け、基板吸着用真空ポンプ１３，冷却装置１４，高周波
電源部１５，排気用真空ポンプ２０の各部、およびバル
ブ１１，１２，１７を制御することにより、プラズマエ
ッチング装置全体の動作制御を行う。これにより、下部
電極３上に載置された基板７を対象としてプラズマエッ
チング処理が行われる。このプラズマエッチング処理に
ついて（化１）に示す反応式に基づいて説明する。

【００２６】

【化１】

【００２７】（化１）の（１）式に示すように、ＣＦ４
を含む混合ガスにプラズマ放電が行われることによ
り、ＣＦ₄はガス状のフッ素ラジカルＦ^*（ｇ）と同じく
ガス状の３フッ化炭素ラジカルＣＦ₃ ^*（ｇ）に変化す
る。このＦ^*（ｇ）が処理対象基板７の成分であるＳｉ
に作用することにより、（２）式に示すようにＳｉはガ
ス状のＳｉＦ₄となって基板７の表面から蒸散して除去
される。そして（１）式の反応より発生したＣＦ₃ ^*は
（３）式に示すようにＣと３Ｆ^*に分離し、ここで発生
したＣにＦ^*が作用することにより（４）式に示すよう
にＣＦｎが発生する。

【００２８】そしてこのＣＦｎに混合ガス中の酸素ガス
がプラズマによってラジカル化したＯ₂ ^*が作用すること
により、（５）式に示すようにＣＯ₂（ｇ）とＦ^*が発生
する。このＦ^*は（２）式の反応に寄与してＳｉを除去
する。このように、酸素とフッ素系ガスの混合ガスのプ
ラズマ中にＳｉを成分とする基板７を載置することによ
り、基板表面のＳｉを除去するエッチング処理を行うこ
とができる。なお、ＣＦ₄の替りにＳＦ₆を使用しても同
様のエッチング効果を得ることができる。

【００２９】次に図２、図３を参照して上述のプラズマ
エッチング処理におけるエッチング速度を表すエッチン
グレートと、プラズマエッチング条件との関連について
説明する。図２は、縦軸にエッチングレート（シリコン
の除去厚さ／毎分）と、放電圧力Ｐと電極間距離Ｌとの
積ＰＬ（単位Ｐａ・ｍ）との相関関係を示したものであ
る。図２のグラフから判るように、エッチングレートは
前述の積ＰＬと相関関係があり、積ＰＬが特定値のとき
に最大の値を示している。すなわち、高いエッチングレ
ートを実現するためには、積ＰＬが特定の範囲の値とな
るように放電圧力Ｐと電極間距離Ｌとの組み合わせを選
定する必要がある。

【００３０】たとえば、１．０μｍ（１０．０００オン
グストローム）／ｍｉｎ．以上のエッチングレートを得
ようとすれば、図２に示すように積ＰＬの値を、２．５
〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲となるような条件設定を行え
ばよいことがわかる。図３はこの条件設定に際し放電圧
力Ｐと電極間距離Ｌを具体的にどのような値に設定すれ
ばよいかを示すものである。図３のグラフ中、２つの曲
線は積ＰＬが２．５〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲となる境
界を示すものである。図３のグラフ中、太線の内側のハ
ッチング部分２１で示される範囲は、良好なエッチング
レートが得られる最適条件範囲を示しており、具体的に
は電極間距離Ｌが３〜７ｍｍの範囲、放電圧力Ｐが３５
０〜５０００Ｐａの範囲で条件が設定される。太線で囲
まれた範囲２２は、実用上使用可能な適応可能条件範囲
を示しており、具体的には電極間距離Ｌで２〜１０ｍ
ｍ、放電圧力Ｐで８３３〜１００００Ｐａ（大気圧）の
範囲であれば実用上の条件として選択可能であることを
示している。

【００３１】図３においてグラフ中の放電圧力Ｐが低く
電極間距離Ｌが大きい領域に示す範囲２３は、従来のド
ライエッチングに用いられていたプラズマエッチング条
件を示している。すなわち、従来は放電圧力Ｐが１００
Ｐａ以下で、電極間距離Ｌが約２０ｍｍ以上の範囲が採
用されていた。そしてこのような条件下で行われるドラ
イエッチングでは、０．１μｍ／ｍｉｎ．程度のエッチ
ングレートしか得られていなかった。すなわち、本実施
の形態によるプラズマエッチングによれば、従来のドラ
イエッチングと比較して、単純なエッチングレートのみ
を比較しても１０〜１５倍程度の効率向上が実現されて
いる。

【００３２】このプラズマエッチング装置は上記のよう
に構成されており、以下本実施の形態のプラズマエッチ
ング方法をＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒ）作製工程に用いた半導体装置の製造方法につ
いて図４を参照して説明する。ＳＯＩは、回路が形成さ
れるシリコンを極薄膜状にしてこの薄膜の下にシリコン
酸化膜を介在させたものであり、半導体装置の高速化、
省電力化が実現させるという特徴を有している。

【００３３】図４（ａ）において、まずＳｉウェハ３０
および酸化膜３１ａが表面に形成された酸化膜付Ｓｉウ
ェハ３１がＳＯＩの構成材料として準備され、図４
（ｂ）に示すようにＳｉウェハ３０上に酸化膜付Ｓｉウ
ェハ３１を貼り合わせて接合することによりＳＩＯ構造
を有するシリコン基板３２を作製する。次いでシリコン
基板３２は研磨工程に送られ、ここで図１（ｃ）に示す
ように酸化膜付Ｓｉウェハ３１は研磨加工されて大半が
除去され、ウェハ３０上には酸化膜３１ａを含んで約２
０μｍ程度の膜厚ｔ１のみが残留する。ＳＯＩの機能上
酸化膜３１ａのシリコン膜は１μｍ程度の極薄膜である
ことが求められるため、この膜厚までシリコン膜を削る
微細加工処理をプラズマエッチングにより行う。

【００３４】研磨加工後のウェハ３０は図１に示すプラ
ズマエッチング装置に送られ、処理室５内の下部電極３
上に載置される。ここで、前述のように放電圧力Ｐと電
極間距離Ｌとの積が２・５〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲の
値となるように電極間距離Ｌや放電圧力Ｐなどのプラズ
マエッチング条件が選定され、この条件下で所定時間プ
ラズマエッチング処理を行うことにより、図４（ｄ）に
示すように酸化膜３１ａ上のシリコンは約１μｍ程度の
膜厚ｔ２に薄膜化される。そしてこのシリコンの薄膜上
に、図４（ｅ）に示すようにトランジスタなどの回路３
３が形成され、その後ダイシング工程にて個片チップに
カットされてＳＯＩ構造の半導体装置が完成する。

【００３５】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２の半導体装置の製造方法の工程説明図である。本実
施の形態２は、シリコン基板の表面に回路を形成した後
に、このシリコン基板の回路形成面の裏面を研磨して薄
化する工程において、実施の形態１に示すプラズマエッ
チングを行うものである。

【００３６】図５（ａ）において、４０はＳｉウェハで
あり、Ｓｉウェハ４０の表面には図５（ｂ）に示すよう
に回路４１が形成される。次いで図５（ｃ）に示すよう
に、回路４１を覆って保護樹脂が貼付けられ保護膜４２
が形成される。この後Ｓｉウェハ４０は研磨工程に送ら
れ、ここでＳｉウェハ４０は回路形成面の裏面が研磨加
工され、薄化処理される。この研磨加工において、研磨
加工面の表層には加工歪層４３が残留する。加工歪層４
３は研磨加工時の機械的外力によりシリコン表面に発生
した応力や微細なクラックが残留したものであり、半導
体装置完成後の強度を損なうため除去する必要がある。

【００３７】この加工歪層除去は、実施の形態１に示す
プラズマエッチングにより行われる。Ｓｉウェハ４０は
図１に示すプラズマエッチング装置の処理室５内に載置
され、実施の形態１と同様のプラズマエッチング条件、
すなわち放電電圧Ｐと電極間距離Ｌの積ＰＬの値が２．
５〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲の値となるように条件設定
が行われる。これにより図５（ｅ）に示すように加工歪
層４３が除去されると2同時に、除去後のＳｉウェハ４
０の下面はより平滑に仕上げられ、応力集中による形状
的な強度低下のないＳｉウェハ４０を得ることができ
る。このとき、図１に示すように下部電極３は冷却装置
１４によって冷却されているため、既にＳｉウェハ４０
に形成された回路４１が過熱されて損傷することがな
い。

【００３８】この後、図５（ｆ）に示すようにＳｉウェ
ハ４０の表面の保護膜４２が除去され、次いで図５
（ｇ）に示すようにダイシング工程に送られて個片の半
導体装置４４にカットされて半導体装置の製造工程を完
了する。

【００３９】上記実施の形態１，２で示すように、本発
明は酸素とフッ素ガスを用いたプラズマエッチング処理
において、放電圧力Ｐと電極間距離Ｌとの積ＰＬが、
２．５〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲の値となるようにプラ
ズマエッチング条件を設定するものである。このような
条件設定とすることにより、以下に述べるような優れた
効果を得ることができる。

【００４０】まず、従来のプラズマによるドライエッチ
ングと比較して低真空度（高圧力）で処理を行うように
しているためエッチングに寄与する粒子密度が高く、従
って高いエッチングレートを実現することができる。ま
た処理室内を高真空度に排気する必要がないことから真
空排気および真空破壊時の大気導入時間を短縮すること
ができ、前述のエッチングレート向上の効果と相まっ
て、プラズマエッチング処理全体のタクトタイムを従来
方法と比較して大幅に短縮し、従来方法の約１００倍に
も達する効率向上が実現される。

【００４１】また高真空度を必要としないことから、プ
ラズマエッチング装置の真空ポンプなど真空系の構成を
簡素化することができる。さらに、同様の理由により処
理室内において基板を保持する際に、処理室内の圧力と
真空吸着用の吸引圧力との差圧を容易に確保することが
できるため、真空吸着によって基板を簡略な方法で保持
することができる。従って、プラズマエッチング装置の
機構簡略化、低コスト化が実現される。また従来行われ
ていた薬液を使用してエッチングを行うウエットエッチ
ングと比較した場合においても、高効率、低コストであ
り、更に廃液の排出がなく環境汚染のおそれがないこと
など、優れた特徴を有している。

【００４２】また、品質面においても上記条件では、電
極間距離が従来と比較して狭く設定されるため、電極間
で発生するプラズマの分布は均一となり、基板のどの位
置においても均一なエッチング効果を得ることができ、
ばらつきのない安定した品質を確保できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、平行平板電極間のと処
理室内の混合ガスの圧力との積がエッチング率を向上さ
せる所定範囲の値となるようにエッチング条件を設定す
るようにしたので、高効率・低コストで均一な品質のプ
ラズマエッチングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のプラズマエッチング装
置の断面図

【図２】本発明の実施の形態１のプラズマエッチング装
置のエッチングレートを示すグラフ

【図３】本発明の実施の形態１のプラズマエッチング条
件を示すグラフ

【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の半導体装置の製
造方法の工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｄ）本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｅ）本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法の
工程説明図

【図５】（ａ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製
造方法の工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｄ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｅ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｆ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法の
工程説明図 （ｇ）本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方法の
工程説明図

【符号の説明】

３ 下部電極 ５ 処理室 ６ 上部電極 ７ 基板 １０ ガス供給部 １３ 基板吸着用真空ポンプ １４ 冷却装置 １５ 高周波電源部 １６ 排気用真空ポンプ ２０ 制御部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマ放電によってフッ素ラジカルをフ
   ッ素系ガスより生成し、このフッ素ラジカルをシリコン
   またはシリコン系化合物を主な材質とする被処理基板に
   作用させてプラズマエッチング処理を行うプラズマエッ
   チング装置であって、処理室内に配置された上部電極
   と、前記被処理基板を載置する下部電極と、前記下部電
   極の内部の管路内に冷却媒体を循環させて前記被処理基
   板を冷却する冷却手段と、前記上部電極と前記下部電極
   の間に高周波電圧を印加しプラズマ放電を発生させる高
   周波電源部と、前記上部電極と下部電極との電極間距離
   Ｌ［ｍ］と前記処理室内の放電圧力Ｐ［Ｐａ］の積ＰＬ
   が、２．５［Ｐａ・ｍ］〜１５［Ｐａ・ｍ］の範囲の値
   となるように前記放電圧力Ｐを制御する制御手段を備
   え、前記冷却手段により前記被処理基板を冷却しながら
   プラズマ放電を行うことを特徴とするプラズマエッチン
   グ装置。
2. 【請求項２】前記電極間距離Ｌは、３［ｍｍ］〜７［ｍ
   ｍ］の範囲の値であることを特徴とする請求項１記載の
   プラズマエッチング装置。
3. 【請求項３】前記下部電極に前記被処理基板を真空吸着
   によって保持する保持手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載のプラズマエッチング装置。
4. 【請求項４】処理室内に上部電極とシリコンまたはシリ
   コン系化合物を主な材質とする被処理基板を載置する下
   部電極を配置し、前記下部電極に高周波電圧を印加して
   発生したプラズマ放電によってフッ素ラジカルをフッ素
   系ガスより生成し、このフッ素ラジカルを前記処理基板
   に作用させてプラズマエッチング処理を行うプラズマエ
   ッチング方法であって、前記上部電極と下部電極との電
   極間距離Ｌ［ｍ］と前記処理室内の放電圧力Ｐ［Ｐａ］
   の積ＰＬが、２．５［Ｐａ・ｍ］〜１５［Ｐａ・ｍ］の
   範囲の値となる条件とし、前記下部電極の内部の管路内
   に冷却媒体を循環させて前記被処理基板を冷却しながら
   プラズマ放電を行うことを特徴とするプラズマエッチン
   グ方法。
5. 【請求項５】前記被処理基板は、シリコンもしくはシリ
   コン化合物であることを特徴とする請求項４記載のプラ
   ズマエッチング方法。
6. 【請求項６】前記電極間距離は、３［ｍｍ］〜７［ｍ
   ｍ］の範囲の値であることを特徴とする請求項４記載の
   プラズマエッチング方法。
7. 【請求項７】前記被処理基板のプラズマエッチングによ
   るエッチング速度が、１０，０００オングストローム／
   分以上であることを特徴とする請求項４記載のプラズマ
   エッチング方法。
8. 【請求項８】前記下部電極に前記被処理基板を真空吸着
   によって保持することを特徴とする請求項４記載のプラ
   ズマエッチング方法。