JP2003183860A - エッチング方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ミリメートルオーダーの開口を，開口周縁部
の底面が削れるサブトレンチ形状を発生させることなく
形成できるエッチング方法を提供する。 【解決手段】 気密な処理容器内に配置された被処理体
２００に対して，円の直径，楕円の短径または長方形の
短辺が５ｍｍ以上の開口を形成するためのエッチング方
法であって，被エッチング材であるシリコンウエハ２１
２と同一の材料で形成されたシリコンチップ２１４をマ
スクとして用いてエッチングを行う。
の底面が削れるサブトレンチ形状を発生させることなく
形成できるエッチング方法を提供する。 【解決手段】 気密な処理容器内に配置された被処理体
２００に対して，円の直径，楕円の短径または長方形の
短辺が５ｍｍ以上の開口を形成するためのエッチング方
法であって，被エッチング材であるシリコンウエハ２１
２と同一の材料で形成されたシリコンチップ２１４をマ
スクとして用いてエッチングを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエッチング方法にか
かり，特に開口径が５ｍｍ以上のパターンをエッチング
する場合のエッチング方法に関する。
かり，特に開口径が５ｍｍ以上のパターンをエッチング
する場合のエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，気密な処理容器内に下部電極と上
部電極を対向配置すると共に，下部電極上に被処理体を
載置し，その処理容器内に処理ガスを導入した後下部電
極に高周波電力を印加してプラズマを励起し，このプラ
ズマにより被処理体に対してエッチング処理を施す方法
がある。
部電極を対向配置すると共に，下部電極上に被処理体を
載置し，その処理容器内に処理ガスを導入した後下部電
極に高周波電力を印加してプラズマを励起し，このプラ
ズマにより被処理体に対してエッチング処理を施す方法
がある。
【０００３】このエッチング方法は，半導体ウエハ，液
晶表示装置用基板等に所定のパターンを形成させるため
に多く用いられており，その場合に形成されるパターン
の大きさは，ミクロンオーダーのものが一般的である。
晶表示装置用基板等に所定のパターンを形成させるため
に多く用いられており，その場合に形成されるパターン
の大きさは，ミクロンオーダーのものが一般的である。
【０００４】しかしながら，近年の技術の多様化に伴
い，例えば集積回路作成用の治具を微細加工する際等
に，ミリメートルオーダーの開口を作成することが要求
される可能性が生まれてきた。
い，例えば集積回路作成用の治具を微細加工する際等
に，ミリメートルオーダーの開口を作成することが要求
される可能性が生まれてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図９は，ミリメートル
オーダーの開口を従来のエッチング方法で形成した場合
の模式断面図である。図９に示すように，被処理体１０
は，半導体ウエハ１２上のフォトレジスト１４に所望の
パターンを予め形成し，気密な容器内で，従来のエッチ
ング方法によりエッチング処理を行ったものである。こ
こで，開口２０は略円筒形でその径Ｒは例えば１０〜３
０ｍｍとする。
オーダーの開口を従来のエッチング方法で形成した場合
の模式断面図である。図９に示すように，被処理体１０
は，半導体ウエハ１２上のフォトレジスト１４に所望の
パターンを予め形成し，気密な容器内で，従来のエッチ
ング方法によりエッチング処理を行ったものである。こ
こで，開口２０は略円筒形でその径Ｒは例えば１０〜３
０ｍｍとする。
【０００６】このように，ミリメートルオーダーの開口
を従来のようにフォトレジスト１４などをマスクとした
エッチング方法で作成すると，開口２０底の周縁部２４
が中央部２２に比べて削れて，特異な形状（以下，サブ
トレンチ形状という）を生ずる現象を起こす。
を従来のようにフォトレジスト１４などをマスクとした
エッチング方法で作成すると，開口２０底の周縁部２４
が中央部２２に比べて削れて，特異な形状（以下，サブ
トレンチ形状という）を生ずる現象を起こす。
【０００７】ところが，開口の底面は，平坦な平滑面で
あることが好ましい場合が多く，このようなサブトレン
チ形状は，様々なデバイスにこのエッチング方法を応用
する際に，加工精度の点で障害となってしまう。
あることが好ましい場合が多く，このようなサブトレン
チ形状は，様々なデバイスにこのエッチング方法を応用
する際に，加工精度の点で障害となってしまう。
【０００８】本発明は，従来のエッチング方法が有する
上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的
は，ミリメートルオーダーの開口を，開口底部の部分的
な削れを生じないように形成できることの可能な，新規
かつ改良されたエッチング方法を提供することである。
上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的
は，ミリメートルオーダーの開口を，開口底部の部分的
な削れを生じないように形成できることの可能な，新規
かつ改良されたエッチング方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明によれば，気密な処理容器内に配置された被
処理体に対して，開口径が５ｍｍ以上の開口を形成する
ためのエッチング方法であって，被エッチング材と同一
の材料で形成されたマスクを用いてエッチングするエッ
チング方法が提供される。
め，本発明によれば，気密な処理容器内に配置された被
処理体に対して，開口径が５ｍｍ以上の開口を形成する
ためのエッチング方法であって，被エッチング材と同一
の材料で形成されたマスクを用いてエッチングするエッ
チング方法が提供される。
【００１０】ここで，開口とは，エッチングにより形成
される凹部をいい，開口径とは，開口入口部分の形状が
略円状である場合は円の直径，略矩形である場合はその
短辺，略楕円形である場合はその短径をいう。
される凹部をいい，開口径とは，開口入口部分の形状が
略円状である場合は円の直径，略矩形である場合はその
短辺，略楕円形である場合はその短径をいう。
【００１１】また，形成する開口の周囲にダミー開口を
同時に形成するエッチング方法，あるいは，エッチング
時の処理容器内の圧力を，形成される開口底の周縁部の
削れを生じさせないように所定の圧力以下とするエッチ
ング方法でもよい。その所定の圧力は例えば１００ｍＴ
ｏｒｒである。かかる方法によれば，ミリメートルオー
ダーの大きな開口を形成する際にも，開口底の周縁部が
削れることなく，開口を形成することが可能である。
同時に形成するエッチング方法，あるいは，エッチング
時の処理容器内の圧力を，形成される開口底の周縁部の
削れを生じさせないように所定の圧力以下とするエッチ
ング方法でもよい。その所定の圧力は例えば１００ｍＴ
ｏｒｒである。かかる方法によれば，ミリメートルオー
ダーの大きな開口を形成する際にも，開口底の周縁部が
削れることなく，開口を形成することが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかるエッチング方法の好適な実施の形態につ
いて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面におい
て，実質的に同一の機能構成を有する構成要素について
は，同一の符号を付することにより重複説明を省略す
る。
本発明にかかるエッチング方法の好適な実施の形態につ
いて詳細に説明する。なお，本明細書及び図面におい
て，実質的に同一の機能構成を有する構成要素について
は，同一の符号を付することにより重複説明を省略す
る。
【００１３】（第１の実施の形態）図１は，本発明を適
用可能なエッチング装置１００を示す概略断面図であ
る。図１に示すように，エッチング装置１００の処理容
器１０２は，例えば表面に陽極酸化処理を施して酸化ア
ルミニウム膜層が形成されたアルミニウムから成ると共
に，接地されている。
用可能なエッチング装置１００を示す概略断面図であ
る。図１に示すように，エッチング装置１００の処理容
器１０２は，例えば表面に陽極酸化処理を施して酸化ア
ルミニウム膜層が形成されたアルミニウムから成ると共
に，接地されている。
【００１４】処理容器１０２内には，被処理体，例えば
半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」ともいう。）Ｗを
載置する，サセプタを兼ねた下部電極１０４が配置され
ている。さらに，図１に示す例では，下部電極１０４の
載置面以外の部分は，例えばセラミックスから成る絶縁
部材１０５と，例えばアルミニウムから成る導電部材１
０７によって覆われている。
半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」ともいう。）Ｗを
載置する，サセプタを兼ねた下部電極１０４が配置され
ている。さらに，図１に示す例では，下部電極１０４の
載置面以外の部分は，例えばセラミックスから成る絶縁
部材１０５と，例えばアルミニウムから成る導電部材１
０７によって覆われている。
【００１５】下部電極１０４は，昇降軸１０６の駆動に
よって上下動自在に構成されている。さらに，導電部材
１０７と処理容器１０２との間には，例えばステンレス
から成るベローズ１０９が設けられている。ベローズ１
０９と電気的に接触する導電部材１０７および処理容器
１０２の表面は，酸化アルミニウム膜層が除去されてい
るため，導電部材１０７は，ベローズ１０９と処理容器
１０２を介して接地されている。さらに，導電部材１０
７の側面およびベローズ１０９を囲うように，ベローズ
カバー１１１が設けられている。
よって上下動自在に構成されている。さらに，導電部材
１０７と処理容器１０２との間には，例えばステンレス
から成るベローズ１０９が設けられている。ベローズ１
０９と電気的に接触する導電部材１０７および処理容器
１０２の表面は，酸化アルミニウム膜層が除去されてい
るため，導電部材１０７は，ベローズ１０９と処理容器
１０２を介して接地されている。さらに，導電部材１０
７の側面およびベローズ１０９を囲うように，ベローズ
カバー１１１が設けられている。
【００１６】また，図１に示すように，下部電極１０４
の載置面には，高圧直流電源１０８に接続された静電チ
ャック１１０が設けられていると共に，静電チャック１
１０を囲うようにして，絶縁性のフォーカスリング１１
２が配置されている。
の載置面には，高圧直流電源１０８に接続された静電チ
ャック１１０が設けられていると共に，静電チャック１
１０を囲うようにして，絶縁性のフォーカスリング１１
２が配置されている。
【００１７】下部電極１０４には，整合器１１６を介し
て高周波電力を出力する高周波電源１１８が接続されて
いる。下部電極１０４の側方には，バッフル板１２０が
配置されており，図示の例では，バッフル板１２０は，
フォーカスリング１１２と導電部材１０７とによって挟
持されると共に，導電性のネジ（図示せず）で導電部材
１０７の上部に固定されている。
て高周波電力を出力する高周波電源１１８が接続されて
いる。下部電極１０４の側方には，バッフル板１２０が
配置されており，図示の例では，バッフル板１２０は，
フォーカスリング１１２と導電部材１０７とによって挟
持されると共に，導電性のネジ（図示せず）で導電部材
１０７の上部に固定されている。
【００１８】バッフル板１２０は，例えば表面が陽極酸
化処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成ると
共に，バッフル板１２０と導電部材１０７とが電気的に
接触する部分に形成された酸化アルミニウム膜層は，バ
ッフル板１２０および導電部材１０７とも除去されてい
る。
化処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成ると
共に，バッフル板１２０と導電部材１０７とが電気的に
接触する部分に形成された酸化アルミニウム膜層は，バ
ッフル板１２０および導電部材１０７とも除去されてい
る。
【００１９】上記構成により，バッフル板１２０は，導
電部材１０７とベローズ１０９と処理容器１０２を介し
て接地されるので，バッフル板１２０と処理容器１０２
内壁とを略同電位（接地電位）にすることができる。そ
の結果，バッフル板１２０と，バッフル板１２０よりも
上方の処理容器１０２内壁とが，下部電極１０４の対抗
電極として機能するので，プラズマをバッフル板１２０
の上部，すなわち後述の処理空間１２２内に閉じ込める
ことができる。
電部材１０７とベローズ１０９と処理容器１０２を介し
て接地されるので，バッフル板１２０と処理容器１０２
内壁とを略同電位（接地電位）にすることができる。そ
の結果，バッフル板１２０と，バッフル板１２０よりも
上方の処理容器１０２内壁とが，下部電極１０４の対抗
電極として機能するので，プラズマをバッフル板１２０
の上部，すなわち後述の処理空間１２２内に閉じ込める
ことができる。
【００２０】バッフル板１２０には，複数のスリット１
２０ａが設けられている。さらに，バッフル板１２０に
より，処理容器１０２内は，ウエハＷが配置される処理
空間１２２と後述する排気管１２８と連通する排気経路
１２４に隔てられている。
２０ａが設けられている。さらに，バッフル板１２０に
より，処理容器１０２内は，ウエハＷが配置される処理
空間１２２と後述する排気管１２８と連通する排気経路
１２４に隔てられている。
【００２１】また，下部電極１０４の載置面と対向する
処理容器１０２内の内壁面には，上部電極１２６が設け
られている。さらに，上部電極１２６には，多数のガス
吐出孔１２６ａが設けられていると共に，ガス吐出孔１
２６ａには，処理ガスを供給する不図示のガス供給源が
接続されている。従って，処理ガスは，ガス吐出孔１２
６ａを介して，処理空間１２２内に供給される。
処理容器１０２内の内壁面には，上部電極１２６が設け
られている。さらに，上部電極１２６には，多数のガス
吐出孔１２６ａが設けられていると共に，ガス吐出孔１
２６ａには，処理ガスを供給する不図示のガス供給源が
接続されている。従って，処理ガスは，ガス吐出孔１２
６ａを介して，処理空間１２２内に供給される。
【００２２】また，処理容器１０２内の下方には，不図
示の真空引き機構に接続された排気管１２８が接続され
ている。従って，処理空間１１２内は，バッフル板１２
０のスリット１２０ａと，排気経路１２４と，排気管１
２８を介して真空引きされる。また，処理容器１０２の
外部には，下部電極１０４と上部電極１２６との間に形
成されるプラズマ領域を囲うようにして，磁石１３０が
配置されている。
示の真空引き機構に接続された排気管１２８が接続され
ている。従って，処理空間１１２内は，バッフル板１２
０のスリット１２０ａと，排気経路１２４と，排気管１
２８を介して真空引きされる。また，処理容器１０２の
外部には，下部電極１０４と上部電極１２６との間に形
成されるプラズマ領域を囲うようにして，磁石１３０が
配置されている。
【００２３】次に，エッチング条件について説明する
と，被処理体は，直径が例えば２００ｍｍのシリコン
（Ｓｉ）から成るウエハを使用し，処理ガスは，ＳＦ６
や,ＳＦ ６とＯ２との混合ガスを用いることができる。
流量が,２００〜１０００ｓｃｃｍ例えば８００ｓｃｃ
ｍのＳＦ６と，３００ｓｃｃｍ以下,例えば１５０ｓｃ
ｃｍのＯ２との混合ガスを使用することができる。処理
容器内の圧力は２００〜４００ｍＴｏｒｒとし,下部電
極１０４の載置面の温度は，−１５〜１０℃に調整し
た。さらに，下部電極１０４には，４０ＭＨｚで５００
〜２０００Ｗの高周波電力を印加し，磁場強度は１７０
Ｇａｕｓｓを印加する。
と，被処理体は，直径が例えば２００ｍｍのシリコン
（Ｓｉ）から成るウエハを使用し，処理ガスは，ＳＦ６
や,ＳＦ ６とＯ２との混合ガスを用いることができる。
流量が,２００〜１０００ｓｃｃｍ例えば８００ｓｃｃ
ｍのＳＦ６と，３００ｓｃｃｍ以下,例えば１５０ｓｃ
ｃｍのＯ２との混合ガスを使用することができる。処理
容器内の圧力は２００〜４００ｍＴｏｒｒとし,下部電
極１０４の載置面の温度は，−１５〜１０℃に調整し
た。さらに，下部電極１０４には，４０ＭＨｚで５００
〜２０００Ｗの高周波電力を印加し，磁場強度は１７０
Ｇａｕｓｓを印加する。
【００２４】図２は，開口の理想的な断面を模式的に示
した図である。図２に示すように，被処理体２００は，
シリコンからなる半導体ウエハ２１２上に，予めパター
ンを形成したマスク２１４が設けられており，例えばエ
ッチング装置１００においてエッチング処理を行った
後，表面に略垂直な側壁と，底面２２２のように平坦な
平滑面の底面を持つ開口２２０を形成することが好まし
い。
した図である。図２に示すように，被処理体２００は，
シリコンからなる半導体ウエハ２１２上に，予めパター
ンを形成したマスク２１４が設けられており，例えばエ
ッチング装置１００においてエッチング処理を行った
後，表面に略垂直な側壁と，底面２２２のように平坦な
平滑面の底面を持つ開口２２０を形成することが好まし
い。
【００２５】図３は，従来のエッチング方法を説明する
図であり，図３（ａ）は，従来の被処理体１０の平面概
観図，同図（ｂ）は，被処理体１０の部分断面図であ
る。このように，従来のエッチング方法においては，シ
リコンからなる半導体ウエハ１２に開口を形成する場合
には，所望のパターン１６を予め形成したマスク材１４
を半導体ウエハ１２上に形成する。ここでは，ポリイミ
ド系の高分子材料からなるテープをマスク材１４とし
た。ここで，パターン１６は略正方形であり，１辺の長
さＲ１は３０ｍｍ，マスク材１４の厚さＤは，２５μｍ
とした。
図であり，図３（ａ）は，従来の被処理体１０の平面概
観図，同図（ｂ）は，被処理体１０の部分断面図であ
る。このように，従来のエッチング方法においては，シ
リコンからなる半導体ウエハ１２に開口を形成する場合
には，所望のパターン１６を予め形成したマスク材１４
を半導体ウエハ１２上に形成する。ここでは，ポリイミ
ド系の高分子材料からなるテープをマスク材１４とし
た。ここで，パターン１６は略正方形であり，１辺の長
さＲ１は３０ｍｍ，マスク材１４の厚さＤは，２５μｍ
とした。
【００２６】図４は，この被処理体１０をプラズマエッ
チング装置１００において，上記の条件でエッチング処
理を行い，パターン１６の部分に開口２０を形成し，表
面段差計で開口２０の形状を調べた結果を示す図であ
る。
チング装置１００において，上記の条件でエッチング処
理を行い，パターン１６の部分に開口２０を形成し，表
面段差計で開口２０の形状を調べた結果を示す図であ
る。
【００２７】図４に示すように，横軸は図３のＸ方向で
あり，半導体ウエハの周縁部側から中心の方向へ測定し
た。このように，開口２０外端ではエッチングレートが
５．６μｍ／ｍｉｎ．開口２０内端では６．８μｍ／ｍ
ｉｎ．であるのに対し，中心部では３．６μｍ／ｍｉ
ｎ．と，明らかにエッチングレートに差が出ており，こ
れによりサブトレンチ形状が生じている。
あり，半導体ウエハの周縁部側から中心の方向へ測定し
た。このように，開口２０外端ではエッチングレートが
５．６μｍ／ｍｉｎ．開口２０内端では６．８μｍ／ｍ
ｉｎ．であるのに対し，中心部では３．６μｍ／ｍｉ
ｎ．と，明らかにエッチングレートに差が出ており，こ
れによりサブトレンチ形状が生じている。
【００２８】これは，開口２０が大口径であるため，開
口２０上部のプラズマはシリコンに影響され，マスク材
１４に影響されるマスク材１４上部のプラズマとは状態
が異なり，両者の境界部に，マスク材１４上部のプラズ
マの影響を受けてエッチングレートが速くなる領域が生
じるためであると考えられる。
口２０上部のプラズマはシリコンに影響され，マスク材
１４に影響されるマスク材１４上部のプラズマとは状態
が異なり，両者の境界部に，マスク材１４上部のプラズ
マの影響を受けてエッチングレートが速くなる領域が生
じるためであると考えられる。
【００２９】図５は，本実施の形態にかかるエッチング
方法を説明する図である。図５（ａ）は，第１の実施の
形態にかかる被処理体２００の平面概観図，同図（ｂ）
は，被処理体２００の部分断面図である。
方法を説明する図である。図５（ａ）は，第１の実施の
形態にかかる被処理体２００の平面概観図，同図（ｂ）
は，被処理体２００の部分断面図である。
【００３０】図５に示すように，被処理体２００におい
て，シリコンからなる半導体ウエハ２１２に開口を形成
する場合に，被処理体２００上部のプラズマを均一化す
るため，所望のパターン２１６を予め形成したマスク材
には，半導体ウエハ２１２と同じ材料を用いることが好
ましいと考えられる。
て，シリコンからなる半導体ウエハ２１２に開口を形成
する場合に，被処理体２００上部のプラズマを均一化す
るため，所望のパターン２１６を予め形成したマスク材
には，半導体ウエハ２１２と同じ材料を用いることが好
ましいと考えられる。
【００３１】ここでは，従来のエッチング方法との比較
のため，パターン以外の部分にまずポリイミド系の高分
子材料からなるテープでマスク２１８を形成し，パター
ン２１６Ｘ方向の両端にシリコンチップ２１４を備える
構成とし，Ｘ方向のみマスクが被エッチング材（ここで
はシリコン）と擬似的に同一の材料となるようにした。
のため，パターン以外の部分にまずポリイミド系の高分
子材料からなるテープでマスク２１８を形成し，パター
ン２１６Ｘ方向の両端にシリコンチップ２１４を備える
構成とし，Ｘ方向のみマスクが被エッチング材（ここで
はシリコン）と擬似的に同一の材料となるようにした。
【００３２】ここで，パターン２１６は略正方形であ
り，１辺の長さＲ１は３０ｍｍ，マスク材２１８の厚さ
Ｄは２５μｍ，シリコンチップ２１４の厚さＨは７２５
μｍ，幅Ｗは１０ｍｍとした。
り，１辺の長さＲ１は３０ｍｍ，マスク材２１８の厚さ
Ｄは２５μｍ，シリコンチップ２１４の厚さＨは７２５
μｍ，幅Ｗは１０ｍｍとした。
【００３３】図６は，この被処理体２００をプラズマエ
ッチング装置１００において，上記の条件でエッチング
処理を行い，パターン２１６の部分に開口２２０を形成
し，表面段差計で開口２２０の形状を調べた結果を示す
図である。特に図６（ａ）は，Ｘ方向，同図（ｂ）は，
Ｙ方向の，被処理体２００周縁部から中心部に向かって
測定したものである。
ッチング装置１００において，上記の条件でエッチング
処理を行い，パターン２１６の部分に開口２２０を形成
し，表面段差計で開口２２０の形状を調べた結果を示す
図である。特に図６（ａ）は，Ｘ方向，同図（ｂ）は，
Ｙ方向の，被処理体２００周縁部から中心部に向かって
測定したものである。
【００３４】図６（ｂ）に示すように，擬似的に従来の
エッチング方法と同じと考えられるＹ方向に関しては，
開口２２０外端でのエッチングレートが４．７μｍ／ｍ
ｉｎ．開口２０内端では５．７μｍ／ｍｉｎ．であるの
に対し，中心部では２．９μｍ／ｍｉｎ．となり，サブ
トレンチ形状を生じさせている。
エッチング方法と同じと考えられるＹ方向に関しては，
開口２２０外端でのエッチングレートが４．７μｍ／ｍ
ｉｎ．開口２０内端では５．７μｍ／ｍｉｎ．であるの
に対し，中心部では２．９μｍ／ｍｉｎ．となり，サブ
トレンチ形状を生じさせている。
【００３５】図６（ａ）に示すように，擬似的にマスク
材を被エッチング材と同じシリコンにしたＸ方向では，
サブトレンチ形状は発生せず，エッチングレートは開口
２２０中心部で３．３μｍ／ｍｉｎ．と，従来のエッチ
ング方法での中心部のエッチングレートと比べて有意な
変化はない。
材を被エッチング材と同じシリコンにしたＸ方向では，
サブトレンチ形状は発生せず，エッチングレートは開口
２２０中心部で３．３μｍ／ｍｉｎ．と，従来のエッチ
ング方法での中心部のエッチングレートと比べて有意な
変化はない。
【００３６】これは，マスクに被エッチング材と同一の
材料を用いると，異なる材料のマスク材によるプラズマ
状態の変化が開口部分に影響を及ぼすのを防止して，開
口上のプラズマ状態を実質的に均一に保てるからである
と考えられる。
材料を用いると，異なる材料のマスク材によるプラズマ
状態の変化が開口部分に影響を及ぼすのを防止して，開
口上のプラズマ状態を実質的に均一に保てるからである
と考えられる。
【００３７】以上のように，マスク材に被エッチング材
と同一の材料を用いることで例えば１辺が３０ｍｍの４
角柱型の開口を形成する際にサブトレンチ形状が生ずる
ことを防止することができた。このように，ミリメート
ルオーダーの加工を行う際にも適用が可能なエッチング
方法を提供できる。
と同一の材料を用いることで例えば１辺が３０ｍｍの４
角柱型の開口を形成する際にサブトレンチ形状が生ずる
ことを防止することができた。このように，ミリメート
ルオーダーの加工を行う際にも適用が可能なエッチング
方法を提供できる。
【００３８】（第２の実施の形態）第２の実施の形態に
かかるエッチング方法は，第１の実施の形態にかかるプ
ラズマエッチング装置１００を用いて行うことが可能で
あるので，重複説明は省略する。
かかるエッチング方法は，第１の実施の形態にかかるプ
ラズマエッチング装置１００を用いて行うことが可能で
あるので，重複説明は省略する。
【００３９】図７は，本実施の形態にかかるエッチング
方法を説明する図であり，図７（ａ）は，第２の実施の
形態にかかる被処理体３００の平面概観図，同図（ｂ）
は，被処理体３００の部分断面図，図８は，第２の実施
の形態にかかるエッチング方法によりエッチングを行っ
た被処理体３００の模式的な断面図である。
方法を説明する図であり，図７（ａ）は，第２の実施の
形態にかかる被処理体３００の平面概観図，同図（ｂ）
は，被処理体３００の部分断面図，図８は，第２の実施
の形態にかかるエッチング方法によりエッチングを行っ
た被処理体３００の模式的な断面図である。
【００４０】第２の実施の形態にかかる被処理体３００
においては，形成したい開口の周囲にダミー開口を設
け，開口周縁部にダミー開口部分のシリコンに影響され
たプラズマが形成されるようにし，開口上部のプラズマ
を均一化するように構成する。
においては，形成したい開口の周囲にダミー開口を設
け，開口周縁部にダミー開口部分のシリコンに影響され
たプラズマが形成されるようにし，開口上部のプラズマ
を均一化するように構成する。
【００４１】図７に示すように，被処理体３００におい
て，シリコンからなる半導体ウエハ３１２に開口を形成
する場合に，被処理体３００上部のプラズマを均一化す
るため，パターン３１６の周囲にダミー開口部３２４が
形成されるように，それ以外の部分にまずポリイミド系
の高分子材料からなるテープでマスク３１４を形成す
る。
て，シリコンからなる半導体ウエハ３１２に開口を形成
する場合に，被処理体３００上部のプラズマを均一化す
るため，パターン３１６の周囲にダミー開口部３２４が
形成されるように，それ以外の部分にまずポリイミド系
の高分子材料からなるテープでマスク３１４を形成す
る。
【００４２】ここで，パターン３１６は略正方形であ
り，１辺の長さＲ１は３０ｍｍ，マスク材３１４および
３１８の厚さＤは２５μｍ，ダミー開口部３２４の幅Ｗ
２は，例えば５ｍｍ，マスク材３１８の幅Ｗ３は例えば
１００μｍとした。
り，１辺の長さＲ１は３０ｍｍ，マスク材３１４および
３１８の厚さＤは２５μｍ，ダミー開口部３２４の幅Ｗ
２は，例えば５ｍｍ，マスク材３１８の幅Ｗ３は例えば
１００μｍとした。
【００４３】図８に示すように，プラズマエッチング装
置１００において被処理体３００をエッチング処理する
と，ダミー開口部３３０の底３３２においては，マスク
材３１４に影響されたプラズマにより，周縁部のエッチ
ングレートが高くなり，傾斜が形成されてしまう。
置１００において被処理体３００をエッチング処理する
と，ダミー開口部３３０の底３３２においては，マスク
材３１４に影響されたプラズマにより，周縁部のエッチ
ングレートが高くなり，傾斜が形成されてしまう。
【００４４】しかしながら，マスク材３１８の幅は十分
狭く，プラズマに対する影響は十分小さいため，開口３
２０上部においては均一なプラズマが形成され，底３２
２でサブトレンチ形状が起こることはない。
狭く，プラズマに対する影響は十分小さいため，開口３
２０上部においては均一なプラズマが形成され，底３２
２でサブトレンチ形状が起こることはない。
【００４５】以上のように，形成する開口の周囲にダミ
ー開口を設けることでサブトレンチ形状が生ずることを
防止し，例えば１辺が３０ｍｍの４角柱型の開口を形成
するなど，ミリメートルオーダーの加工を行う際にも適
用が可能なエッチング方法を提供できる。
ー開口を設けることでサブトレンチ形状が生ずることを
防止し，例えば１辺が３０ｍｍの４角柱型の開口を形成
するなど，ミリメートルオーダーの加工を行う際にも適
用が可能なエッチング方法を提供できる。
【００４６】（第３の実施の形態）第３の実施の形態に
かかるエッチング方法は，第１の実施の形態にかかるプ
ラズマエッチング装置１００を用いて行うことが可能で
あるので，装置構成の重複説明は省略する。
かかるエッチング方法は，第１の実施の形態にかかるプ
ラズマエッチング装置１００を用いて行うことが可能で
あるので，装置構成の重複説明は省略する。
【００４７】第３の実施の形態においては，サブトレン
チ形状が生ずるのを防止するために，エッチング処理時
の処理容器内の圧力を下げるようにする。すなわち，第
１および第２の実施の形態では，処理容器１０２内の圧
力を２００〜４００ｍＴｏｒｒとしていたが，これを１
００ｍＴｏｒｒ以下，例えば３６ｍＴｏｒｒとする。そ
の他の処理条件は第１および第２の実施の形態にかかる
エッチング条件と同様である。
チ形状が生ずるのを防止するために，エッチング処理時
の処理容器内の圧力を下げるようにする。すなわち，第
１および第２の実施の形態では，処理容器１０２内の圧
力を２００〜４００ｍＴｏｒｒとしていたが，これを１
００ｍＴｏｒｒ以下，例えば３６ｍＴｏｒｒとする。そ
の他の処理条件は第１および第２の実施の形態にかかる
エッチング条件と同様である。
【００４８】また，本実施の形態にかかる被処理体に
は，被処理体１０のように，一般の樹脂などによるマス
ク材を用いることができる。上記処理条件で樹脂などを
マスク材とする被処理体をエッチング処理すると，側壁
は表面に略垂直な平滑面，底面は平坦な平滑面を有する
開口が形成できる。なお，マスク材に従来の被処理体と
同一の材料を用いることができるので，マスク材にパタ
ーンを作成するにあたり，従来の技術を用いることがで
き，有利である。
は，被処理体１０のように，一般の樹脂などによるマス
ク材を用いることができる。上記処理条件で樹脂などを
マスク材とする被処理体をエッチング処理すると，側壁
は表面に略垂直な平滑面，底面は平坦な平滑面を有する
開口が形成できる。なお，マスク材に従来の被処理体と
同一の材料を用いることができるので，マスク材にパタ
ーンを作成するにあたり，従来の技術を用いることがで
き，有利である。
【００４９】上記のように，通常よりも低い圧力でエッ
チング処理を行うと，処理空間１２２のプラズマ密度を
下げることになり，プラズマ密度が高い場合に比べて，
下地の影響によるエッチングレートの差がでにくくな
り，平坦な平滑面を底面に持つ開口が形成できると考え
られる。
チング処理を行うと，処理空間１２２のプラズマ密度を
下げることになり，プラズマ密度が高い場合に比べて，
下地の影響によるエッチングレートの差がでにくくな
り，平坦な平滑面を底面に持つ開口が形成できると考え
られる。
【００５０】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かるエッチング方法の好適な実施形態について説明した
が，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれ
ば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範
囲に属するものと了解される。
かるエッチング方法の好適な実施形態について説明した
が，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれ
ば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて各種の変更例または修正例に想到し得ることは明
らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範
囲に属するものと了解される。
【００５１】例えば，サブトレンチ形状を防止するため
のエッチング方法として，１辺が３０ｍｍの４角柱型の
開口を形成する場合を例にして説明したが，形成する開
口の形状及び大きさはこれに限定されない。円の直径，
楕円の短径または長方形の短辺例えば５ｍｍ以上の開口
を形成するためのエッチング方法に適用することは本発
明の範囲である。
のエッチング方法として，１辺が３０ｍｍの４角柱型の
開口を形成する場合を例にして説明したが，形成する開
口の形状及び大きさはこれに限定されない。円の直径，
楕円の短径または長方形の短辺例えば５ｍｍ以上の開口
を形成するためのエッチング方法に適用することは本発
明の範囲である。
【００５２】また，被エッチング材がシリコンの場合に
ついて説明したが，これに限定されず，ミリメートルオ
ーダーの開口形成を行うエッチングであれば，他の材料
にも適用が可能である。
ついて説明したが，これに限定されず，ミリメートルオ
ーダーの開口形成を行うエッチングであれば，他の材料
にも適用が可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
ミリメートルオーダー，例えば５ｍｍ以上の開口を形成
する際にも，開口底面の形状が平坦な平滑面状になるよ
うにエッチング処理が可能なエッチング方法が提供でき
る。
ミリメートルオーダー，例えば５ｍｍ以上の開口を形成
する際にも，開口底面の形状が平坦な平滑面状になるよ
うにエッチング処理が可能なエッチング方法が提供でき
る。
【図１】本発明を適用可能なエッチング装置１００を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】開口の理想的な断面を模式的に示した図であ
る。
る。
【図３】従来のエッチング方法を説明する図である。
【図４】表面段差計で開口２０の形状を調べた結果を示
す図である。
す図である。
【図５】第１の実施の形態にかかるエッチング方法を説
明する図である。
明する図である。
【図６】表面段差計で開口２２０の形状を調べた結果を
示す図である。
示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかるエッチング方法を説
明する図である。
明する図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるエッチング方法によ
りエッチングを行った被処理体３００の模式的な断面図
である。
りエッチングを行った被処理体３００の模式的な断面図
である。
【図９】ミリメートルオーダーの開口を従来のエッチン
グ方法で形成した場合の模式断面図である。
グ方法で形成した場合の模式断面図である。
２００ 被処理体
２１２ 半導体ウエハ
２１４ シリコンチップ
２１６ パターン
２１８ マスク材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮島 弘樹
東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
Ｆターム(参考） 4K057 DA11 DA12 DB06 DD01 DE20
DG12 DG13 DG15 DM03 DM18
DN01
5F004 AA16 BA04 CA02 DA18 DA26
DB01 EA21
Claims (4)
- 【請求項１】 気密な処理容器内に配置された被処理体
に対して，開口径が５ｍｍ以上の開口を形成するための
エッチング方法であって，被エッチング材と同一の材料
で形成されたマスクを用いてエッチングすることを特徴
とするエッチング方法。 - 【請求項２】 気密な処理容器内に配置された被処理体
に対して，開口径が５ｍｍ以上の開口を形成するための
エッチング方法であって，前記開口の周囲にダミー開口
を同時に形成することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項３】 気密な処理容器内に配置された被処理体
に対して，開口径が５ｍｍ以上の開口を形成するための
エッチング方法であって，エッチング時の前記処理容器
内の圧力は，前記形成される開口底の周縁部の削れを生
じさせないように所定の圧力以下とすることを特徴とす
るエッチング方法。 - 【請求項４】 前記所定の圧力は１００ｍＴｏｒｒであ
ることを特徴とする請求項３に記載のエッチング方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001377835A JP4417600B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | エッチング方法 |
| KR1020047008790A KR100549175B1 (ko) | 2001-12-11 | 2002-12-09 | 플라즈마 에칭 방법 |
| US10/497,534 US7141178B2 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-09 | Plasma etching method |
| PCT/JP2002/012867 WO2003050862A1 (fr) | 2001-12-11 | 2002-12-09 | Procede de gravure au plasma |
| CNB028245768A CN100395873C (zh) | 2001-12-11 | 2002-12-09 | 等离子体蚀刻方法 |
| US11/487,516 US7344652B2 (en) | 2001-12-11 | 2006-07-17 | Plasma etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001377835A JP4417600B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003183860A true JP2003183860A (ja) | 2003-07-03 |
| JP4417600B2 JP4417600B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=19185708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001377835A Expired - Fee Related JP4417600B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | エッチング方法 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (2) | US7141178B2 (ja) |
| JP (1) | JP4417600B2 (ja) |
| KR (1) | KR100549175B1 (ja) |
| CN (1) | CN100395873C (ja) |
| WO (1) | WO2003050862A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020068373A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US7968469B2 (en) * | 2007-01-30 | 2011-06-28 | Applied Materials, Inc. | Method of processing a workpiece in a plasma reactor with variable height ground return path to control plasma ion density uniformity |
| US7879731B2 (en) * | 2007-01-30 | 2011-02-01 | Applied Materials, Inc. | Improving plasma process uniformity across a wafer by apportioning power among plural VHF sources |
| US8076247B2 (en) * | 2007-01-30 | 2011-12-13 | Applied Materials, Inc. | Plasma process uniformity across a wafer by controlling RF phase between opposing electrodes |
| US20080178803A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-07-31 | Collins Kenneth S | Plasma reactor with ion distribution uniformity controller employing plural vhf sources |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0683921B1 (en) * | 1993-02-04 | 2004-06-16 | Cornell Research Foundation, Inc. | Microstructures and single mask, single-crystal process for fabrication thereof |
| US5569355A (en) * | 1995-01-11 | 1996-10-29 | Center For Advanced Fiberoptic Applications | Method for fabrication of microchannel electron multipliers |
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