JP2004193359A

JP2004193359A - ラジカル支援ドライエッチング装置

Info

Publication number: JP2004193359A
Application number: JP2002359877A
Authority: JP
Inventors: Wikuramanayaka Snil; ウィクラマナヤカスニル; Yu Nogami; 祐野上
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP4160823B2

Abstract

【課題】電子陰影効果を避けることができ、高いエネルギを有したイオンあるいは電子を作ることなく、ダメージのないドライエッチングとして構成することができるラジカル支援ドライエッチング装置を提供する。
【解決手段】ラジカル支援ドライエッチング装置はプラズマ発生機構８，９，１１，１２，２６を含むプラズマ発生部１００、処理されるべきウェハ２３がウェハホルダ４のｒｆ電極１５の上には位置されるところのウェハ処理部２００、プラズマ発生部１００とウェハ処理部２００を分離しかつウェハ処理部に到来する望ましくないイオンおよび電子を除去するフィルタ２から構成される。当該装置はさらにプラズマ発生部に材料ガスを導入するためのガス取入れ口装置１３，２６、ガス処理部にプロセスガスを導入するための複数のガス取入れ口１４を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はラジカル支援ドライエッチング装置に関し、特に、ドライエッチング処理を受けるウェハの表面上でデバイスにプラズマ誘導ダメージを与えないラジカル支援ドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｓｉ（シリコン）ウェハの上での集積回路の製造においてプラズマ支援ドライエッチング処理は避けることのできないステップである。今日、このウェハ処理に対して、例えば誘導結合型プラズマ、容量結合型プラズマ、および磁気強化容量結合型プラズマのように、いくつかの種類のプラズマ源が存在する。例えば、ＳｉＯ₂、金属、あるいはポリシリコンのような薄膜のドライエッチングは、通常、高エネルギイオンの衝突によって行われている。エネルギが与えられたイオンを得るため、ウェハホルダはｒｆ電流を与えることによって負の自己バイアス電位が与えられている。エッチングプロセスの間、ウェハの表面には、エネルギを与えられたイオンがほとんど連続的に衝突する。ウェハ表面でのこれらのイオンは電子の流れ（flux）によって中性化され、この電子の流れはｒｆサイクルごとに生じる。しかしながら、プラズマ発生機構およびプラズマ源のハードウェアに依存して、ウェハ表面でのイオンおよび電子の流れはデバイスにダメージを与える原因となる。特に、ＵＬＳＩにおける金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）のゲート酸化物に対する誘導電荷ダメージは増加しつつある問題である。電子陰影効果（electron-shading effect）によるデバイスダメージは、特に、特徴的な大きさが０．２μｍよりも小さいときに支配的となる。このことは、図４Ａおよび４Ｂを参照して詳細に説明される。
【０００３】
説明を容易にするため、Ｓｉウェハの上に作られるＭＯＳキャパシタを考慮する。図４Ａは、パターン化されたフォトレジスト５１を有しかつプラズマ支援エッチング前のＭＯＳキャパシタ５０の断面図を示す。図４Ｂは、図４Ａで示されたＭＯＳキャパシタ５０のちょうどエッチングが完了する直前の断面図を示す。このＭＯＳキャパシタ５０は、フォトレジスト５１と、金属層５２と、Ｓｉ層５４上の誘電体層５３とによって構成される。金属層５２は、通常、金属アンテナと呼ばれている。説明のため、これらのフォトレジストパターンは、ライン状に並んでおり、かつフォトレジストのラインの間のスペースは０．２μｍよりも小さいと仮定する。
【０００４】
デバイスのダメージが与えらえるメカニズムを説明する。プラズマ支援エッチングの間、ウェハはプラズマ環境内に置かれている。プラズマ処理装置の図は、本発明には関係がないので、示されていない。ウェハ保持ｒｆ電極は、その表面上で負の自己バイアス電圧を生じさせるため、ｒｆ電流が与えられている。これは、ウェハ上に全面に渡りウェハ上のシース領域を横切ってより高い電位差を生じさせる原因となる。プラズマ中のイオンはシースを横切って加速しウェハに衝突する。イオンは、通常、それらがプラズマの中にあるとき、例えばおよそ３ｅＶの低いエネルギを有する。当該イオンは、ウェハ表面でのシース領域を通して加速された後に、大きなエネルギ、例えば２００ｅＶの以上のエネルギを得る。こうして、ウェハの表面に衝突するイオンのエネルギは、大部分、加速電圧に依存している。その結果は、イオンの軌道はほとんど垂直となり、こうしてそれらはライン間の底表面に到達するということになる。
【０００５】
底表面でのイオンの衝突は、金属アンテナ５２が正の電荷を受ける原因となる。次のｒｆサイクルの間、電子は金属アンテナ５２の表面に到達し、当該正電荷を中性化する。シースが壊れて０になるとき、電子はｒｆサイクル毎に１回ウェハ表面に衝突する。プラズマ中における電子は、通常、あらゆる方向にほとんど均一な速度分布を有している。さらに、プラズマ中の電子のエネルギはマックスウェル分布を有している。すなわち、例えば５０ｅＶの高エネルギを持った電子が存在する。さらに平均的な電子のエネルギはほとんどのプラズマ源において例えば３ｅＶより大きなより高い値にある。
【０００６】
もしフォトレジストのライン（５１）の間の間隔がより大きいのであるならば、例えば０．４μｍであるならば、エッチングにおいていかなる問題も生じない。何故ならば、電子の流れは金属アンテナ５２に到達し、正電荷を中性化するからである。しかしながら、この状態はフォトレジストのライン（５１）の間の間隔がより小さくなると、変化する。この状態は図４Ｂに示されている。たとえフォトレジストライン（５１）の間の間隔がより小さくなったとしても、イオンは、それらの軌道がほとんど垂直になるように底表面に到達する。このことは金属アンテナ５２からフォトレジスト５１への電界を作るという結果になる。電子はこの電界によって加速されることになり、フォトレジスト５１のパターンによって形成された溝の底に到達する。しかしながら、もし電子のエネルギがより高いのであるならば、電子は当該電界による加速のための十分なスペースと時間を持たず、それら自身の軌道から逸脱する。それ故に、電子５６のほとんどはフォトレジスト５１に衝突し、電子５６のより小さな一部のみが溝の底部５２Ａに到達する。この現象は電子陰影効果と呼ばれている。この効果は、金属アンテナ５２上の正電荷の徐々なる増大をもたらす結果となる。金属アンテナ５２上の正電荷が、誘電体層５３のゲート誘電体５３Ａのブレイクダウン電圧を超えると、電流がゲート誘電体５３Ａを通して流れる。これはデバイスにダメージを与える。電子陰影効果および関連するプラズマ誘導ダメージに関する詳細な説明は次の非特許文献１，２に与えられる。
【０００７】
【非特許文献】
Ｋ．橋本、「電子陰影効果による電荷ダメージ」、日本、応用物理，１９９４年、３３巻、６０１３〜６０１８頁
【非特許文献】
Ｋ．橋本、「プラズマエッチングにおける電荷ダメージの新現象：密集した線アンテナを通してのみの重いダメージ」、日本、応用物理、１９９３年、３２巻、６１０９〜６１１３頁
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の電子陰影効果を避けるため、プラズマにおける電子のエネルギはできるだけ低くされなければならない。低いエネルギを持った電子、例えば２ｅＶよりも低いエネルギを持った電子は、電子陰影効果を減じるため、２つの異なる方法で作用を生じる。第１の方法は、電子の低いエネルギのため、それらの軌道が金属アンテナ５２上の過度のイオンによって生成された電界により変化させられるということである。それ故に、これらの低いエネルギの電子は金属アンテナ５２に到達することができ、その表面を中性化することができる。第２の方法は、それらが中性の原子または分子によって高再生断面を有することである。このことは非常に低いエネルギを有する負のイオンを作る。これらの負のイオンは同様に金属アンテナ５２の表面を中性化するのに寄与する。
【０００９】
しかしながら、従来のプラズマ源においては、大量の高いエネルギを有した電子が存在することは避けられず、こうして前述した電子陰影効果を避けることが困難である。
【００１０】
本発明の目的は、電子陰影効果を避けることができ、高いエネルギを有したイオンあるいは電子を作ることなく、ダメージのないドライエッチングとして構成することができるラジカル支援ドライエッチング装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るラジカル支援ドライエッチング装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【００１２】
本発明に係るラジカル支援ドライエッチング装置は、プラズマ発生機構を含むプラズマ発生部、処理されるべきウェハがウェハホルダのｒｆ電極の上に配置されるウェハ処理部、プラズマ発生部とウェハ処理部を分離しウェハ処理部に到来する望ましくないイオンおよび電子を除去するフィルタ、プラズマ発生部に材料ガスを導入するためのガス取入れ口装置、およびウェハ処理部にプロセスガスを導入するための複数のガス取入れ口から構成される。
ラジカル支援ドライエッチング装置において、好ましくは、ウェハは、ウェハ処理部におけるペニングイオン化プロセスのみによってイオン化されたイオンの支援を受けてエッチングされる。上記のフィルタはその孔を通してプラズマ発生部において生成されたラジカルのみをウェハ処理部へ通過させる。ペニングイオン化プロセスにおいて、ウェハ処理部へ到来したラジカルは、それらの相互作用（ペニングイオン化）によってイオン化される。こうして、電子陰影効果はドライエッチングプロセスにおいて消滅させられる。
【００１３】
上記のドライエッチング装置において、好ましくは、プラズマはプラズマ発生部内で容量結合型機構によって生成され、容量結合型ｒｆ電極、フィルタ、およびウェハを保持するためのｒｆ電極は少なくとも反応容器の一部において互いに平行である。
【００１４】
上記のドライエッチング装置において、好ましくは、フィルタはプロセスガスを導入するための複数のガス取入れ口を含んでいる。
上記のドライエッチング装置において、好ましくはプラズマ発生部は誘導結合型機構を備えた円形形状のプラズマ発生領域を有している。
【００１５】
上記のドライエッチング装置において、好ましくは、ウェハが配置されたｒｆ電極は１００ｋＨｚから１０ＭＨｚの範囲の周波数で動作するｒｆ電流が供給される。
【００１６】
本発明に係るラジカル支援ドライエッチング方法は、反応容器をフィルタを用いてプラズマ発生部とウェハが配置されるウェハ処理部とに分離するステップと、フィルタを通してラジカルのみをプラズマ発生部からウェハ処理部へ通過させるステップと、ウェハ処理部においてペニングイオン化プロセスのみでイオン化されたイオンの支援の下でウェハをエッチングするプロセスとから成る。
当該ラジカル支援ドライエッチング方法において、フィルタはプラズマ発生部からウェハ処理部へ到来するイオンと電子を除去する。
【００１７】
フィルタを通してプラズマ発生領域からウェハ処理領域へ到来するラジカルを用いるラジカル支援ドライエッチング装置によれば、イオンおよび電子は中性のガス原子あるいは分子と共に、原子、分子、またはラジカルのごときガス種の励起状態での衝突によって生成され、このドライエッチング装置はダメージのないドライエッチングとして発明される。励起された状態のエネルギのより高い部分がイオンおよび電子を作ることに消費されるので、エネルギが高くないイオンあるいは電子が形成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、好ましい実施形態が、添付された図面を参照して説明される。実施形態のこの説明を通して本発明の詳細が明らかにされる。
【００１９】
本発明のラジカル支援ドライエッチング装置の第１の実施形態が図１を参照して説明される。図１に示されたラジカル支援ドライエッチング装置は基本的にプラズマ発生部１００とウェハ処理部２００を有している。これらの２つの部分１００，２００はラジカル支援ドライエッチング装置のチャンバ（反応容器）１を作っている。プラズマ発生部１００はチャンバ１における上側にあり、ウェハ処理部２００は下側にある。部分１００はプラズマ発生領域（またはスペース）を作り、他方、部分２００はウェハ処理領域（あるいはスペース）を作る。
【００２０】
フィルタ２はチャンバ１において当該２つの部分１００，２００を分離する。このフィルタ２は複数の貫通孔３を有している。加えて、ラジカル支援プラズマ処理装置のチャンバ１はウェハホルダ４、側壁５、トッププレート６、ボトムプレート７、および真空排気ポート２２から構成されている。ウェハホルダ４はボトムプレート７の上に設けられ、側壁５は好ましくは円筒形状を有している。
【００２１】
プラズマ発生部１００には容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）生成機構が存在する。プラズマ発生部１００はｒｆ電極８、下側表面を除いて当該ｒｆ電極８を覆う誘電体材料９、プラズマを発生させるためｒｆ電極８、フィルタ２および側壁５によって定められるキャビティ１０から構成されている。
【００２２】
ｒｆ電極８には整合回路１２を通してｒｆ発生器１１からｒｆ電流が供給される。ｒｆ電流の周波数は、この発明の意図する応用に関して重要なことではない。ｒｆ電流の周波数は１０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの領域にある。
【００２３】
ｒｆ電極８は金属、通常、Ａｌ（アルミニウム）で作られている。ｒｆ電極８の内部には薄いガスリザーバ１３が存在する。複数のガス取入れ口１４が、ガスリザーバ１３から上記のプラズマ発生領域としてのキャビティ１０に材料ガスを導入するために作られている。材料ガスは、外側から、ガス取入れパイプ２６を通してガスリザーバ１３の中に供給される。このガス導入方法は、多くの異なるガス導入方法の１つである。それ故に、プラズマ発生領域にガスを導入する異なる方法を用いることが可能である。プラズマ発生領域に導入されたガスは、いかなるガス、あるいはガスの組合せであっても良い。通常、不活性ガス、代表的にＡｒがプラズマ発生ガスとして用いられる。プラズマ発生領域すなわちキャビティ１０の内部のガス圧力は重要なことではなく、１ミリトール（mTorr）から大気圧の範囲で変えることができる。ウェハ処理領域内でのウェハ処理のために要求される圧力は、基本的に、プラズマ発生領域の内部圧力を決定する。
【００２４】
ｒｆ電極８の側壁および上面は反応容器すなわちチャンバ１の残りの部分から電気的に絶縁するために誘電体材料９によって覆われている。ｒｆ電極８の直径は重要な事項ではなく、ウェハの直径に依存して変化する。例えば、ウェハの直径がもし３００ｍｍであるならば、ｒｆ電極８の直径は４００ｍｍ程度の大きさになり得る。円筒形の側壁５の直径も、同様にまた、ウェハの直径に依存している。図１において、“ｈ”によって示されたプラズマ発生キャビティの高さは、好ましくは１ｃｍ〜１０ｃｍの範囲にあり得る。
【００２５】
プラズマ発生領域のボトムプレートは金属または誘電体材料によって作られた前述のフィルタ２である。代表的にフィルタ２は誘電体材料によって作られている。フィルタ２の厚みは重要なことではなく、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲において変えることができる。フィルタ２においては複数の貫通孔３が存在する。貫通孔３の直径はおよそ１ｍｍである。フィルタ２の貫通孔３の個数は重要なことではなく、フィルタの直径に依存して変えることができる。フィルタ２の直径はウェハの直径よりも大きく、これは側壁５の直径まで増大させることができる。プラズマ発生領域の詳細な説明は、例えば特開２０００−３４５３４９号公報に見ることができる。
【００２６】
ウェハホルダ４はｒｆ電極１５、誘電体部材１６、外部リング１７、およびホルダ側壁１８によって構成される。ｒｆ電極１５は、金属、代表的にはＡｌによって作られている。ｒｆ電極１５の上面の上には静電チャック（ＥＳＣ）が設けられている。しかしながら、ｒｆ電極１５上の当該ＥＳＣは、この装置の意図された応用にとって本質的な事項ではない。ｒｆ電極１５にはｒｆ発生器２０から整合回路１９を通してｒｆ電流が与えられている。ｒｆ電流の周波数は重要な事項ではなく、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲に含まれている。通常、およそ２ＭＨｚの低いｒｆ周波数が、本発明の期待される効果を得る目的のため、ｒｆ電極１５に与えられている。
【００２７】
ウェハ処理領域２１にプロセスガスまたはプロセスガスの混合物を導入するために複数のガス取入れ口２３が存在する。加えて、ウェハ処理領域２１には真空排気ポート２２が存在する。
【００２８】
プラズマ発生領域１０の円筒形側壁５はプラズマ処理領域２１まで延長される。あるいは、これらの２つの領域１０，２１は異なる直径の円筒形側壁を持つこともできる。
【００２９】
次に、上記ラジカル支援ドライエッチング装置の作用・動作を説明する。第１に、プラズマ発生領域すなわちキャビティ１０の中でガス取入れ口１４を通してリザーバ１３から導入される適当な材料ガスを用いてプラズマが生成される。プラズマ発生領域１０におけるプラズマの中で、イオン、電子、ガス原子、および励起状態にある中性原子が存在する。プラズマ発生領域１０内のこれらのガスの要素はフィルタ２の貫通孔３を通してウェハ処理領域２１の中に流れる。何故ならば、装置全体がウェハ処理領域２１に配置された真空排気ポート２２を通して真空排気されるからである。フィルタ２の貫通孔３を通してイオンおよび電子が移動するとき、それらは貫通孔３の側壁上で再結合する。貫通孔３の高さ、すなわちフィルタ２の厚み、および貫通孔３の直径は貫通孔３内で完全なイオン再結合のため適切に選択される。すなわち、ウェハ処理領域２１に到来するイオンまたは電子は全く存在しない。
【００３０】
いくつかのガスについては全く安定した励起状態が存在する。例えば、表１はいくつかのガスの励起状態およびライフタイム（寿命）をリストで示している。プラズマ発生領域１０内では、多くのこれらの励起された状態のガス原子、すなわちラジカルが存在する。これらの原子の１部は、貫通孔３を通して移動する間、それらのエネルギを失う。しかしながら、当該励起された状態の原子のあるものは生き残ってウェハ処理領域２１に到来する。これらの高いエネルギで励起された原子はウェハ処理領域２１内で中性の原子または分子に衝突することが可能であり、それらをイオン化する。このイオン化のプロセスは、「ペニングイオン化メカニズム（Penning ionization mechanism）」と呼ばれている。例えば、もしＡｒをプラズマガスとして考慮するならば、イオン化のプロセスは、次の公式１（数１）として与えることができる。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【数１】
Ａｒ^*＋Ｍ ------＞Ａｒ＋Ｍ⁺＋ｅ …（１）
Ａｒ^*＋Ｍ ------＞Ａｒ＋Ｍ^* …（２）
Ａｒ^*＋Ｍ^* ------＞Ａｒ＋Ｍ⁺＋ｅ …（３）
【００３３】
ここでＡｒ^*はＡｒ原子の励起状態であり、Ｍは任意のガスである。このプロセスは、ウェハ処理領域２１内で弱いプラズマを発生させるという結果をもたらす。ウェハ処理のために採用される圧力に依存して、１０¹⁰ｃｍ^-3程度の高いプラズマ密度が得られる。このイオン化プロセスは低エネルギイオンおよび低エネルギ電子のみを発生する。何故ならば、励起状態の原子の大部分のエネルギはガスをイオン化するにほとんど十分でないからである。例えば、いくつかのガスの最初のイオン化ポテンシャルが表２にリストで示される。
【００３４】
【表２】

【００３５】
第２に、ウェハ２３が配置されるところの下部電極１５にｒｆ発生器２０からｒｆ電流が与えられる。ウェハ２３の表面全体に渡る弱いプラズマのため、負の自己バイアスがウェハ表面上に生成される。もし低いｒｆ周波数、例えば２ＭＨｚがｒｆ電極１５に与えられるならば、ｒｆ電力はウェハ表面全面に渡るプラズマの生成に貢献しない。その代わりに、与えられたｒｆ電力は、イオンを励起しウェハ表面に対して加速するために消費される。元来、イオンは低いエネルギを持っている。それ故に、ウェハ表面に衝突するイオンのエネルギはほとんどｒｆ電極１５の当該自己バイアス電圧によって決定される。これがイオンの軌道をより垂直にする。これは垂直な側壁を有する孔および溝をエッチングすることにおいて非常に重要な条件である。当該孔および溝の側壁は曲げられない。
【００３６】
以上に述べたように、ウェハ処理領域２１内での電子は非常に低いエネルギを有している。それ故に、それらはそれほど早く移動せず、孔または溝の底で電界によって当該孔または溝の底に向かって曲がる。このことは当該底の上でより高い電子の流れをもたらす原因となり、それ故に、正電荷の完全なる中性化という結果をもたらす。すなわち、電子陰影効果が存在せず、その結果、デバイスに対する電荷誘導ダメージは全くない。
【００３７】
なお下部電極１５に対してより高い周波数のｒｆ電流、例えば６０ＭＨｚを与えることも可能である。さらに、下部電極１５に対して２つの異なる周波数で動作する２つのｒｆ電流、１つは高い周波数、他の１つは低い周波数を与えることも可能である。どちらの場合においても、エッチングは十分に行うことができる。しかしながら、下部電極１５により高い周波数のｒｆ電流を与える場合には、プラズマはそのｒｆ電流の容量結合によって生成される。このことは高いエネルギの電子を発生させ、電子陰影効果に起因するデバイスダメージの原因になるということを避けることができない。それ故に、このラジカル（プラズマ）支援ドライエッチング装置の重要な条件は、下部電極に与えられるｒｆ電流はウェハプロセス領域２１内のプラズマの発生に寄与させるべきではないということである。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態を図２を参照して説明する。第２実施形態は第１実施形態の拡張である。第２実施形態において、プラズマ発生領域１０とウェハ処理領域２１とを分離するフィルタ２の構成は、図２に示されるごとく、変化させられる。フィルタ２についての修正を除いて、全ての他のハードウェアの構成は第１実施形態で説明したものと同じである。
【００３９】
フィルタ２は金属または誘電体材料、好ましくは、誘電体材料で作られている。フィルタ２には複数の貫通孔が存在する。加えて、ガスリザーバ２７がフィルタ２の内部に作られる。このガスリザーバ２７はフィルタ２の上に作られた貫通孔３とオーバーラップしていない。プロセスガスがガス取入れ口２８を通してガスリザーバ２７に供給される。複数のガス取入れ口２９がウェハ処理領域２１内にプロセスガスを導入するためにガスリザーバ２７からウェハ処理領域２１に作られている。領域２１にプロセスガスを導入する技術を用いることはプロセスガスの乖離のより高い程度を防止する。第２実施形態における動作方法は第１実施形態で説明したものと同じである。
【００４０】
さらに、図３を参照して第２実施形態が説明される。ここで、円形形状のプラズマ発生領域３０内で誘導結合型機構によってプラズマが生成される。ｒｆコイル３１は、ウェハの配置の高さの少し上方でかつプラズマ発生領域３０内に配置されている。当該ｒｆコイル３１は、整合回路３３を通してｒｆ発生器３２によってｒｆ電流が供給される。このｒｆ電流の動作周波数は重要なことではなく、５００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲で変わり得る。当該第３実施形態において、前述したフィルタ２に対応するフィルタ３４は円形の形状を有している。フィルタ３４の上には複数の貫通孔が存在する。シャワーヘッド型ガス取入れ口２４がプロセスガスまたはガス混合物を導入するためにチャンバ１のトッププレート６の近傍に配置されている。当該ガスシャワーヘッド２５およびトッププレート６は電気的に接地されている。
【００４１】
前述した修正を除いて、全ての他のハードウェアの構成は第１実施形態において説明されたそれと同じである。動作方法は同様にまたプラズマ発生機構を除いて当該実施形態のそれと同じである。この装置は同様にまた前述の実施形態で説明された同じ結果をもたらす。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のラジカル支援ドライエッチング装置は電子陰影効果を避けることができ、高いエネルギのイオンまたは電子を作ることなくダメージのないドライエッチングを行うことができる。このドライエッチングの装置は、高いエネルギの電子の数を確実に減少させ、それによって前述した電子陰影効果を容易に避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明の第１実施形態のプラズマ支援ドライエッチング装置を示す断面図である。
【図２】この図は、本発明の第２実施形態のプラズマ支援ドライエッチング装置を示す断面図である。
【図３】この図は、本発明の第３実施形態のプラズマ支援ドライエッチング装置を示す断面図である。
【図４Ａ】この図は、エッチングを行う前のＭＯＳキャパシタの断面図である。
【図４Ｂ】この図は、エッチングがちょうど完了したＭＯＳキャパシタの断面図である。
【図面での参照符号の説明】
１チャンバ（反応容器）
２フィルタ
３貫通孔
４ウェハホルダ
５側壁
８ｒｆ電極
１０プラズマ発生領域
１１ｒｆ発生器
１３ガスリザーバ
１４ガス取入れ口
１５下側ｒｆ電極
２０ｒｆ発生器
２１ウェハ処理領域
２２真空排気ポート
２３ウェハ
１００プラズマ発生部
２００ウェハ処理部

Claims

プラズマ発生機構を含むプラズマ発生部と、
処理されるべきウェハがウェハホルダのｒｆ電極上に配置されるウェハ処理部と、
前記プラズマ発生部と前記ウェハ処理部を分離し、前記ウェハ処理部に到来する望ましくないイオンおよび電子を取り除くフィルタと、
前記プラズマ発生部に材料ガスを導入するガス取入れ装置と、
前記ウェハ処理部へプロセスガスを導入するための複数のガス取入れ口と、
から構成されるラジカル支援ドライエッチング装置。
前記ウェハは前記ウェハ処理部でペニングイオン化プロセスのみによってイオン化されたイオンの支援の下でエッチングされる請求項１記載のラジカル支援ドライエッチング装置。
プラズマは前記プラズマ発生部内で容量結合型機構によって発生し、容量結合型ｒｆ電極、前記フィルタ、および前記ウェハを保持するための前記ｒｆ電極は、少なくとも反応容器の一部で互いに平行である請求項１または２記載のラジカル支援ドライエッチング装置。
前記フィルタは前記プロセスガスを導入するための複数のガス取入れ口を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のラジカル支援ドライエッチング装置。
前記プラズマ発生部は、誘導結合型機構を備えた円形形状のプラズマ発生領域を有する請求項１または２記載のラジカル支援ドライエッチング装置。
前記ウェハが配置された前記ｒｆ電極は１００ｋＨｚから１０ＭＨｚの範囲の周波数で動作するｒｆ電流を供給される請求項１〜５のいずれか１項に記載のラジカル支援ドライエッチング装置。
フィルタを用いて、反応容器を、プラズマ発生部と、ウェハが配置されるウェハ処理部とに分離するステップと、
前記フィルタを通してラジカルのみを前記プラズマ発生部から前記プラズマ処理部へ通過させるステップと、
前記ウェハ処理部でペニングイオン化プロセスのみによってイオン化されたイオンの支援の下で前記ウェハをエッチングするステップラジカル支援ドライエッチング方法。
前記フィルタは前記ウェハ処理部に到来するイオンおよび電子を取り除く請求項７記載のラジカル支援ドライエッチング方法。