JP2006049922A

JP2006049922A - エッチング装置

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Publication number: JP2006049922A
Application number: JP2005242147A
Authority: JP
Inventors: Koji Kaga; 広持加賀; Toshio Hayashi; 俊雄林
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2021-10-01
Also published as: JP4272646B2

Abstract

【課題】印加高周波電場が互いに干渉することなく、高密度のプラズマを形成することができ、また、対向電極に所定の値の高周波電圧を印加することができ、マスクの耐性を向上させると共に、良好なエッチ速度を達成することが可能な、簡単な構造を有する安価なエッチング装置の提供。
【解決手段】基板電極と対向する位置に浮遊電極を設け、高周波電源からプラズマ発生用高周波アンテナコイルへ至る給電路の途中に分岐路を設けて、対向電極にコンデンサーを介して分岐した高周波電力を印加するように構成し、さらに、浮遊電極に印加される高周波電圧を一定に制御する機構を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、エッチング装置、特に、半導体や電子部品等の製造工程に用いられる誘導結合型プラズマ源を持つエッチング装置に関するものである。

従来の誘導結合型プラズマ源を持つエッチング装置では、導入されたガス分子がプラズマ分解されて分解物がチャンバー内壁部へ付着することや、エッチング生成物が内壁部へ付着することが問題となっていた。このため、チャンバー全体を高温に制御したり、壁面に加熱防着板を設けるなどして付着を防いでいた。

また、誘導結合型プラズマ源を持つエッチング装置として、例えば、以下述べるような磁気中性線放電エッチング装置が提案されている(例えば、特許文献１及び２参照)。

図１に、特許文献１記載の磁気中性線放電エッチング装置の概略の構成を模式的に示す。図１に示すように、このエッチング装置は、真空チャンバー１を有し、その上部は誘電体円筒状壁により形成されたプラズマ発生部２であり、下部は基板電極部３である。プラズマ発生部２の壁(誘電体側壁)の外側に設けられた三つの磁場コイル４、５及び６によって、プラズマ発生部２内に環状磁気中性線７が形成される。中間の磁場コイル５と誘電体側壁の外側との間にはプラズマ発生用高周波アンテナコイル８が配置され、この高周波アンテナコイル８は、高周波電源９に接続され、三つの磁場コイル４、５、６によって形成された磁気中性線７に沿って交番電場を加えてこの磁気中性線に放電プラズマを発生するように構成されている。

磁気中性線７の作る面と平行して下部の基板電極部３内には基板電極１０が絶縁体部材１１を介して設けられている。この基板電極１０は、ブロッキングコンデンサー１２を介して高周波バイアス電力を印加する高周波電源１３に接続され、ブロッキングコンデンサー１２によって電位的に浮遊電極になっており、負のバイアス電位となる。また、プラズマ発生部２の天板１４は誘電体側壁の上部フランジに密封固着され、対向電極を形成している。プラズマ発生部２には、真空チャンバー１内ヘエツチングガスを導入するガス導入口１５が設けられ、このガス導入口１５は、図示していないが、ガス供給路及びエッチングガスの流量を制御するガス流量制御装置を介してエッチングガス供給源に接続されている。基板電極部３には排気口１６が設けられている。

特許文献２記載の磁気中性線放電エッチング装置は、図１に示すエッチング装置の構成に、さらに、天板を絶縁体を介してプラズマ発生部の側壁(誘電体側壁)の上部フランジに密封固着して、基板電極１０と対向する位置に設置し、この天板１４にコンデンサーを介して高周波バイアス電源を接続し、天板に対して弱い高周波バイアスを印加できるように構成された３周波放電方式に係るものである。この対向電極としての天板は浮遊電極として機能する。このように対向電極、基板電極及びプラズマ発生用アンテナコイルに高周波電力を印加するように構成されている。

図２に、本件と同一出願人が提案した特願２００１−１４９８２５記載の磁気中性線放電エッチング装置の概略の構成を模式的に示す。図中、図１の従来例と同一名称の要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２に示すエッチング装置は、上記３周波放電方式の改良型である２周波放電方式である。このエッチング装置では、基板電極１０と対向する位置に設けた接地電極を誘電体により電位的に浮遊状態とした対向電極として構成し、この対向電極(天板１４)に対して弱い高周波バイアス電力が印加できるように構成されている。プラズマ発生用高周波電源９から誘導放電を発生させる高周波アンテナコイル８へ至る給電路の途中の任意の位置に分岐路を設け、この分岐路に設けたコンデンサーを介して誘導放電用高周波電力の一部を対向電極に分岐印加し、対向電極に自己バイアスを発生させるように構成されている。この対向電極としての天板は浮遊電極として機能する。
特開平７−２６３１９２号公報(特許請求の範囲等) 特開平１０−３１７１７３号公報(特許請求の範囲等)

上記従来技術の場合、真空室全体をオープン様にして加熱し、全体を高温に制御する方式は、大がかりであり、消費電力も大きいという問題がある。また、加熱防着板方式は、防着板を膜付着の比較的多いところに取付けて行われるが、時間とともに防着板への付着膜が厚くなり、やがて剥離してダストの原因となる。従って、定期的に防着板を取り外して洗浄することが必要となる。

特許文献１(特開平７−２６３１９２号公報)記載の磁気中性線放電エッチング装置(図１)の場合、ハロゲン系のエッチングガスを用いて微細な構造を持つレジストパターンのエッチングに適用すると、長時間のエッチングにより天板内壁面に付着した膜の剥離が起こり、ダストが発生するという不都合があった。

上記問題を解決するために提案された特許文献２(特開平１０−３１７１７３号公報)記載の磁気中性線放電エッチング装置の場合、真空チャンバー内壁への好ましくない膜付着が最小に抑えられ、天板内壁部からのダスト発生も抑制され、また、マスクのエッチング耐性も向上する。しかし、三つの高周波電源が必要であり、高価になるというだけでなく、対向電極(浮遊電極)と誘導コイルとが近接しているために、これらに印加する高周波電場が互いに干渉するという問題も生じる。また、高周波アンテナコイルに接続された高周波電源からの給電路を分岐し、この分岐路に設けたコンデンサーを介して天板(浮遊電極)又はアンテナコイルの内側に設置されたファラディーシールド様浮遊電極に高周波電力を分割印加する場合、安価に出来るものの、電力の供給がコンデンサーの容量とアンテナコイル電力に依存するため、充分制御できるものではなかった。

これらの問題を解決するために本件と同一出願人により提案された特願２００１−１４９８２５記載の磁気中性線放電プラズマエッチング装置(図２)では、ダストの発生が抑制されると共に、マスクのエッチング耐性も向上し、３０〜４０μｍにも及ぶ石英の深溝エッチングが可能になる。しかし、アンテナコイル電力を増減させると、天板(対向電極)に印加される高周波電力も増減してしまうという不具合があった。天板に付着した膜をスパッタ除去するには、ある値以上の高周波電圧が印加されていることが必要である。しかし、この電圧が高すぎると、マスクの耐性は向上するが、スパッタ効果が強すぎるためにエッチ部にもスパッタされた物質が飛来するので、エッチングを抑制してしまい、エッチ速度を減少させてしまうという問題がある。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、構造が簡単な安価な２周波型放電方式のエッチング装置であって、印加する高周波電場が互いに干渉するという問題を伴わずに、高効率のプラズマを形成することができ、また、所定電圧値の高周波電圧を印加することができるように構成され、マスクの耐性を向上させると共に良好なエッチ速度を達成することができるエッチング装置を提供することにある。

本発明のエッチング装置は、真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設けてなるエッチング装置において、該真空チャンバー内部にファラディシールド又は静電場シールド様浮遊電極を設置してプラズマと接するようにし、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐路を設けて、この分岐路に設けた可変コンデンサーを介して該浮遊電極に高周波電力の一部が分岐印加されるように構成し、そして、該浮遊電極に印加される高周波電圧をモニターし、この高周波電圧を一定に制御する機構を設けたものである。

上記浮遊電極の表面電位は、−５００Ｖとなるように、浮遊電極に電力が印加されるように構成したことが好ましい。

上記アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていても良い。

上記制御機構が、高周波電源から浮遊電極に印加される電圧を測定する高周波電圧測定回路、この高周波を直流に変換する検波回路及び設定電圧値との差を検出するＤＣ差動増幅回路、並びに該設定電圧値になるように可変コンデンサーを動かすモーター駆動回路を有し、該浮遊電極に該電圧測定回路が接続され、該電圧測定回路に該検波／ＤＣ差動増幅回路が接続され、また、該検波／ＤＣ差動増幅回路に該モーター駆動回路が接続されて可変コンデンサーに組み込まれ、該可変コンデンサーにより高周波電圧を一定に制御するように構成されているものである。

本発明の別のエッチング装置は、真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設け、この基板電極に対向させて該プラズマ発生部内に対向電極を設けてなるエッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐路を設けて、この分岐路に設けた可変コンデンサーを介して該浮遊電極に高周波電力の一部が印加されるように構成し、そして、該浮遊電極に印加される高周波電圧をモニターし、この高周波電圧を一定に制御する機構を設けたことを特徴とする。この場合も、上記アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていても良く、上記対向電極に接続された高周波電源が１３．５６ＭＨｚである場合、この電極に印加されるＶｄｃが−５００Ｖ以下になるように構成されていることが好ましい。この場合の制御機構も、上記と同様のものであっても良い。

上記のように構成されたエッチング装置によれば、対向電極用として別個に高周波電源を設ける必要がなくなり、装置の構造を簡素化でき、安価となるだけでなく、印加する高周波電場が互いに干渉するという問題を伴わずに、高効率のプラズマを形成することができる。また、対向電極に所定電圧値の高周波を浮遊電極に印加することができるので、マスクの耐性を向上させると共に、良好なエッチ速度を達成することができる。

また、ガスのプラズマ分解によって生成された物質が壁面に付着し、やがて剥離してダストとして基板表面に落ちてくることがＩＣＰプラズマ源やＥＣＲプラズマ源では問題となっていたが、基板上方に浮遊状態の対向電極を設け、この対向電極に高周波電力を印加することによって、プラズマ中のイオンが絶えず対向電極表面をスパッタするので、膜の付着が抑えられてダスト発生を抑制できるだけでなく、天板すなわち対向電極内面に付着し重合した膜をスパッタするので、エッチャントを生成するという副次的な効果も期待できる。

上記したように、対向電極に高周波電力を印加し、対向電極に負のバイアスが発生するように構成されているので、対向電極は常に正イオンによって衝撃されるようになる。その結果、従来の天板を接地電位にしていた構成のものに比べて、天板への膜付着が抑えられ、天板からのダスト発生が抑制される。さらにまた、ＳｉやＷＳｉ等の金属で構成された天板を用いることにより、ＳｉＦｘやＷＦｘなどの物質を発生させ、これらの物質をマスク上に堆積させて、マスクの消耗を抑えることもでき、深溝のエッチングが可能となる。

本発明によれば、基板電極と対向する位置に設けた接地電極を電位的に浮遊状態とした対向電極として構成し、誘導放電を発生させる高周波アンテナコイルに接続された給電路の任意の位置に分岐路を設け、高周波電力を分岐して、誘導放電用高周波電力の一部を対向電極に分岐印加し、コンデンサーを介して対向電極に自己バイアスを発生するように構成してあるので、対向電極用として別個に高周波電源を設ける必要がなくなり、装置の構造を簡素化でき、安価となるだけでなく、印加する高周波電場が互いに干渉するという問題を解消でき、高効率のプラズマを形成することができる。また、対向電極に所定電圧値の高周波を印加することができるので、マスクの耐性を向上させると共に、良好なエッチ速度を達成することができる。

また、ガスのプラズマ分解によって生成された物質が壁面に付着するが、基板上方に対向電極を設け、この対向電極に高周波電力を印加することによってプラズマ中のイオンが絶えず対向電極表面をスパッタするので、膜の付着が抑えられ、ダスト発生を抑制できるだけでなく、天板すなわち対向電極内面に付着し重合した膜をスパッタすることにより、エッチャントを生成することができる。

さらに、本発明によれば、対向電極に高周波電力を印加し、対向電極に負のバイアスが発生するようにしたので、対向電極は常に正イオンによって衝撃されるようになる。その結果、従来の天板を接地電位にしていた構成のものに比べて、天板への膜付着が抑えられ、天板からのダスト発生が抑制される。さらにまた、ＳｉやＷＳｉ等の金属で構成された天板を用いることにより、ＳｉＦ_ｘやＷＦ_ｘなどの物質を発生させ、これら物質をマスク上に堆積させて、マスクの消耗を抑えることができ、深溝のエッチングが可能となる。

本発明は、誘導結合放電プラズマエッチング装置に対して適用されるものであるが、説明の都合上、図３及び４に概略の構成を模式的に示す磁気中性線放電エッチング装置を例にとり、本発明の実施の形態を説明する。図中、図１及び２の従来例と同一の要素には同一符号を付す。

図３に示すように、このエッチング装置は、誘導結合放電用アンテナコイルに接続された高周波電源の給電路を分岐し、可変コンデンサを介して、電位的に浮遊状態にある天板（対向電極）に高周波電力の一部を供給できるように構成した２周波型放電方式の装置である。このエッチング装置は、真空チャンバー１を有し、その上部は誘電体円筒状壁により形成されたプラズマ発生部２であり、下部は基板電極部３である。プラズマ発生部２の壁(誘電体側壁)の外側に設けられた三つの磁場コイル４、５及び６を設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部２内に環状磁気中性線７が形成されるようになっている。中間の磁場コイル５と誘電体側壁の外側との間にはプラズマ発生用高周波アンテナコイル８が配置され、この高周波アンテナコイル８は、高周波電源９に接続され、三つの磁場コイル４、５、６によって形成された磁気中性線７に沿って交番電場を加えてこの磁気中性線に放電プラズマを発生するように構成されている。

磁気中性線７の作る面と平行して下部の基板電極部３内には基板電極１０が絶縁体部材１１を介して設けられ、この基板電極１０は、ブロッキングコンデンサー１２を介して高周波バイアス電力を印加する高周波電源１３に接続され、電位的に浮遊電極になっており、負のバイアス電位となる。

この基板電極１０と対向する位置に設けた接地電極を、誘電体により電位的に浮遊状態とした対向電極である天板１４として構成する。天板１４は、絶縁体１７を介して誘電体側壁の上部フランジに密封固着されている。この天板１４は、内壁材料として炭素材や珪素材、又はそれらの化合物や混合物を用いて構成されていても良い。

また、プラズマ発生用高周波電源９と誘導放電を発生させる高周波アンテナコイル８との間の給電路の途中の任意の位置に分岐路を設け、誘導放電用高周波電力を分岐し、可変コンデンサー１８を介して対向電極である天板１４に高周波電力の一部を印加し、対向電極に自己バイアスを発生するように構成されている。

プラズマ発生部２には、真空チャンバー１内ヘエツチングガスを導入するガス導入口１５が設けられ、このガス導入口１５は、図示していないが、ガス供給路及びエッチングガスの流量を制御するガス流量制御装置を介してエッチングガス供給源に接続されている。基板電極部３には排気口１６が設けられている。

本実施の形態では、図３に示すように、上記のように構成した対向電極１４に対して、図４に示す測定回路、制御回路を組み込んだ可変コンデンサー１８を介して高周波電力を分岐印加するように構成されている。すなわち、対向電極１４に対し、高周波電源９から分岐路を経て対向電極に印加される電圧を測定する高周波電圧測定回路を接続し、この測定回路に、高周波を直流に変換する検波回路及び設定値との差を検出するＤＣ差動増幅回路を接続し、また、この検波／差動増幅回路に、設定電圧値になるように可変コンデンサー１８を動かすモーター駆動回路を接続するように構成されている。

上記のようにして構成された本実施の形態のエッチング装置は、簡単な構造を有し、かつ、安価であり、印加する高周波電場が互いに干渉するという問題もなく、高効率のプラズマを形成することができる。また、対向電極である天板に所定範囲の値の高周波電圧を印加することができるので、天板に付着した膜を効率的にスパッタ除去することができると共に、マスクの耐性を向上させ、エッチングを抑制することなく、良好なエッチ速度を達成することができる。

本発明者らの実験によれば、１３．５６ＭＨｚの高周波電源９の場合、天板１４に印加されるＶｄｃを−５００Ｖ以下(絶対値で５００Ｖ以上)にすると、天板に膜が付着しないことが分かっている。このＶｄｃの値が大きすぎると天板が過剰にスパッタされるので、この電圧を−５００Ｖ付近に設定することが望ましい。また、天板材料をスパッタエッチすることにより天板材料物質を基板上に付着させ、マスクのエッチ耐性を増加させることを目的とする場合には、天板のＶｄｃを−５００Ｖ以下(絶対値で５００Ｖ以上)に設定する。天板に膜付着が起こってもダスト発生源にならなければ良いと言う場合には、−５００Ｖ以上(−５００〜−５０Ｖ)に設定しても良い。

アンテナコイルに接続された高周波電源９の給電路を分岐して、高周波電力を分岐し、可変コンデンサー１８を通して、アンテナコイル８の内側に設置されたファラディシールド(又は、静電場シールド)様浮遊電極に、高周波電力の一部を分岐印加する方式の場合も、上記したように天板を浮遊電極とする方式の場合と同様に構成することができ、同様なエッチングを実行することができる。このファラディシールド様浮遊電極等は、高周波アンテナコイルの内側に設置することができる。但し、ファラディシールドを真空チャンバーのプラズマ発生部の側壁である誘電体側壁の外側で高周波アンテナコイルの内側に設置する場合には、プラズマとファラディシールドとの間に誘電体が介在するので、誘電体側壁表面の電位を−５００Ｖ以下にしないと膜の付着を防止することが出来ない。従って、誘電体側壁の外側に設置した場合には、ファラディシールドの電位をさらに低くする(絶対値を大きくする)必要がある。また、ファラディシールドを真空チャンバー内部に設置し、プラズマと接するようにした場合には、ファラディシールド表面の電位を−５００Ｖにすると膜の付着はほとんど発生しない。この差は誘電体の厚さによっても異なる。

上記ファラディシールドは、既知のファラディシールドであり、例えば、複数のスリットが平行に設けられ、このスリットの長手方向の中間にスリットと直交してアンテナコイルが設けられた金属板である。スリットの長手方向の両端には、短冊状金属板の電位を同じにする金属縁が設けられている。アンテナコイルの静電場は金属板によりシールドされるが、誘導磁場はシールドされない。この誘導磁場がプラズマ中に入り誘導電場を形成する。スリットの幅は、目的に応じて適宜設計でき、０．５〜１０ｍｍ程度のものが用いられるが、通常は、１〜２ｍｍのスリットで十分である。スリットの幅が広すぎると静電場の浸みこみが起こり、好ましくない。スリットの厚みは、〜２ｍｍである。

次いで、図３及び４に示すように構成されたＮＬＤエッチング装置を用いて、エッチングプロセスを行った。

プラズマ発生用高周波電源９(１３．５６ＭＨｚ)の電力を１．２ｋＷ、基板バイアス高周波電源１３(１２．５６ＭＨｚ)の電力を０．５ｋＷ、可変コンデンサー１８の容量として２００ｐＦを用い、Ａｒ９０ｓｃｃｍ、Ｃ_４Ｆ_８１０ｓｃｃ(１０％)を導入し、３ｍＴｏｒｒの圧力下でエッチングしたところ、ｐｏｌｙ−Ｓｉをマスクとした熱酸化ＳｉＯ_２膜に対して、エッチ速度６００ｎｍ／ｍｉｎ、選択比２５(ｐｏｌｙ−Ｓｉのエッチ速度に対するＳｉＯ_２のエッチ速度)が得られた。

従来の装置構成における同条件下でのエッチング(図１)と比べ、パターン幅によって多少の相違はあるものの、ほぼ同じエッチ速度で選択比が２．５倍に向上した。

なお、上記エッチング装置に関連するエッチング装置としては、真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設け、この基板電極に対向させて該プラズマ発生部内に対向電極を設けてなるエッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐路を設けて、この分岐路に設けた可変コンデンサーを介して該浮遊電極に高周波電力の一部が印加されるように構成し、そして、高周波電源から浮遊電極に印加される電圧を測定する高周波電圧測定回路、この高周波を直流に変換する検波回路及び設定電圧値との差を検出するＤＣ差動増幅回路、並びに該設定電圧値になるように可変コンデンサーを動かすモーター駆動回路を有し、該浮遊電極に該電圧測定回路が接続され、該電圧測定回路に該検波／ＤＣ差動増幅回路が接続され、また、該検波／ＤＣ差動増幅回路に該モーター駆動回路が接続されて可変コンデンサーに組み込まれ、該可変コンデンサーにより高周波電圧を一定に制御するように構成されている制御機構であって、該浮遊電極に印加される高周波電圧をモニターし、この高周波電圧を一定に制御する機構を設けたものがある。この場合、アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていても良い。

また、上記エッチング装置に関連するエッチング装置としては、真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設けてなるエッチング装置において、該アンテナコイルの内側にファラディシールド又は静電場シールド様浮遊電極を設置し、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐路を設けて、この分岐路に設けた可変コンデンサーを介して該浮遊電極に高周波電力の一部が分岐印加されるように構成し、そして、高周波電源から浮遊電極に印加される電圧を測定する高周波電圧測定回路、この高周波を直流に変換する検波回路及び設定電圧値との差を検出するＤＣ差動増幅回路、並びに該設定電圧値になるように可変コンデンサーを動かすモーター駆動回路を有し、該浮遊電極に該電圧測定回路が接続され、該電圧測定回路に該検波／ＤＣ差動増幅回路が接続され、また、該検波／ＤＣ差動増幅回路に該モーター駆動回路が接続されて可変コンデンサーに組み込まれ、該可変コンデンサーにより高周波電圧を一定に制御するように構成されている制御機構であって、該浮遊電極に印加される高周波電圧をモニターし、この高周波電圧を一定に制御する機構を設けたものがある。この場合、アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていても良い。

従来のエッチング装置の概略の構成を模式的に示す構成図。従来の別のエッチング装置の概略の構成を模式的に示す構成図。本発明の一実施の形態のエッチング装置の概略の構成を模式的に示す構成図。図３のエッチング装置に設けられた測定回路及び制御回路を可変コンデンサーに組み込んだ構成を示す構成図。

符号の説明

１真空チャンバー２プラズマ発生部
３基板電極部４、５、６磁場コイル
７磁気中性線８高周波アンテナコイル
９高周波電源１０基板電極
１１絶縁体部材１２ブロッキングコンデンサー
１３高周波電源１４天板（対向電極、浮遊電極）
１５ガス導入口１６排気口
１７絶縁体１８可変コンデンサー

Claims

真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設けてなるエッチング装置において、該真空チャンバー内部にファラディシールド又は静電場シールド様浮遊電極を設置してプラズマと接するようにし、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐路を設けて、この分岐路に設けた可変コンデンサーを介して該浮遊電極に高周波電力の一部が分岐印加されるように構成し、そして、該浮遊電極に印加される高周波電圧をモニターし、この高周波電圧を一定に制御する機構を設けたことを特徴とするエッチング装置。
前記浮遊電極の表面電位が、−５００Ｖとなるように、浮遊電極に電力が印加されるように構成したことを特徴とする請求項１記載のエッチング装置。
前記アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング装置。
前記制御機構が、高周波電源から浮遊電極に印加される電圧を測定する高周波電圧測定回路、この高周波を直流に変換する検波回路及び設定電圧値との差を検出するＤＣ差動増幅回路、並びに該設定電圧値になるように可変コンデンサーを動かすモーター駆動回路を有し、該浮遊電極に該電圧測定回路が接続され、該電圧測定回路に該検波／ＤＣ差動増幅回路が接続され、また、該検波／ＤＣ差動増幅回路に該モーター駆動回路が接続されて可変コンデンサーに組み込まれ、該可変コンデンサーにより高周波電圧を一定に制御するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエッチング装置。
真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設け、この基板電極に対向させて該プラズマ発生部内に対向電極を設けてなるエッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐路を設けて、この分岐路に設けた可変コンデンサーを介して該浮遊電極に高周波電力の一部が印加されるように構成し、そして、該浮遊電極に印加される高周波電圧をモニターし、この高周波電圧を一定に制御する機構を設けたことを特徴とするエッチング装置。
前記アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていることを特徴とする請求項５記載のエッチング装置。
前記対向電極に接続された高周波電源が１３．５６ＭＨｚである場合、この電極に印加されるＶｄｃが−５００Ｖ以下になるように構成されていることを特徴とする請求項５又は６記載のエッチング装置。
前記制御機構が、高周波電源から浮遊電極に印加される電圧を測定する高周波電圧測定回路、この高周波を直流に変換する検波回路及び設定電圧値との差を検出するＤＣ差動増幅回路、並びに該設定電圧値になるように可変コンデンサーを動かすモーター駆動回路を有し、該浮遊電極に該電圧測定回路が接続され、該電圧測定回路に該検波／ＤＣ差動増幅回路が接続され、また、該検波／ＤＣ差動増幅回路に該モーター駆動回路が接続されて可変コンデンサーに組み込まれ、該可変コンデンサーにより高周波電圧を一定に制御するように構成されていることを特徴とする請求項７記載のエッチング装置。