JP3318638B2

JP3318638B2 - プラズマエッチング・ｃｖｄ装置

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Publication number: JP3318638B2
Application number: JP30828494A
Authority: JP
Inventors: 信久山岸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JPH08148476A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造分野
等において利用されるプラズマエッチング装置やプラズ
マＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置に関し、特に、大口
径ウェハのエッチングの均一性および異方性を持った加
工制御性、低ダメージ性、および成膜均一性に優れたプ
ラズマエッチング・ＣＶＤ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在のＶＬＳＩ、ＵＬＳＩ等の高集積半
導体回路で実現されている、素子の高集積化、高密度
化、及び、デバイスの高性能化・高速化を、更に高度な
内容にする為に、幾つかの技術的な方向が見いだされて
いる。例示的には、高集積技術による素子寸法の微細
化、高密度技術によるチップ寸法の増大、及び、デバイ
ス構造、回路の改良等である。これらの方向に対して、
プロセス・生産技術を担う半導体製造装置、特に、プラ
ズマエッチング・ＣＶＤ装置は、幾つかの性能上の改善
が期待されている。即ち、異方性を持ち、かつ、寸法変
換差の少ない微細加工の制御性、大口径ウェハに対する
処理速度、処理均一性、選択性等の基本特性の向上、デ
バイスの歩留まりと相関を持つプラズマダメージの低減
等である。

【０００３】近年、これらの性能上の改善を得る為に、
プラズマ密度を高密度（プラズマ内の電子・イオン密度
が、１Ｅ１２ｃｍ^-3以上のもの）に生成可能なプラズマ
ソースを搭載したエッチング・ＣＶＤ装置が提案され、
プロセス、製造技術に応用されつつある。例えば、複数
の強磁場コイルを利用したＥＣＲ型装置、プラズマ中に
伝播可能なホイッスラーモードに属するヘリコン波を利
用したヘリコン波プラズマ型装置、更に、スパイラルコ
イル、ヘリカルコイルを利用し誘導結合型プラズマを発
生させる誘導結合型プラズマ装置である。いずれの装置
も、高密度に生成したイオン種による、被成膜材とのエ
ッチング反応の促進が見られ、枚葉式装置として、生産
性に貢献する高速エッチング処理が得られている。

【０００４】特に、従来からの商用周波数であるＲＦ高
周波を利用した誘導結合型プラズマエッチング・ＣＶＤ
装置は、装置構成の簡素化が比較的容易であり、高密度
なプラズマも生成出来る為、半導体製造分野でその応用
が期待されている。この装置は、誘電体窓の上面に配置
したスパイラルコイル（渦巻き状コイル）と、独立制御
された下部ＲＦ電極等からなる近似的な狭間隔の電極構
造が特徴である。真空槽内部の主要な構成部品を、誘電
体材料にすることも可能であり、装置の洗浄再生にとっ
て有益である。又、上面のスパイラルコイルの巻数を増
やすことによって、容易に大口径ウェハに対応した、大
面積を占有することが出来る。これらのコイルは、磁束
密度Ｂの時間変化により誘導電界Ｅを発生させる（Ｆａ
ｒａｄａｙ’ｓｌａｗ）が、この誘導電界Ｅは、コイ
ルにそって平面状に分布する。

【０００５】誘導電界Ｅによる電子の加速、及び、ジュ
ール加熱が起こり、平面状プラズマが発生する。このプ
ラズマ発生系では、ＲＦ角周波数ωとＬ、Ｃ整合回路が
共振条件を満たすならば、上部コイルの印加電力を、あ
る閾値以上の高電力とすることで、所謂、低密度Ｅ−ｄ
ｉｓｃｈａｒｇｅ（又は、容量結合型プラズマ放電）か
ら、高密度Ｈ−ｄｉｓｃｈａｒｇｅ（又は、誘導結合型
プラズマ放電）へと遷移的にプラズマを高密度化（ｅ^-
＞１Ｅ１２ｃｍ^-3）することが可能である。

【０００６】高密度プラズマが、平面状に形成し、か
つ、イオン種を下部電極のＲＦバイアスで独立して引き
出す為、比較的容易に、ウェハ面内均一性等の基本特性
に優れたエッチングが達成されている。６”φウェハに
よるＡ１合金エッチングでは、同面内均一性＜±５．０
％、同ウェハ間均一性＜±５．０％等の良好な特性であ
る。但し、均一性を改善する為、下部電極外周に、フォ
ーカスリングが付属していることを前提条件とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、スパ
イラルコイルを利用した誘導結合型プラズマエッチング
・ＣＶＤ装置は、大口径ウェハに必要なエッチング基本
特性の向上が、容易であり、かつ、装置構成も簡素化さ
れている為、半導体製造に有益な面を持つ。しかし、厳
密には、幾つか不利益も与える面も、その特徴として含
む。

【０００８】単独のスパイラルコイル、及び、直列接続
した可変キャパシタからなるエレメントとＲＦ電源で構
成されるコイル電極が形成する、誘導電界Ｅを、Ｍａｘ
ｗｅｌｌ’ｓｅｑｕａｔｉｏｎを中心とした有限要素
法による数値解析した例が報告されている（図８、引用
文献；ＳｏｕｒｃｅｓＳｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．１
（１９９２）ｐ．１１４）。この例では、スパイラルコ
イル２０の巻線方向にそって、やはり渦巻き状に誘導電
界Ｅベクトル２１が発生していることが理解できる。し
かし、そのベクトルの強さ（電界強度の絶対値）は、中
心、及び、最外周領域で弱まっている。これらの疎密
は、例えば、最外周でのチェンバー壁面の影響を受けた
磁束、又は、誘導電界Ｅの発散、減衰が原因となってい
る。この中心と最外周領域が疎な電界分布では、バルク
プラズマ内に生成するイオン種と電子の分布が不均一で
ある。

【０００９】特に、フォーカスリング等の構成要素を利
用しない場合、外周領域では、エッチングに寄与するイ
オン種のフラックスが、疎傾向を持つため、ウェハ面内
均一性が劣化する。例えば、６”φウェハによるＡｌ合
金エッチングでは、ウェハ内面均一性＞±６．０％と明
らかに分布が劣っている。従って、同Ａｌ合金エッチン
グの均一性を改善するには、従来からのフォーカスリン
グの置載が必要となり、例えば、エッチング時の副生成
物である、残留塩素Ｃｌ、炭素Ｃ、窒素Ｎ、ほう素Ｂ等
を含むポリマーのリング表面への堆積、再脱離による発
塵性の悪化とともに、量産上、歩留まり低下の問題が発
生する。

【００１０】８”φ以上の大口径ウェハに対応する為
に、単独スパイラルコイル等を利用した誘導結合型プラ
ズマ源では、スパイラルコイルの巻数、コイルの寸法を
増加させることが、一般的である。これらの改善によ
り、大口径に促したコイル構成を容易に設定することが
可能である。しかし、実際には、コイルの寸法の増加に
従い、コイル、可変キャパシタ等から成るカップリング
回路と接地部分（グランド）間に、寄生キャパシタが発
生し、その容量を増加させる。

【００１１】コイルの自己インダクタＬは、通常、〜２
μＨ程度であり、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を利用し
た場合、カップリング回路の共振を満たす可変キャパシ
タの容量Ｃは、〜７０ｐＦ程度である（ω²＝［ＬＣ］
^-1の式による）。

【００１２】ここで、更に、寄生キャパシタとして、〜
１０ｐＦオーダーの容量を考慮する必要が生じる。この
寄生容量は、カップリング回路の整合を乱し、１３．５
６ＭＨｚの共振を阻害する。これらの不整合は、コイ
ル、可変キャパシタ、マッチング回路の損傷の原因とな
り問題視されている。

【００１３】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みなされたものであって、大口径ウェハのエッチン
グ、成膜処理時の基本特性、加工特性、低ダメージ性に
優れ、かつ、スパイラルコイル、キャパシタ等から成る
高周波電源系の長期信頼性の向上した、誘導結合型プラ
ズマエッチング・ＣＶＤ装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の誘導結合型プラ
ズマエッチング・ＣＶＤ装置は、誘導体窓の上面に、Ｎ
（Ｎ≧３）回対称配置した、各素子特性の一致したスパ
イラルコイル、及び各コイルと直列接続した可変キャパ
シタをエレメントとし、Ｎ相ＲＦ電源とそれらが、対称
Ｎ相回路の構成で接続した構造を持つ。各コイルは、同
一平面上に配置され、Ｎ相ＲＦ電源により駆動される。
さらに、誘電体窓上面にＮ回対称配置されたスパイラル
コイルを、静止、又は、偏心回転する機構を持つことを
特徴とする。

【００１５】即ち、前記目的を達成するため、本発明で
は、自己インダクタンスおよび巻線抵抗の同一なＮ個
（Ｎ≧３）のスパイラルコイルを相互インダクタンスが
同一となるように対称配置し、各スパイラルコイルに直
列接続した容量範囲の同一な可変キャパシターを介して
対称Ｎ相回路構成となるＮ相ＲＦ電源を接続し、上記Ｎ
個のスパイラルコイルはプラズマ処理対象物搭載面に平
行な同一平面内に設けられたことを特徴とするプラズマ
エッチング・ＣＶＤ装置を提供する。

【００１６】そして、そのプラズマエッチング・ＣＶＤ
装置は、Ｎ個のスパイラルコイルをそれぞれ偏心回転さ
せる偏心回転機構を備えたことを特徴としている。

【００１７】好ましい実施例においては、プラズマ処理
を行う反応室内に処理対象物を搭載する電極を設け、こ
の電極面に対向する位置の反応室に誘電体窓を設け、こ
の誘電体窓の外側にこれと平行に前記Ｎ個のスパイラル
コイルを配置するとともに各スパイラルコイルに接続す
るＲＦ電源を配置したことを特徴としている。

【００１８】別の好ましい実施例においては、前記処理
対象物を搭載する電極は、プラズマ中に生成したイオン
種の入射エネルギーを独立制御するためのＲＦ電源に接
続されたことを特徴としている。

【００１９】さらに別の好ましい実施例においては、前
記反応室の外周に永久磁石による多極型のカスプ磁界発
生機構を備えたことを特徴としている。

【００２０】

【作用】本発明は、単独スパイラルコイルとは異なる複
数（Ｎ≧３）の対称配置されたスパイラルコイル構成を
利用することを特徴とする。従来、単独スパイラルコイ
ルで見られた、誘導電界Ｅの同心円状に形成された疎密
分布が、複数のコイルにより分散する。従って、その疎
密傾向が緩和する。更に、従来固定配置されていた上部
コイルを、偏心回転運動させることにより、誘導電界Ｅ
の疎密傾向のウェハ面への局在化が防止される。従っ
て、平面状に発生したバルクプラズマへの誘導電界Ｅの
影響（表皮深さσ＝ｃ／ω_pe）が、ウェハ面内領域でよ
り均質になる（ｃ；光速度２．９９７９２５×１０
⁸［ｍ／ｓｅｃ］、ω_pe；電子のプラズマ周波数［ｒａ
ｄ／ｓｅｃ］、通常のσは、１〜３［ｃｍ］）。これら
の改善により、ウェハ面内均一性等のエッチング基本特
性、加工特性が、顕著に向上する。又、バルクプラズマ
内の、イオン種、電子の密度分布が向上している為、微
細な高密度トランジスタ素子等が形成されつつあるウェ
ハへの電気的なダメージが、低減する。

【００２１】８”φ以上のウェハを対象とした場合、単
独スパイラルコイルでは、コイルの直径の増加に伴っ
て、前述した寄生キャパシタも増加し、ＬＣ共振への影
響が無視出来なくなるが、複数のスパイラルコイルを利
用することで、各対称回路での寄生キャパシタの容量増
加を抑制することが可能となる。従って、カップリング
回路の整合性への影響が低減する。又、各対称回路を、
Ｎ相ＲＦ電源で駆動することで、効率の良い電力供給が
可能となる。長期的な信頼性の観点からも、有益であ
る。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の一実施例として、本発明のＮ
相ＲＦ電源を接続したＮ回対称配置スパイラルコイル構
造を持つ誘導結合型プラズマエッチング装置を例に説明
する。図１は、本実施例の同Ｎ回対称スパイラルコイ
ル構造を持つ誘導結合型プラズマエッチング装置の構成
を概略的に示す断面図である。

【００２３】この概略図のエッチング装置は、Ｎ回対称
配置スパイラルコイル１１、可変キャパシタ１２、上部
チェンバー７、誘電体窓１０、永久磁石８、下部電極
２、絶縁セラミック３、下部チェンバー４等から成る。

【００２４】Ｎ回対称配置スパイラルコイル１１（本実
施例ではＮ＝３）は、真空チェンバー（上部チェンバー
７および下部チェンバー４）の外に置かれる図示しない
回転機構を持つ。この回転機構により、複数（３つ）の
スパイラルコイル１１は、静止、または、偏心回転をす
ることが出来る。誘電体窓１０は、アルミナセラミッ
ク、又は、石英が原材料である。コイルによる磁界の変
化は、誘電体窓を通じてバルクプラズマに伝わる。上部
チェンバー７は、ＳＵＳ製である。上部チェンバーの外
周には、放射状に配置した永久磁石８を配している。こ
の永久磁石８は、それ自体は公知の多極型カスプ磁界発
生機構を構成する。このようにカスプ磁界発生機構を用
いる場合、磁界への影響を小さくするためにアルミ等の
チェンバーを用いることが望ましいが、アルミ電極のエ
ッチングを行うような場合にはアルミ製のチェンバーは
腐食されるため好ましくない。

【００２５】下部電極（ウェハ載置板２）には、概略し
たＲＦ独立電源２２が接続されている。この電源２２に
より、ＲＦバイアスを発生させることが出来る。この下
部電極であるウェハ載置板２の表面は、アルマイトコー
ト処理されている。ウェハ載置板２は、プラズマクリー
ニング等による表面処理の消耗がある為、スペアーパー
ツと交換が可能なものとする。ウェハ載置板２には、冷
却ガス用の溝（又は微小孔）５ａが加工されている。冷
却ガスＨｅなどは、外部の配管５から溝５ａにそってウ
ェハ１の裏面に供給される。冷却ガスは圧力制御されて
いる。冷却用のＨｅガスがウエハ１の裏面に均一に拡散
する為、熱交換効率が向上し、ウェハ１の蓄熱を防止出
来る。

【００２６】ウェハ１を載置板２に密着させるには、一
般的な静電チャック方式を利用することができる。下部
電極となるウェハ載置板２は、例えば、絶縁物であるセ
ラミック筐体３により下部チェンバー４と電気的に絶縁
されている。これにより、ＲＦ独立電源２２によるバイ
アス印加が正確に実現する。エッチング装置として用い
る場合には、下部電極下側のセラミック筐体３内部に
は、冷却溶媒を充填することが出来る。また、ＣＶＤ装
置として用いる場合には、セラミック筐体３内部に、ウ
ェハ加熱機構であるハロゲンランプヒーターなどを設置
出来る。ウェハ１を載置した下部電極と誘電体窓１０の
間隔は、図示しない機構により所望の範囲で可変構成と
することが出来る。

【００２７】これらの上部および下部チェンバー７、４
同士は、真空シール（図示しない）によって密封され真
空チェンバーを構成する。この真空チェンバー内にガス
導入口９から流量制御された混合エッチングガスを導入
し、真空ポンプ（図示しない）によって所望の圧力を得
る。

【００２８】本実施例の、対称Ｎ相回路構成からなるＮ
回対称配置スパイラルコイルを搭載した、誘導結合プラ
ズマ型エッチング装置では、誘電体窓１０上のスパイラ
ルコイル１１を、Ｎ相ＲＦ駆動電極として利用する。下
部電極のウェハ載置板２自体をＲＦバイアスされたカソ
ード電極として同じく利用する。好ましくは、上部チェ
ンバーの外周に前述のように永久磁石８を放射状に配置
する。

【００２９】ガス導入口９によりエッチングガスを導入
し、チェンバー内を真空ポンプで排気し、所望のエッチ
ングガス組成で真空状態を得る。この状態で同ガス種に
よるプラズマを生成する。前述したように閾値以上の高
電力を上部スパイラルコイル１１に印加することで、Ｉ
ＣＰ（誘導結合型プラズマ）に属するｅ^-１Ｅ１２ｃｍ
^-3以上の高密度プラズマを得る。永久磁石８は、磁力線
によるｅ^-の反跳作用により、ｅ^-のＳＵＳ容壁表面での
損失を防止出来る。従って、高密度なプラズマを所望の
領域に封じ込めることを可能としている。

【００３０】図２は上部コイルの鳥瞰概略図であり、３
回対称配置したスパイラルコイル（Ｎ＝３の例）１１を
示している。また、図３はこのコイルの回路図であり、
中性点ｎ、ｍをもつＹ字結線による対称３相回路であ
る。各スパイラルコイル１１は、自己インダクタンス
Ｌ、巻線抵抗Ｒ、相互インダクタンスＭを持ち、直列接
続した可変キャパシタＣを持つ。即ち、３つのスパイラ
ルコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃはそれぞれ可変キャパ
シタ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介してＲＦ電源２３ａ、
２３ｂ、２３ｃに接続される。

【００３１】本実施例の、対称Ｎ相回路機構からなるＮ
回対称配置スパイラルコイルを搭載した、誘導結合プラ
ズマ型エッチング装置では、Ｎ回対称配置したスパイラ
ルコイル等からなる上部コイル電極を静止、又は、偏心
回転させることが可能である。偏心回転機構（図示して
いない）は、回転速度、中心からの偏心距離、偏心軌道
を任意に設定することが可能な、電子制御型のサーボモ
ーター駆動などが適用される。この場合、図４に示すよ
うに、各コイルを中心点Ｐ廻りに自転（矢印Ｍ）させな
がら偏心点Ｑ廻りに公転（矢印Ｎ）させるように遊星回
転させてもよいし、あるいは自転のみまたは公転のみと
してもよい。

【００３２】図４は静止状態、又は、偏心回転状態での
上部スパイラルコイルの動作を示す。また図５（Ｂ）は
この偏心回転により得られる誘導電界Ｅの図例を示す。
比較の為に、単体の静止したスパイラルコイルの誘導電
界Ｅを図５（Ａ）に示す。単体のスパイラルコイルで
は、前述したように誘導電界Ｅが不均一であるが、Ｎ回
対称配置スパイラルコイルでは、回転周期をもつ偏心回
転動作により、時間平均した誘導電界Ｅの実行的なベク
トル長さ（電界強度の絶対値）がそろい、均一化する。
この誘導電界の分布状態を図６に示す。（Ａ）は従来の
単体スパイラルコイルの場合、（Ｂ）は本発明の３個の
スパイラルコイルに分割した場合のグラフである。この
図６のグラフから分かるように、本発明実施例では、ウ
ェハ径方向のプラズマ密度が均一化して、良好なシート
状プラズマが生成する。従って、ウェハ面内均一性等の
エッチング基本特性、加工特性、低ダメージ性等の諸性
能が向上する。

【００３３】Ａｌエッチング時の基本特性の改善例を図
７に示す。（Ａ）は従来の単体スパイラルコイルの場
合、（Ｂ）は本発明の３個のスパイラルコイルに分割し
た場合のグラフである。図７における基本特性は、各グ
ラフの左の縦軸にレジストパターニングされた８”φウ
ェハを用いたＡｌ−１．０％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ合金の
エッチングレートを示し、右の縦軸にウェハ面内均一性
を示している。この図では、単体、又は、３回対称配置
スパイラルコイル型電極をそれぞれ持つ、エッチング基
本特性のコイル印加電力依存性を、前述のように単体コ
イルを（Ａ）図に、３回対称コイルを（Ｂ）図に示して
いる。グラフ中のａはエッチングレート（左の縦軸）を
示し、ｂは均一性（右の縦軸）を示している。また、こ
の図を得た時のエッチング条件は以下の表１に示すとお
りである。

【００３４】

【表１】

【００３５】単体、又は、３回対称配置スパイラルコイ
ルを持つ各チェンバーのいずれも、ウェハ載置板には、
フォーカスリングを付属していない。図から判断出来る
ように、各印加電力の測定ポイントで、エッチングレー
トを低下させることなく、ウェハ面内均一性を顕著に改
善している。例えば、エッチング特性上、好適な領域に
入る６００［Ｗ］の印加電圧の条件下では、単体スパイ
ラルコイルではエッチングレートが１１３０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、均一性が±６．４％であるものが、３回対称スパイ
ラルコイルではエッチングレートが１１８０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、均一性が±３．６％と面内均一性が向上し、大口径
ウェハ処理に適した数値（≦５．０％）に達している。

【００３６】この他、同様にＡｌ合金エッチング時の加
工制御性についても、ハーフミクロンレベル（線幅Ｌ≦
０．５μｍ）以下の配線パターンの形状制御（異方性）
を得ることが出来る。また所謂、マイクロローディング
効果についても、単体スパイラルコイル型よりも、３回
対称配置スパイラルコイル型の方が、その抑制効果が高
い。

【００３７】以上説明したように本実施例によれば、対
称Ｎ相回路構成からなるＮ回対称配置スパイラルコイル
を搭載した、誘導結合プラズマ型エッチング装置を利用
することで、エッチング均一性等の基本特性が良好であ
り、異方性等の加工制御性を持ち、かつ、微細加工され
たトランジスタ素子に対して、低ダメージ性を備えたプ
ロセス性能を得ることが出来る。

【００３８】本発明は、上記実施例のみに限らず、詳細
に述べた要旨の範囲で構成要素の変形実施が可能であ
る。例えば、３回（Ｎ＝３）対称配置されたスパイラル
コイル構成を、６回（Ｎ＝６）対称配置のスパイラルコ
イル構成などに変形が可能である。又、スパイラルコイ
ルから構成される上部電極の偏心回転動作を、電子制御
が可能な任意の軌道を持つ周期的な回転運動に変更する
ことが可能である。

【００３９】本実施例を施したエッチング装置におけ
る、エッチング被対象膜は、半導体装置の多層配線に適
用されるＡｌ合金（高融点金属Ｗなどの積層膜を含
む）、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどの金属以外に、その層間絶
縁膜を構成する二酸化珪素系（ＳｉＯ₂）を主材料とす
る絶縁材、更に、ゲート電極材として適用される高融点
金属シリサイド、或いは、ポリサイド（ＷＳｉ_x／Ｐｏ
ｌｙＳｉ、ＴｉＳｉ_x／ＰｏｌｙＳｉなど）、サリ
サイド等であっても良い。また、本実施例を施したＣＶ
Ｄ装置による被対象膜の成膜では、同じく高集積半導体
装置の分野で利用される種々の薄膜化が可能な材料であ
れば良い。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明による
対称Ｎ相回路構成からなるＮ回対称配置スパイラルコイ
ルを搭載し、かつ、各スパイラルコイルを偏心回転させ
る偏心回転機構を備えた誘電結合プラズマ型エッチング
・ＣＶＤ装置によって、大口径化されつつあるウエハの
エッチング均一性等の基本特性が良好であり、異方性等
の加工制御性を持ち、かつ、微細加工されたトランジス
タ素子に対して低ダメージ性を備えたプロセス性能を実
現出来る。またＣＶＤによる成膜であっても、半導体装
置の品質向上に寄与する種々の成膜特性に優れた、ＣＶ
Ｄプロセス性能を実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例として使用する、Ｎ相ＲＦ電源
を接続したＮ回対称配置スパイラルコイル構造を持つ誘
導結合プラズマ型エッチング装置の概略図である。

【図２】図１に示した、誘導結合プラズマ型エッチング
装置の３回対称配置スパイラルコイルの構造を説明する
為の上部電極の鳥瞰図である。

【図３】図１に示した、誘導結合プラズマ型エッチング
装置の３回対称配置スパイラルコイル等を含む回路図で
ある。

【図４】図１に示した、誘導結合プラズマ型エッチング
装置の上部スパイラルコイルの静止状態（Ａ図）および
偏心回転状態（Ｂ図）の動作を説明する図である。

【図５】図１に示した、誘導結合プラズマ型エッチング
装置の上部スパイラルコイルの静止状態（Ａ図）および
偏心回転状態（Ｂ図）により得られる誘導電界Ｅを概略
した図である。

【図６】図１に示した、誘導結合プラズマ型エッチング
装置の上部スパイラルコイルの静止状態（Ａ図）および
偏心回転状態（Ｂ図）により得られる誘導電界Ｅのウェ
ハ径方向の分布図である。

【図７】図１に示した、誘導結合プラズマ型エッチング
装置を利用して得られた、Ａｌ合金エッチングの基本特
性を示す図である。

【図８】本発明の内容を説明する為に引用した文献に記
載されている、ＲＦ電力の印加された単独のスパイラル
コイルが形成する誘導電界Ｅの有限要素法による数値解
析例の図である。

【符号の説明】

１：ウェハ、２：ウェハ載置板、３：セラミック筐
体、４：下部チェンバー、５：冷却ガス配管、
６：下部ＲＦ電源導体、７：上部チェンバー、８：永
久磁石、９：ガス導入口、１０：誘電体窓、１
１：Ｎ相ＲＦ電源を接続したＮ回対称配置スパイラルコ
イル、１２：可変キャパシタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23C 16/507 C23F 4/00 H01L 21/205

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自己インダクタンスおよび巻線抵抗の同
一なＮ個（Ｎ≧３）のスパイラルコイルを相互インダク
タンスが同一となるように対称配置し、各スパイラルコ
イルに直列接続した容量範囲の同一な可変キャパシター
を介して対称Ｎ相回路構成となるＮ相ＲＦ電源を接続
し、上記Ｎ個のスパイラルコイルはプラズマ処理対象物
搭載面に平行な同一平面内に設けられ、さらに上記Ｎ個
のスパイラルコイルをそれぞれ偏心回転させる偏心回転
機構を備えたことを特徴とするプラズマエッチング・Ｃ
ＶＤ装置。
【請求項２】プラズマ処理を行う反応室内に処理対象
物を搭載する電極を設け、この電極面に対向する位置の
反応室に誘電体窓を設け、この誘電体窓の外側にこれと
平行に前記Ｎ個のスパイラルコイルを配置するとともに
各スパイラルコイルに接続するＲＦ電源を配置したこと
を特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング・Ｃ
ＶＤ装置。
【請求項３】前記処理対象物を搭載する電極は、プラ
ズマ中に生成したイオン種の入射エネルギーを独立制御
するためのＲＦ電源に接続されたことを特徴とする請求
項２に記載のプラズマエッチング・ＣＶＤ装置。
【請求項４】前記反応室の外周に永久磁石による多極
型のカスプ磁界発生機構を備えたことを特徴とする請求
項２または３に記載のプラズマエッチング・ＣＶＤ装
置。