JP3337502B2 - プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング処理方法 - Google Patents
プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として半導体装置の
製造の際に用いられるプラズマエッチング処理方法に関
する。
製造の際に用いられるプラズマエッチング処理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ドライエッチングプロセスはＬＳＩ製作
時に必要とされる高精細な製造技術の中で欠かせないも
のの一つである。ドライエッチングを行なうための装置
の一つにマイクロ波を用い、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）を利用したプラズマエッチング装置がある。
時に必要とされる高精細な製造技術の中で欠かせないも
のの一つである。ドライエッチングを行なうための装置
の一つにマイクロ波を用い、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）を利用したプラズマエッチング装置がある。
【０００３】電子サイクロトロン共鳴励起によりプラズ
マを発生させる装置は、低ガス圧で活性度の高いプラズ
マを生成することができ、大きなイオン電流がとれ、イ
オン流の指向性、均一性に優れ、また試料保持台に高周
波（ＲＦ）バイアスを印加することによりイオンエネル
ギーを独立に制御できる利点を有しており、高集積半導
体素子等の製造に欠かせないものとしてその研究開発が
進められている。
マを発生させる装置は、低ガス圧で活性度の高いプラズ
マを生成することができ、大きなイオン電流がとれ、イ
オン流の指向性、均一性に優れ、また試料保持台に高周
波（ＲＦ）バイアスを印加することによりイオンエネル
ギーを独立に制御できる利点を有しており、高集積半導
体素子等の製造に欠かせないものとしてその研究開発が
進められている。
【０００４】エッチングを行なう場合、一般にレジスト
パターンに沿って正確にエッチングを行なうことがで
き、しかも下地酸化膜と被エッチング層とのエッチング
速度の選択比が大きいことが望ましい。例えば配線材料
として用いられるアルミニウム合金のエッチングを行な
う際にはエッチングガスとして塩素系のガス（Ｃｌ2 、
ＢＣｌ3 等）を使用し、レジスト分解物を材料として、
側壁保護膜を形成し、異方性エッチングを行なう。ま
た、高選択比を得るために側壁保護膜を積極的に形成す
るためのデポジションガスとしてＳｉＣｌ4 、ＣＣｌ
4 、Ｎ2 、ＨＢｒ、ＣＦ4 等を導入することもある。
パターンに沿って正確にエッチングを行なうことがで
き、しかも下地酸化膜と被エッチング層とのエッチング
速度の選択比が大きいことが望ましい。例えば配線材料
として用いられるアルミニウム合金のエッチングを行な
う際にはエッチングガスとして塩素系のガス（Ｃｌ2 、
ＢＣｌ3 等）を使用し、レジスト分解物を材料として、
側壁保護膜を形成し、異方性エッチングを行なう。ま
た、高選択比を得るために側壁保護膜を積極的に形成す
るためのデポジションガスとしてＳｉＣｌ4 、ＣＣｌ
4 、Ｎ2 、ＨＢｒ、ＣＦ4 等を導入することもある。
【０００５】図５は従来の電子サイクロトロン共鳴励起
を利用するプラズマエッチング装置を示した縱断面図で
あり、図中４１はプラズマ生成室を示している。
を利用するプラズマエッチング装置を示した縱断面図で
あり、図中４１はプラズマ生成室を示している。
【０００６】プラズマ生成室４１の周壁は２重構造にな
っており、その内部は冷却水を通流させる冷却室４５と
なっており、また左側壁中央には石英ガラス板４１ｂに
より封止されたマイクロ波導入口４１ｃが形成され、さ
らに右側壁中央にはマイクロ波導入口４１ｃと対向する
位置にプラズマ引き出し窓４１ｄが形成されている。マ
イクロ波導入口４１ｃには他端が図示されていないマイ
クロ波発振器に接続された導波管４２の一端が接続さ
れ、またプラズマ引き出し窓４１ｄに臨ませて試料室４
３が配設されている。さらにプラズマ生成室４１及びこ
れに接続された導波管４２の一端部にわたる周囲にはこ
れらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル４４
が配設されている。
っており、その内部は冷却水を通流させる冷却室４５と
なっており、また左側壁中央には石英ガラス板４１ｂに
より封止されたマイクロ波導入口４１ｃが形成され、さ
らに右側壁中央にはマイクロ波導入口４１ｃと対向する
位置にプラズマ引き出し窓４１ｄが形成されている。マ
イクロ波導入口４１ｃには他端が図示されていないマイ
クロ波発振器に接続された導波管４２の一端が接続さ
れ、またプラズマ引き出し窓４１ｄに臨ませて試料室４
３が配設されている。さらにプラズマ生成室４１及びこ
れに接続された導波管４２の一端部にわたる周囲にはこ
れらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル４４
が配設されている。
【０００７】一方試料室４３内にはプラズマ引き出し窓
４１ｄと対向する位置に試料保持台４７が配設され、試
料保持台４７上にはウエハ等の試料４６が静電吸着等の
手段により着脱可能に載置され、また試料保持台４７内
には電極４９が設けられ、高周波電源４８に接続されて
いる。また試料室４３の側壁には、図示しない排気装置
に接続される排気口４３ａが形成されている。
４１ｄと対向する位置に試料保持台４７が配設され、試
料保持台４７上にはウエハ等の試料４６が静電吸着等の
手段により着脱可能に載置され、また試料保持台４７内
には電極４９が設けられ、高周波電源４８に接続されて
いる。また試料室４３の側壁には、図示しない排気装置
に接続される排気口４３ａが形成されている。
【０００８】また図中４１ａはプラズマ生成室４１に連
通する反応ガス供給管を示しており、４３ｂはプラズマ
生成室４１に連通する反応ガス供給管を示しており、４
５ａ、４５ｂは冷却水の供給管、排出管を示している。
通する反応ガス供給管を示しており、４３ｂはプラズマ
生成室４１に連通する反応ガス供給管を示しており、４
５ａ、４５ｂは冷却水の供給管、排出管を示している。
【０００９】このように構成されたエッチング装置を用
い、試料４６上のＡｌ合金にエッチング処理を施すに
は、まずプラズマ生成室４１及び試料室４３内を所定の
真空度に設定した後、エッチングガスとしてＣｌ2 、Ｂ
Ｃｌ3 を、デポジション性（側壁保護膜形成用）のガス
としてＮ2 を、ガス供給管４１ａを通じてプラズマ生成
室４１内にまたはガス供給管４３ｂを通じて試料室へ供
給し、そして励磁コイル４４に電流を流して磁界を形成
しつつマイクロ波導入口４１ｃを通じてプラズマ生成室
４１内にマイクロ波を導入し、プラズマ生成室４１を空
洞共振器としてガスを共鳴励起させてプラズマを生成さ
せる。生成したプラズマは励磁コイル４４により形成さ
れる試料室４３側に向かうに従い磁束密度が低下する発
散磁界によって試料室４３内の試料４６周辺に投射せし
められ、試料室４３内の試料４６表面をエッチングす
る。
い、試料４６上のＡｌ合金にエッチング処理を施すに
は、まずプラズマ生成室４１及び試料室４３内を所定の
真空度に設定した後、エッチングガスとしてＣｌ2 、Ｂ
Ｃｌ3 を、デポジション性（側壁保護膜形成用）のガス
としてＮ2 を、ガス供給管４１ａを通じてプラズマ生成
室４１内にまたはガス供給管４３ｂを通じて試料室へ供
給し、そして励磁コイル４４に電流を流して磁界を形成
しつつマイクロ波導入口４１ｃを通じてプラズマ生成室
４１内にマイクロ波を導入し、プラズマ生成室４１を空
洞共振器としてガスを共鳴励起させてプラズマを生成さ
せる。生成したプラズマは励磁コイル４４により形成さ
れる試料室４３側に向かうに従い磁束密度が低下する発
散磁界によって試料室４３内の試料４６周辺に投射せし
められ、試料室４３内の試料４６表面をエッチングす
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
プラズマエッチング装置を用いたエッチング処理におい
て、異方性エッチングの目的でデポジション性ガスを使
用した場合、プラズマ生成室４１や試料室４３内に拡が
るので、反応生成物が試料４６上以外でも多量に発生す
る。このため、プラズマ生成室４１及び試料室４３の側
壁に反応生成物が多量に付着し、その剥離によるパーテ
ィクルの発生やエッチングの再現性不良を引き起こしや
すく、またプラズマエッチング装置のクリーニングサイ
クルの短縮及び稼動率の低下を招くという課題があっ
た。
プラズマエッチング装置を用いたエッチング処理におい
て、異方性エッチングの目的でデポジション性ガスを使
用した場合、プラズマ生成室４１や試料室４３内に拡が
るので、反応生成物が試料４６上以外でも多量に発生す
る。このため、プラズマ生成室４１及び試料室４３の側
壁に反応生成物が多量に付着し、その剥離によるパーテ
ィクルの発生やエッチングの再現性不良を引き起こしや
すく、またプラズマエッチング装置のクリーニングサイ
クルの短縮及び稼動率の低下を招くという課題があっ
た。
【００１１】本発明は上記した課題に鑑みなされたもの
であり、デポジション性のガスを用いて反応生成物を試
料上に側壁保護膜として一定量付着させながら、しかも
パーティクルの発生を抑制して装置連続稼動時間の向上
を図ることができるプラズマエッチング処理方法を提供
することを目的としている。
であり、デポジション性のガスを用いて反応生成物を試
料上に側壁保護膜として一定量付着させながら、しかも
パーティクルの発生を抑制して装置連続稼動時間の向上
を図ることができるプラズマエッチング処理方法を提供
することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明に係るプラズマエッチング処理方法（１）
は、プラズマ生成室及び試料室を備え、該試料室に試料
保持台が配設され、ド−ナツ中空形状を有するガス導入
ノズルが前記試料保持台に載置される試料と対向する位
置近傍に配設され、前記ガス導入ノズルの前記試料保持
台と対向する側面の所定箇所に等間隔でデポジション性
ガスの導入口が形成されたプラズマエッチング装置を用
いるプラズマエッチング処理方法であって、装置内を減
圧にした後、前記プラズマ生成室内にエッチングガスを
導入する工程と、マイクロ波をプラズマ生成室に導き、
プラズマを発生させる工程と、前記ガス導入ノズルに形
成された前記デポジション性ガスの導入口より、前記エ
ッチングガスに対するデポジション性ガスの混合比率を
２０％程度に抑えて前記試料保持台に載置された試料に
デポジション性ガスを吹き付ける工程とを含んでいるこ
とを特徴としている。また、本発明に係るプラズマエッ
チング処理方法（２）は、プラズマ生成室及び試料室を
備え、該試料室に試料保持台が配設され、該試料保持台
に載置される試料近傍にガス導入ノズルが配置され、該
ガス導入ノズルの先端にラッパ形状に広げられたデポジ
ション性ガスの導入口が形成されたプラズマエッチング
装置を用いるプラズマエッチング処理方法であって、装
置内を減圧にした後、前記プラズマ生成室内にエッチン
グガスを導入する工程と、マイクロ波をプラズマ生成室
に導き、プラズマを発生させる工程と、前記ガス導入ノ
ズルに形成された前記デポジション性ガスの導入口よ
り、前記エッチングガスに対するデポジション性ガスの
混合比率を２０％程度に抑えて前記試料保持台に載置さ
れた試料にデポジション性ガスを吹き付ける工程とを含
んでいることを特徴としている。
ために本発明に係るプラズマエッチング処理方法（１）
は、プラズマ生成室及び試料室を備え、該試料室に試料
保持台が配設され、ド−ナツ中空形状を有するガス導入
ノズルが前記試料保持台に載置される試料と対向する位
置近傍に配設され、前記ガス導入ノズルの前記試料保持
台と対向する側面の所定箇所に等間隔でデポジション性
ガスの導入口が形成されたプラズマエッチング装置を用
いるプラズマエッチング処理方法であって、装置内を減
圧にした後、前記プラズマ生成室内にエッチングガスを
導入する工程と、マイクロ波をプラズマ生成室に導き、
プラズマを発生させる工程と、前記ガス導入ノズルに形
成された前記デポジション性ガスの導入口より、前記エ
ッチングガスに対するデポジション性ガスの混合比率を
２０％程度に抑えて前記試料保持台に載置された試料に
デポジション性ガスを吹き付ける工程とを含んでいるこ
とを特徴としている。また、本発明に係るプラズマエッ
チング処理方法（２）は、プラズマ生成室及び試料室を
備え、該試料室に試料保持台が配設され、該試料保持台
に載置される試料近傍にガス導入ノズルが配置され、該
ガス導入ノズルの先端にラッパ形状に広げられたデポジ
ション性ガスの導入口が形成されたプラズマエッチング
装置を用いるプラズマエッチング処理方法であって、装
置内を減圧にした後、前記プラズマ生成室内にエッチン
グガスを導入する工程と、マイクロ波をプラズマ生成室
に導き、プラズマを発生させる工程と、前記ガス導入ノ
ズルに形成された前記デポジション性ガスの導入口よ
り、前記エッチングガスに対するデポジション性ガスの
混合比率を２０％程度に抑えて前記試料保持台に載置さ
れた試料にデポジション性ガスを吹き付ける工程とを含
んでいることを特徴としている。
【００１３】
【作用】上記したプラズマエッチング処理方法（１）又
は（２）によれば、試料近傍にデポジション性のガスが
直接的に吹き付けられ、デポジション効率が優れたもの
となる。また、低濃度のデポジション性ガスで、異方性
エッチングが維持されるだけでなく、プラズマ生成室内
壁における付着堆積物が低減されることとなる。このた
め、パーティクルによるエッチング不良の発生が抑制さ
れ、また装置のメンテナンス周期も伸びることとなり、
生産ライン上の連続運転における効果が向上する。
は（２）によれば、試料近傍にデポジション性のガスが
直接的に吹き付けられ、デポジション効率が優れたもの
となる。また、低濃度のデポジション性ガスで、異方性
エッチングが維持されるだけでなく、プラズマ生成室内
壁における付着堆積物が低減されることとなる。このた
め、パーティクルによるエッチング不良の発生が抑制さ
れ、また装置のメンテナンス周期も伸びることとなり、
生産ライン上の連続運転における効果が向上する。
【００１４】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るプラズマエッ
チング処理方法の実施例を図面に基づいて説明する。図
１は参考例に係るマイクロ波プラズマエッチング装置を
示す縱断面図であり、図中１１はプラズマ生成室を示し
ている。プラズマ生成室１１の周壁は２重構造になって
おり、その内部は冷却水を通流させる冷却室１５となっ
ており、また左側壁中央には石英ガラス板１１ｂにより
封止されたマイクロ波導入口１１ｃが形成され、さらに
右側壁中央にはマイクロ波導入口１１ｃと対向する位置
にプラズマ引き出し窓１１ｄが形成されている。マイク
ロ波導入口１１ｃには他端が図示されていないマイクロ
波発振器に接続された導波管１２の一端が接続され、ま
たプラズマ引き出し窓１１ｄに臨ませて試料室１３が配
設されている。さらにプラズマ生成室１１及びこれに接
続された導波管１２の一端部にわたる周囲にはこれらを
囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル１４が配設
されている。
チング処理方法の実施例を図面に基づいて説明する。図
１は参考例に係るマイクロ波プラズマエッチング装置を
示す縱断面図であり、図中１１はプラズマ生成室を示し
ている。プラズマ生成室１１の周壁は２重構造になって
おり、その内部は冷却水を通流させる冷却室１５となっ
ており、また左側壁中央には石英ガラス板１１ｂにより
封止されたマイクロ波導入口１１ｃが形成され、さらに
右側壁中央にはマイクロ波導入口１１ｃと対向する位置
にプラズマ引き出し窓１１ｄが形成されている。マイク
ロ波導入口１１ｃには他端が図示されていないマイクロ
波発振器に接続された導波管１２の一端が接続され、ま
たプラズマ引き出し窓１１ｄに臨ませて試料室１３が配
設されている。さらにプラズマ生成室１１及びこれに接
続された導波管１２の一端部にわたる周囲にはこれらを
囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル１４が配設
されている。
【００１５】プラズマ生成室１１の周壁は２重構造にな
っており、その内部は冷却水を通流させる冷却室１５と
なっており、また左側壁中央には石英ガラス板１１ｂに
より封止されたマイクロ波導入口１１ｃが形成され、さ
らに右側壁中央にはマイクロ波導入口１１ｃと対向する
位置にプラズマ引き出し窓１１ｄが形成されている。マ
イクロ波導入口１１ｃには他端が図示されていないマイ
クロ波発振器に接続された導波管１２の一端が接続さ
れ、またプラズマ引き出し窓１１ｄに臨ませて試料室１
３が配設されている。さらにプラズマ生成室１１及びこ
れに接続された導波管１２の一端部にわたる周囲にはこ
れらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル１４
が配設されている。
っており、その内部は冷却水を通流させる冷却室１５と
なっており、また左側壁中央には石英ガラス板１１ｂに
より封止されたマイクロ波導入口１１ｃが形成され、さ
らに右側壁中央にはマイクロ波導入口１１ｃと対向する
位置にプラズマ引き出し窓１１ｄが形成されている。マ
イクロ波導入口１１ｃには他端が図示されていないマイ
クロ波発振器に接続された導波管１２の一端が接続さ
れ、またプラズマ引き出し窓１１ｄに臨ませて試料室１
３が配設されている。さらにプラズマ生成室１１及びこ
れに接続された導波管１２の一端部にわたる周囲にはこ
れらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル１４
が配設されている。
【００１６】一方試料室１３内にはプラズマ引き出し窓
１１ｄと対向する位置にドーナツ中空形状を有するガス
導入ノズル１８ａが配設され、ガス導入ノズル１８ａの
さらに左側方には試料保持台１７が配設され、試料保持
台１７上にはウエハ等の試料１６が静電吸着等の手段に
より着脱可能に載置され、また試料室１３の側壁には、
図示しない排気装置に接続される排気口１３ａが形成さ
れている。
１１ｄと対向する位置にドーナツ中空形状を有するガス
導入ノズル１８ａが配設され、ガス導入ノズル１８ａの
さらに左側方には試料保持台１７が配設され、試料保持
台１７上にはウエハ等の試料１６が静電吸着等の手段に
より着脱可能に載置され、また試料室１３の側壁には、
図示しない排気装置に接続される排気口１３ａが形成さ
れている。
【００１７】また図中１１ａはプラズマ生成室１１に連
通するガス供給管、１５ａ、１５ｂは冷却水の供給管、
排出管を示している。
通するガス供給管、１５ａ、１５ｂは冷却水の供給管、
排出管を示している。
【００１８】図２はガス導入ノズル１８ａを概略的に示
した拡大右側面図である。試料１６上にドーナツ中空形
状を有するガス導入ノズル１８ａが配設され、ガス導入
ノズル１８ａの試料１６に対向した側面の所定箇所に等
間隔でガス導入口１９ａが形成されており、試料１６に
直接的にデポジション性ガスを吹き付けられるようにな
っている。
した拡大右側面図である。試料１６上にドーナツ中空形
状を有するガス導入ノズル１８ａが配設され、ガス導入
ノズル１８ａの試料１６に対向した側面の所定箇所に等
間隔でガス導入口１９ａが形成されており、試料１６に
直接的にデポジション性ガスを吹き付けられるようにな
っている。
【００１９】このように構成されたプラズマエッチング
装置を用い、試料１６にエッチング処理を施すには、ま
ず試料保持台１７に試料１６を載置した後、プラズマ生
成室１１及び試料室１３内を所要の真空度に設定し、次
いでプラズマ生成室１１内にガス供給管１１ａからエッ
チングガスを供給し、冷却室１５に冷却水を供給管１５
ａより通流させる。そして励磁コイル１４に直流電流を
通流させると同時に導波管１２よりマイクロ波をプラズ
マ生成室１１に導き、プラズマを発生させる。励磁コイ
ル１４への通流によりプラズマ生成室１１のほぼ全域に
わたって磁界が一様に形成され、この発散磁界によりプ
ラズマが試料１６に均一な密度で注がれる。このとき、
ガス導入ノズル１８ａよりデポジション性ガスを導入
し、ガス導入口１９ａより試料１６に吹き付ける。この
ことにより、デポジション性ガスが被エッチング層の側
壁に側壁保護膜を形成し、所望のエッチング処理を行な
うことができる。
装置を用い、試料１６にエッチング処理を施すには、ま
ず試料保持台１７に試料１６を載置した後、プラズマ生
成室１１及び試料室１３内を所要の真空度に設定し、次
いでプラズマ生成室１１内にガス供給管１１ａからエッ
チングガスを供給し、冷却室１５に冷却水を供給管１５
ａより通流させる。そして励磁コイル１４に直流電流を
通流させると同時に導波管１２よりマイクロ波をプラズ
マ生成室１１に導き、プラズマを発生させる。励磁コイ
ル１４への通流によりプラズマ生成室１１のほぼ全域に
わたって磁界が一様に形成され、この発散磁界によりプ
ラズマが試料１６に均一な密度で注がれる。このとき、
ガス導入ノズル１８ａよりデポジション性ガスを導入
し、ガス導入口１９ａより試料１６に吹き付ける。この
ことにより、デポジション性ガスが被エッチング層の側
壁に側壁保護膜を形成し、所望のエッチング処理を行な
うことができる。
【００２０】また試料１６近傍にデポジションガスを吹
き付ける構成として、図２に示したドーナツ中空形状を
有するガス導入ノズル１８ａに限定されるものではなく
別の参考例では、図３に示したように、試料１６近傍に
ガス導入ノズル１８ｂが配置され、ガス導入ノズル１８
ｂの先端にラッパ形状に広げられたガス導入口１９ａ、
１９ｂが形成された構成であっても良い。
き付ける構成として、図２に示したドーナツ中空形状を
有するガス導入ノズル１８ａに限定されるものではなく
別の参考例では、図３に示したように、試料１６近傍に
ガス導入ノズル１８ｂが配置され、ガス導入ノズル１８
ｂの先端にラッパ形状に広げられたガス導入口１９ａ、
１９ｂが形成された構成であっても良い。
【００２１】図４（ａ）〜（ｃ）は上記参考例における
プラズマエッチング装置を用い、デポジション用ガスの
混合比を種々変えてエッチング処理を施した場合のエッ
チング状況を示した模式的断面図である。Ｓｉ基板２１
上にＳｉＯ2 膜２２が形成され、被エッチング層として
Ａｌ層２３がＳｉＯ2 膜２２上に形成され、さらにＡｌ
層２３上にレジスト２４のパターンが形成されているも
のを試料として用いた。エッチング条件としては、試料
１３内の圧力を４．５ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーを
８００Ｗ、試料保持台１７に印加するＲＦバイアスを１
５０Ｗに設定し、エッチング反応ガスとしてＣｌ2 を６
４ｓｃｃｍ、ＢＣｌ3 を１６ｓｃｃｍ、デポジション性
ガスとしてN2を使用した。
プラズマエッチング装置を用い、デポジション用ガスの
混合比を種々変えてエッチング処理を施した場合のエッ
チング状況を示した模式的断面図である。Ｓｉ基板２１
上にＳｉＯ2 膜２２が形成され、被エッチング層として
Ａｌ層２３がＳｉＯ2 膜２２上に形成され、さらにＡｌ
層２３上にレジスト２４のパターンが形成されているも
のを試料として用いた。エッチング条件としては、試料
１３内の圧力を４．５ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーを
８００Ｗ、試料保持台１７に印加するＲＦバイアスを１
５０Ｗに設定し、エッチング反応ガスとしてＣｌ2 を６
４ｓｃｃｍ、ＢＣｌ3 を１６ｓｃｃｍ、デポジション性
ガスとしてN2を使用した。
【００２２】図４（ａ）はデポジション性ガスであるN2
が０％、（ｂ）はN2が２０％、（ｃ）はN2が４０％の場
合をそれぞれ示している（混合比はN2／（Ｃｌ2 ＋ＢＣ
ｌ3）の流量比である）。図からわかるように、（ａ）
及び（ｃ）の場合、所望のエッチング形状を得ることが
できず、（ｂ）の場合、試料上でのデポジション効率が
高く、所望のエッチング形状を得ることができた。
が０％、（ｂ）はN2が２０％、（ｃ）はN2が４０％の場
合をそれぞれ示している（混合比はN2／（Ｃｌ2 ＋ＢＣ
ｌ3）の流量比である）。図からわかるように、（ａ）
及び（ｃ）の場合、所望のエッチング形状を得ることが
できず、（ｂ）の場合、試料上でのデポジション効率が
高く、所望のエッチング形状を得ることができた。
【００２３】比較例として図５に示した従来の装置を用
い、プラズマ生成室４１内にＣｌ2、ＢＣｌ3 及びN2を
供給する第１の場合、及びプラズマ生成室４１内にＣｌ
2 とＢＣｌ3 とを試料室４３内に反応ガス供給管４３ｂ
よりN2を供給する第２の場合について、エッチング処理
を行なった。ガス流量及び他の条件は同じである。図６
（ａ）〜（ｃ）にデポジション性ガスであるN2の混合比
を変えた第１の場合のエッチング状況の断面を示した。
（ａ）はデポジション性ガスN2が０％、（ｂ）はN2が２
０％、（ｃ）はN2が４０％の場合をそれぞれ示してい
る。図からわかるように、（ａ）及び（ｂ）の場合、所
望のエッチング形状を得ることができず、（ｃ）のN2が
４０％の場合において初めて、試料上で所望のエッチン
グ形状を得ることができた。
い、プラズマ生成室４１内にＣｌ2、ＢＣｌ3 及びN2を
供給する第１の場合、及びプラズマ生成室４１内にＣｌ
2 とＢＣｌ3 とを試料室４３内に反応ガス供給管４３ｂ
よりN2を供給する第２の場合について、エッチング処理
を行なった。ガス流量及び他の条件は同じである。図６
（ａ）〜（ｃ）にデポジション性ガスであるN2の混合比
を変えた第１の場合のエッチング状況の断面を示した。
（ａ）はデポジション性ガスN2が０％、（ｂ）はN2が２
０％、（ｃ）はN2が４０％の場合をそれぞれ示してい
る。図からわかるように、（ａ）及び（ｂ）の場合、所
望のエッチング形状を得ることができず、（ｃ）のN2が
４０％の場合において初めて、試料上で所望のエッチン
グ形状を得ることができた。
【００２４】また、図７（ａ）〜（ｃ）にデポジション
性ガスであるN2の混合比を変えた第２の場合のエッチン
グ状況の断面を示した。図６（ａ）〜（ｃ）とほぼ同等
のエッチング形状であり、N2が４０％の場合に初めて所
望のエッチング形状を得ることができた。
性ガスであるN2の混合比を変えた第２の場合のエッチン
グ状況の断面を示した。図６（ａ）〜（ｃ）とほぼ同等
のエッチング形状であり、N2が４０％の場合に初めて所
望のエッチング形状を得ることができた。
【００２５】このようにエッチング形状において、試料
１６近傍にデポジション性ガスを吹き付けた場合２０％
で所望のエッチング形状が得られるのに対し、プラズマ
生成室４１内にあるいは試料室４３内に単純にデポジシ
ョン性ガスを導入した場合、所望のエッチング形状を得
るには、４０％のN2を要している。このことから試料１
６近傍にデポジション性のガスを直接的に吹き付けた方
が、デポジション効率は数段優れているといえる。
１６近傍にデポジション性ガスを吹き付けた場合２０％
で所望のエッチング形状が得られるのに対し、プラズマ
生成室４１内にあるいは試料室４３内に単純にデポジシ
ョン性ガスを導入した場合、所望のエッチング形状を得
るには、４０％のN2を要している。このことから試料１
６近傍にデポジション性のガスを直接的に吹き付けた方
が、デポジション効率は数段優れているといえる。
【００２６】また２分間のプラズマを５０回放電したと
きのプラズマ生成室内壁に付着する堆積物を調べたとこ
ろ、従来のようにデポジション性ガスをプラズマ生成室
４１内に導入した場合、N2２０％及び４０％において共
にプラズマ生成室４１内壁に大量の堆積物が確認され、
また単純に試料室４３内に導入した場合、N2２０％及び
４０％において共に試料室４３内壁に、やはり少ないな
がらも体積物が見られた。これに対し実施例に係る装置
を用い、試料１６近傍にデポジション性ガスを導入した
場合、N2の混合比に関係なく、プラズマ生成室１１及び
試料１３内に堆積物は観察されなかった。
きのプラズマ生成室内壁に付着する堆積物を調べたとこ
ろ、従来のようにデポジション性ガスをプラズマ生成室
４１内に導入した場合、N2２０％及び４０％において共
にプラズマ生成室４１内壁に大量の堆積物が確認され、
また単純に試料室４３内に導入した場合、N2２０％及び
４０％において共に試料室４３内壁に、やはり少ないな
がらも体積物が見られた。これに対し実施例に係る装置
を用い、試料１６近傍にデポジション性ガスを導入した
場合、N2の混合比に関係なく、プラズマ生成室１１及び
試料１３内に堆積物は観察されなかった。
【００２７】このように、デポジション性ガスのガス導
入口１９ａ、１９ｂを試料台１７近傍に配置することに
より、低濃度のデポジション性ガスで、異方性エッチン
グを維持することができるだけでなく、プラズマ生成室
１１内壁における付着堆積物を低減させることができ
る。このため、パーティクルによるエッチング不良の発
生を抑制することができ、また装置のメンテナンス周期
も伸ばすことができ、生産ライン上の連続運転における
効果を向上させることができる。
入口１９ａ、１９ｂを試料台１７近傍に配置することに
より、低濃度のデポジション性ガスで、異方性エッチン
グを維持することができるだけでなく、プラズマ生成室
１１内壁における付着堆積物を低減させることができ
る。このため、パーティクルによるエッチング不良の発
生を抑制することができ、また装置のメンテナンス周期
も伸ばすことができ、生産ライン上の連続運転における
効果を向上させることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明に係るプラズマエッチング処理方法にあっては、試料
近傍にデポジション性のガスを直接的に吹き付けること
で、デポジション効率を優れたものにすることができ
る。また、低濃度のデポジション性ガスで、異方性エッ
チングを維持することができるだけでなく、プラズマ生
成室内壁における付着堆積物を低減させることができ
る。このため、パーティクルによるエッチング不良の発
生を抑制することができ、また装置のメンテナンス周期
も伸ばすことができ、生産ライン上の連続運転における
効果を向上させることができる。
明に係るプラズマエッチング処理方法にあっては、試料
近傍にデポジション性のガスを直接的に吹き付けること
で、デポジション効率を優れたものにすることができ
る。また、低濃度のデポジション性ガスで、異方性エッ
チングを維持することができるだけでなく、プラズマ生
成室内壁における付着堆積物を低減させることができ
る。このため、パーティクルによるエッチング不良の発
生を抑制することができ、また装置のメンテナンス周期
も伸ばすことができ、生産ライン上の連続運転における
効果を向上させることができる。
【図１】参考例に係るプラズマエッチング装置を摸式的
に示した断面図である。
に示した断面図である。
【図２】デポジション性ガスのガス導入ノズルを概略的
に示した拡大右側面図である。
に示した拡大右側面図である。
【図３】デポジション性ガスのガス導入ノズルの別の参
考例を概略的に示した拡大右側面図である。
考例を概略的に示した拡大右側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は参考例におけるプラズマエッ
チング装置を用い、デポジション性ガスの混合比を変え
てエッチングを施した場合のエッチング状況を示した模
式的断面図である。
チング装置を用い、デポジション性ガスの混合比を変え
てエッチングを施した場合のエッチング状況を示した模
式的断面図である。
【図５】従来のプラズマエッチング装置を概略的に示し
た断面図である。
た断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来のプラズマエッチング装
置を用い、デポジション性ガスの混合比を変えてエッチ
ングを施した場合のエッチング状況を示した模式的断面
図である。
置を用い、デポジション性ガスの混合比を変えてエッチ
ングを施した場合のエッチング状況を示した模式的断面
図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は従来のプラズマエッチング装
置を用い、デポジション性ガスの混合比を変えてエッチ
ングを施した場合のエッチング状況を示した模式的断面
図である。
置を用い、デポジション性ガスの混合比を変えてエッチ
ングを施した場合のエッチング状況を示した模式的断面
図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C23F 4/00
Claims (2)
- 【請求項１】 プラズマ生成室及び試料室を備え、該試
料室に試料保持台が配設され、ド−ナツ中空形状を有す
るガス導入ノズルが前記試料保持台に載置される試料と
対向する位置近傍に配設され、前記ガス導入ノズルの前
記試料保持台と対向する側面の所定箇所に等間隔でデポ
ジション性ガスの導入口が形成されたプラズマエッチン
グ装置を用いるプラズマエッチング処理方法であって、 装置内を減圧にした後、前記プラズマ生成室内にエッチ
ングガスを導入する工程と、 マイクロ波をプラズマ生成室に導き、プラズマを発生さ
せる工程と、 前記ガス導入ノズルに形成された前記デポジション性ガ
スの導入口より、前記エッチングガスに対するデポジシ
ョン性ガスの混合比率を２０％程度に抑えて前記試料保
持台に載置された試料にデポジション性ガスを吹き付け
る工程とを含んでいることを特徴とするプラズマエッチ
ング処理方法。 - 【請求項２】 プラズマ生成室及び試料室を備え、該試
料室に試料保持台が配設され、該試料保持台に載置され
る試料近傍にガス導入ノズルが配置され、該ガス導入ノ
ズルの先端にラッパ形状に広げられたデポジション性ガ
スの導入口が形成されたプラズマエッチング装置を用い
るプラズマエッチング処理方法であって、 装置内を減圧にした後、前記プラズマ生成室内にエッチ
ングガスを導入する工程と、 マイクロ波をプラズマ生成室に導き、プラズマを発生さ
せる工程と、 前記ガス導入ノズルに形成された前記デポジション性ガ
スの導入口より、前記エッチングガスに対するデポジシ
ョン性ガスの混合比率を２０％程度に抑えて前記試料保
持台に載置された試料にデポジション性ガスを吹き付け
る工程とを含んでいることを特徴とするプラズマエッチ
ング処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26208892A JP3337502B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26208892A JP3337502B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112163A JPH06112163A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3337502B2 true JP3337502B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=17370868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26208892A Expired - Fee Related JP3337502B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3337502B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26208892A patent/JP3337502B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06112163A (ja) | 1994-04-22 |
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