JP3363790B2 - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体や液晶等、
薄膜デバイスの製造に利用されるドライエッチング装置
に関するものである。
薄膜デバイスの製造に利用されるドライエッチング装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、多結晶ＳｉやＡｌ合金のドライエ
ッチング装置は、エッチングチャンバ壁面の材料として
石英やＡｌの陽極酸化被膜（アルマイト）、Ａｌ2 Ｏ3
セラミックス等の酸素を多く含む部材が使用されてい
る。これらは、比較的安価で、高純度のものが得られ易
く、電気的特性も安定している等の理由によるものであ
る。
ッチング装置は、エッチングチャンバ壁面の材料として
石英やＡｌの陽極酸化被膜（アルマイト）、Ａｌ2 Ｏ3
セラミックス等の酸素を多く含む部材が使用されてい
る。これらは、比較的安価で、高純度のものが得られ易
く、電気的特性も安定している等の理由によるものであ
る。
【０００３】以下に、従来のドライエッチング装置につ
いて説明する。図３は、従来の誘導結合型ドライエッチ
ング装置の一例を模式的に示したものである。このドラ
イエッチング装置は、エッチングチャンバ２１上部に石
英製の電磁界導入窓２２を設置し、さらにその上にコイ
ル２３を配置している。このコイル２３には高周波電源
２４がインピーダンス整合回路２５を介して接続されて
いる。また、エッチングチャンバ２１の下部には基板２
８を配置する電極３０が設置され、高周波電源３１がイ
ンピーダンス整合回路３２を介して接続されている。２
９は基板周辺部材である。エッチングチャンバ２１内に
は反応ガスがマスフローコントローラ２６を通して供給
口２７から導入され、排気系３３によってエッチングチ
ャンバ２１内の圧力を適切に保つことができるようにな
っている。
いて説明する。図３は、従来の誘導結合型ドライエッチ
ング装置の一例を模式的に示したものである。このドラ
イエッチング装置は、エッチングチャンバ２１上部に石
英製の電磁界導入窓２２を設置し、さらにその上にコイ
ル２３を配置している。このコイル２３には高周波電源
２４がインピーダンス整合回路２５を介して接続されて
いる。また、エッチングチャンバ２１の下部には基板２
８を配置する電極３０が設置され、高周波電源３１がイ
ンピーダンス整合回路３２を介して接続されている。２
９は基板周辺部材である。エッチングチャンバ２１内に
は反応ガスがマスフローコントローラ２６を通して供給
口２７から導入され、排気系３３によってエッチングチ
ャンバ２１内の圧力を適切に保つことができるようにな
っている。
【０００４】以上の構成において、コイル２３に高周波
電圧を印加してプラズマ３４を発生させ、基板２８表面
にイオンとラジカルを入射させることによって基板２８
上の被エッチング物をエッチングすることができる。
電圧を印加してプラズマ３４を発生させ、基板２８表面
にイオンとラジカルを入射させることによって基板２８
上の被エッチング物をエッチングすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
ドライエッチング装置を用いて多結晶ＳｉやＡｌ合金等
のエッチング除去を行うと、電磁界導入窓２２の石英も
エッチングされてＳｉと酸素がプラズマ３４中に混入
し、またエッチングチャンバ２１の側壁や基板周辺部材
２９もエッチングされて酸素がプラズマ３４中に混入
し、その酸素により基板２８上のレジストがエッチング
されるという問題があった。また、エッチングした多結
晶Ｓｉのパターン側壁に酸素を主成分とする保護膜が付
着し、パターン寸法を太らせるという問題もあった。
ドライエッチング装置を用いて多結晶ＳｉやＡｌ合金等
のエッチング除去を行うと、電磁界導入窓２２の石英も
エッチングされてＳｉと酸素がプラズマ３４中に混入
し、またエッチングチャンバ２１の側壁や基板周辺部材
２９もエッチングされて酸素がプラズマ３４中に混入
し、その酸素により基板２８上のレジストがエッチング
されるという問題があった。また、エッチングした多結
晶Ｓｉのパターン側壁に酸素を主成分とする保護膜が付
着し、パターン寸法を太らせるという問題もあった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、エッ
チングチャンバ構成部材からプラズマ中に放出される酸
素の量を低減してレジストのエッチング量を抑え、パタ
ーン側壁保護膜の薄膜化を図ることによって、より高精
度なエッチング性能を実現できるドライエッチング装置
を提供することを目的としている。
チングチャンバ構成部材からプラズマ中に放出される酸
素の量を低減してレジストのエッチング量を抑え、パタ
ーン側壁保護膜の薄膜化を図ることによって、より高精
度なエッチング性能を実現できるドライエッチング装置
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ装置は、排気系で減圧可能なエッチングチャンバと、
エッチングチャンバ内にありプラズマによって処理され
る基板を載置する電極と、前記エッチングチャンバ内に
反応ガスを導入する手段と、前記電極に対向して配置さ
れたコイルと、前記コイルに電力を供給する高周波電源
とを備えたドライエッチング装置において、前記コイル
と前記電極との間に配置した電磁界導入窓、および前記
電極上に配した基板周辺部材のそれぞれのプラズマと接
触する部分がＳｉ窒化物からなることを特徴とする。
グ装置は、排気系で減圧可能なエッチングチャンバと、
エッチングチャンバ内にありプラズマによって処理され
る基板を載置する電極と、前記エッチングチャンバ内に
反応ガスを導入する手段と、前記電極に対向して配置さ
れたコイルと、前記コイルに電力を供給する高周波電源
とを備えたドライエッチング装置において、前記コイル
と前記電極との間に配置した電磁界導入窓、および前記
電極上に配した基板周辺部材のそれぞれのプラズマと接
触する部分がＳｉ窒化物からなることを特徴とする。
【０００８】この本発明の構成によれば、電磁界導入窓
および基板周辺部材のプラズマと接触する部分を、Ｓｉ
窒化物で構成することによって、プラズマ中への酸素混
入量を低減することができ、レジストのエッチング量を
抑え、パターン側壁保護膜の薄膜化を図れ、より高精度
なエッチング性能を実現することができる。
および基板周辺部材のプラズマと接触する部分を、Ｓｉ
窒化物で構成することによって、プラズマ中への酸素混
入量を低減することができ、レジストのエッチング量を
抑え、パターン側壁保護膜の薄膜化を図れ、より高精度
なエッチング性能を実現することができる。
【０００９】また、Ｓｉ窒化物は寿命や材料の性質が最
適で、電気絶縁性も良好となる。
適で、電気絶縁性も良好となる。
【００１０】また、被エッチング膜が、Ｓｉまたは多結
晶Ｓｉ、またはポリサイド、またはＡｌまたはＡｌ合
金、またはＴｉまたはＴｉ合金、またはＷであると、プ
ラズマ中の酸素量が小さくなるに伴ってエッチング性能
の改善がより顕著に現れ、より大きな効果を発揮する。
晶Ｓｉ、またはポリサイド、またはＡｌまたはＡｌ合
金、またはＴｉまたはＴｉ合金、またはＷであると、プ
ラズマ中の酸素量が小さくなるに伴ってエッチング性能
の改善がより顕著に現れ、より大きな効果を発揮する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のドライエッチング
装置の実施形態について、図１、図２を参照して説明す
る。
装置の実施形態について、図１、図２を参照して説明す
る。
【００１２】（第１の実施形態）
図１に、本実施形態の誘導結合型のプラズマ源を備えた
ドライエッチング装置を示す。図１において、エッチン
グチャンバ１上部に電磁界導入窓２を設置し、さらにそ
の上にコイル３を配置している。このコイル３には高周
波電源４がインピーダンス整合回路５を介して接続され
ている。また、エッチングチャンバ１の下部には基板８
を配置する電極１０が設置され、高周波電源１１がイン
ピーダンス整合回路１２を介して接続されている。９は
電極１０上の基板周辺部材である。エッチングチャンバ
１内には反応ガスがマスフローコントローラ６を通して
ガス供給口７から導入され、排気系１３によってエッチ
ングチャンバ１内の圧力を適切に保つことができるよう
になっている。
ドライエッチング装置を示す。図１において、エッチン
グチャンバ１上部に電磁界導入窓２を設置し、さらにそ
の上にコイル３を配置している。このコイル３には高周
波電源４がインピーダンス整合回路５を介して接続され
ている。また、エッチングチャンバ１の下部には基板８
を配置する電極１０が設置され、高周波電源１１がイン
ピーダンス整合回路１２を介して接続されている。９は
電極１０上の基板周辺部材である。エッチングチャンバ
１内には反応ガスがマスフローコントローラ６を通して
ガス供給口７から導入され、排気系１３によってエッチ
ングチャンバ１内の圧力を適切に保つことができるよう
になっている。
【００１３】本実施形態においては、電磁界導入窓２
は、プラズマ中への酸素の供給を抑制するため、Ｓｉ窒
化物で構成されている。また、プラズマと接触する基板
周辺部材９の材質もＳｉ窒化物で構成されている。
は、プラズマ中への酸素の供給を抑制するため、Ｓｉ窒
化物で構成されている。また、プラズマと接触する基板
周辺部材９の材質もＳｉ窒化物で構成されている。
【００１４】このように電磁界導入窓２及びプラズマと
接触する部材９の材質をＳｉ窒化物としたことにより、
プラズマ中ヘの酸素の供給を絶つことができる。
接触する部材９の材質をＳｉ窒化物としたことにより、
プラズマ中ヘの酸素の供給を絶つことができる。
【００１５】表１に、従来の石英で構成された電磁界導
入窓と本実施形態におけるＳｉ窒化物で構成された電磁
界導入窓を使用した場合の多結晶Ｓｉのエッチングレー
トとレジスト選択比を測定した結果を比較して示す。
入窓と本実施形態におけるＳｉ窒化物で構成された電磁
界導入窓を使用した場合の多結晶Ｓｉのエッチングレー
トとレジスト選択比を測定した結果を比較して示す。
【００１６】
【表１】
表１から明らかなように、Ｓｉ窒化物で構成された電磁
界導入窓２を用いた場合には、多結晶Ｓｉのエッチング
レートは大きく変化せずに、レジスト選択比を約２倍に
向上することができた。
界導入窓２を用いた場合には、多結晶Ｓｉのエッチング
レートは大きく変化せずに、レジスト選択比を約２倍に
向上することができた。
【００１７】（第２の実施形態）
本実施形態においては、図２に示すように、電磁界導入
窓１４自体は従来例と同様に石英製のものを採用し、そ
のプラズマに接するエッチングチャンバ１内に臨む面を
Ｓｉ窒化物のカバー１５で覆っている。本実施形態にお
いてもプラズマ中への酸素の供給を抑制することができ
る。
窓１４自体は従来例と同様に石英製のものを採用し、そ
のプラズマに接するエッチングチャンバ１内に臨む面を
Ｓｉ窒化物のカバー１５で覆っている。本実施形態にお
いてもプラズマ中への酸素の供給を抑制することができ
る。
【００１８】以上の説明では多結晶Ｓｉをエッチングす
る場合について説明したが、Ｓｉ、ポリサイド、Ａｌ、
Ａｌ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｗであっても同様の効果が
得られる。
る場合について説明したが、Ｓｉ、ポリサイド、Ａｌ、
Ａｌ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｗであっても同様の効果が
得られる。
【００１９】さらに、以上の説明ではＳｉ窒化物で構成
した例を示したが、Ｓｉ、Ｓｉ炭化物、炭素、Ａｌ窒化
物、ポリイミド、ポリアミド等の材料でも酸素を含有し
ていないので、同様の効果が得られる。ただし、寿命や
材料の性質からＳｉ窒化物が最適である。
した例を示したが、Ｓｉ、Ｓｉ炭化物、炭素、Ａｌ窒化
物、ポリイミド、ポリアミド等の材料でも酸素を含有し
ていないので、同様の効果が得られる。ただし、寿命や
材料の性質からＳｉ窒化物が最適である。
【００２０】
【発明の効果】本発明のドライエッチング装置によれ
ば、以上のように電磁界導入窓および基板周辺部材のプ
ラズマと接触する部分を、Ｓｉ窒化物で構成することに
よって、プラズマ中への酸素混入量を低減することがで
き、レジストのエッチング量を抑え、パターン側壁保護
膜の薄膜化を図れ、より高精度なエッチング性能を実現
することができる。
ば、以上のように電磁界導入窓および基板周辺部材のプ
ラズマと接触する部分を、Ｓｉ窒化物で構成することに
よって、プラズマ中への酸素混入量を低減することがで
き、レジストのエッチング量を抑え、パターン側壁保護
膜の薄膜化を図れ、より高精度なエッチング性能を実現
することができる。
【００２１】また、Ｓｉ窒化物は寿命や材料の性質が最
適で、電気絶縁性も良好となる。
適で、電気絶縁性も良好となる。
【００２２】また、被エッチング膜が、Ｓｉまたは多結
晶Ｓｉ、またはポリサイド、またはＡｌまたはＡｌ合
金、またはＴｉまたはＴｉ合金、またはＷであると、プ
ラズマ中の酸素量が小さくなるに伴ってエッチング性能
の改善がより顕著に現れ、より大きな効果を発揮する。
晶Ｓｉ、またはポリサイド、またはＡｌまたはＡｌ合
金、またはＴｉまたはＴｉ合金、またはＷであると、プ
ラズマ中の酸素量が小さくなるに伴ってエッチング性能
の改善がより顕著に現れ、より大きな効果を発揮する。
【図１】本発明のドライエッチング装置の第１の実施形
態の概略構成図である。
態の概略構成図である。
【図２】本発明のドライエッチング装置の第２の実施形
態の概略構成図である。
態の概略構成図である。
【図３】従来例のドライエッチング装置の概略構成図で
ある。
ある。
１ エッチングチャンバ
２ 電磁界導入窓（Ｓｉ窒化物製）
３ コイル
４ 高周波電源
７ ガス供給口
８ 基板
９ 基板周辺部材
１０ 電極
１１ 高周波電源
１３ 排気系
１４ 電磁界導入窓（石英製）
１５ カバー（Ｓｉ窒化物製）
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−64883（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−92795（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−102484（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−283494（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
C23F 4/00
Claims (2)
- 【請求項１】 排気系で減圧可能なエッチングチャンバ
と、エッチングチャンバ内にありプラズマによって処理
される基板を載置する電極と、前記エッチングチャンバ
内に反応ガスを導入する手段と、前記電極に対向して配
置されたコイルと、前記コイルに電力を供給する高周波
電源とを備えたドライエッチング装置において、前記コ
イルと前記電極との間に配置した電磁界導入窓、および
前記電極上に配した基板周辺部材のそれぞれのプラズマ
と接触する部分がＳｉ窒化物からなることを特徴とする
ドライエッチング装置。 - 【請求項２】 被エッチング膜が、Ｓｉまたは多結晶Ｓ
ｉ、またはポリサイド、またはＡｌまたはＡｌ合金、ま
たはＴｉまたはＴｉ合金、またはＷであることを特徴と
する請求項１記載のドライエッチング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18842098A JP3363790B2 (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | ドライエッチング装置 |
| SG1999002973A SG78364A1 (en) | 1998-07-03 | 1999-06-19 | Plasma chamber material with reduced oxygen content |
| TW088110934A TW417192B (en) | 1998-07-03 | 1999-06-29 | Etching method |
| KR1019990026480A KR100551392B1 (ko) | 1998-07-03 | 1999-07-02 | 드라이 에칭방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18842098A JP3363790B2 (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | ドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000021858A JP2000021858A (ja) | 2000-01-21 |
| JP3363790B2 true JP3363790B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=16223361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18842098A Expired - Fee Related JP3363790B2 (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | ドライエッチング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363790B2 (ja) |
| KR (1) | KR100551392B1 (ja) |
| SG (1) | SG78364A1 (ja) |
| TW (1) | TW417192B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4374156B2 (ja) * | 2000-09-01 | 2009-12-02 | 日本碍子株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物膜の製造装置及び製造方法 |
| JP2013102075A (ja) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Fujitsu Semiconductor Ltd | エッチング装置 |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP18842098A patent/JP3363790B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
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