JP3555558B2 - Etching method and apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体等の電子デバイスやマイクロマシンの製造に利用されるドライエッチング方法及び装置に関し、特に貴金属または貴金属を含む物質をエッチングする方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体メモリ(記憶装置)において、従来、メモリキャパシタ構造を変革することによって、メモリキャパシタのキャパシタ容量の増大に対応してきたが、近年の微細化においては、構造の変革だけでは要望される容量を確保することが難しくなった。そのため、キャパシタ容量材料にチタン酸バリウム・ストロンチウム、チタン酸ジルコニウム鉛、タンタル酸ビスマス・ストロンチウムなどの誘電率の高いセラミック系酸化物が用いられるようになってきた。これらのセラミック系酸化物から酸素が脱離すると、その特性が大きく悪化してしまうため、キャパシタ電極材料として、酸素との反応が低い材料、例えば、ルテニウム、白金、イリジウム、ロジウム、金などの貴金属やこれらの貴金属を含む化合物または合金が用いられる。これらの材料を用いて、微細なパターンを形成するには、これらの材料のエッチング技術が必要である。
【0003】
以下、従来のエッチング方法の一例として、誘導結合プラズマ源を用いたイリジウムのドライエッチングについて、図6を参照して説明する。図6において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、コイル用高周波電源4により13.56MHzの高周波電力をコイル19に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してエッチング処理を行うことができる。また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。なお、コイル19は、誘電窓20上に配置されている。イリジウムをエッチングするための典型的なエッチング条件は、アルゴン/塩素=260/20sccm、圧力=0.3Pa、コイル電力=1500W、電極電力=400Wである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誘導結合プラズマを用いたイリジウムのエッチングでは、塩素とイリジウム薄膜との反応が十分行われず、基板7または基板7上のイリジウムがスパッタされ、導電性薄膜として、誘電窓20上に再付着する。この導電性薄膜によって、コイル19からの電磁波が真空容器1内に伝搬されにくくなり、処理を重ねていくうちにプラズマ密度が低下し、イリジウムのエッチングレートが減少してしまう。我々の実験では、膜厚200nmのイリジウム膜付き基板を8枚エッチングしたところで、エッチレートが約15%低下することがわかった。
【0005】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、導電性薄膜の付着を抑制することにより、安定的に貴金属または貴金属を含む物質をエッチングする方法及び装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願の第1発明のエッチング方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面を窒化シリコンまたは窒化アルミニウムで覆い、この窒化物を更に樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすること特徴とする。
【0007】
また、本願の第2発明のエッチング方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面をセラミックで覆い、このセラミックを更にポリイミド樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることを特徴とする。
【0008】
また、本願の第3発明のエッチング方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナと前記真空容器の間に誘電板が挟まれており、前記アンテナ及び前記 誘電板が真空容器内に突出した構造をなし、かつ、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面をセラミックで覆い、このセラミックを樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることを特徴とする。
【0009】
更に、本願の第4発明のエッチング装置は、真空容器と、真空容器内にガスを供給するガス供給装置と、真空容器内を排気する排気装置と、真空容器内にありかつ基板を載置する基板電極と、前記基板電極に対向して設けられたアンテナと、前記アンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を供給する高周波電源とを備えたエッチング装置であって、前記アンテナと前記真空容器との間に誘電体があり、かつ、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及び側面を窒化シリコンまたは窒化アルミニウムで覆い、更にこの窒化シリコンまたは窒化アルミニウムをポリイミド樹脂または石英ガラスで覆った状態で、イリジウム,ルテニウム,白金,ロジウム及び金の何れかを含む物質をエッチングすることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態について、図1乃至図2を参照して説明する。
【0011】
図1に、本発明の第1実施形態において用いたエッチング装置の断面図を示す。図1において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源4により100MHzの高周波電力を真空容器1内に突出して設けられたアンテナ5に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してエッチング処理を行うことができる。また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。アンテナ5へ供給される高周波電圧は、給電棒9により、アンテナ5の中心付近へ給電される。また、アンテナ5の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器1の基板7に対向する面1’とが、ショートピン10により短絡されている。アンテナ5と真空容器1との間に誘電板11が挟まれ、給電棒9及びショートピン10は、誘電板11に設けられた貫通穴を介してそれぞれアンテナ5とアンテナ用高周波電源4、アンテナ5と真空容器1’とを接続している。また、アンテナ5の表面は、ポリイミド樹脂製カバー12により覆われている。また、誘電板11と誘電板11の周辺部に設けられた誘電体リング13との間の溝状の空間と、アンテナ5とアンテナ5の周辺部に設けられた導体リング14との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ15が設けられている。
【0012】
アンテナ5の平面図を図2に示す。図2において、ショートピン10は3ヶ所に設けられており、それぞれのショートピン10がアンテナ5の中心に対して等配置されている。
【0013】
図1乃至図2に示すエッチング装置において、膜厚200nmのイリジウム膜付き基板を56枚エッチングしたところ、エッチレートはほとんど低下せず、エッチレートの面間均一性は±1.45%と良好であった。なお、エッチング条件は、アルゴン/塩素=260/20sccm、圧力=0.3Pa、アンテナ電力=1750W、電極電力=400Wである。
【0014】
このように、従来例に比べてエッチレートの低下が抑制できた理由は、アンテナ付近への導電性薄膜の形成が抑制できたためであると考えられる。実際、エッチング終了後、ポリイミド樹脂製カバー12に付着した薄膜のシート抵抗を測定したところ、無限大の抵抗値が得られ、絶縁性の薄膜が付着していることが確認できた。その原因として、2つのことが考えられる。
【0015】
1つは、本実施形態では誘導結合プラズマ源に比べて電子温度の低いプラズマが得られるVHF帯励起プラズマ源を用いているため、プラズマ中に塩素の負イオンが多量に存在しており、エッチングのスパッタ性が抑えられ、イリジウムが塩化物等の反応生成物として基板7から脱離したためである。この現象は、正イオンに比べて負イオンの方が、より高い反応性を有することに起因している。
【0016】
2つめの原因として、アンテナの表面をポリイミド樹脂製カバー12で覆ったことにより、樹脂製カバー12表面における反応生成物の吸着確率を低減できたことが考えられる。比較のため、樹脂製カバー12の代わりに、窒化シリコン製カバーを用いて同様の実験を行ったところ、窒化シリコン製カバーには導電性薄膜が付着し、エッチレートの経時変化(レート低下)がみられた。その詳しいメカニズムは未だ明らかではないが、我々の実験では、樹脂、ガラスなどをカバー材料とした場合は絶縁性付着物がみられ、窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムや金属をカバー材料とした場合には導電性付着物がみられた。
【0017】
なお、従来の誘導結合プラズマ源において、誘電窓15の表面を樹脂製カバーで覆った場合には導電性付着物がみられたことから、第1の要因、すなわち、低電子温度プラズマ源を用いて塩素の負イオンを活用することも、導電性付着物の抑制には必要不可欠であると考えられる。
【0018】
以上述べた本発明の第1実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、アンテナの形状及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、いうまでもない。
【0019】
また、以上述べた本発明の第1実施形態において、樹脂製カバーの材質が、ポリイミド樹脂である場合について説明したが、他の樹脂を用いても同様の効果が得られると期待される。ただし、ポリイミド樹脂は、樹脂の中でも不純物が少なく、耐熱性にも優れているという特徴がある。
【0020】
また、以上述べた本発明の第1実施形態において、誘電板の中心付近に設けられた貫通穴を介してアンテナに高周波電圧を給電し、誘電板の中心とも周辺とも異なる一部位に設けられ、かつ、アンテナの中心に対してほぼ等配置されている貫通穴を介して、アンテナと真空容器とをショートピンによって短絡する場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの等方性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、ショートピンを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、いうまでもない。
【0021】
また、以上述べた本発明の第1実施形態において、アンテナと真空容器との間に設けられた環状でかつ溝状のプラズマトラップによって、基板上のプラズマ分布が制御された状態でエッチングする場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの均一性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、プラズマトラップを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、いうまでもない。
【0022】
また、以上述べた本発明の第1実施形態において、アンテナに100MHzの高周波電力を供給する場合について説明したが、周波数はこれに限定されるものではなく、50MHz乃至3GHzの周波数を用いるエッチング方法及び装置において、本発明は有効である。
【0023】
次に、本発明の第2実施形態について、図3を参照して説明する。
【0024】
図3に、本発明の第2実施形態において用いたエッチング装置の断面図を示す。図3において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、アンテナ用高周波電源4により100MHzの高周波電力を真空容器1内に突出して設けられたアンテナ5に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してエッチング処理を行うことができる。また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。アンテナ5へ供給される高周波電圧は、給電棒9により、アンテナ5の中心付近へ給電される。また、アンテナ5の中心とも周辺とも異なる複数の部位と真空容器1の基板7に対向する面1’とが、ショートピン10により短絡されている。アンテナ5と真空容器1との間に誘電板11が挟まれ、給電棒9及びショートピン10は、誘電板11に設けられた貫通穴を介してそれぞれアンテナ5とアンテナ用高周波電源4、アンテナ5と真空容器1’とを接続している。また、アンテナ5の表面は、窒化シリコン製カバー16により覆われており、さらに窒化シリコン製カバー16は、板状の第1石英ガラス製カバー17及び円筒状の第2石英ガラス製カバー18により覆われている。また、誘電板11と誘電板11の周辺部に設けられた誘電体リング13との間の溝状の空間と、アンテナ5とアンテナ5の周辺部に設けられた導体リング14との間の溝状の空間からなるプラズマトラップ15が設けられている。アンテナ5の平面図は図2と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0025】
図3に示すエッチング装置において、膜厚200nmのイリジウム膜付き基板を40枚エッチングしたところ、エッチレートはほとんど低下せず、エッチレートの面間均一性は±1.21%と良好であった。なお、エッチング条件は、アルゴン/塩素=260/20sccm、圧力=0.3Pa、アンテナ電力=1750W、電極電力=400Wである。
【0026】
このように、従来例に比べてエッチレートの低下が抑制できた理由は、本発明の第1実施形態で説明したものと同様であると考えられる。ただし、本発明の第2実施形態においては、アンテナ5を覆うカバーにさらなる工夫が施してある。すなわち、導電性付着物を防止するためにアンテナ5を石英ガラス製カバーで覆うだけでは、石英ガラスの強度不足のために、熱衝撃等により石英ガラス製カバーが割れてしまうことがある。このため、カバーを板状の第1石英ガラス製カバー17及び円筒状の第2石英ガラス製カバー18に分割している。一方、カバーを分割しただけでは、板状の第1石英ガラス製カバー17と円筒状の第2石英ガラス製カバー18との継ぎ目から、アンテナ5や誘電板11に含まれる有害な汚染物質の基板7への混入が避けられない。これを防止するため、アンテナ5を窒化シリコン製カバー16で覆っている。このように2重のカバーを施すことにより、カバーの割れが生じにくく、かつ、汚染がなく、かつ、導電性付着物を防止できるエッチング方法及び装置が可能となった。
【0027】
以上述べた本発明の第2実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、アンテナの形状及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、いうまでもない。
【0028】
また、以上述べた本発明の第2実施形態において、セラミック製カバーの材質が、窒化シリコンである場合について説明したが、セラミック製カバーの材質は、窒化アルミニウムであってもよい。これらの材質は、機械的強度が強く、かつ、耐腐食性に優れるという特徴がある。
【0029】
また、以上述べた本発明の第2実施形態において、石英ガラス製カバーを用いる場合について説明したが、石英ガラス製カバーの代わりに樹脂製カバーを用いてもよい。樹脂製カバーとしては、ポリイミド樹脂等を用いることができる。ポリイミド樹脂は、樹脂の中でも不純物が少なく、耐熱性にも優れているという特徴がある。
【0030】
また、以上述べた本発明の第2実施形態において、誘電板の中心付近に設けられた貫通穴を介してアンテナに高周波電圧を給電し、誘電板の中心とも周辺とも異なる一部位に設けられ、かつ、アンテナの中心に対してほぼ等配置されている貫通穴を介して、アンテナと真空容器とをショートピンによって短絡する場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの等方性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、ショートピンを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、いうまでもない。
【0031】
また、以上述べた本発明の第2実施形態において、アンテナと真空容器との間に設けられた環状でかつ溝状のプラズマトラップによって、基板上のプラズマ分布が制御された状態でエッチングする場合について説明したが、このような構成とすることでプラズマの均一性をより高めることができる。基板が小さい場合などは、プラズマトラップを用いなくても、十分に高い面内均一性が得られることは、いうまでもない。
【0032】
また、以上述べた本発明の第2実施形態において、アンテナに100MHzの高周波電力を供給する場合について説明したが、周波数はこれに限定されるものではなく、50MHz乃至3GHzの周波数を用いるエッチング方法及び装置において、本発明は有効である。
【0033】
次に、本発明の第3実施形態について、図4を参照して説明する。
【0034】
図4に、本発明の第3実施形態において用いたエッチング装置の断面図を示す。図4において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、コイル用高周波電源4により13.56MHzの高周波電力をコイル19に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してエッチング処理を行うことができる。また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。なお、コイル19は、誘電窓20上に配置されている。誘電窓20は、ポリイミド樹脂製カバー12で覆われている。また、コイル用高周波電源4は、パルス変調が可能なように構成されている。
【0035】
図4に示すエッチング装置において、膜厚200nmのイリジウム膜付き基板を50枚エッチングしたところ、エッチレートはほとんど低下せず、エッチレートの面間均一性は±2.30%と良好であった。なお、エッチング条件は、アルゴン/塩素=260/20sccm、圧力=0.3Pa、コイル電力=2500W、電極電力=400Wである。ただし、コイル電力は、ピーク値2500WでON時間/OFF時間=50μsec/50μsecのパルス変調を行った。
【0036】
このように、従来例に比べてエッチレートの低下が抑制できた理由は、本発明の第1実施形態で説明したものと同様であると考えられる。すなわち、コイル19に供給する電力をパルス変調することにより、プラズマの電子温度を低下させたことと、誘電窓20の表面をポリイミド樹脂製カバー12で覆ったことにより、ポリイミド樹脂製カバー12への導電性付着物を防止できたためである。
【0037】
以上述べた本発明の第3実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、コイルの形状及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、いうまでもない。
【0038】
また、以上述べた本発明の第3実施形態において、樹脂製カバーの材質が、ポリイミド樹脂である場合について説明したが、他の樹脂を用いても同様の効果が得られると期待される。ただし、ポリイミド樹脂は、樹脂の中でも不純物が少なく、耐熱性にも優れているという特徴がある。
【0039】
また、以上述べた本発明の第3実施形態において、コイルに13.56MHzの高周波電力を供給する場合について説明したが、周波数はこれに限定されるものではなく、100kHz乃至50MHzの周波数を用いるエッチング方法及び装置において、本発明は有効である。
【0040】
また、以上述べた本発明の第3実施形態において、コイル電力を、ON時間/OFF時間=50μsec/50μsecのパルス変調を行った場合について説明したが、パルス変調時間はこれに限定されるものではなく、プラズマの低電子温度化が図れる範囲内で自由に選択することができる。
【0041】
次に、本発明の第4実施形態について、図5を参照して説明する。
【0042】
図5に、本発明の第4実施形態において用いたエッチング装置の断面図を示す。図5において、真空容器1内に、ガス供給装置2から所定のガスを導入しつつ、排気装置としてのポンプ3により排気を行い、真空容器1内を所定の圧力に保ちながら、空洞共振器用高周波電源(図示しない)により2.45GHzの高周波電力を空洞共振器21に供給することにより、真空容器1内にプラズマが発生し、基板電極6上に載置された基板7に対してエッチング処理を行うことができる。また、基板電極6に高周波電力を供給するための基板電極用高周波電源8が設けられており、基板7に到達するイオンエネルギーを制御することができるようになっている。なお、空洞共振器21は、誘電窓20上に配置されている。誘電窓20は、ポリイミド樹脂製カバー12で覆われている。
【0043】
図5に示すエッチング装置において、膜厚200nmのイリジウム膜付き基板を50枚エッチングしたところ、エッチレートはほとんど低下せず、エッチレートの面間均一性は±1.54%と良好であった。なお、エッチング条件は、アルゴン/塩素=260/20sccm、圧力=0.3Pa、空洞共振器電力=2000W、電極電力=400Wである。
【0044】
このように、従来例に比べてエッチレートの低下が抑制できた理由は、本発明の第1実施形態で説明したものと同様であると考えられる。すなわち、プラズマの電子温度を低下させたことと、誘電窓20の表面をポリイミド樹脂製カバー12で覆ったことにより、ポリイミド樹脂製カバー12への導電性付着物を防止できたためである。
【0045】
以上述べた本発明の第4実施形態においては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、空洞共振器の形状及び配置等に関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外にも様々なバリエーションが考えられることは、いうまでもない。
【0046】
また、以上述べた本発明の第4実施形態において、樹脂製カバーの材質が、ポリイミド樹脂である場合について説明したが、他の樹脂を用いても同様の効果が得られると期待される。ただし、ポリイミド樹脂は、樹脂の中でも不純物が少なく、耐熱性にも優れているという特徴がある。
【0047】
また、以上述べた本発明の第4実施形態において、空洞共振器に2.45GHzの高周波電力を供給する場合について説明したが、周波数はこれに限定されるものではなく、50MHz乃至3GHzの周波数を用いるエッチング方法及び装置において、本発明は有効である。
【0048】
以上述べた本発明の実施形態において、イリジウムをエッチングする場合について説明したが、ルテニウム、白金、イリジウム、ロジウム、金などの貴金属やこれらの貴金属を含む化合物または合金のエッチングにおいて、本発明は有効である。
【0049】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本願の第1発明のエッチング方法によれば、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面を窒化シリコンまたは窒化アルミニウムで覆い、この窒化物を更に樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングするため、導電性薄膜の付着を抑制することにより、安定的に貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることができる。
【0050】
また、本願の第2発明のエッチング方法によれば、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面をセラミックで覆い、このセラミックを更にポリイミド樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングするため、導電性薄膜の付着を抑制することにより、安定的に貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることができる。
【0051】
また、本願の第3発明のエッチング方法によれば、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナと前記真空容器の間に誘電板が挟まれており、前記アンテナ及び前記誘電板が真空容器内に突出した構造をなし、かつ、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面をセラミックで覆い、このセラミックを樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングするため、導電性薄膜の付着を抑制することにより、安定的に貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることができる。
【0052】
更に、本願の第4発明のエッチング装置によれば、真空容器と、真空容器内にガスを供給するガス供給装置と、真空容器内を排気する排気装置と、真空容器内にありかつ基板を載置する基板電極と、前記基板電極に対向して設けられたアンテナと、前記アンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を供給する高周波電源とを備えたエッチング装置であって、前記アンテナと前記真空容器との間に誘電体があり、かつ、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及び側面を窒化シリコンまたは窒化アルミニウムで覆い、更にこの窒化シリコンまたは窒化アルミニウムをポリイミド樹脂または石英ガラスで覆った状態で、イリジウム,ルテニウム,白金,ロジウム及び金の何れかを含む物質をエッチングするため、導電性薄膜の付着を抑制することにより、安定的に貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態で用いたエッチング装置の構成を示す断面図
【図2】本発明の第1実施形態で用いたアンテナの平面図
【図3】本発明の第2実施形態で用いたエッチング装置の構成を示す断面図
【図4】本発明の第3実施形態で用いたエッチング装置の構成を示す断面図
【図5】本発明の第4実施形態で用いたエッチング装置の構成を示す断面図
【図6】従来例で用いたエッチング装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
1 真空容器
2 ガス供給装置
3 ポンプ
4 アンテナ用高周波電源
5 アンテナ
6 基板電極
7 基板
8 基板電極用高周波電源
9 給電棒
10 ショートピン
11 誘電板
12 樹脂製カバー
13 誘電体リング
14 導体リング
15 プラズマトラップ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dry etching method and apparatus used for manufacturing electronic devices such as semiconductors and micromachines, and more particularly to a method and apparatus for etching a noble metal or a substance containing a noble metal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in semiconductor memories (storage devices), the capacity of memory capacitors has been increased by changing the structure of the memory capacitor, but in recent years, the required capacity has been secured only by changing the structure in miniaturization. It became difficult to do. For this reason, ceramic oxides having a high dielectric constant, such as barium strontium titanate, lead zirconium titanate, and bismuth strontium tantalate, have been used as capacitor capacitance materials. If oxygen is desorbed from these ceramic oxides, their properties will be greatly deteriorated. Therefore, as a capacitor electrode material, a material having a low reaction with oxygen, for example, a noble metal such as ruthenium, platinum, iridium, rhodium, or gold. And compounds or alloys containing these noble metals are used. In order to form a fine pattern using these materials, an etching technique for these materials is required.
[0003]
Hereinafter, dry etching of iridium using an inductively coupled plasma source will be described with reference to FIG. 6 as an example of a conventional etching method. In FIG. 6, while introducing a predetermined gas from a gas supply device 2 into a vacuum container 1, the pump 3 as an exhaust device is evacuated, and a high-frequency power supply for a coil is maintained while maintaining a predetermined pressure in the vacuum container 1. By supplying a high frequency power of 13.56 MHz to the coil 19 by the method 4, a plasma is generated in the vacuum vessel 1 and the substrate 7 placed on the substrate electrode 6 can be etched. Further, a high-frequency power supply 8 for the substrate electrode for supplying high-frequency power to the substrate electrode 6 is provided so that ion energy reaching the substrate 7 can be controlled. The coil 19 is arranged on the dielectric window 20. Typical etching conditions for etching iridium are argon / chlorine = 260/20 sccm, pressure = 0.3 Pa, coil power = 1500 W, electrode power = 400 W.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the etching of iridium using the inductively coupled plasma, the reaction between chlorine and the iridium thin film is not sufficiently performed, and the iridium on the substrate 7 or the substrate 7 is sputtered and adheres again on the dielectric window 20 as a conductive thin film. . The conductive thin film makes it difficult for the electromagnetic wave from the coil 19 to propagate into the vacuum vessel 1, and the plasma density decreases and the iridium etching rate decreases as processing is repeated. In our experiments, it was found that the etching rate was reduced by about 15% when eight substrates with a 200 nm-thick iridium film were etched.
[0005]
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for stably etching a noble metal or a substance containing a noble metal by suppressing adhesion of a conductive thin film in view of the above conventional problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The etching method of the first invention of the present application comprises:Evacuation is performed while supplying gas into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Thereby generating plasma in the vacuum vessel and processing the substrate on the substrate electrode, wherein the surface of the antenna on the substrate electrode side and side surfaces thereof are covered with silicon nitride or aluminum nitride. Etching the noble metal or a substance containing a noble metal while the nitride is further covered with resin or quartz glassFeatures.
[0007]
Also,The etching method of the second invention of the present application comprises:Evacuation is performed while supplying gas into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Thereby generating a plasma in the vacuum vessel and processing the substrate on the substrate electrode, wherein the antenna has a surface on the substrate electrode side and a side surface thereof covered with ceramic, Etching precious metals or substances containing precious metals while still covered with polyimide resin or quartz glassIt is characterized by.
[0008]
Further, the etching method of the third invention of the present application is provided so as to face a substrate electrode in the vacuum vessel while exhausting while supplying gas into the vacuum vessel and controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Applying an RF power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to the antenna to generate plasma in the vacuum vessel and process the substrate on the substrate electrode, wherein the etching is performed between the antenna and the vacuum vessel. A dielectric plate is sandwiched between the antenna and the antenna. The dielectric plate has a structure protruding into the vacuum vessel, and the surface and the side surface of the antenna on the substrate electrode side are covered with ceramic, and the ceramic contains a noble metal or a noble metal in a state covered with resin or quartz glass. The method is characterized by etching a substance.
[0009]
Furthermore,Of the present applicationFourth inventionThe etching equipment ofA vacuum container, a gas supply device for supplying gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, a substrate electrode in the vacuum container and on which a substrate is mounted, and provided facing the substrate electrode. An etching apparatus provided with a specified antenna and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to the antenna, wherein a dielectric is provided between the antenna and the vacuum vessel, and The surface and side surfaces on the substrate electrode side are covered with silicon nitride or aluminum nitride, and the silicon nitride or aluminum nitride is further covered with polyimide resin or quartz glass, and any one of iridium, ruthenium, platinum, rhodium and gold is applied. Etching material containingIt is characterized by.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0011]
FIG. 1 shows a sectional view of an etching apparatus used in the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, while introducing a predetermined gas from a gas supply device 2 into a vacuum container 1, the pump 3 as an exhaust device is evacuated, and while maintaining the inside of the vacuum container 1 at a predetermined pressure, a high frequency power supply for an antenna is used. By supplying high-frequency power of 100 MHz to the antenna 5 protruding into the vacuum vessel 1 by means of 4, plasma is generated in the vacuum vessel 1 and the substrate 7 mounted on the substrate electrode 6 is etched. Processing can be performed. Further, a high-frequency power supply 8 for the substrate electrode for supplying high-frequency power to the substrate electrode 6 is provided so that ion energy reaching the substrate 7 can be controlled. The high-frequency voltage supplied to the antenna 5 is supplied to the vicinity of the center of the antenna 5 by the power supply rod 9. Further, a plurality of portions different from the center and the periphery of the antenna 5 and the surface 1 ′ of the vacuum vessel 1 facing the substrate 7 are short-circuited by the short pins 10. A dielectric plate 11 is sandwiched between the antenna 5 and the vacuum vessel 1, and the feeder rod 9 and the short pin 10 are respectively connected to the antenna 5, the antenna high-frequency power supply 4, and the antenna 5 through through holes provided in the dielectric plate 11. And the vacuum vessel 1 '. The surface of the antenna 5 is covered with a polyimide resin cover 12. Further, a groove-shaped space between the dielectric plate 11 and a dielectric ring 13 provided around the dielectric plate 11 and a groove between the antenna 5 and a conductor ring 14 provided around the antenna 5 are provided. There is provided a plasma trap 15 composed of a space in the shape of a circle.
[0012]
FIG. 2 shows a plan view of the antenna 5. In FIG. 2, the short pins 10 are provided at three places, and the short pins 10 are equally arranged with respect to the center of the antenna 5.
[0013]
In the etching apparatus shown in FIGS. 1 and 2, 56 substrates with a 200 nm-thick iridium film were etched. As a result, the etch rate hardly decreased, and the uniformity of the etch rates between the surfaces was as good as ± 1.45%. there were. The etching conditions are as follows: argon / chlorine = 260/20 sccm, pressure = 0.3 Pa, antenna power = 1750 W, electrode power = 400 W.
[0014]
As described above, it is considered that the reason why the decrease in the etch rate was suppressed as compared with the conventional example is that the formation of the conductive thin film near the antenna was suppressed. When the sheet resistance of the thin film adhered to the polyimide resin cover 12 was actually measured after completion of the etching, an infinite resistance value was obtained, and it was confirmed that the insulating thin film was adhered. There are two possible causes.
[0015]
One is that in the present embodiment, a VHF band excited plasma source is used, which can obtain a plasma having a lower electron temperature than an inductively coupled plasma source. Is suppressed, and iridium is separated from the substrate 7 as a reaction product such as chloride. This phenomenon is due to the fact that negative ions have higher reactivity than positive ions.
[0016]
As a second cause, it is conceivable that by covering the surface of the antenna with the polyimide resin cover 12, the probability of adsorption of reaction products on the surface of the resin cover 12 could be reduced. For comparison, a similar experiment was performed using a silicon nitride cover instead of the resin cover 12, and a conductive thin film adhered to the silicon nitride cover, and the change over time (decrease in rate) of the etch rate was observed. Was seen. Although the detailed mechanism is not clear yet, in our experiments, when resin or glass was used as the cover material, insulating deposits were observed, and when silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, or metal was used as the cover material. Showed conductive deposits.
[0017]
In the conventional inductively coupled plasma source, when the surface of the dielectric window 15 was covered with a resin cover, conductive deposits were observed. Therefore, the first factor, that is, the low electron temperature plasma source was used. Utilization of negative ions of chlorine is considered to be indispensable for suppressing conductive deposits.
[0018]
In the above-described first embodiment of the present invention, only a part of various variations regarding the shape of the vacuum vessel, the shape and the arrangement of the antenna, etc. in the applicable range of the present invention are exemplified. In applying the present invention, it goes without saying that various variations other than those exemplified here are possible.
[0019]
Further, in the first embodiment of the present invention described above, the case where the material of the resin cover is a polyimide resin has been described, but it is expected that the same effect can be obtained even if another resin is used. However, the polyimide resin is characterized in that it has few impurities among resins and has excellent heat resistance.
[0020]
Further, in the first embodiment of the present invention described above, a high-frequency voltage is supplied to the antenna through a through hole provided near the center of the dielectric plate, and provided at a part different from the center and the periphery of the dielectric plate, In addition, the case has been described where the antenna and the vacuum vessel are short-circuited by the short pin through the through-hole that is disposed substantially equally to the center of the antenna. Can be further enhanced. Needless to say, when the substrate is small, sufficiently high in-plane uniformity can be obtained without using short pins.
[0021]
Further, in the first embodiment of the present invention described above, a case where etching is performed in a state where plasma distribution on a substrate is controlled by an annular and groove-shaped plasma trap provided between an antenna and a vacuum vessel. As described above, such a configuration can further improve the uniformity of plasma. Needless to say, when the substrate is small, a sufficiently high in-plane uniformity can be obtained without using a plasma trap.
[0022]
Further, in the first embodiment of the present invention described above, the case where the high-frequency power of 100 MHz is supplied to the antenna has been described. However, the frequency is not limited to this, and the etching method using the frequency of 50 MHz to 3 GHz and In the device, the present invention is effective.
[0023]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0024]
FIG. 3 shows a sectional view of an etching apparatus used in the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, while introducing a predetermined gas from a gas supply device 2 into a vacuum vessel 1, the pump 3 serving as an exhaust device is evacuated, and while maintaining a predetermined pressure inside the vacuum vessel 1, a high frequency power supply for an antenna is used. By supplying high-frequency power of 100 MHz to the antenna 5 protruding into the vacuum vessel 1 by means of 4, plasma is generated in the vacuum vessel 1 and the substrate 7 mounted on the substrate electrode 6 is etched. Processing can be performed. Further, a high-frequency power supply 8 for the substrate electrode for supplying high-frequency power to the substrate electrode 6 is provided so that ion energy reaching the substrate 7 can be controlled. The high-frequency voltage supplied to the antenna 5 is supplied to the vicinity of the center of the antenna 5 by the power supply rod 9. Further, a plurality of portions different from the center and the periphery of the antenna 5 and the surface 1 ′ of the vacuum vessel 1 facing the substrate 7 are short-circuited by the short pins 10. A dielectric plate 11 is sandwiched between the antenna 5 and the vacuum vessel 1, and the feeder rod 9 and the short pin 10 are respectively connected to the antenna 5, the antenna high-frequency power supply 4, and the antenna 5 through through holes provided in the dielectric plate 11. And the vacuum vessel 1 '. The surface of the antenna 5 is covered with a silicon nitride cover 16, and the silicon nitride cover 16 is further covered with a plate-shaped first quartz glass cover 17 and a cylindrical second quartz glass cover 18. Has been done. Further, a groove-shaped space between the dielectric plate 11 and a dielectric ring 13 provided around the dielectric plate 11 and a groove between the antenna 5 and a conductor ring 14 provided around the antenna 5 are provided. There is provided a plasma trap 15 composed of a space in the shape of a circle. Since the plan view of the antenna 5 is the same as that of FIG. 2, the description is omitted here.
[0025]
In the etching apparatus shown in FIG. 3, when 40 substrates with a 200 nm-thick iridium film were etched, the etch rate hardly decreased, and the uniformity of the etch rates between the surfaces was as good as ± 1.21%. The etching conditions are as follows: argon / chlorine = 260/20 sccm, pressure = 0.3 Pa, antenna power = 1750 W, electrode power = 400 W.
[0026]
The reason why the decrease in the etch rate was able to be suppressed as compared with the conventional example is considered to be the same as that described in the first embodiment of the present invention. However, in the second embodiment of the present invention, the cover for covering the antenna 5 is further devised. That is, simply covering the antenna 5 with a quartz glass cover to prevent conductive deposits may cause the quartz glass cover to break due to thermal shock or the like due to insufficient strength of the quartz glass. For this reason, the cover is divided into a plate-shaped first quartz glass cover 17 and a cylindrical second quartz glass cover 18. On the other hand, if the cover is simply divided, the substrate of the harmful contaminant contained in the antenna 5 and the dielectric plate 11 is formed from the seam between the plate-shaped first quartz glass cover 17 and the cylindrical second quartz glass cover 18. 7 is inevitable. To prevent this, the antenna 5 is covered with a silicon nitride cover 16. By providing a double cover in this manner, an etching method and an apparatus capable of preventing the cover from cracking easily, free from contamination, and preventing conductive deposits have been made possible.
[0027]
In the above-described second embodiment of the present invention, only a part of various variations regarding the shape of the vacuum vessel, the shape and arrangement of the antenna, etc. in the applicable range of the present invention are illustrated. In applying the present invention, it goes without saying that various variations other than those exemplified here are possible.
[0028]
Further, in the above-described second embodiment of the present invention, the case where the material of the ceramic cover is silicon nitride has been described, but the material of the ceramic cover may be aluminum nitride. These materials are characterized by high mechanical strength and excellent corrosion resistance.
[0029]
Further, in the above-described second embodiment of the present invention, the case where the quartz glass cover is used has been described, but a resin cover may be used instead of the quartz glass cover. As the resin cover, a polyimide resin or the like can be used. Polyimide resin is characterized by having few impurities among resins and excellent heat resistance.
[0030]
Further, in the above-described second embodiment of the present invention, a high-frequency voltage is supplied to the antenna through a through hole provided near the center of the dielectric plate, and provided at a position different from the center and the periphery of the dielectric plate, In addition, the case has been described where the antenna and the vacuum vessel are short-circuited by the short pin through the through-hole that is disposed substantially equally to the center of the antenna. Can be further enhanced. Needless to say, when the substrate is small, sufficiently high in-plane uniformity can be obtained without using short pins.
[0031]
Further, in the above-described second embodiment of the present invention, a case where etching is performed in a state where the plasma distribution on the substrate is controlled by an annular and groove-shaped plasma trap provided between the antenna and the vacuum vessel. As described above, such a configuration can further improve the uniformity of plasma. Needless to say, when the substrate is small, a sufficiently high in-plane uniformity can be obtained without using a plasma trap.
[0032]
Further, in the above-described second embodiment of the present invention, a case where high-frequency power of 100 MHz is supplied to the antenna has been described. However, the frequency is not limited to this, and an etching method using a frequency of 50 MHz to 3 GHz and In the device, the present invention is effective.
[0033]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 4 shows a sectional view of an etching apparatus used in the third embodiment of the present invention. In FIG. 4, while introducing a predetermined gas from a gas supply device 2 into a vacuum vessel 1, exhaust is performed by a pump 3 as an exhaust device, and a high-frequency power supply for a coil is maintained while maintaining a predetermined pressure inside the vacuum vessel 1. By supplying a high frequency power of 13.56 MHz to the coil 19 by the method 4, a plasma is generated in the vacuum vessel 1 and the substrate 7 placed on the substrate electrode 6 can be etched. Further, a high-frequency power supply 8 for the substrate electrode for supplying high-frequency power to the substrate electrode 6 is provided so that ion energy reaching the substrate 7 can be controlled. The coil 19 is arranged on the dielectric window 20. The dielectric window 20 is covered with a polyimide resin cover 12. The coil high-frequency power supply 4 is configured to be capable of pulse modulation.
[0035]
In the etching apparatus shown in FIG. 4, 50 substrates with a 200 nm-thick iridium film were etched. As a result, the etch rate hardly decreased, and the uniformity of the etch rates between the surfaces was as good as ± 2.30%. The etching conditions are as follows: argon / chlorine = 260/20 sccm, pressure = 0.3 Pa, coil power = 2500 W, electrode power = 400 W. However, the coil power was pulse-modulated with a peak value of 2500 W and an ON time / OFF time = 50 μsec / 50 μsec.
[0036]
The reason why the decrease in the etch rate was able to be suppressed as compared with the conventional example is considered to be the same as that described in the first embodiment of the present invention. That is, the power supplied to the coil 19 is pulse-modulated to reduce the electron temperature of the plasma, and the surface of the dielectric window 20 is covered with the polyimide resin cover 12 so that the polyimide resin cover 12 This is because conductive deposits could be prevented.
[0037]
In the third embodiment of the present invention described above, only a part of various variations regarding the shape of the vacuum vessel, the shape and the arrangement of the coil, etc. in the applicable range of the present invention are exemplified. In applying the present invention, it goes without saying that various variations other than those exemplified here are possible.
[0038]
Further, in the above-described third embodiment of the present invention, the case where the material of the resin cover is a polyimide resin has been described, but it is expected that the same effect can be obtained by using another resin. However, the polyimide resin is characterized in that it has few impurities among resins and has excellent heat resistance.
[0039]
Further, in the third embodiment of the present invention described above, the case where the high-frequency power of 13.56 MHz is supplied to the coil has been described, but the frequency is not limited to this, and the etching using the frequency of 100 kHz to 50 MHz is performed. The present invention is effective in a method and an apparatus.
[0040]
Further, in the above-described third embodiment of the present invention, a case has been described in which the coil power is subjected to pulse modulation of ON time / OFF time = 50 μsec / 50 μsec. However, the pulse modulation time is not limited to this. Instead, it can be selected freely within a range where the electron temperature of the plasma can be lowered.
[0041]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0042]
FIG. 5 shows a sectional view of an etching apparatus used in the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, while introducing a predetermined gas from a gas supply device 2 into a vacuum vessel 1, the pump 3 as an exhaust device is evacuated, and while maintaining the inside of the vacuum vessel 1 at a predetermined pressure, the high frequency for cavity resonator is used. By supplying a high-frequency power of 2.45 GHz to the cavity resonator 21 from a power supply (not shown), plasma is generated in the vacuum vessel 1 and the substrate 7 placed on the substrate electrode 6 is subjected to etching. It can be carried out. Further, a high-frequency power supply 8 for the substrate electrode for supplying high-frequency power to the substrate electrode 6 is provided so that ion energy reaching the substrate 7 can be controlled. Note that the cavity resonator 21 is disposed on the dielectric window 20. The dielectric window 20 is covered with a polyimide resin cover 12.
[0043]
In the etching apparatus shown in FIG. 5, when 50 substrates with a 200 nm-thick iridium film were etched, the etch rate was hardly reduced, and the uniformity of the etch rates between the surfaces was as good as ± 1.54%. The etching conditions were as follows: argon / chlorine = 260/20 sccm, pressure = 0.3 Pa, cavity resonator power = 2000 W, electrode power = 400 W.
[0044]
The reason why the decrease in the etch rate was able to be suppressed as compared with the conventional example is considered to be the same as that described in the first embodiment of the present invention. That is, since the electron temperature of the plasma was lowered and the surface of the dielectric window 20 was covered with the cover 12 made of polyimide resin, conductive deposits on the cover 12 made of polyimide resin could be prevented.
[0045]
In the above-described fourth embodiment of the present invention, only a part of various variations regarding the shape of the vacuum vessel, the shape and the arrangement of the cavity resonator, etc. in the applicable range of the present invention are exemplified. In applying the present invention, it goes without saying that various variations other than those exemplified here are possible.
[0046]
Further, in the above-described fourth embodiment of the present invention, the case where the material of the resin cover is a polyimide resin has been described. However, it is expected that the same effect can be obtained by using another resin. However, the polyimide resin is characterized in that it has few impurities among resins and has excellent heat resistance.
[0047]
Further, in the above-described fourth embodiment of the present invention, a case has been described in which high-frequency power of 2.45 GHz is supplied to the cavity resonator. However, the frequency is not limited to this, and a frequency of 50 MHz to 3 GHz is used. The present invention is effective in the etching method and apparatus used.
[0048]
In the embodiment of the present invention described above, the case where iridium is etched has been described.However, the present invention is effective in etching noble metals such as ruthenium, platinum, iridium, rhodium, and gold, and compounds or alloys containing these noble metals. is there.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the etching method of the first invention of the present application,Evacuation is performed while gas is supplied into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Thereby generating a plasma in the vacuum chamber and processing the substrate on the substrate electrode, wherein the surface of the antenna on the substrate electrode side and the side surface thereof are covered with silicon nitride or aluminum nitride. Etching the noble metal or a substance containing the noble metal with the nitride further covered with resin or quartz glassTherefore, by suppressing the adhesion of the conductive thin film, the noble metal or the substance containing the noble metal can be etched stably.
[0050]
According to the etching method of the second invention of the present application,Evacuation is performed while supplying gas into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Thereby generating a plasma in the vacuum vessel and processing the substrate on the substrate electrode, wherein the antenna has a surface on the substrate electrode side and a side surface thereof covered with ceramic, Etch precious metal or a substance containing precious metal while covered with polyimide resin or quartz glassTherefore, by suppressing the adhesion of the conductive thin film, the noble metal or the substance containing the noble metal can be etched stably.
[0051]
Further, according to the etching method of the third invention of the present application,Evacuation is performed while gas is supplied into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. By generating plasma in the vacuum vessel, the etching method for processing the substrate on the substrate electrode, wherein a dielectric plate is sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, the antenna and the The dielectric plate has a structure protruding into the vacuum vessel, and the antenna and the surface on the substrate electrode side and the side surface of the antenna are covered with ceramic, and the ceramic contains a noble metal or a noble metal in a state covered with resin or quartz glass. Etch materialTherefore, by suppressing the adhesion of the conductive thin film, the noble metal or the substance containing the noble metal can be etched stably.
[0052]
Furthermore, the present applicationFourth inventionAccording to the etching apparatus ofA vacuum container, a gas supply device for supplying a gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, a substrate electrode in the vacuum container and on which a substrate is mounted, and provided facing the substrate electrode. An etching apparatus provided with a high-frequency power supply for supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to the antenna, wherein there is a dielectric between the antenna and the vacuum vessel, and The surface and side surfaces on the substrate electrode side are covered with silicon nitride or aluminum nitride, and any of iridium, ruthenium, platinum, rhodium and gold is covered with the silicon nitride or aluminum nitride covered with polyimide resin or quartz glass. Etch material containingTherefore, by suppressing the adhesion of the conductive thin film, the noble metal or the substance containing the noble metal can be stably etched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an etching apparatus used in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the antenna used in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of an etching apparatus used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of an etching apparatus used in a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of an etching apparatus used in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of an etching apparatus used in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 vacuum container
2 Gas supply device
3 pump
4 High frequency power supply for antenna
5 Antenna
6 Substrate electrode
7 Substrate
8 High frequency power supply for substrate electrode
9 Power supply rod
10 Short pins
11 Dielectric plate
12 Resin cover
13 Dielectric ring
14 Conductor ring
15 Plasma trap

Claims (4)

真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面を窒化シリコンまたは窒化アルミニウムで覆い、この窒化物を更に樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。Evacuation is performed while supplying gas into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Thereby generating plasma in the vacuum vessel and processing the substrate on the substrate electrode, wherein the surface of the antenna on the substrate electrode side and side surfaces thereof are covered with silicon nitride or aluminum nitride. And etching the noble metal or a substance containing the noble metal while the nitride is further covered with a resin or quartz glass. 真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面をセラミックで覆い、このセラミックを更にポリイミド樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。Evacuation is performed while supplying gas into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. Thereby generating a plasma in the vacuum vessel and processing the substrate on the substrate electrode, wherein the antenna has a surface on the substrate electrode side and a side surface thereof covered with ceramic, Furthermore , an etching method characterized by etching a noble metal or a substance containing a noble metal while covering with a polyimide resin or quartz glass. 真空容器内にガスを供給しつつ排気し、前記真空容器内を所定の圧力に制御しながら、前記真空容器内の基板電極に対向して設けられたアンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を印加することにより、前記真空容器内にプラズマを発生させ、前記基板電極上の基板を処理するエッチング方法であって、前記アンテナと前記真空容器の間に誘電板が挟まれており、前記アンテナ及び前記誘電板が真空容器内に突出した構造をなし、かつ、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及びその側面をセラミックで覆い、このセラミックを樹脂または石英ガラスで覆った状態で貴金属または貴金属を含む物質をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。Evacuation is performed while supplying gas into the vacuum vessel, and high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz is applied to an antenna provided opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel while controlling the inside of the vacuum vessel to a predetermined pressure. By generating a plasma in the vacuum vessel, an etching method for processing a substrate on the substrate electrode, wherein a dielectric plate is sandwiched between the antenna and the vacuum vessel, the antenna and the The dielectric plate has a structure protruding into the vacuum vessel, and the antenna and the surface on the substrate electrode side and the side surface of the antenna are covered with ceramic, and the ceramic contains a noble metal or a noble metal in a state covered with resin or quartz glass. An etching method characterized by etching a substance. 真空容器と、真空容器内にガスを供給するガス供給装置と、真空容器内を排気する排気装置と、真空容器内にありかつ基板を載置する基板電極と、前記基板電極に対向して設けられたアンテナと、前記アンテナに周波数50MHz乃至3GHzの高周波電力を供給する高周波電源とを備えたエッチング装置であって、前記アンテナと前記真空容器との間に誘電体があり、かつ、前記アンテナのうち前記基板電極側の表面及び側面を窒化シリコンまたは窒化アルミニウムで覆い、更にこの窒化シリコンまたは窒化アルミ
ニウムをポリイミド樹脂または石英ガラスで覆った状態で、イリジウム,ルテニウム,白金,ロジウム及び金の何れかを含む物質をエッチングすることを特徴とするエッチング装置。
A vacuum container, a gas supply device for supplying gas into the vacuum container, an exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, a substrate electrode in the vacuum container and on which a substrate is mounted, and provided facing the substrate electrode. An etching apparatus provided with a specified antenna and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power having a frequency of 50 MHz to 3 GHz to the antenna, wherein a dielectric is provided between the antenna and the vacuum vessel, and The surface and side surfaces on the substrate electrode side are covered with silicon nitride or aluminum nitride, and any of iridium, ruthenium, platinum, rhodium and gold is covered with the silicon nitride or aluminum nitride covered with polyimide resin or quartz glass. An etching apparatus characterized by etching a substance containing the same.
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