JPH01196827A - プラズマエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラズマエツチング方法に関するものである
。

（従来の技術） 素子の微細化につれて、基板を高精度、微細に加工する
技術が開発されている。現在、基板のエツチング加工に
は、ドライエツチングが用いられている。

ドライエツチング装置は、大きく円筒型ドライエツチン
グ装置と平行平板型ドライエツチング装置に分けること
ができる。

円筒型ドライエツチング装置は等方性エツチングとなり
、一方、平行平板型ドライエツチング装置は異方性エツ
チングができるため、微細なエツチング加工に適してい
る。ドライエツチングは減圧下で反応性ガスを流し、高
周波電力や光などのエネルギーを印加して、活性化した
反応性ガスによって基板をエツチングする。高周波電力
を用いたドライエツチングは１反応性ガスをプラズマ状
態にし、その活性種を用いて基板をエツチングする。こ
のとき、所望のエツチングパターンを形成するためには
、ガス種、ガス圧力、ガス流量、高周波電力、電極間隔
、電極材料等を変えてパターン形状を制御する。

平行平板型ドライエツチング装置でのプラズマは、第５
図（ａ）に示すように、上部電極１０と下部電極１１の
間で生成される。また、プラズマは電圧降下のないプラ
ズマ本体部１２と電圧降下のある２つのシース部１３．
１４から形成されている。第５図（ｂ）に上部電極と下
部電極間の電圧分布を示す。

プラズマ本体部で生成された中性粒子はチャンバ−内を
自由に移動することができるが、イオンはシース部の電
界で加速され、電極に到達する。電極にエツチング基板
を乗せてプラズマを発生した場合、第６図に示すように
、基板部分のシース形状が、変化する。また、基板側面
では電界集中１５が起こる。このため、基板面のエツチ
ングレートは基板周辺部が速く、中心に向かうにつれて
遅くなる。このようにドライエツチングでは、基板をエ
ツチングする場合、基板周辺部のエツチングレートは速
く、中心に向かうにつれて遅くなる欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 上記のドライエツチングでは、基板をエツチングする場
合、基板側面に電界集中が起こり、基板周辺部のエツチ
ングレートが速くなり、中心に向かうにつれて遅くなる
欠点があった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、ドライエツチン
グにおいてエツチングレートが速く、基板面内で均一な
エツチングが可能となるプラズマエツチング方法を提供
することである。

（課題を解決するための手段） 本発明のプラズマエツチング方法は、平行平板型プラズ
マドライエツチング装置のエツチング基板側電極下に、
基板面内の位置によって磁界強度の異なる磁界を与えて
エツチングするものである。

（作　用） 本発明を用いることで、ドライエツチングにおいて、エ
ツチングレートが速く、基板面内で均一なエツチングが
可能となる。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
する。

第１図は、本発明の平行平板型プラズマドライエツチン
グ装置の概略図である。同図において。

上部電極１はステンレスのパンチングメタルを用いアー
ス２されている。下部電極３は高周波電源４に接続され
たステンレス板５上に石英板６を置いたものを用いてい
る。エツチング基板７は下部電極３上に置く。エツチン
グ基板７には、７．６２■（３インチ）のシリコンウェ
ハーを用いた。

第２図（ａ）は、磁界発生用コイルの外観図である。コ
イルはアルミナで絶縁コートした銅線８を渦巻き状に巻
いて下部電極ステンレス中に取り付ける。銅線の直径は
１ｍａφで、１０回巻いている。

第２図（ｂ）に、下部電極３の断面と銅線８に電流を流
したときに生じる磁界９を示す。図中の■印は電流が紙
面表面から裏面へ、○印は電流が紙面裏面から表面へ流
れていることを示す。実験では電流値ＩＡを流した。エ
ツチング条件は、ガスにＣＦ４＋１０％０□混合ガス、
ガス圧力５０ｍＴｏｒｒ、ガス流量５０ｓｅｃｍ、　Ｒ
Ｆ　電力１５０Ｗ、電極間距離５０ｆｆＩ１１、エツチ
ング時間５　ｍｉｎで行った。エツチング基板はシリコ
ンウェハー上にレジストパターンを形成し、このレジス
トパターンをマスクに下地シリコンをエツチングした。

第２図（ｃ）は、第２図（ｂ）の電極左端からの距離に
対する磁界強度の関係を示す。図のように、磁界は電極
周辺部で小さく、中心に向かうにつれて磁界強度は大き
くなる。磁界強度は銅線に流す電流値を変えて制御する
ことができる。また、磁界の分布は銅線の巻数と形状で
変えることができる。

第３図に、従来のドライエツチング方法と本発明方法で
エツチングした場合のウェハ一端からの位置に対するエ
ツチングレートの関係を示す。従来の方法では、基板面
内のエツチングレートの均一性が悪いのに対し、本発明
方法では、基板面内のエツチングレートの均一性がよく
、従来の方法に比べてエツチングレートが速くなってい
る。

第４図は、銅線に流す電流値に対するエツチングレート
の関係を示す。電流値が増すにつれてエツチングレート
が増加する。

（発明の効果） 本発明によれば、ドライエツチングにおいて、エツチン
グレートが速く、基板面内で均一なエツチングが可能と
なり、その実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるドライエツチング装
置の概略図、第２図は同磁界発生コイルの構造と磁場の
説明図、第３図は従来の方法と本発明方法を用いたとき
の基板面内のエツチングレートの比較図、第４図はコイ
ル電流値に対するエツチングレートの関係を示すグラフ
、第５図は従来のドライエツチング装置の概略図、第６
図はプラズマ中に基板を置いたときのシースの変化と電
界集中の説明図である。 １・・・上部電極、　２・・・アース、　３・・・下部
電極、　４・・・高周波電源、　５・・・ステンレス板
、　６・・・石英板、　７・・・エツチング基板、　８
・・・銅線、　９・・・磁界。 特許出願人　松下電子工業株式会社 第１図 第２図 （ａ） 第２図 （ｂ） 電檜左陣ケうめ距離（ｃｍ） 第３図 斗 ｔｅｈｓかうのＪｕＡｉ（ｃｍ） 第４図 Ｍ芥の電ａ値（Ａ） （ｂ） 第６図 １１下部電鰭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平行平板型プラズマドライエッチング装置のエッチン
   グ基板側電極下に、基板面内の位置によって磁界強度の
   異なる磁界を与えてエッチングすることを特徴とするプ
   ラズマエッチング方法。