JPH0277123A - プラズマ処理方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ドライエツチング方法に関する。

（従来の技ｔ／＃） 集積回路技術は、高集積化を常に追いかけ、既にＩＭの
メモリーが市販され、開発では４Ｍ、１６Ｍが焦点にな
っている。この超集積化を達成するための開発要素のひ
とつにシリコントレンチエツチングが要求されている。

このシリコントレンチエツチングは、ＩＣの集積度の向
上に伴い、素子分離、あるいはキャパシタ・セルの２次
元的面積を縮小させるのにぜひとも必要な技術となって
きた。このトレンチエツチングの一手段としてトライオ
ードエツチャーが注目されていることは当業者において
周知である。例示すれば、特公昭５７−４４７４９号公
報などに記載されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、高アスペクト比のトレンチエツチングを
実行すると、アンダーカットの発生、Ｓｉブラックの発
生、側壁の荒れ、ボーイングの発生等の問題があった。

さらに、形状に関しても、テーバ角の制御及びラウンド
エツチング等の所望のトレンチ形状を満足させる必要が
あった。

本発明は、上記点に対処してなされたもので、高エツチ
ングレート、高選択比を維持しつつ、且つ良好なトレン
チエツチング形状を実行できるドライエツチング方法を
提供するものである６〔発明の構成〕 （８題を解決するための手段） この発明は、エツチングガスをプラズマ化してエツチン
グする工程中に上記プラズマを間欠的に発生させること
によりトレンチエツチングすることを特徴とするもので
ある。

（作用効果） プラズマを間欠的に発生させることにより、トレンチ内
部での副生成物や残留ガスと、主エッチャントガスの置
換時間を設けることができ、その為に副生成物や残留ガ
スの影響を低減でき、常にトレンチ内部にフレッシュな
主エッチャントガスを供給することにより、トレンチエ
ツチングのトレンチ形状を所望する良好な形状に制御す
ることが可能となる。

（実施例） 次に本発明をトライオードエツチャーによるドライエツ
チングに適用した一実施例を図面を参照して説明する。

気密容器（１）例えばＡＱｆＪｊ５の方形状容器が用い
られる。この容器■は１反応ガスに対して応答しないよ
うに表面加工例えばアルミナ（ＡＩ２２０３）面に加工
されている。このような容器ω内には、プラズマを発生
するため３つの電極■（３）（イ）が対向配置される。

すなわち、上下方向には円板状筒−及び第二の電極■■
が設けられ、これらの電極板（２）０間には中間電極（
イ）が配置される。上記第−及び中間電極■（イ）はメ
ツシュ構造となっており、ガスが通過可能な構造となっ
ている。これら各電極■■０）には気密容器（υ外から
動作電圧が印加される如く構成されている。例えば第−
及び第二の電極■（■と中間電極０）間には高周波電力
例えば１３．５６ＭＨｚが印加される。この高周波電力
は上記第−及び第二の電極■■に夫々接続した高周波電
源■０により供給される。また上記高周波電源■■には
夫々パルス発振機■（８）が接続されており、このパル
ス発振機■（８）の発振するパルスに基づいて各電極■
■０）に高周波電力が印加するように制御されている。

さらに、これら各電極■■０）間にエツチングに寄与す
るガス等を供給するごとく、ガス導入パイプ■）が上記
容器■に結合されている。また、上記第−及び中間電極
■０）はメツシュ構造となっており、上記ガス導入パイ
プ（９）により供給されたガスは。

上記メツシュ構造の第−及び中間電極■（イ）を通過し
第二の電極■上に設置した被処理体例えば半導体ウェハ
（１０）表面に供給可能とされている。さらに、この容
器（υのガスを排気するため、排気ダクト（１１）が上
記容器（ト）に結合されてトライオードエツチャーが構
成されている。

更に、上記ウェハ（１０）の第二の電極■上への搬入、
及び上記電極■からの搬出時、上記電極■及び上記中間
電極に）間の間隔を広くするように、相対的に移動可能
な構造としてもよい。更に、上記ウェハ（１０）と第二
の電極０表面との密着率を高めるために、第二の電極■
の表面中心部が突出した状態の曲率を有する構造とし１
周辺部をリング状の抑圧機構で上方から押圧するように
してもよい。

次に、上記トライオードエツチャーによるエツチング方
法を具体的に説明する。

被処理体例えばシリコン半導体ウェーハ（１０）を上記
第二の電極■上に搬入する０次に、ガス導入パイプ（９
）から、エツチング反応ガス例えばＳＦ６ガス流量１１
００５ＣＣ，０□ガス流量８０ＳＣＣＭ、及びに「ガス
流量１５０５ＣＣＭを上記容器■内に供給し、気密容器
０）内圧力を一定圧力例えば０．６７ＯＲＨに保つ。こ
の時、供給ガスは上記の様に第一の電極■を通過し更に
、中間電極（イ）を通過して第二の電極■上のウェハ（
１０）に供給され、排気ダクト（１１）により排気され
る。またこの時、中間電極（４）に対し第−及び第二の
電極■■に、夫々１３．５６ＭＨ１の高周波電力例えば
第一の電極■に４００Ｗ　、第二の電極■に２００Ｗを
高周波電源■０から印加する。この高周波電力は夫々パ
ルス発振機Ｃ７１（８）により高周波電力の出力時間、
停止時間を第２図に示すように夫々所望する時間に制御
される。

この間欠操作の影響によるトレンチエツチング形状を第
３図に示す。

（ａ）図は、プラズマを連続的に発生した場合を示し、
（ｂ）図は、例えばプラズマの発生を３．８ｍ’Ａｅｃ
　＋プラズマの停止を３．８ｍ５ｅｃの繰り返し操作、
（ｃ）図は、同様に例えばプラズマの発生を５　ｍ５ｅ
ｃ　＋プラズマの停止を５　ｍ５ｅｃ、　（ｄ）図は、
プラズマの発生を７，５ｎ＋ｓｅｃ、停止？、５　ｎ＋
ｓｅｃの各々の操作を繰り返した場合を示している。上
記（ａ）図は、アンダーカット及びＳｉブラックが発生
している。次に（ｂ）図の様に、パルス放電を行うこと
により、アンダーカット及びＳ】ブラックの減少が見ら
れ、（Ｃ）図になると、Ｓｉブラックは消滅したが、ア
ンダーカッ１−はまだ少し発生している。さらに（ｄ）
図では、アンダーカット及びＳｉブラックが消滅し。

良好な形状が得られている。

この図から判るように、プラズマの発生を間欠的に実行
することにより低温プラズマを用いた異方性トレンチエ
ツチングのトレンチ形状を改善することができる。

上記実施例では、パルス制御によるプラズマの間欠放電
をデユーティ−比１：１　（プラズマの発生：プラズマ
の停止）として説明したが、これに限定するものではな
く、また、第１の電極、第２の電極を同時にパルス制御
を行ったが、一方の電極のみを制御してもよく、各種プ
ロセスに順応させ、自由に最適値を決定できる。

さらに、上記実施例では、トライオードエツチャーにつ
いて説明したが、２極エツチヤーでもＥＣＲエツチャー
でもプラズマ放電を用いたエツチャーであれば何れにも
適用することができる。

以上述べたようにこの実施例によれば、エツチングガス
をプラズマ化してエツチングする工程中に、パルス発振
等による制御により上記プラズマを間欠的に発生させる
ことにより、トレンチ内部での副生成物や残留ガスと、
主エッチャントガスの置換時間を設けることができ、そ
の為に副生成物や残留ガスの影響を低減でき、常にトレ
ンチ内部にフレッシュな主エッチャントガスを供給する
ことにより、トレンチエツチングのトレンチ形状を所望
する良好な形状に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するためのトレン
チエツチャー構成図、第２図は第１同高周波電源に対す
るパルス発振機の出力波形説明図、第３図は第１図方法
によるトレンチエツチングの溝形状説明図である。 １・・・容器　　　２．３．４・・・電極５．６・高周
波電源　　７，８・・・パルス発振機特許出願人　東京
エレクトロン株式会社第２図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） 第 （ｃ）　　　　　　　　　（ｄ） ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エッチングガスを導入し、プラズマ雰囲気中でのドライ
   エッチングをする工程中、上記プラズマを間欠的に発生
   させることを特徴とするドライエッチング方法。