JPH03218627A - プラズマエッチング方法及び装置 - Google Patents

プラズマエッチング方法及び装置

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JPH03218627A
JPH03218627A JP2029582A JP2958290A JPH03218627A JP H03218627 A JPH03218627 A JP H03218627A JP 2029582 A JP2029582 A JP 2029582A JP 2958290 A JP2958290 A JP 2958290A JP H03218627 A JPH03218627 A JP H03218627A
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plasma etching
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Hironori Kawahara
川原　博宣
Yoshinao Kawasaki
義直 川崎
Hitoaki Sato
佐藤　仁昭
Ryoji Fukuyama
良次 福山
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Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、プラズマエッチング方法及び装置に係り、特
に半導体素子基板等の試料をエッチングするのに好適な
プラズマエッチング方法及び装置に関するものである。
［従来の技術］ 近年、半導体装置の高集積化に伴い、パターンの微細化
が急激に進んでいる。
従来、１μｍ前後の微細なパターンを精度良くエッチン
グする技術として、試料に入射するイオンエネルギを制
御することが行われていた。この技術としては、特開昭
６１−１３６２５号公報，特公昭６１−４１１３２号公
報等が知られている。
なお、これらの技術は、１μｍ前後の微細なパタ７ンの
エッチングや高品質な膜の形成に有効なものとして述べ
られている。
現在、従来の１μｍ前後のパターンよりもさらに微細な
パターンをエッチングする技術として、例えば、特開昭
６０−１５．８６２７号公報に記載のように、試料台に
冷却装置を設け、試料を水温以下の温度に冷却してエッ
チング処理（以下、「低温エッチング」と言う。）する
ものが知られている。これによれば、ラジカル等の中性
粒子と固体との反応が抑制され、深さ方向のエッチング
速度を低下させることなく、サイドウオールにおけるサ
イドエッチング量を極めて小さくすることができるので
、微細パターンのエッチングに有効であるとされている
。
なお、この種の低温エッチングに関するものとしては、
例えば、特開昭６３−１２８６３０号公報，特開昭６３
−１１５３３８号公報，特開昭８３−１７４３２２号公
報等が挙げられる。
なお、本願発明に関係するものとして、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ
ｅｎｔ　Ｎｏ．４，６２２，０９４およびＵ．Ｓ．Ｐａ
ｔｅｎｔ　Ｎｏ．４，７９５，５２９が挙げれる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記前者のイオンエネルギを制御する技術は、イオンエ
ネルギを大きくすればイオンによるスバッタエッチング
が主体となって、異方性のエッチング処理が可能となる
。しかしながらその反面、イオン衝撃によるダメージが
大きくなること、および被エッチング物の下地との選択
比が小さくなるという問題があった。
逆に、イオンエネルギを小さくすればダメージがなく選
択比の大きいエッチング処理が可能となる。しかしなが
らその反面、イオンによるスパッタエッチングの量が減
少するのでエッチング時間が長くなり、これに伴って、
ラジカル等の中性粒子による等方性のエッチング時間が
延びて、サイドエッチされてしまうという問題があり、
さらに微細化するパターンのエッチング処理への適用は
難しかった。
上記低温エッチング技術は、さらに微細化されたパター
ンを異方性良くエッチングする上で大変に有効な技術で
ある。しかしながら，本願発明者等によるさらに実用化
のための実験によって、低温エッチングを実施するに当
たって次のような間運が生じることが分かった。
試料を低温に冷却してエッチング処理を行うと、中性粒
子と固体との反応が抑制され、エッチングが鈍くなる。
これにより、被エッチング物によっては、反応生成物と
して被エッチング物と反応して蒸発すべきものが被エッ
チング面に付着して残ったり、エッチングされるべきも
のがエッチングされずに残ったりして、被エッチング面
に残渣を生じることが判明した。
本発明の目的は、低温エッチングにおいて、残渣なく異
方性でかつ高選択なエッチング処理を行うことのできる
プラズマエッチング方法及び装置を提供することにある
。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的の方法を達成するために、試料を水温以下の温
度に冷却し、該試料をガスプラズマによってエッチング
処理する際に、試料に向けてガスプラズマ中のイオンを
加速させる加速電圧を繰り返し変化させるものである。
また、上記目的の装置を達成させるために、試料を水温
以下の温度に冷却し、該試料をガスプラズマによってエ
ッチング処理する装置において、試料に向けてガスプラ
ズマ中のイオンを加速させる加速電圧を繰り返し変化さ
せる手段を設けたものである。
また、上記目的の方法を達成させるために、試料を水温
以下の温度に冷却する工程と、減圧下でガスプラズマを
発生させる工程と、ガスプラズマを利用して冷却された
試料をエッチング処理する工程と、試料に向けてガスプ
ラズマ中のイオンを加速させる加速電圧を付与する工程
と、加速電圧をエッチングの処理中に繰り返し変化させ
る工程とを有するものである。
また、上記目的の装置を達成させるために、真空容器と
、真空容器内を減圧排気する排気手段と、真空容器内に
処理ガスを供給するガス供給手段と、真空容器内に供給
された処理ガスをプラズマ化するプラズマ化手段と、真
空容器内に設けられた試料台を水温以下の温度に冷却す
る冷却手段と、試料台に配置された試料に向けてガスプ
ラズマ中のイオンを加速させる加速電圧を付与する電圧
付与手段と、該電圧付与手段によって付与される加速電
圧を繰り返し変化させる制御手段とを設けたものである
。
さらに、上記目的の装置を達成させるために、真空容器
と、真空容器内を減圧排気する排気手段と、真空容器内
に処理ガスを供給するガス供給手段と、真空容器内に供
給された処理ガスをプラズマ化するプラズマ化手段と、
真空容器内に設けられた試料台を水温以下の温度に冷却
する冷却手段と、試料台にバイアス電圧を付与するバイ
アス印加手段と、該バイアス印加手段によって試料台に
付与されるバイアス電圧を繰り返し変化させる制御手段
とを設けたものである、 ［作　　用］ 真空容器と、真空容器内を減圧排気する排気手段と、真
空容器内に処理ガスを供給するガス供給手段と、真空容
器内に供給された処理ガスをプラズマ化するプラズマ化
手段と、真空容器内に設けられた試料台を水温以下の温
度に冷却する冷却手段と，試料台に配置された試料に向
けてガスプラズマ中のイオンを加速させる加速電圧を付
与する電圧付与手段と、該電圧付与手段によって付与さ
れる加速電圧を繰り返し変化させる制御手段とを設け、
試料を水温以下の温度に冷却し、該試料をガスプラズマ
によってエッチング処理する際に、試料に向けてガスプ
ラズマ中のイオンを加速させる加速電圧を繰り返し変化
させることにより、エッチング面に入射されるイオンの
量が多くなったり少なくなったり変化するので、低温に
冷却されたエッチング面での残渣、特に、側壁部での残
渣はイオンの量が多くなったときに異方性をもって除去
され、また、低温に冷却されたエッチング面の底面はイ
オンの量が少なくなったときに選択比を太き《してエッ
チングされる。これにより、エッチング面の側壁部での
残渣を除去しながら選択比の大きい異方性の低温エッチ
ングができる。
また、真空容器と、真空容器内を減圧排気する排気手段
と，真空容器内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
真空容器内に供給された処理ガスをプラズマ化するプラ
ズマ化手段と、真空容器内に設けられた試料台を水温以
下の温度に冷却する冷却手段と、試料台にバイアス電圧
を付与するバイアス印加手段と、該バイアス印加手段に
よって試料台に付与されるバイアス電圧を繰り返し変化
させる制御手段とを設け、試料を水温以下の温度に冷却
し、該試料をガスプラズマによってエッチング処理する
際に、試料台に付与されるバイアス電圧を繰り返し変化
させることにより、試料のエッチング面に向かって入射
するガスプラズマ中のイオンの量が多くなったり少なく
なったり変化するので、低温に冷却されたエッチング面
での残渣、特に、側壁部での残渣はイオンの量が多くな
ったときに異方性をもって除去され、また、低温に冷却
されたエッチング面の底面はイオンの量が少なくなった
ときに選択比を大きくしてエッチングされる。これによ
り、エッチング面の側壁部での残渣を除去しながら選択
比の大きい異方性の低温エッチングができる， 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図により説
明する。
第１図は、プラズマエッチング装置として、この場合、
マイクロ波エッチング装置を示す。マイクロ波エッチン
グ装置は、試料台を内設した真空処理室と、真空処理室
へマイクロ波を導入する導波管と、マイクロ波を発生す
るマイクロ波源と、真空処理室内に磁場を発生させる磁
界発生手段と、真空処理室内に処理ガスを供給する処理
ガス供給装置と、真空処理室内を所定圧力に減圧排気す
る排気装置と、試料台を低温に冷却する冷却装置と、試
料にプラズマ中のイオンを引き込む手段、この場合、試
料台にバイアス電圧を付与するバイアス印加手段とから
構成される。
真空処理室は、この場合、容器１０と放電管１４とから
成る。容器１０は上部外周にフランジ１１を有し、上部
内側は開放されいる。該開放部を覆うように放電管１４
がフランジ１１に気密に取り付けられ、容器１０内部と
連通した空間が形成される。放電管１４はその形状が、
この場合、略半球形である。容器１０は、この場合、ス
テンレス鋼で形成され、また、放電管１４は石英で形成
されている。
導波管は、この場合、矩形断面の導波管３１と円形断面
の導波管３２とから成る。放電管１４の外側には、放電
管ｌ４を囲んで導波管３２が設けられている。
導波管３２には導波管３１がつながり、導波管３１の他
端にはマイクロ波源であるマグネトロン３０が設けられ
ている。導波管３２の外側には、導波管３２を囲んで磁
界発生手段である電磁コイル４０が環装されている。
処理ガス供給装置は、この場合、流量制御弁５ｌと処理
ガス源５０とから成る。処理ガス源５０は流量制御弁５
１を介して、この場合、フランジ１１内に設けられたガ
ス導入路ｌ２に接続されている。
排気装置は、この場合、圧力調整弁６１と真空ポンプ６
０とから成る。真空ポンプ６０は圧力調整弁６１を介し
て、この場合、容器１０底部に設けられた排気口ｌ３に
接続されている。
容器１０の底部には、該底部を貫通し、絶縁材２３を介
して試料台２０が設けられている。絶縁材２３は、この
場合、電気的に絶縁であり、また、熱的に断熱性能の良
いものと成っている。試料台２０上面と放電管１４との
間には、空間１５が形成されている。
試料台２０上面には図示を省略した搬送装置によって試
料であるウエハ２４が配置可能であり、ウエハ２４は空
間１５に面してウエハ２４の処理面を向けて略水平に配
置される。
冷却装置は、この場合、試料台２０の内部に形成された
冷媒流路２１と冷媒供給装置７０とから成る。
冷媒流路２１の出入口は容器１０底部から突出させた試
料台２０の端部に設けてある。冷媒流路２１には冷媒供
給管７１および冷媒戻り管７２を介して冷媒供給装置７
０が接続されている。
バイアス印加手段は、この場合、高周波電源８０と制御
装置８１と整合器８２とから成る。高周波電源８０の一
方は整合器８２を介して試料台２０に接続され、他方は
接地されている。制御装置８ｌは高周波電源８０につな
がれている。
制御装置８１は、この場合、予めプログラムされた高周
波電力の制御信号を高周波電源８０に出力し、高周波電
源８０によって試料台２０へ印加される高周波電力の値
をウエハ２４のエッチング中に変化させる機能を有する
。
なお、１６はアース電極で、試料台２０から離れてその
周りに配置され、この場合、容器１０を介して接地され
ている。２２はヒータで、試料台２０の上面と冷媒流路
２１との間に設けられている。ヒータ２２は図示を省略
した電源装置に接続している。また、電源装置はヒータ
２２への出力を制御可能なものとなっている。
このように構成されたプラズマエッチング装置において
、ウエハのエッチング処理は、次のようにして行われる
。
まず、容器１０および放電管ｌ４内の空間は、真空ボン
プ６０および圧力調整弁６１によって所定圧力に減圧排
気される。次に、図示を省略した公知の搬送手段によっ
て空間１５内に、ウエハ２４が、この場合、１個搬入さ
れ、搬入されたウエハ２４は、被エッチング面を上向き
にして試料台２０の上面に配置される。配置されたウエ
ハ２４は、図示を省略した静電吸着装置または機械的な
クランプによって試料台に保持される。
一方、冷媒供給装置７０によって冷媒供給管７１を介し
て冷媒流路２１に冷媒を供給し、冷媒流路２１を出た冷
媒を冷媒戻り管７２を介して回収する。これによって、
試料台２０が冷却され、試料台２０を介してウエハ２４
が冷却される。このとき、ウエハ２４はヒータ２２によ
って所定の温度に制御される。この場合、ウエハ２４は
、反応生成物の蒸気圧が空間１５内のエッチングガス圧
力以下となる温度に保持される。なお、このとき、ウエ
ハ２４と試料台２０との間にヘリウムガス等の伝熱ガス
を供給することにより、さらにウエハ温度の制御性が良
くなる。
また、一方、減圧排気された空間１５に流量制御弁５ｌ
およびガス導入路ｌ２を介して処理ガス源５０から所定
流量のエッチングガスを導入する。空間１５に導入され
たエッチングガスの一部は、真空ボンプ６０によって排
気される。これによって、空間１５の圧力は所定のエッ
チング圧力に調節される。
次に、マグネトロン３０によって、この場合、２，４　
５ＧＨｚのマイクロ波を発振する。該発振されたマイク
ロ波は、導波管３ｌおよび３２内を伝播し、放電管１４
内に入射される。また、電磁コイル４０に所定量の通電
を行い、磁界を発生させる。
これにより、放電管１４内に磁界が形成され、マイクロ
波電界と磁界との相乗作用によって放電管１４内のエッ
チングガスが励起されて、空間１５にプラズマが発生す
る。
該発生したプラズマによって、所定の温度で試料台２０
に保持されたウエハ２４の被エッチング面がエッチング
処理される。このとき、ウエハ２４のエッチング処理中
に高周波電源８０によって試料台２０に、この場合、２
　Ｍ　Ｈ　ｚの高周波電力を印加する。
また、制御装置８ｌからの制御信号によって、高周波電
源８０からの高周波電力の出力を変化させる。
例えば、ある範囲内で肩期的に出力を変化させる．この
ときのエッチング処理の例としては、例えば、下地が酸
化膜で、被エッチング物がＡΩ一Ｃｕ−Ｓｉ膜で、マス
クがホトレジストであるウエハ２４の処理の場合につい
て述べる。エッチングガスには、側壁保護膜形成用ガス
を含まない塩素系ガスを用いる。ウエハ２４の温度はー
ｌＯ℃である。高周波電力は、この場合、９０Ｗおよび
４０Ｗで、第２図に示すように所定時間ｔ．、この場合
、１秒毎に周期的に変化させる。これによって、試料台
２０には第３図に示すように時間ｔ，で周期的に出力が
変わる高周波電力が印加され、これに伴ってバイアス電
圧Ｖ，，　Ｖ，が発生する。このバイアス電圧によって
ウエハ２４側にプラズマ中のイオンが引き込まれ、エッ
チング処理が行われる。
このようにしてエッチングした場合、下地酸化膜との選
択比は２０となり、ホトレジストとの選択比は３．５と
なり大きな選択比が得られ、さらにサイドエッチおよび
残渣のないエッチングを達成することができた。第２図
において、時間ｔ，はエッチングの終了時である。
なお、ウエハ２４の温度が常温（約２０℃）で、高周波
電力の出力が９０Ｗの場合には、エッチング速度が１０
００ｎｍ／ｍｉｎ、下地酸化膜との選択比が１３で、ホ
トレジストとの選択比が２．５で、異方性にしかも一応
残渣なくエッチングができた。しかし、下地酸化膜およ
びホトレジストとの選択比が不十分であった。
そこで、異方性を得るためにウエハ２４の温度を−１０
℃とし、選択比を上げるために高周波電力を４０Ｗに下
げると、この場合には、下地酸化膜との選択比は２５と
なり、ホトレジストとの選択比は５となりそれぞれ向上
した。しかしながら、この条件では残渣が発生した。
上記のようにエッチング処理の間、試料台２０を冷却、
すなわち、ウエハ２４を冷却し、高周波電源８０の出力
を変化させることによって、残渣がなく異方性でかつ選
択比の大きい良好なウエハ２４のエッチング処理が行え
る。
このことについて考えてみると、まず、ウエハ２４のエ
ッチング中においては何種類かの反応生成物ができ、異
方性良くエッチングするためにはこれらの反応生成物の
最も蒸気圧が低いものの温度にウエハ温度を設定する必
要がある。このため、十分にエッチングされずに残渣す
るものが出てくるものと思われる。この残渣は被エッチ
ング物の側壁および底面に表れる。被エッチング物の底
面の残渣は、プラズマ中のイオンによって除去される。
しかし、被エッチング物の側壁の残渣は、プラズマ中の
イオンの入射量が少ないと十分に除去されない。
なお、プラズマ中のイオンはバイアス電圧によってウエ
ハ２４側へ引き寄せられウエハ２４側に入射する。この
場合、バイアス電圧は試料台に高周波電力を印加するこ
とによって発生する。このため、高周波電力を大きくし
てバイアス電圧を上げ、イオンの入射量を多くする。こ
れにより、被エッチング物の側壁の残渣も除去される。
しかしながら、バイアス電圧を上げることによりイオン
の入射エネルギも大きくなっているので、被エッチング
物と下地またはレジストとの選択比が小さくなってしま
う。
しかし、本実施例のように高周波電力の出力を変化させ
ることによって、高いバイアス電圧で残渣を除去する間
と、低いバイアス電圧で選択比を下げずにエッチング処
理する間と交互に切り替えられるので、残渣がなく異方
性でかつ選択比の大きいエッチング処理が可能になるも
のと考えられる。
このようにして、ウエハ２４のエッチング処理が終了し
たならば、その時点でマグネトロン３０からのマイクロ
波の発振，電磁コイル４０への通電，高周波電源８０の
作動，制御装置８１からの制御信号の出力および空間１
５へのガス導入をそれぞれ停止させる。その後、エッチ
ング処理済みのウエハ２４は、図示を省略した搬送手段
によって空間１５から外へ搬出される。また、真空処理
室内へは、未処理のウエハ２４が前述のようにして搬入
され、前述の処理と同様にしてエッチング処理が行われ
る。
以上、本実施例によれば、低温エッチングによる処理に
おいて、試料台２０に印加する高周波電力の出力を周期
的に変えることによって，バイアス電圧が周期的に変わ
り、プラズマ中のイオンの量が適切に変わって、被エッ
チング面の残渣の除去と高選択なエッチング処理とが交
互に行われるので、残渣なく異方性でかつ高選択なエッ
チング処理を行うことができる。
次に、本発明の第２の実施例を第４図ないし第６図によ
り説明する。
第４図は、マイクロ波プラズマエッチング装置を示す。
本図において第１図と同一部材は同符号で示し、説明を
省略する。本図が第１図と異なる点は、高周波電源８０
とともに直流電源８３を有し、この場合は、制御装置８
ｌによって直流電源８３の出力を制御するようになって
いる点である。なお、８４は高周波遮断器である。直流
電源８３の一方は高周波遮断器８４を介して試料台２０
に接続され、他方は接地されている。制御装置８１ａは
直流電源８３につながれている。
このように構成した装置においては、ウエハ２４のエッ
チング処理中に、高周波電源８０によって試料台２０に
一定の高周波電力を印加するとともに、直流電源８３に
よって試料台２０に直流電圧を印加する。また、このと
き、制御装置８１ａからの制御信号によって、直流電源
８３からの直流電圧の出力を変化させる。この場合、制
御装置８１ａからは、第５図に示すように時間１，で周
期的に変化する制御信号を直流電源８３に出力する。こ
れによって、試料台２０には第６図に示すように、時間
１，で周期的に変わるバイアス電圧Ｖ，，　Ｖ，が印加
され、これに乗じて、一定の大きさの高周波電圧が印加
される。このようにして、前記一実施例と同様にエッチ
ング処理が行われる。
以上、本第２の実施例によれば、直流電源８３と制御装
置８１ａとによって、バイアス電圧を周期的に変えられ
るので、前記一実施例と同様の効果が得られる。
次に、本発明の第３の実施例を第７図および第８図によ
り説明する。
第７図は、マイクロ波プラズマエッチング装置を示す。
本図において第１図と同一部材は同符号で示し、説明を
省略する。本図が第１図と異なる点は、高周波電源８０
とともに交流発生源８６を有し、この場合は、制御装置
８ｌｂによって交流発生源８６の出力を制御するように
なっている点である。なお、８５は合成器で、高周波電
源８０と交流発生源８６との出力を合成するものである
。交流発生源８６の一方は合成器８５を介して試料台２
０に接続され、他方は接地されている。制御装置８ｌｂ
は交流発生源８６につながれている。
このように構成した装置においては、ウエハ２４のエッ
チング処理中に、高周波電源８０によって試料台２０に
高周波電力を印加するとともに、交流発生源８６によっ
て試料台２０に交流電圧を印加する。
また、このとき、制御装置８ｌｂからの制御信号によっ
て、交流発生源８６から出力される交流電圧の周波数お
よび電圧を変化させる。この場合、試料台２０には、第
８図に示すように、周期的に変わる交流波形に乗じて、
高周波電圧が印加される。このようにして、前記一実施
例と同様にエッチング処理が行われる。
以上、本第３の実施例によれば、交流発生源８６と制御
装置８ｌｂとによって、高周波電力が周期的に変化させ
られ、試料台２０に発生するバイアス電圧を周期的に変
えられるので、前記一実施例と同様の効果が得られる。
次に、本発明の第４の実施例を第９図および第１０図に
より説明する。
第９図は、マイクロ波プラズマエッチング装置を示す。
本図において第１図と同一部材は同符号で示し、説明を
省略する。本図が第１図と異なる点は、試料台２０が接
地されるとともに、試料台２０の上方にグリッド電極８
７を設け、該グリッド電極８７に直流電源８３を接続し
、この場合は、制御装置８１ａによって直流電源８３の
出力を制御するようになっている点である。直流電源８
３の一方はグリッド電極８７に接続され、他方は接地さ
れている。制御装置８１ａは直流電源８３につながれて
いる。
二のように構成した装置においては、ウエハ２４のエッ
チング処理中に、直流電源８３によってグリッド電極８
７に負の直流電圧を印加する。また、このとき、制御装
置８１ａからの制御信号によって、直流電源８３からの
直流電圧の出力を変化させる。
この場合、制御装置８１ａからは、時間１，で周期的に
変化する制御信号を直流電源８３に出力する。これによ
って、グリッド電極８７には第１０図に示すように、時
間ｔ，で周期的に変わる加速電圧Ｖ　Ｉ　ＩＶ，が印加
される。このようにして、前記一実施例と同様にエッチ
ング処理を行なう。この場合は、プラズマ中のイオンを
ウエハ２４側へ引き込む手段として、グリッド電極８７
に印加する加速電圧を用いる。
以上、本第４の実施例によれば、直流電源８３と制御装
置８１ａとによって、グリッド電極８７に印加する加速
電圧を周期的に変えられ、ウエハ２４側へ引き込むプラ
ズマ中のイオンの量を前記一実施例と同様に調整できる
ので、前記一実施例と同様の効果が得られる。
？上、これら第１から第４の実施例は、マイクロ波を用
いてプラズマを発生させ、エッチング処理する装置につ
いて述べたが、これに限られるものではない。例えば、
第１１図および第１２図に示すように、平行平板電極型
のＲＩＥ装置にも適用することができる。
本発明の第５の実施例を第１１図により説明する。
第１１図は、平行平板型のプラズマエッチング装置を示
す。本図において第４図と同一部材は同符号で示し、説
明を省略する。本図が第４図と異なる点は、真空容器９
０内に試料台２０と対向電極９３とで形成した平行平板
型の電極が設けられ、該電極によってプラズマが発生■
させられるようになっている点である。対向電極９３は
接地されている。
なお、９１はガス導入路で、９２は排気口で、９４は電
極間のプラズマ発生空間である。
このように構成した装置においては、高周波電源８０に
よって試料台２０に高周波電力を印加して、空間９４に
プラズマを発生させ、ウエハ２４のエッチング処理を行
う。このエッチング処理中に、前記第２の実施例のよう
に、直流電源８３によって試料台２０に直流電圧を印加
する。また、このとき、制御装置８１ａからの制御信号
によって、直流電源８３からの直流電圧の出力を変化さ
せる。
これによれば、第２の実施例のように、試料台２０に周
期的に変わるバイアス電圧が印加され、前記一実施例と
同様にエッチング処理が行われる。
これによって、前記一実施例と同様の効果が得られる。
本発明の第６の実施例を第１２図により説明する。
第１２図は、平行平板型のプラズマエッチング装置を示
す。本図において第９図および第１１図と同一部材は同
符号で示し、説明を省略する。本図が第１１図と異なる
点は、プラズマ中のイオンをウエハ２４側へ引き込む手
段として、第４の実施例と同じ加速電圧を使用している
。
これによれば、第４の実施例と同様に、前記一実施例と
同様の効果が得られる。
［発明の効果］ 本発明によれば、低温エッチングによる処理において、
残渣なく異方性でかつ高選択なエッチング処理を行うこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例であるプラズマエッチング装
置を示す構成図、第２図は第１図の装置による制御信号
のパターン図、第３図は第１図の装置による加速電圧の
印加パターン図、第４図は本発明の第２の実施例である
プラズマエッチング装置を示す構成図、第５図は第４図
の装置による制御信号のパターン図、第６図は第４図の
装置による加速電圧の印加パターン図、第７図は本発明
の第３の実施例であるプラズマエッチング装置を示す構
成図、第８図は第７図の装置による印加電圧のパターン
図、第９図は本発明の第４の実施例であるプラズマエッ
チング装置を示す構成図、第１０図は第９図の装置によ
る加速電圧の印加パターン図、第１１図は本発明の第５
の実施例であるプラズマエッチング装置を示す構成図、
第１２図は本発明の第６の実施例であるプラズマエッチ
ング装置を示す構成図である６ １０・・・・容器、ｌ４・・・・放電管、２０・・・・
試料台、３０・・・・マグネトロン、４０・・・・電磁
コイル、７０・・・・冷媒供給装置、８０・・・・高周
波電源、８１，　８１ａ，　８ｌｂ・・・・制御装置、
８３・・・・直流電源、８６・・・・交流発生第 １ 図 Ｍ 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 １１ 第 ５ 図 第 ６ 図 第７図 １１ 第 ８ 図 第 ９ 図 第 １０ 図 第 １１ 図 第 １２ 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、試料を水温以下の温度に冷却し、該試料をガスプラ
    ズマによってエッチング処理する方法において、前記試
    料に向けてガスプラズマ中のイオンを加速させる加速電
    圧を繰り返し変化させることを特徴とするプラズマエッ
    チング方法。 ２、前記加速電圧を周期的に変化させる請求項１記載の
    プラズマエッチング方法。 ３、前記加速電圧は高周波電力を試料台に印加してなる
    請求項１記載のプラズマエッチング方法。 ４、前記加速電圧は直流電圧を試料台に印加してなる請
    求項１記載のプラズマエッチング方法。 ５、前記加速電圧は高周波電力と交流電圧とを合成して
    試料台に印加してなる請求項１記載のプラズマエッチン
    グ方法。 ６、前記加速電圧は直流電圧をグリッド電極に印加して
    なる請求項１記載のプラズマエッチング方法。 ７、前記ガスプラズマは、マイクロ波によって発生させ
    る請求項１記載のプラズマエッチング方法。 ８、前記ガスプラズマは、平行平板電極間に高周波電力
    を印加して発生させる請求項１記載のプラズマエッチン
    グ方法。 ９、試料を水温以下の温度に冷却し、該試料をガスプラ
    ズマによってエッチング処理する装置において、前記試
    料に向けて前記ガスプラズマ中のイオンを加速させる加
    速電圧を繰り返し変化させる手段を設けたことを特徴と
    するプラズマエッチング装置。 １０、前記加速電圧は試料台に接続された高周波電源に
    よって与えられる請求項９記載のプラズマエッチング装
    置。 １１、前記加速電圧は試料台に接続された直流電源によ
    って与えられる請求項９記載のプラズマエッチング装置
    。 １２、前記加速電圧は試料台に接続された高周波電源と
    交流発生源とによって与えられる請求項９記載のプラズ
    マエッチング装置。 １３、前記加速電圧はグリッド電極に接続された直流電
    源によって与えられる請求項９記載のプラズマエッチン
    グ装置。 １４、前記ガスプラズマは、マイクロ波によって発生さ
    せる請求項９記載のプラズマエッチング装置。 １５、前記ガスプラズマは、平行平板電極間に高周波電
    力を印加して発生させる請求項９記載のプラズマエッチ
    ング装置。 １６、試料を水温以下の温度に冷却する工程と、減圧下
    でガスプラズマを発生させる工程と、前記ガスプラズマ
    を利用して前記冷却された試料をエッチング処理する工
    程と、前記試料に向けて前記ガスプラズマ中のイオンを
    加速させる加速電圧を付与する工程と、前記加速電圧を
    エッチングの処理中に繰り返し変化させる工程とを有し
    たことを特徴とするプラズマエッチング方法。 １７、前記加速電圧は、試料台に付与するバイアス電圧
    である請求項１６記載のプラズマエッチング方法。 １８、前記加速電圧は、グリッド電極に付与する直流電
    圧である請求項１６記載のプラズマエッチング方法。 １９、真空容器と、前記真空容器内を減圧排気する排気
    手段と、前記真空容器内に処理ガスを供給するガス供給
    手段と、前記真空容器内に供給された処理ガスをプラズ
    マ化するプラズマ化手段と、前記真空容器内に設けられ
    た試料台を水温以下の温度に冷却する冷却手段と、前記
    試料台に配置された試料に向けて前記ガスプラズマ中の
    イオンを加速させる加速電圧を付与する電圧付与手段と
    、該電圧付与手段によって付与される加速電圧を繰り返
    し変化させる制御手段とを設けたことを特徴とするプラ
    ズマエッチング装置。 ２０、真空容器と、前記真空容器内を減圧排気する排気
    手段と、前記真空容器内に処理ガスを供給するガス供給
    手段と、前記真空容器内に供給された処理ガスをプラズ
    マ化するプラズマ化手段と、前記真空容器内に設けられ
    た試料台を水温以下の温度に冷却する冷却手段と、前記
    試料台にバイアス電圧を付与するバイアス印加手段と、
    該バイアス印加手段によって前記試料台に付与されるバ
    イアス電圧を繰り返し変化させる制御手段とを設けたこ
    とを特徴とするプラズマエッチング装置。
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