JPH04176121A

JPH04176121A - ドライエッチング装置

Info

Publication number: JPH04176121A
Application number: JP30117390A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Yanagida; 敏治柳田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JP2969918B2

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〕本発明はドライエツチング装置に関し、特に１台の装置
の単一の処理室内で複数種類の処理に対応でき、信頼性
１経済性、生産性等の向上を図ることか可能なドライエ
ツチング装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、マグネトロンＲＩＥ（反応性イオン・エツチ
ング）装置等のドライエッチング装置において、ウェハ
載置電極を冷却手段内蔵の固定電極と加熱手段内蔵の可
動電極との２重構造とし、該可動電極の昇降によりウェ
ハと上部電極との間の距離を可変とし、かつ高周波電源
（以下、ＲＦ電源と称する。）を切り換え手段を介して
」二部電極とウェハ載置電極のいずれか一方へ選択的に
接続可能な構成とし、該装置をアノード・カップリング
型としてもカソード・カップリング型としても使用可能
とすることにより、通常のエツチングもしくは低温エツ
チングによる等方性加工および異方性加工、エツチング
・ダメージを除去するためのプラズマ後処理（ライトエ
ッチ）、低温エツチング後における結露防止のためのウ
ェハ加熱等を１台の装置のしかも単一の処理室内で実現
し、信頼性、経済性、生産性等の向上を図るものである
。

〔従来の技術〕

近年のＶＬＳｌ、ＵＬＳＩ等にみられるように高度に微
細化されたデザイン・ルールを有する半導体装置の製造
分野においては、二次元方向の微細化はもちろん、極め
て浅い接合や極めて薄い膜形成といった三次元方向の微
細化が進行しており、低温かつ低損傷の微細加工技術が
必須とされている。また、デバイスの集積度の向上に伴
ってデバイス・チップの面積が拡大しウェハが大口径化
しているため、ウェハ面内における加工の均一性も重要
な要件となっている。このため、ドライエッチング装置
の主流は従来のバッチ式から枚葉式に移行しようとして
おり、これと同時に従来と同等の生産性を確保するため
にエツチング速度の大幅な向上か求められている。

枚葉式のドライエツチング装置としては、マグネ１〜ロ
ンＲＩＥ装置やＥＣＲ（電子サイクロ１ヘロン共鳴）放
電を利用する有磁場マイクロ波プラズマ・エツチング装
置か主流となりつつある。それは、これらのエツチング
装置か磁場の作用により比較的低ガス圧でも高密度のプ
ラズマを形成でき、枚葉式であっても高いエツチング速
度を実現できるからである。しかしその一方で、高密度
のプラズマにより、単結晶ノリコン基板内における結晶
欠陥の発生、酸化膜内における固定電荷や中性ｌ・ラッ
プの発生等の種々のダメージか顕在化してきている。

また半導体装置の製造分野では、パターンの微細化によ
るプロセスの複雑化に伴って、生産性の低下、パーティ
クル汚染の増大、装置の大型化等も問題となっている。

たとえば、層間絶縁膜に開孔されるコンタクト・ホール
やピア・ホール等の接続孔のアスペクト比は、半導体装
置の三次元方向の微細化に限度があることから年々増大
する傾向にあり、その微細加工に関する研究か各所で進
められている。しかし、仮に高アスペクト比の接続孔か
優れた異方性形状をもって形成されたとしても、この接
続孔を良好なステップ・カバレージをもって配線材料で
埋めることができなけれは実用的なプロセスとは言えな
い。

そこで、この埋め込みを容易とするために、接続孔の開
口端付近を等方性加工によりテーパー状に形成し、残る
深さ部分を異方性加工により垂直壁となるように形成し
、接続孔の底部のエツチング・ダメージ層を後処理によ
り除去するという３段階プロセスを採用することが検討
されている。

従来かかる３段階プロセスを実施するためには、等方性
加工を行うためのアノード・カップリング型プラズマ・
エンチング装置、異方性加工を行うためのカソード・カ
ップリング型ＲＩＥ装置、および後処理を行うためのケ
ミカル・ドライエツチング装置もしくは湿式洗浄装置の
３台もの装置か必要である。しかしこれは、装置間のウ
ェハ搬送による生産性の低下、その間に発生するパーテ
ィクル汚染、クリーン・ルーム内で３台分の装置か占め
るクリーン・ゾーンの維持費の増大等の犠牲を払った上
で初めて成り立っている。

これらの問題を解決するために、本発明者は先に特願平
２−１０５７３３号明細書Ｉこおいて、ウェハ載置電極
が昇降可能とされ、ＲＦ電界を印加するＲＦ電源が上部
電極かウェハ載置電極のいずれか一方へ選択的に接続可
能とされ、さらに極性の反転した２系統の磁界印加手段
によりウェハ表面における磁界強度をゼロとし得るドラ
イエツチング装置を提案している。この装置において、
まずウェハ載置電極の昇降を行えば、ウェハをプラズマ
密度の高い領域に近づけたり、またはそこから遠ざけた
りすることが可能となる。また、ＲＦ電源の接続切り換
えを行えば、ウェハへ照射されるイオンのエネルギーを
制御することができる。さらにウェハ表面における磁界
強度をゼロとすることにより、ウェハをプラズマ中の荷
電粒子の衝突から回避させることができる。したかって
、これら３点の工夫を組み合わせることにより、プラズ
マ照射によるダメージの発生を防止することかでき、ま
た１台の装置でエツチングとダメージ層の除去（ライト
エッチ）とを連続して行うことも可能とされている。

一方、被エツチング・ウェハの低温化により高選択比と
低ダメージ性を目指すアプローチもなされている。これ
は、近年改めて注目を集めているいわゆる低温ドライエ
ツチング技術てあり、ウェハ載置電極を有機溶媒や液体
窒素等の冷媒を用いて０°ＣＪａ下に冷却しなからエツ
チングを行うものである。この技術によれば、ラジカル
反応か凍結されるので、低イオン・エネルギーおよび低
ダメージにて異方性加工か達成される。しかも、異方性
加工を達成するために堆積性ガスか必要とされるプロセ
スでは、蒸気圧の低い反応生成物か効率良く堆積するた
めに堆積性ガスの添加量を低減することかてき、パーテ
ィクル汚染が回避できるというメリットも生ずる。

たたし、この低温エツチングの実用化にあたりては、未
だ解決すべき問題も多い。

そのＯ・とつに、温度安定化の所要時間の長さかある。

すなわち、常温で保存されているウェハを搬送して冷却
された試料台上に載置しても、該ウェハか所要の温度ま
で冷却されるには相当の時間を要する。また、処理後に
搬出して大気開放する際には、結露を防止する意味で予
めウェハを常温に戻すことか必要になるか、自然放置に
よる昇温てはやはり相当の時間を要する。これらの冷却
・昇温に要する時間は、実際にはウェハの処理時間以上
に長くなることも十分に考えられ、スルーブツトの低下
か重大な問題になる虞れかある。

そこで、従来、かかる問題を解決するための技術か検討
されており、たとえば特開昭６４−２１９２６号公報に
は、基板カセットと冷却台を収容した冷却容器、および
基板カセフトと加熱台を収容した加熱容器とか真空室に
それぞれ接続されてなる低温ｌ・ライエツチング装置か
開示されている。この装置によれば、基板は冷却容器内
の冷却台上で予備冷却された後に真空室へ搬送され、該
真空室にて所定の処理を施され、しかる後に加熱容器へ
搬送されて加熱台上で加熱されるので、スループットが
向上する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、今後のなお一層の高集積化、高密度化の
進行に伴い、従来では軽微と考えられる程度のエツチン
グ・ダメージでもその悪影響か顕在化される可能性が高
い。たとえば、酸化シリコン等のようにエツチング反応
かイオン（ＣＦ　３”等）によるスパッタリングを主体
として物理的過程により進行する場合には、たとえ低温
化によりランカル反応が抑制されてシリコン下地層に対
する選択比か向上されたとしても、上述のような悪影響
は免れない。

また、低温エツチングを実施するにあたり、装置につい
ても課題が残されている。すなわち、従来提案されてい
る低温ドライエツチング装置は、その構成か概して複雑
で大規模であり、グレードの高い高価なりリーン・ルー
ム内への設置は省コスト、省スペース等の観屯から実用
性か高いとは言えないからである。たとえば、上記特開
昭６４−２１９２６号公報に開示されている低温ドライ
エッチング装置は、真空室の前後に接続された冷却容器
および加熱容器の内部にそれぞれ冷却台および加熱台を
収容しており、装置の占有空間か大きい。

そこで本発明は、スループットと低ダメージ性に優れ、
かつ低温エツチングに適用される場合にも装置の大型化
を招かないドライエツチング装置を提供することを目的
とする。

〔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上述の目的を達成する
ために提案されるものであり、処理室内に配設されたウ
ェハ載置電極と該ウェハ載置電極に対向配置される上部
電極との間にＲＦ電源からＲＦ電界を印加することによ
り生成されるプラズマを用いて該ウェハ載置電極上に設
置されたウェハに対する処理を行う装置であって、前記
ウェハ載置電極は、冷却手段を内蔵する固定電極と、加
熱手段を内蔵し前記ウェハを前記上部電極の方向へ上昇
させることが可能な可動電極とから構成され、前記ＲＦ
電源は切り換え手段により前記ウェハ載置電極と前記十
部電極のいずれか一方へ選択的に接続可能となされてい
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明のドライエツチング装置では、まずウェハ載置電
極か冷却手段内蔵の固定電極と加熱手段内蔵の可動電極
との２重構造とされている。これらの電極のうち、可動
電極はウェハを」二部電極方向へ上昇させることが可能
である。低温エツチング終了後には可動電極を」１昇さ
せて加熱手段を作動させれば、固定電極の冷却状態は維
持したままでもウェハを加熱して室温域に戻すことかで
きるようになるので、枚葉式で繰り返し低温エツチング
を行うにあたってもスループットをそれほと低下させず
に済む。また、可動電極の上昇または下降により電極間
距離を変化させることができるのて、後述のＲＦ電源の
接続切り換えと連動させることにより、ウェハ、イオン
・シース、高密度プラズマ領域の相対位置関係を変化さ
せることができ、等方性加工、異方性加工、およびライ
トエッヂに適した環境か効果的に作り出される。

なお、従来のドライエッチング装置には、ロードロック
室と処理室との間てウェハを搬送する搬送機構のロード
／アンロード動作を円滑化する１］的て、ウェハ載置電
極からウェハを支持上昇さげるピン様の部材か設置され
ているものがある。しかし、この部材によるウェハの」
−昇距離は極めて小さいものであり、ウェハとイオン・
ソースもしくは高密度プラズマ領域の相対位置を変化さ
せるには至らない。まして、上記部材自身を電極として
機能せしめ、ウェハを上昇させた状態で所定の処理を行
うことを意図するものではない。したかって、本発明中
の可動電極と上記部材とは目的も作用も本質的に異なる
ものである。

本発明のドライエツチングのもうＯ・とつの特徴は、Ｒ
Ｆ電源を切り換え手段を介して」二部電極とウェハ載置
電極のいずれか一方へ選択的に接続可能とした点である
。

ＲＦ電源がウェハ載置電極側へ接続され上部電極が接地
された場合にはいわゆるカソード・カップリング型のド
ライエツチング装置となる。通常はウェハ載置電極の面
積より」二部電極の面積の方か大きいので、ウェハ載置
電極（カソード）には大きな負電位の自己バイアスが誘
起され、その近傍には厚いイオン・シースか形成される
。この場合のイオン照射エネルギーはプラズマ電位と自
己バイアスの和となるのて、ＲＦ電源のＲＦ周波数がイ
オンか追従し得る程度に選ばれていれば、この大きなイ
オン照射エネルギーにより異方性加工を行うことが可能
となる。

これとは逆に、ＲＦ電源が上部電極側へ接続されウェハ
載置電極が接地された場合にはいわゆるアノード・カッ
プリング型のドライエッチング装置となる。このときの
イオン・ノースは、上部電極の近傍で厚く、ウェハ載置
電極の近傍で薄くなり、ウェハへのイオン照射エネルギ
ーはプラズマ電位に等しくなる。したかって、この場合
にはウェハに大きなエネルギーにてイオンが照射される
ことはなく、むしろラジカルを主体とする等方性加工を
行う環境か整う。

したかって、本発明の装置において可動電極の昇降、可
動電極に内蔵される加熱手段の作動、電極間におけるＲ
Ｆ電源の接続切り換えを適宜組み合わせれば、異方性加
工、等方性加工、プラズマ後処理、低温エソヂング後の
ウェハ昇温等の処理か１台の装置で、しかも単一の処理
室内で実現される。かかるアプローチは、１台の装置を
マルチ・チャンバ化するよりもさらに効果的に装置の占
有面積の減少、ランニング・コストの低減、およびスル
ープットの向上を推進するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について説明する。

まず、本発明を適用したマグネトロンＲＩＥ装置の一構
成例について、第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）を参照
しなから説明する。

この装置は、処理室（１）の蓋部を構成する上部電極（
３）とウェハ載置電極（９）との間にＲＦ主電源２０）
からＲＦ電界を印加し、低ガス圧下に維持された上記処
理室（１）の内部で放電により生成さ才するプラズマ（
１４ａ、）、　（１４ｂ）を用いて上記ウェハ載置電極
（９）上に載置されるウェハ（１０）に対して所定の処
理を行うようになされたものである。

上部電極（３）は処理室（１）の壁の一部を構成する部
材であり、側壁部（１ａ）とは絶縁体（２）により電気
的に絶縁されている。処理室（１）には図中矢Ｅｌ］　
Ａ方向からエツチング・ガスを供給するためのガス導入
口（４）、および処理に伴って発生する反応生成物やパ
ーティクル等を除去するために系内のガスを図中矢印Ｂ
方向に排気するための排気口（５）か開口されている。

処理室（１）の内部には、前述の上部電極（３）と対向
してウェハ（１ｏ）を保持するためのウェハ載置電極（
９）か配設されている。

このウェハ載置電極（９）はさらに、冷媒を流通させる
ための冷却配管（１２）を内蔵し導電性の支柱（２Ｉ）
と共に絶縁体（６）を介して上記処理室（１）内に固定
保持される固定電極（７）と、該固定電極（７）と同軸
的に配設されヒーター（１１）を内蔵する可動電極（８
）とから構成されている。上記可動電極（８）はウェハ
（１０）か実質的に載置される部材であり、図示されな
い駆動手段に接続されることにより、第１図（Ｂ）の矢
印りて示される方向に昇降可能とされている。また、処
理室（１）の外部において上部電極（３）と対向する部
位にはマグネット（１３）が配設され、処理室（１）内
部で生成されるプラズマ（１４ａ）、　（１４ｂ）の密
度を均一化させるために、たとえば図中矢印Ｃ方向への
偏心回転等の運動を行っている。

さらにこのドライエッチング装置では、ＲＦ主電源２０
）の接続か切り換えスイッチ（＋６）、　（１７）の操
作により上部電極（３）とウェハ載置電極（９）との間
で切り換え可能とされている。ここで、」二記切り換え
スイッチ（１６）の接点（１６ａ）は上部電極（３）に
、また上記切り換えスイッチ（１７）の接点（＋７８．
）は導電性の支柱（２１）を介してウェハ載置電極（９
）にそれぞれ接続されている。これら各切り換えスイッ
チ（＋６）、　（１７）において接点（１６５）、　（
＋７ｂ）が選択されれば、直流成分を遮断するためのブ
ロッキング・コンデンサ（１８）、および電源側と装置
本体側とのインピーダンスを整合させるための整合回路
（１９）を介して何れかの電極にＲＦ主電源２ｏ）か接
続される。また、接点（１６ｃ）、　（１７ｃ）か選択
された場合には何れかの電極か接地される。第１図（Ａ
）に示されるようにウェハ載置電極（９）にＲＦ主電源
２０）か接続され上部電極（３）が接地されれば、いわ
ゆるカソード・カップリング型の装置となり、逆に第１
図（Ｂ）に示されるようにウェハ載置電極（９）か接地
され上部電極（３）にＲＦ主電源２ｏ）が接続されれば
いわゆるアノード・カップリング型の装置となる。した
かって、単一の処理室（１）内において、プラズマ（１
４ａ）、　（１４ｂ）やイオン・ソース（１５ａ）、　
（１５ｂ）の形成領域、およびウェハ（ｌｏ）へのイオ
ン照射エネルギーを変化させることが可能とされている
。

以上か、本発明のドライエツチング装置の構成の概略で
ある。この装置を実際のプロセスに適用する際には、上
記ヒーター（１１）のオン／オフ（ＯＮｌｏＦＦ）、可
動電極（８）の昇降、ＲＦ主電源２０）の接続切り換え
の３動作か互いに関連して行われるので、以下に本装置
を使用した実験例について説明する。

実験例１本実験例では、本発明のドライエッチング装置を使用し
てソリコン基板上の酸化ノリコン層間絶縁膜の低温エツ
チングを行った後、プラズマ後処理を行った。

まず、上述のドライエツチング装置を第１図（Ａ）に示
される状態にセットシた。すなわち、固定電極（７）と
可動電極（８）は冷却配管（Ｉ２）中を流通する冷媒に
より同時に効率的に冷却されるよう接触一体化させ、可
動電極（８）に内蔵されるヒーターはオフ（ＯＦＦ）状
態とした。さらに、切り換えスイッチ（１６）の操作に
よりウェハ載置電極（９）には該ウェハ載置電極（９）
と電気的に接続される支柱（２１）を介してＲＦ主電源
２０）を接続し、ｊ＝部電極（３）は切り換えスイッチ
（１７）の操作により接地して、カソード・カップリン
グ状態とした。

ここで、ノリコン基板上に酸化シリコン層間絶縁膜およ
び所定の形状を有するレジスト・パターンか順次形成さ
れたウェハ（１０）を」二連の装置のウェハ載置電極（
９）にセットし、外部に設置されるチラー（図示せず。

）から供給されるエタノール冷媒を冷却配管（１２）内
に流通させることにより該ウェハ載置電極（９）を約−
５０°Ｃに冷却した。

この状態で、Ｃ３Ｆ、流量５０５ＣＣＩＪ、　　Ｃ２Ｈ
，流量３　ＳＣＣＭ、ガス圧２　Ｐ　ａ　（＝１５　ｍ
Ｔｏｒｒ）　、　ＲＦパワー密度２．０Ｗ／ｃｍ２（Ｍ
Ｈｚ）、磁場強度１００Ｇａｕｓｓの条件にて上記レジ
スト・パターンをマスクとする酸化シリコン層間絶縁膜
のエツチングを行った。このエツチング・ガス系は、本
願出願人か先に特願平２−７５８２８号明細書において
提案したものであり、炭素数２以上の高次フルオロカー
ホンを使用することにより１分子からのＣＦｔイオンの
生成量を増大させて酸化シリコン材料層のエッヂング速
度を高めると共に、ハイドロカーホン系のガスを共存さ
せることにより炭素系ポリマーの堆積を促進してノリコ
ン下地に対する選択比の向上を意図したものである。こ
こては、ウェハ（１０）か低温下に保持されているので
、堆積性ガス（ここではＣ２Ｆ（、）の流量は少なく設
定されている。

かかるエッチツク過程では、ウェハ（１０）に而して形
成されるイオン・ソース（１５ａ）からＣＦ、”等のイ
オンか高エネルギーにて入射し、そのスパッタリング作
用により、良好な異方性形状か高速に達成された。

次に、第１図（Ｂ）に示されるように、固定電極（７）
の冷却状態は維持したまま可動電極（８）を上部電極（
３）側に向かって」１昇させ、内蔵されるヒーター（１
１）に通電してオン（ＯＮ）状態とした。

これに伴って、可動電極（８）上のウェハ（１０）の温
度は室温付近にまで昇温された。また、切り換えスイッ
チ（１６）の操作により上部電極（３）にＲＦＸ源（２
０）を接続し、切り換えスイッチ（１７）の操作により
ウェハ載置電極（９）を接地して、アノード・カップリ
ング状態とした。この状態で、処理条件をＮＦ、流量６
　ＳＣＣＭ、　Ａ　ｒ流量６５３ＣＣＵ、ガス圧２　Ｐ
　ａ　　（＃１５　ｍＴｏｒｒ）　、　ＲＦパワー密度
０．５Ｗ／ｃｍ”　（１３，５６ＭＨｚ）、磁場強度１
００　Ｇａｕｓｓに設定した。

この過程ては、上部電極（３）とウェハ載置電極（９）
との電極間距離か部分的に狭くなっており、しかも装置
かアノード・カップリング型とされていることから、ウ
ェハ（１０）の近傍に形成されるイオン・ソースは極め
て薄く、そのすぐ上は高密度のプラズマ（１４ｂ）が存
在する領域となっている。

つまり、ウェハ（１０）の置かれている環境はイオン性
よりもプラズマ性か強い。したがって、この場合の処理
は高エネルギーのＡｒ＋イオンによるスパッタリングで
はなく、むしろＦｏを主体とする等方的なエツチング（
ライトエッチ）となる。これにより、前段階のエツチン
グでソリコン基板の表層部に形成されたダメージ層が新
たにダメージを惹起させることなく除去された。また、
この間にウェハ（１０）の昇温も同時に行われているの
で、ライトエッチ後のウェハ（１０）を大気開放する前
に結露防止を目的として行われる昇温の所要時間か短縮
された。しかもウェハ載置電極（９）の体積の多くの部
分を占める固定電極（７）は冷却下に保持されているの
で、複数のウェハ（１０）に対して枚葉処理を行った場
合にも加熱・冷却に要する時間か従来よりも大幅に短縮
され、スループットの低下を防止することかできた。

実験例２本実験例では、本発明のドライエツチング装置を使用し
て層間絶縁膜に開口端付近がテーパー化された接続孔を
形成するための低温エツチングを行い、さらにプラズマ
後処理を行った。

本実験例において形成すべき接続孔の形状は、たとえば
第２図（Ｄ）に示されるようなものである。すなわち、
シリコン基［（３０）上に酸化シリコンからなる層間絶
縁膜（３１）か形成され、該層間絶縁膜（３１）に接続
孔（３２）か開口されており、この接続孔（３２）の開
口端付近には等方性加工によりテーパー壁（３２ａ、）
が形成され、残る深さ部分には異方性加工により垂直壁
（３２ｂ）が形成されている。

まず、第１図（Ｂ）に示されるように、前述のドライエ
ツチング装置の可動電極（８）を上部電極（３）側へ上
昇させ、ＲＦ主電源２０）を上部電極（３）へ接続して
アノード・カップリング状態とした。

たたし、ここでは上記可動電極（８）に内蔵されるヒー
ター（１１）はオフ（ＯＦＦ）とし、固定電極（７）と
共に一５０’Ｃに冷却されるようにした。ここで、第２
図（Ａ）に示されるようにシリコン基板（３０）上に層
間絶縁膜（３１）、および開孔部（３３ａ）を有するレ
ジスト・パターン（３３）か形成されてなるウェハ（１
０）を、上記可動電極（８）上にセットした。この状態
で、ＣＦ４流量２００　ＳＣＣＭ、　　０２流ｊｌｉＬ
５０　ＳＣＣＭ。

ガス圧１５０　Ｐ　ａ　（＝１．１　Ｔｏｒｒ）　、　
ＲＦパワー密度２．０　Ｗ／ｃｍ２（１３，５６ＭＨｚ
）、　　磁場強度＋００Ｇａｕｓｓの条件にて上記レジ
スト・パターン（３３）をマスクとして層間絶縁膜（３
１）のエツチングを行った。この過程ては上記開孔部（
３３ａ）内において等方的なエツチング反応が進行し、
レジスト・パターン（３３）の下にアンダカットか形成
された。これか、前述のテーパー壁（３２ａ）となる。

次にＣＦ、および０２の供給を停止し、可動電極（８）
を固定電極（７）の位置まで下降させ、ＲＦ主電源２０
）の接続をウェハ載置電極（９）側へ切り換えた。この
状態で、Ｃ３Ｆ−流量５０　ＳＣＣＭ、　　Ｃ２Ｈ４流
量３　ＳＣＣＭ、　　ガス圧２　Ｐ　ａ　（＝　１５　
ｍＴｏｒｒ）、　　ＲＦパワー密度２．５Ｗ／　ｃ　ｍ
　２（１３，５６Ｍ　Ｈｚ　）　、磁場強度１００Ｇａ
ｕｓｓの条件にてさらに層間絶縁膜（３１）のエツチン
グを行った。この過程では異方的なエツチング反応か進
行し、第２図（Ｃ）に示されるように、上記テーパー壁
（３２ａ）の下方に引き続いて垂直壁（３２ｂ）を有す
る接続孔（３２）が形成された。

このとき、下地のソリコン基板（３０）の表層部に若干
のダメージ層（３０ａ）か形成された。

次に、Ｃ，Ｆ、およびＣ，Ｈ，の供給を停止し、可動電
極（８）を再び上部電極（３）側へ上昇させ、固定電極
の冷却状態は維持したまま該可動電極（８）に内蔵され
るヒーター（］ｊ）をオン（ＯＮ）状態とし、ＲＦ主電
源２０）の接続を再び上部電極（３）側へ切り換えた。

この状態で、ＮＦ、Ｉ流量１５０　ＳＣＣＭ。

０２流量５０　ＳＣＣＭ、　ガス圧１５０Ｐ　ａ　（＃
　１．　Ｉ　Ｔｏｒｒ）。

ＲＦパワー密度１．５Ｗ／　ｃ　ｍ　２（１３，５６Ｍ
Ｈｚ　）　。

磁場強度１００　Ｇａｕｓｓの条件にてプラズマ後処理
（ライトエッヂ）を行い、上記ダメージ層（３０ａ）を
除去した。このとき、この工程により新たなダメージが
惹起されることはなかった。最後に、レジスト・パター
ン（３３）を除去すると、前述の第２図（Ｄ）に示され
る状態の基体か得られた。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明のドライエッ
チング装置は１台の装置、しかも単一の処理室で等方性
加工、異方性加工、低ダメージのプラズマ後処理に対応
でき、かつこれらの処理を連続に行うことができる。こ
のことは、スループットの向上はもちろん、装置間のウ
ェハ搬送が不要となることによるパーティクル汚染の低
減、装置台数の低減によるランニング・コストの削減、
装置の小型化によるクリーン・ルーム内の省スペース化
等を可能とするものである。したかって本発明は、半導
体装置の高品質化、高信頼化、低コスト化等を実現する
ものであり、その産業上の利用価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および第１図（Ｂ）は本発明を適用したマ
グネトロンＲＩＥ装置の一構成例を示す概略断面図であ
り、第１図（Ａ）はカソード・カップリング型で低温エ
ツチングを行う場合、第１図（Ｂ）はアノ−１乙カツプ
リング型で常温プラズマ後処理を行う場合の使用状態を
それぞれ表す。第２図（Ａ）ないし第２図（Ｄ）は本発明のドライエッ
チング装置を使用して層間絶縁膜に接続孔を開孔するプ
ロセスの一例をその工程順にしたがって示す概略断面図
であり、第２図（Ａ）はレジスト・パターンの形成工程
、第２図（Ｂ）は等方性条件によるエツチング工程、第
２図（Ｃ）異方性条件によるエツチング工程、第２図（
Ｄ）はライトエッチおよびレジス］・・パターンの除去
工程をそれぞれ表す。１　　　・・・処理室３　　　　・・・−４二部電極７　　　・・・固定電極８　　　・・・可動電極９　　　・・・ウェハ載置電極１０　　　　・・・ウェハ１１　　　　　・・・　ヒーター１２　　　　・・・冷却配管１４ａ、１４ｂ　　・・・プラズマ１５ａ、　＋！５ｂ　　・・・イオン・ノース１６．１
７　　　・・・切り換えスイッチ２０　　　　・・・Ｒ
Ｆ電源特許出願人　　　ソニー株式会社代理人　弁理士　　　小　池　　見間　　　田村榮− 同　　　佐原　勝第２区（Ａ）第２区（Ｂ）第２図（Ｃ）第２図（Ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】処理室内に配設されたウェハ載置電極と該ウェハ載置電
極に対向配置される上部電極との間に高周波電源から高
周波電界を印加することにより生成されるプラズマを用
いて該ウェハ載置電極上に設置されたウェハに対する処
理を行うドライエッチング装置において、前記ウェハ載置電極は、冷却手段を内蔵する固定電極と
、加熱手段を内蔵し前記ウェハを前記上部電極の方向へ
上昇させることが可能な可動電極とから構成され、前記高周波電源は切り換え手段により前記ウェハ載置電
極と前記上部電極のいずれか一方へ選択的に接続可能と
なされていることを特徴とするドライエッチング装置。