JPH04256316A - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JPH04256316A JPH04256316A JP1746291A JP1746291A JPH04256316A JP H04256316 A JPH04256316 A JP H04256316A JP 1746291 A JP1746291 A JP 1746291A JP 1746291 A JP1746291 A JP 1746291A JP H04256316 A JPH04256316 A JP H04256316A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマエッチング方
法に係り、特に弗化炭素ガスのプラズマによりシリコン
膜とシリコン酸化膜とが積層された試料をエッチング処
理するのに好適なプラズマエッチング方法に関するもの
である。
法に係り、特に弗化炭素ガスのプラズマによりシリコン
膜とシリコン酸化膜とが積層された試料をエッチング処
理するのに好適なプラズマエッチング方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】試料のシリコン酸化膜を選択的にプラズ
マエッチング処理する技術としては、例えば、特開昭５
５−１６４０７７号公報、米国特許第４，１６２，１８
５号明細書等に記載のものが知られている。
マエッチング処理する技術としては、例えば、特開昭５
５−１６４０７７号公報、米国特許第４，１６２，１８
５号明細書等に記載のものが知られている。
【０００３】例えば、特開昭５５−１６４０７７号公報
には、ガスプラズマ食刻装置によりシリコン基板上の酸
化シリコン被膜をガスプラズマ食刻するものにおいて、
食刻用ガスとして含水素フッ素化合物ガスと酸化性ガス
とからなる混合ガスもしくはフッ素化合物ガスと水素ガ
スと酸化性ガスとからなる混合ガスを用いることが記載
されている。
には、ガスプラズマ食刻装置によりシリコン基板上の酸
化シリコン被膜をガスプラズマ食刻するものにおいて、
食刻用ガスとして含水素フッ素化合物ガスと酸化性ガス
とからなる混合ガスもしくはフッ素化合物ガスと水素ガ
スと酸化性ガスとからなる混合ガスを用いることが記載
されている。
【０００４】又、例えば、米国特許第４，１６２，１８
５号明細書には、飽和および不飽和ハロカーボンによる
ＳｉＯ２の選択エッチングにおいて、飽和ハロゲン化カ
ーボン（例えば、ＣＦ４）および不飽和ハロゲン化カー
ボン（Ｃ２Ｆ４，Ｃ３Ｆ６，Ｃ３Ｆ４のようにＦを含む
）の流量によりＳｉＯ２／Ｓｉのエッチング速度比をコ
ントロールすることが記載されている。
５号明細書には、飽和および不飽和ハロカーボンによる
ＳｉＯ２の選択エッチングにおいて、飽和ハロゲン化カ
ーボン（例えば、ＣＦ４）および不飽和ハロゲン化カー
ボン（Ｃ２Ｆ４，Ｃ３Ｆ６，Ｃ３Ｆ４のようにＦを含む
）の流量によりＳｉＯ２／Ｓｉのエッチング速度比をコ
ントロールすることが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、試料
のシリコン酸化膜を選択的にプラズマエッチング処理す
る際にエッチングガスの組成や流量等（以下、エッチン
グガス条件と略）を制御し、これによってシリコン酸化
膜の選択比を向上させるようにするものであるが、この
ような従来技術では、シリコン酸化膜の選択比を更に向
上させる上で限界があり、エッチングガス条件を制御す
るのみではシリコン酸化膜の選択比を更に向上させるこ
とができない。
のシリコン酸化膜を選択的にプラズマエッチング処理す
る際にエッチングガスの組成や流量等（以下、エッチン
グガス条件と略）を制御し、これによってシリコン酸化
膜の選択比を向上させるようにするものであるが、この
ような従来技術では、シリコン酸化膜の選択比を更に向
上させる上で限界があり、エッチングガス条件を制御す
るのみではシリコン酸化膜の選択比を更に向上させるこ
とができない。
【０００６】又、上記従来技術では、試料のエッチング
処理個数の増大に伴ってシリコン酸化膜とシリコン膜と
のエッチング速度比が変化する、つまり、選択比が経時
変化といった不都合を生じる。
処理個数の増大に伴ってシリコン酸化膜とシリコン膜と
のエッチング速度比が変化する、つまり、選択比が経時
変化といった不都合を生じる。
【０００７】本発明の第１の目的は、シリコン酸化膜の
エッチング処理において、エッチングガス条件制御によ
る選択比向上の限界を打破し下地膜であるシリコン膜と
の選択比を更に向上させることができるプラズマエッチ
ング方法を提供することにある。
エッチング処理において、エッチングガス条件制御によ
る選択比向上の限界を打破し下地膜であるシリコン膜と
の選択比を更に向上させることができるプラズマエッチ
ング方法を提供することにある。
【０００８】また、本発明の第２の目的は、シリコン酸
化膜のエッチング処理において、下地膜であるシリコン
膜との選択比の経時変化を小さく抑制できるプラズマエ
ッチング方法を提供することにある。
化膜のエッチング処理において、下地膜であるシリコン
膜との選択比の経時変化を小さく抑制できるプラズマエ
ッチング方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、プラ
ズマエッチング方法を、エッチングガスとして弗化炭素
ガスを用い該ガスをプラズマ化する工程と、シリコン膜
とシリコン酸化膜とが積層された試料の前記シリコン酸
化膜を前記プラズマによりエッチング処理する工程と、
該エツチング処理時に前記プラズマに曝される部材を加
温する工程とを有する方法とすることにより、達成され
る。
ズマエッチング方法を、エッチングガスとして弗化炭素
ガスを用い該ガスをプラズマ化する工程と、シリコン膜
とシリコン酸化膜とが積層された試料の前記シリコン酸
化膜を前記プラズマによりエッチング処理する工程と、
該エツチング処理時に前記プラズマに曝される部材を加
温する工程とを有する方法とすることにより、達成され
る。
【００１０】また、上記第２の目的は、プラズマエッチ
ング方法を、エッチングガスとして弗化炭素ガスを用い
該ガスをプラズマ化する工程と、シリコン膜とシリコン
酸化膜とが積層された試料の前記シリコン酸化膜を前記
プラズマによりエッチング処理する工程と、該エッチン
グ処理時に前記プラズマに曝される部材の温度を一定温
度に調節する工程とを有する方法とすることにより、達
成される。
ング方法を、エッチングガスとして弗化炭素ガスを用い
該ガスをプラズマ化する工程と、シリコン膜とシリコン
酸化膜とが積層された試料の前記シリコン酸化膜を前記
プラズマによりエッチング処理する工程と、該エッチン
グ処理時に前記プラズマに曝される部材の温度を一定温
度に調節する工程とを有する方法とすることにより、達
成される。
【００１１】
【作用】弗化炭素ガスのプラズマによるシリコン膜とシ
リコン酸化膜とが積層された試料のシリコン酸化膜のエ
ッチング処理時に、弗化炭素ガスのプラズマに曝される
部材を加温することにより該部材へのＣＦ２等のプラズ
マ重合物の付着が減少するためにプラズマ中に存在する
該重合物の割合が増加し、そのためシリコン膜とシリコ
ン酸化膜とが積層された試料へのプラズマ重合物の付着
量が増加する。
リコン酸化膜とが積層された試料のシリコン酸化膜のエ
ッチング処理時に、弗化炭素ガスのプラズマに曝される
部材を加温することにより該部材へのＣＦ２等のプラズ
マ重合物の付着が減少するためにプラズマ中に存在する
該重合物の割合が増加し、そのためシリコン膜とシリコ
ン酸化膜とが積層された試料へのプラズマ重合物の付着
量が増加する。
【００１２】このようなプラズマ重合物が試料のシリコ
ン酸化膜に付着した場合、該シリコン酸化膜に還元剤で
ある酸素が存在するため、該酸素の還元作用によりプラ
ズマ重合物はシリコン酸化膜から除去される。このため
、シリコン酸化膜のエッチング速度の減少は生じない。
ン酸化膜に付着した場合、該シリコン酸化膜に還元剤で
ある酸素が存在するため、該酸素の還元作用によりプラ
ズマ重合物はシリコン酸化膜から除去される。このため
、シリコン酸化膜のエッチング速度の減少は生じない。
【００１３】一方、このようなプラズマ重合物が試料の
シリコン膜に付着した場合、該シリコン膜に還元剤が存
在しないため、シリコン膜に付着したプラズマ重合物の
除去が抑制される。このため、シリコン膜のエッチング
速度が減少する。
シリコン膜に付着した場合、該シリコン膜に還元剤が存
在しないため、シリコン膜に付着したプラズマ重合物の
除去が抑制される。このため、シリコン膜のエッチング
速度が減少する。
【００１４】このような結果、エッチングガス条件制御
による選択比向上の限界を打破できシリコン酸化膜と下
地膜であるシリコン膜との選択比が更に向上する。
による選択比向上の限界を打破できシリコン酸化膜と下
地膜であるシリコン膜との選択比が更に向上する。
【００１５】又、弗化炭素ガスのプラズマによるシリコ
ン膜とシリコン酸化膜とが積層された試料のシリコン酸
化膜のエッチング処理時に、弗化炭素ガスのプラズマに
曝される部材の温度を一定温度に調節するため、該部材
へのプラズマ重合物の付着量が一定となり、シリコン酸
化膜と下地膜であるシリコン膜とのエッチング速度比の
変化を抑制でき選択比の経時変化を防止できる。
ン膜とシリコン酸化膜とが積層された試料のシリコン酸
化膜のエッチング処理時に、弗化炭素ガスのプラズマに
曝される部材の温度を一定温度に調節するため、該部材
へのプラズマ重合物の付着量が一定となり、シリコン酸
化膜と下地膜であるシリコン膜とのエッチング速度比の
変化を抑制でき選択比の経時変化を防止できる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１，図２に
より説明する。図１は、本発明の第１の実施例の有磁場
プラズマエッチング装置の縦断面構成図である。図１で
エッチング装置は、プラズマ発生室１０、プラズマ発生
室１０の開口部に設けた石英製のマイクロ波導入窓１１
、マイクロ波発振器（図示省略）、該マイクロ波発振器
から発振されたマイクロ波をプラズマ発生室１０の開口
部に向かって伝播する導波管１２、ソレノイドコイル１
３、試料台１４、プラズマ発生室１０内を減圧排気する
真空排気装置（図示省略）、プラズマ発生室１０内にエ
ッチングガスとして弗化炭素ガスを供給するガス供給装
置（図示省略）、この場合、熱媒体供給装置（図示省略
）及び高周波電源１５を備えている。
より説明する。図１は、本発明の第１の実施例の有磁場
プラズマエッチング装置の縦断面構成図である。図１で
エッチング装置は、プラズマ発生室１０、プラズマ発生
室１０の開口部に設けた石英製のマイクロ波導入窓１１
、マイクロ波発振器（図示省略）、該マイクロ波発振器
から発振されたマイクロ波をプラズマ発生室１０の開口
部に向かって伝播する導波管１２、ソレノイドコイル１
３、試料台１４、プラズマ発生室１０内を減圧排気する
真空排気装置（図示省略）、プラズマ発生室１０内にエ
ッチングガスとして弗化炭素ガスを供給するガス供給装
置（図示省略）、この場合、熱媒体供給装置（図示省略
）及び高周波電源１５を備えている。
【００１７】図１で、プラズマ発生室１０のエッチング
ガス導入口とガス供給装置とは、ガス供給管２０で連結
されている。プラズマ発生室１０の、この場合、側壁内
には、熱媒体室３０が形成されている。熱媒体室３０の
熱媒体供給口と熱媒体供給装置とは、熱媒体供給管２１
で連結されている。熱媒体室３０の熱媒体排出口には、
熱媒体排出管２２が連結されている。
ガス導入口とガス供給装置とは、ガス供給管２０で連結
されている。プラズマ発生室１０の、この場合、側壁内
には、熱媒体室３０が形成されている。熱媒体室３０の
熱媒体供給口と熱媒体供給装置とは、熱媒体供給管２１
で連結されている。熱媒体室３０の熱媒体排出口には、
熱媒体排出管２２が連結されている。
【００１８】図１で、マイクロ波発振器から発振された
周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波は導波管１２を伝播
しマイクロ波導入窓１１を透過しプラズマ発生室１０に
供給される。エッチングガスは、ガス供給装置からガス
供給管２０を介しエッチングガス導入口からプラズマ発
生室１０内に導入される。該プラズマ発生室１０内は、
真空排気装置によって減圧排気される。ソレノイドコイ
ル１３によって発生する磁界とマイクロ波の電界によっ
てプラズマ発生室１０内のエッチングガスはプラズマ化
される。シリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された試
料４０は、シリコン酸化膜面を上面として試料台１４の
試料設置面に、この場合、１個設置され、プラズマ中の
イオン及び中性分子あるいは原子によってエッチング処
理が進行する。又、試料台１５に高周波電力を印加する
ことによりイオンの入射エネルギを独立に制御している
。更に、熱媒体室３０内には、熱媒体供給装置から熱媒
体供給管２１を介し熱媒体供給口から所定温度の熱媒体
が供給され、そして、熱媒体排出口から熱媒体排出管２
２を介して排出される。これにより、プラズマに曝され
るプラズマ発生室１０の内壁面は、加温される。
周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波は導波管１２を伝播
しマイクロ波導入窓１１を透過しプラズマ発生室１０に
供給される。エッチングガスは、ガス供給装置からガス
供給管２０を介しエッチングガス導入口からプラズマ発
生室１０内に導入される。該プラズマ発生室１０内は、
真空排気装置によって減圧排気される。ソレノイドコイ
ル１３によって発生する磁界とマイクロ波の電界によっ
てプラズマ発生室１０内のエッチングガスはプラズマ化
される。シリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された試
料４０は、シリコン酸化膜面を上面として試料台１４の
試料設置面に、この場合、１個設置され、プラズマ中の
イオン及び中性分子あるいは原子によってエッチング処
理が進行する。又、試料台１５に高周波電力を印加する
ことによりイオンの入射エネルギを独立に制御している
。更に、熱媒体室３０内には、熱媒体供給装置から熱媒
体供給管２１を介し熱媒体供給口から所定温度の熱媒体
が供給され、そして、熱媒体排出口から熱媒体排出管２
２を介して排出される。これにより、プラズマに曝され
るプラズマ発生室１０の内壁面は、加温される。
【００１９】図２は、エッチングガスに弗化炭素ガスの
１種であるＣＨＦ３（ガス流量５０ｃｃ／ｍｉｎ）を用
いて試料４０のシリコン酸化膜のエッチング処理を行っ
たときのプラズマ発生室１０の内壁面の温度がシリコン
膜との選択比に及ぼす影響を調べたものであり、縦軸は
プラズマ発生室１０の内壁面の温度が２０℃でのシリコ
ン膜との選択比を１．０とした場合の選択比の相対値（
以下、相対選択比と略）を示したものである。尚、この
時のその他のエッチング処理条件は、マイクロ波電力１
ｋＷ，エッチング圧力１０ｍＴｏｒｒ，高周波電力２０
０Ｗ，試料台に供給される冷却水温度２０℃である。
１種であるＣＨＦ３（ガス流量５０ｃｃ／ｍｉｎ）を用
いて試料４０のシリコン酸化膜のエッチング処理を行っ
たときのプラズマ発生室１０の内壁面の温度がシリコン
膜との選択比に及ぼす影響を調べたものであり、縦軸は
プラズマ発生室１０の内壁面の温度が２０℃でのシリコ
ン膜との選択比を１．０とした場合の選択比の相対値（
以下、相対選択比と略）を示したものである。尚、この
時のその他のエッチング処理条件は、マイクロ波電力１
ｋＷ，エッチング圧力１０ｍＴｏｒｒ，高周波電力２０
０Ｗ，試料台に供給される冷却水温度２０℃である。
【００２０】図２からわかるように、プラズマ発生室１
０の内壁面の温度を高くすることにより相対選択比が向
上する。例えば、プラズマ発生室１０の内壁面の温度が
４０℃で相対選択比は約１．７倍に、また、プラズマ発
生室１０の内壁面の温度が６０℃で相対選択比は約２．
３倍になった。即ち、プラズマ発生室１０の内壁面を加
温することにより該発生室１０の内壁面へのＣＦ２等の
プラズマ重合物の付着が減少するためにプラズマ中に存
在する該重合物の割合が増加し、そのため試料４０への
プラズマ重合物の付着量が増加する。このようなプラズ
マ重合物が試料４０のシリコン酸化膜に付着した場合、
該シリコン酸化膜に還元剤である酸素が存在するため、
該酸素の還元作用によりプラズマ重合物はシリコン酸化
膜から除去される。このため、シリコン酸化膜のエッチ
ング速度の減少は生じない。一方、このようなプラズマ
重合物が試料４０のシリコン膜に付着した場合、該シリ
コン膜に還元剤が存在しないため、シリコン膜に付着し
たプラズマ重合物の除去が抑制される。このため、シリ
コン膜のエッチング速度が減少する。このような結果、
シリコン酸化膜と下地膜であるシリコン膜との選択比が
向上する。尚、プラズマ発生室１０の温度を高くするに
従って相対選択比は向上するが、しかし、該向上傾向は
、プラズマ発生室１０の内壁面の温度が約２００℃で飽
和状態となる。
０の内壁面の温度を高くすることにより相対選択比が向
上する。例えば、プラズマ発生室１０の内壁面の温度が
４０℃で相対選択比は約１．７倍に、また、プラズマ発
生室１０の内壁面の温度が６０℃で相対選択比は約２．
３倍になった。即ち、プラズマ発生室１０の内壁面を加
温することにより該発生室１０の内壁面へのＣＦ２等の
プラズマ重合物の付着が減少するためにプラズマ中に存
在する該重合物の割合が増加し、そのため試料４０への
プラズマ重合物の付着量が増加する。このようなプラズ
マ重合物が試料４０のシリコン酸化膜に付着した場合、
該シリコン酸化膜に還元剤である酸素が存在するため、
該酸素の還元作用によりプラズマ重合物はシリコン酸化
膜から除去される。このため、シリコン酸化膜のエッチ
ング速度の減少は生じない。一方、このようなプラズマ
重合物が試料４０のシリコン膜に付着した場合、該シリ
コン膜に還元剤が存在しないため、シリコン膜に付着し
たプラズマ重合物の除去が抑制される。このため、シリ
コン膜のエッチング速度が減少する。このような結果、
シリコン酸化膜と下地膜であるシリコン膜との選択比が
向上する。尚、プラズマ発生室１０の温度を高くするに
従って相対選択比は向上するが、しかし、該向上傾向は
、プラズマ発生室１０の内壁面の温度が約２００℃で飽
和状態となる。
【００２１】本実施例では、、次のような効果が得られ
る。 （１） シリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された
試料の磁界とマイクロ波電界との作用によって発生する
弗化炭素ガスプラズマによるエッチング処理において、
エッチングガス条件制御による限界を打破でき下地膜で
あるシリコン膜との選択比を更に向上させることができ
る。
る。 （１） シリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された
試料の磁界とマイクロ波電界との作用によって発生する
弗化炭素ガスプラズマによるエッチング処理において、
エッチングガス条件制御による限界を打破でき下地膜で
あるシリコン膜との選択比を更に向上させることができ
る。
【００２２】（２） シリコン膜とシリコン酸化膜と
が積層された試料の磁界とマイクロ波電界との作用によ
って発生する弗化炭素ガスプラズマによるエッチング処
理において、プラズマ発生室の内壁面へのプラズマ重合
物の付着を抑制できるので、プラズマ発生室の内壁面に
付着したプラズマ重合物の該内壁面からの剥落による塵
埃の発生を抑制でき該塵埃による上記試料の歩留まり低
下を防止できる。
が積層された試料の磁界とマイクロ波電界との作用によ
って発生する弗化炭素ガスプラズマによるエッチング処
理において、プラズマ発生室の内壁面へのプラズマ重合
物の付着を抑制できるので、プラズマ発生室の内壁面に
付着したプラズマ重合物の該内壁面からの剥落による塵
埃の発生を抑制でき該塵埃による上記試料の歩留まり低
下を防止できる。
【００２３】尚、上記第１の実施例では、プラズマに曝
されるプラズマ発生室の内壁面のみを加温するようにし
ているが、例えば、試料台の試料設置面への試料の設置
に機械的なクランプ手段を用いる場合、該クランプ手段
もプラズマに曝されるものであり、従って、相対選択比
の向上の観点からは該クランプ手段も同様に加温するよ
うにすることが好ましい。つまり、相対選択比の向上の
観点からは、プラズマに曝される部材（プラズマ重合物
が付着可能な部材であって試料を除く部材）を加温する
ようにすることが好ましい。又、上記第１の実施例では
、試料はプラズマ発生室内に配置されているが、この他
に、プラズマ発生室で発生したプラズマをプラズマ発生
室外に移送し該プラズマにより試料をエッチング処理す
るように該試料が配置されていても良い。いずれにして
も、プラズマに曝される部材を加温するようにすること
で上記第１の実施例での作用と同様の作用が生じ相対選
択比が向上する。又、上記第１の実施例では、磁界とマ
イクロ波電界との作用により弗化炭素ガスをプラズマ化
し、該プラズマによりシリコン膜とシリコン酸化膜とが
積層された試料のシリコン酸化膜をエッチング処理する
場合を例に採り説明したが、この他に、例えば、平行平
板型のプラズマエッチング装置を用いて上記試料をエッ
チング処理する場合にも同様に適用可能である。この場
合、処理室の内壁面、該処理室に内設された電極等がプ
ラズマに曝される部材である。但し、この場合、上記第
１の実施例での磁界とマイクロ波電界との作用によりプ
ラズマを発生させるものに比べてエッチング圧力が１桁
程度高いために（プラズマ発生室に導入されるエッチン
グガス流量とアウトガス量との関係）上記第１の実施例
でのような顕著な効果は奏し得ない。又、上記第１の実
施例では、エッチングガスとして弗化炭素ガスを、試料
としてシリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された試料
を用いて説明している。この場合、シリコン酸化膜に付
着したプラズマ重合物はシリコン酸化膜の酸素の還元作
用により該膜から除去され、一方、シリコン膜に付着し
たプラズマ重合物はこのような作用が生じないためシリ
コン膜から除去されない。つまり、試料としてプラズマ
重合物が付着してもこれを除去し得る成分を含む膜と付
着したプラズマ重合物を除去し得ない膜とが積層された
試料であれば有効に適用可能である。
されるプラズマ発生室の内壁面のみを加温するようにし
ているが、例えば、試料台の試料設置面への試料の設置
に機械的なクランプ手段を用いる場合、該クランプ手段
もプラズマに曝されるものであり、従って、相対選択比
の向上の観点からは該クランプ手段も同様に加温するよ
うにすることが好ましい。つまり、相対選択比の向上の
観点からは、プラズマに曝される部材（プラズマ重合物
が付着可能な部材であって試料を除く部材）を加温する
ようにすることが好ましい。又、上記第１の実施例では
、試料はプラズマ発生室内に配置されているが、この他
に、プラズマ発生室で発生したプラズマをプラズマ発生
室外に移送し該プラズマにより試料をエッチング処理す
るように該試料が配置されていても良い。いずれにして
も、プラズマに曝される部材を加温するようにすること
で上記第１の実施例での作用と同様の作用が生じ相対選
択比が向上する。又、上記第１の実施例では、磁界とマ
イクロ波電界との作用により弗化炭素ガスをプラズマ化
し、該プラズマによりシリコン膜とシリコン酸化膜とが
積層された試料のシリコン酸化膜をエッチング処理する
場合を例に採り説明したが、この他に、例えば、平行平
板型のプラズマエッチング装置を用いて上記試料をエッ
チング処理する場合にも同様に適用可能である。この場
合、処理室の内壁面、該処理室に内設された電極等がプ
ラズマに曝される部材である。但し、この場合、上記第
１の実施例での磁界とマイクロ波電界との作用によりプ
ラズマを発生させるものに比べてエッチング圧力が１桁
程度高いために（プラズマ発生室に導入されるエッチン
グガス流量とアウトガス量との関係）上記第１の実施例
でのような顕著な効果は奏し得ない。又、上記第１の実
施例では、エッチングガスとして弗化炭素ガスを、試料
としてシリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された試料
を用いて説明している。この場合、シリコン酸化膜に付
着したプラズマ重合物はシリコン酸化膜の酸素の還元作
用により該膜から除去され、一方、シリコン膜に付着し
たプラズマ重合物はこのような作用が生じないためシリ
コン膜から除去されない。つまり、試料としてプラズマ
重合物が付着してもこれを除去し得る成分を含む膜と付
着したプラズマ重合物を除去し得ない膜とが積層された
試料であれば有効に適用可能である。
【００２４】次に、本発明の第２の実施例を図３，図４
により説明する。図３は、本発明の第２の実施例の有磁
場プラズマエッチング装置の縦断面構成図である。図３
で、本発明の第１の実施例の有磁場プラズマエッチング
装置を示す図１と異なる点は、熱媒体供給装置５０が熱
媒体の温度を可変する機能を有した点と、プラズマ発生
室１０の温度を検出する端子５１と熱媒体供給装置５０
がそれぞれ接続された熱媒体温度制御装置５２が設けら
れた点である。尚、図３でその他図１と同一装置等は同
一符号で示し説明を省略する。
により説明する。図３は、本発明の第２の実施例の有磁
場プラズマエッチング装置の縦断面構成図である。図３
で、本発明の第１の実施例の有磁場プラズマエッチング
装置を示す図１と異なる点は、熱媒体供給装置５０が熱
媒体の温度を可変する機能を有した点と、プラズマ発生
室１０の温度を検出する端子５１と熱媒体供給装置５０
がそれぞれ接続された熱媒体温度制御装置５２が設けら
れた点である。尚、図３でその他図１と同一装置等は同
一符号で示し説明を省略する。
【００２５】図３で、上記第１の実施例での場合と同様
に、プラズマ発生室１０内のエッチングガスは、磁界と
マイクロ波電界との作用によりプラズマ化される。試料
台１４に設置されている試料４０は、該プラズマにより
エッチング処理される。プラズマ発生室１０の内壁面は
、熱媒体により加温され、そして、温度調節される。 つまり、試料４０のエッチング処理中にプラズマ発生室
１０の内壁面の温度は変化し、また、試料４０を１個毎
連続してエッチング処理する場合、プラズマ発生室１０
の内壁面の温度は変化する。このように、プラズマ発生
室１０の内壁面の温度が変化すると該内壁面へのプラズ
マ重合物の付着量が変化し、これに伴って試料４０のシ
リコン酸化膜と下地膜であるシリコン膜とのエッチング
速度比が変化して選択比が変化するようになる。このた
め、温度検出端子５１でプラズマ発生室１０の内壁面の
温度が検出され、該検出値は、熱媒体温度制御装置５２
に入力される。熱媒体温度制御装置５２では、プラズマ
発生室１０の内壁面の温度であって一定に保持すべき温
度と検出値との比較が実施され、該比較結果により熱媒
体の温度が設定される。該設定温度は制御信号として熱
媒体供給装置５０に入力される。これにより、熱媒体供
給装置５０からは設定温度となった熱媒体が熱媒体室３
０内に供給されてプラズマ発生室１０の内壁面の温度は
所定の一定温度に調節される。このようなプラズマ発生
室１０の内壁面の温度調節は、試料４０のエッチング処
理中や試料４０を１個毎連続エッチング処理する場合に
実施される。
に、プラズマ発生室１０内のエッチングガスは、磁界と
マイクロ波電界との作用によりプラズマ化される。試料
台１４に設置されている試料４０は、該プラズマにより
エッチング処理される。プラズマ発生室１０の内壁面は
、熱媒体により加温され、そして、温度調節される。 つまり、試料４０のエッチング処理中にプラズマ発生室
１０の内壁面の温度は変化し、また、試料４０を１個毎
連続してエッチング処理する場合、プラズマ発生室１０
の内壁面の温度は変化する。このように、プラズマ発生
室１０の内壁面の温度が変化すると該内壁面へのプラズ
マ重合物の付着量が変化し、これに伴って試料４０のシ
リコン酸化膜と下地膜であるシリコン膜とのエッチング
速度比が変化して選択比が変化するようになる。このた
め、温度検出端子５１でプラズマ発生室１０の内壁面の
温度が検出され、該検出値は、熱媒体温度制御装置５２
に入力される。熱媒体温度制御装置５２では、プラズマ
発生室１０の内壁面の温度であって一定に保持すべき温
度と検出値との比較が実施され、該比較結果により熱媒
体の温度が設定される。該設定温度は制御信号として熱
媒体供給装置５０に入力される。これにより、熱媒体供
給装置５０からは設定温度となった熱媒体が熱媒体室３
０内に供給されてプラズマ発生室１０の内壁面の温度は
所定の一定温度に調節される。このようなプラズマ発生
室１０の内壁面の温度調節は、試料４０のエッチング処
理中や試料４０を１個毎連続エッチング処理する場合に
実施される。
【００２６】図４は、上記のようにプラズマ発生室４０
の内壁面の温度を、この場合、２０℃で温調を行った場
合と行わない場合のシリコン膜との選択比の経時変化を
示したものである。図４で、縦軸は、処理個数１個目の
シリコン膜との選択比を１．０とした場合の選択比の相
対値（以下、経時相対選択比と略）を示したものである
。尚、その他のエッチング処理条件はマイクロは電力１
ｋＷ，エッチング圧力１０ｍＴｏｒｒ，エッチングガス
（ＣＨＦ３）流量５０ｃｃ／ｍｉｎ，高周波電力２００
Ｗ，試料台へ供給される冷却水温度２０℃である。
の内壁面の温度を、この場合、２０℃で温調を行った場
合と行わない場合のシリコン膜との選択比の経時変化を
示したものである。図４で、縦軸は、処理個数１個目の
シリコン膜との選択比を１．０とした場合の選択比の相
対値（以下、経時相対選択比と略）を示したものである
。尚、その他のエッチング処理条件はマイクロは電力１
ｋＷ，エッチング圧力１０ｍＴｏｒｒ，エッチングガス
（ＣＨＦ３）流量５０ｃｃ／ｍｉｎ，高周波電力２００
Ｗ，試料台へ供給される冷却水温度２０℃である。
【００２７】図４で、プラズマ発生室１０の内壁面の温
調を行った場合には、シリコンとの経時相対選択比はほ
とんど変化していない（線Ａ）。一方、プラズマ発生室
１０の内壁面の温調を行わない場合（線Ｂ）には、シリ
コンとの経時相対選択比は処理個数２５個目で処理個数
１個目のシリコン膜との選択比の約２．４倍になってい
る。
調を行った場合には、シリコンとの経時相対選択比はほ
とんど変化していない（線Ａ）。一方、プラズマ発生室
１０の内壁面の温調を行わない場合（線Ｂ）には、シリ
コンとの経時相対選択比は処理個数２５個目で処理個数
１個目のシリコン膜との選択比の約２．４倍になってい
る。
【００２８】尚、上記第２の実施例では、プラズマに曝
されるプラズマ発生室の内壁面のみを温調するようにし
ているが、例えば、試料台の試料設置面への試料の設置
に機械的なクランプ手段を用いる場合、該クランプ手段
もプラズマに曝されるものであり、従って、経時相対選
択比の向上の観点からは該クランプ手段も同様に温調す
るようにすることが好ましい。つまり、経時相対選択比
の向上の観点からは、プラズマに曝される部材（プラズ
マ重合物が付着可能な部材であって試料を除く部材）を
温調するようにすることが好ましい。尚、経時相対選択
比の変化を防止するためのプラズマに曝される部材の温
調技術としては、上記第２の実施例に特に限定されない
。例えば、次のようにしてプラズマに曝される部材を経
時相対選択比の変化を防止するために温調するようにし
ても良い。 （１） 例えば、プラズマ発生室にヒータ等の発熱手
段を設け、プラズマ発生室の検知温度と経時相対選択比
の変化防止上、一定の温度に保持すべき設定温度との比
較結果により該発熱手段での発熱量を調節する。 （２） 例えば、プラズマ発生室の温度がプラズマに
よる加熱により経時相対選択比の変化防止上、一定の温
度に保持すべき設定温度以上に上昇する場合においては
、プラズマ発生室に冷却手段を設け、プラズマ発生室の
検知温度と上記設定温度との比較結果により該冷却手段
の冷却能力を調節する。冷却手段としては、例えば、冷
媒を用いるものやペルチェ効果を利用するもの等が採用
し得る。冷却手段として冷媒を用いるものを採用する場
合は、上記第２の実施例での熱媒体供給装置が冷媒供給
装置に、又、熱媒体温度制御装置が冷媒温度若しくは冷
媒供給量制御装置に置き換えられる。 （３） 例えば、プラズマ発生室に導入されるエッチ
ングガスの温度を調節することで、プラズマ発生室の温
度が経時相対選択比の変化防止上、一定の温度に保持す
べき設定温度以上に上昇するのを防止する。 （４） 例えば、熱媒体室に供給される熱媒体量を調
節することで、プラズマ発生室の温度を経時相対選択比
の変化防止上、一定の温度に保持すべき設定温度に調節
する。
されるプラズマ発生室の内壁面のみを温調するようにし
ているが、例えば、試料台の試料設置面への試料の設置
に機械的なクランプ手段を用いる場合、該クランプ手段
もプラズマに曝されるものであり、従って、経時相対選
択比の向上の観点からは該クランプ手段も同様に温調す
るようにすることが好ましい。つまり、経時相対選択比
の向上の観点からは、プラズマに曝される部材（プラズ
マ重合物が付着可能な部材であって試料を除く部材）を
温調するようにすることが好ましい。尚、経時相対選択
比の変化を防止するためのプラズマに曝される部材の温
調技術としては、上記第２の実施例に特に限定されない
。例えば、次のようにしてプラズマに曝される部材を経
時相対選択比の変化を防止するために温調するようにし
ても良い。 （１） 例えば、プラズマ発生室にヒータ等の発熱手
段を設け、プラズマ発生室の検知温度と経時相対選択比
の変化防止上、一定の温度に保持すべき設定温度との比
較結果により該発熱手段での発熱量を調節する。 （２） 例えば、プラズマ発生室の温度がプラズマに
よる加熱により経時相対選択比の変化防止上、一定の温
度に保持すべき設定温度以上に上昇する場合においては
、プラズマ発生室に冷却手段を設け、プラズマ発生室の
検知温度と上記設定温度との比較結果により該冷却手段
の冷却能力を調節する。冷却手段としては、例えば、冷
媒を用いるものやペルチェ効果を利用するもの等が採用
し得る。冷却手段として冷媒を用いるものを採用する場
合は、上記第２の実施例での熱媒体供給装置が冷媒供給
装置に、又、熱媒体温度制御装置が冷媒温度若しくは冷
媒供給量制御装置に置き換えられる。 （３） 例えば、プラズマ発生室に導入されるエッチ
ングガスの温度を調節することで、プラズマ発生室の温
度が経時相対選択比の変化防止上、一定の温度に保持す
べき設定温度以上に上昇するのを防止する。 （４） 例えば、熱媒体室に供給される熱媒体量を調
節することで、プラズマ発生室の温度を経時相対選択比
の変化防止上、一定の温度に保持すべき設定温度に調節
する。
【００２９】又、上記第２の実施例では、試料はプラズ
マ発生室内に配置されているが、この他に、プラズマ発
生室で発生したプラズマをプラズマ発生室外に移送し該
プラズマにより試料をエッチング処理するように該試料
が配置されていても良い。いずれにしても、プラズマに
曝される部材を温調するようにすることで上記第２の実
施例での作用と同様の作用が生じ経時相対選択比が向上
する。又、上記第２の実施例では、磁界とマイクロ波電
界との作用により弗化炭素ガスをプラズマ化し、該プラ
ズマによりシリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された
試料のシリコン酸化膜をエッチング処理する場合を例に
採り説明したが、この他に、例えば、平行平板型のプラ
ズマエッチング装置を用いて上記試料をエッチング処理
する場合にも同様に適用可能である。この場合、処理室
の内壁面、該処理室に内設された電極等がプラズマに曝
される部材である。但し、この場合、上記第２の実施例
での磁界とマイクロ波電界との作用によりプラズマを発
生させるものに比べてエッチング圧力が１桁程度高いた
めに上記第２の実施例でのような顕著な効果は奏し得な
い。又、上記第２の実施例では、エッチングガスとして
弗化炭素ガスを、試料としてシリコン膜とシリコン酸化
膜とが積層された試料を用いて説明している。この場合
、シリコン酸化膜に付着したプラズマ重合物はシリコン
酸化膜の酸素の還元作用により該膜から除去され、一方
、シリコン膜に付着したプラズマ重合物はこのような作
用が生じないためシリコン膜から除去されない。つまり
、試料としてプラズマ重合物が付着してもこれを除去し
得る成分を含む膜と付着したプラズマ重合物を除去し得
ない膜とが積層された試料であれば有効に適用可能であ
る。更に、上記第１の実施例と上記第２の実施例とを組
み合わせる、つまり、上記試料のエッチング処理時に、
プラズマに曝される部材を加温し、かつ、該部材の温度
を一定温度に調節することで、シリコン酸化膜のエッチ
ング処理においてエッチングガス条件制御による限界を
打破してシリコン酸化膜の選択比を更に向上できると共
に、その選択比の経時変化を防止することができる。更
に又、上記第２の実施例では、試料を１個毎エッチング
処理する場合につき説明しているが、処理室１室で試料
を複数個同時にエッチング処理する場合や、該エッチン
グ処理を繰り返して実施する場合にも同様に適用できる
。尚、上記各実施例では、エッチングガスとしてＣＨＦ
３を例に挙げて説明を行っているが、他の弗化炭素ガス
およびこれらの混合ガスを用いても上記と同様の作用、
効果が得られる。
マ発生室内に配置されているが、この他に、プラズマ発
生室で発生したプラズマをプラズマ発生室外に移送し該
プラズマにより試料をエッチング処理するように該試料
が配置されていても良い。いずれにしても、プラズマに
曝される部材を温調するようにすることで上記第２の実
施例での作用と同様の作用が生じ経時相対選択比が向上
する。又、上記第２の実施例では、磁界とマイクロ波電
界との作用により弗化炭素ガスをプラズマ化し、該プラ
ズマによりシリコン膜とシリコン酸化膜とが積層された
試料のシリコン酸化膜をエッチング処理する場合を例に
採り説明したが、この他に、例えば、平行平板型のプラ
ズマエッチング装置を用いて上記試料をエッチング処理
する場合にも同様に適用可能である。この場合、処理室
の内壁面、該処理室に内設された電極等がプラズマに曝
される部材である。但し、この場合、上記第２の実施例
での磁界とマイクロ波電界との作用によりプラズマを発
生させるものに比べてエッチング圧力が１桁程度高いた
めに上記第２の実施例でのような顕著な効果は奏し得な
い。又、上記第２の実施例では、エッチングガスとして
弗化炭素ガスを、試料としてシリコン膜とシリコン酸化
膜とが積層された試料を用いて説明している。この場合
、シリコン酸化膜に付着したプラズマ重合物はシリコン
酸化膜の酸素の還元作用により該膜から除去され、一方
、シリコン膜に付着したプラズマ重合物はこのような作
用が生じないためシリコン膜から除去されない。つまり
、試料としてプラズマ重合物が付着してもこれを除去し
得る成分を含む膜と付着したプラズマ重合物を除去し得
ない膜とが積層された試料であれば有効に適用可能であ
る。更に、上記第１の実施例と上記第２の実施例とを組
み合わせる、つまり、上記試料のエッチング処理時に、
プラズマに曝される部材を加温し、かつ、該部材の温度
を一定温度に調節することで、シリコン酸化膜のエッチ
ング処理においてエッチングガス条件制御による限界を
打破してシリコン酸化膜の選択比を更に向上できると共
に、その選択比の経時変化を防止することができる。更
に又、上記第２の実施例では、試料を１個毎エッチング
処理する場合につき説明しているが、処理室１室で試料
を複数個同時にエッチング処理する場合や、該エッチン
グ処理を繰り返して実施する場合にも同様に適用できる
。尚、上記各実施例では、エッチングガスとしてＣＨＦ
３を例に挙げて説明を行っているが、他の弗化炭素ガス
およびこれらの混合ガスを用いても上記と同様の作用、
効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、シリコン酸化膜のエッ
チング処理においてエッチングガス条件制御による限界
を打破して下地膜であるシリコン膜との選択比を更に向
上できる効果がある。
チング処理においてエッチングガス条件制御による限界
を打破して下地膜であるシリコン膜との選択比を更に向
上できる効果がある。
【００３１】又、本発明によれば、シリコン酸化膜のエ
ッチング処理において下地膜であるシリコン膜との選択
比の経時変化を防止することができる効果がある。
ッチング処理において下地膜であるシリコン膜との選択
比の経時変化を防止することができる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例の有磁場プラズマエッチ
ング装置の縦断面構成図である。
ング装置の縦断面構成図である。
【図２】図１のエッチング装置を用いて求めたプラズマ
発生室の内壁面温度と相対選択比との関係線図である。
発生室の内壁面温度と相対選択比との関係線図である。
【図３】本発明の第２の実施例の有磁場プラズマエッチ
ング装置の縦断面構成図である。
ング装置の縦断面構成図である。
【図４】図２のエッチング装置を用いて求めた試料処理
個数と経時相対選択比との関係線図である。
個数と経時相対選択比との関係線図である。
１０・・・プラズマ発生室、１１・・・マイクロ波導入
窓、１２・・・導波管、１３・・・ソレノイドコイル、
１４・・・試料台、２０・・・ガス供給管、２１・・・
熱媒体供給管、２２・・・熱媒体排出管、３０・・・熱
媒体室、４０・・・試料、５０・・・熱媒体供給装置、
５１・・・温度検出端子、５２・・・熱媒体温度制御装
置
窓、１２・・・導波管、１３・・・ソレノイドコイル、
１４・・・試料台、２０・・・ガス供給管、２１・・・
熱媒体供給管、２２・・・熱媒体排出管、３０・・・熱
媒体室、４０・・・試料、５０・・・熱媒体供給装置、
５１・・・温度検出端子、５２・・・熱媒体温度制御装
置
Claims (8)
- 【請求項１】エッチングガスとして弗化炭素ガスを用い
該ガスをプラズマ化する工程と、シリコン膜とシリコン
酸化膜とが積層された試料の前記シリコン酸化膜を前記
プラズマによりエッチング処理する工程と、該エッチン
グ処理時に前記プラズマに曝される部材を加温する工程
とを有することを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】前記試料のプラズマエッチング処理時に、
前記プラズマの発生室を加温する請求項１記載のプラズ
マエッチング方法。 - 【請求項３】磁界とマイクロ波電界の作用により前記ガ
スをプラズマ化し、該プラズマによる前記試料のエッチ
ング処理時に前記プラズマの発生室を加温する請求項１
記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項４】エッチングガスとして弗化炭素ガスを用い
該ガスをプラズマ化する工程と、シリコン膜とシリコン
酸化膜とが積層された試料の前記シリコン酸化膜を前記
プラズマによりエッチング処理する工程と、該エッチン
グ処理時に前記プラズマに曝される部材の温度を一定温
度に調節する工程とを有することを特徴とするプラズマ
エッチング方法。 - 【請求項５】前記試料を１個毎連続してエッチング処理
し、該連続処理時に前記プラズマに曝される部材の温度
を一定温度に調節する請求項４記載のプラズマエッチン
グ方法。 - 【請求項６】前記試料の連続処理時に、前記プラズマの
発生室の温度を一定温度に調節する請求項５記載のプラ
ズマエッチング方法。 - 【請求項７】前記試料のエッチング処理時に、前記プラ
ズマに曝される部材を加温し、かつ、該部材の温度を一
定温度に調節する請求項４記載のプラズマエッチング方
法。 - 【請求項８】前記試料を１個毎連続してエッチング処理
し、該連続処理時に前記プラズマの発生室を加温し、か
つ、該発生室の温度を一定温度に調節する請求項７記載
のプラズマエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3017462A JP3020621B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3017462A JP3020621B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | プラズマエッチング方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8292404A Division JPH09129623A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256316A true JPH04256316A (ja) | 1992-09-11 |
| JP3020621B2 JP3020621B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=11944693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3017462A Expired - Lifetime JP3020621B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3020621B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0688037A1 (en) | 1994-06-14 | 1995-12-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Microwave plasma processing system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6471130A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma reactor |
| JPH02205022A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-14 | Hitachi Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH02268429A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング装置 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3017462A patent/JP3020621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6471130A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma reactor |
| JPH02205022A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-14 | Hitachi Ltd | ドライエッチング装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0688037A1 (en) | 1994-06-14 | 1995-12-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Microwave plasma processing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3020621B2 (ja) | 2000-03-15 |
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