JPH05190506A - ドライエッチング方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
とでエッチング速度を均一化する。 【構成】反応性ガスプラズマによって被処理体(26)
をエッチングする際、第2の導入パイプ(32)によっ
て、被処理体(26)のエッチング速度が速い領域に、
エッチング反応により生成される複数の反応生成ガスの
うち、少なくとも一種のガスを反応抑制ガスとして導入
している。したがって、エッチング速度が速い領域のエ
ッチング速度を抑制でき、被処理体(26)各部のエッ
チング速度を均一化することができる。
Description
スの微細パターンを形成するためのドライエッチング方
法およびその装置に関する。
は、マイクロ波プラズマエッチング、反応性イオンエッ
チング等が知られている。前記反応性イオンエッチング
においては、平行平板電極を使用した方法、ECR(サ
イクロトロン共鳴)を使用した方法等がある。図1は、
平行平板電極を使用した従来の反応性イオンエッチング
装置を示すものである。
電極を構成する上部電極11が設けられ、反応チェンバ
ー10の内部には下部電極12が設けられている。前記
上部電極11は接地され、内部は中空状とされている。
上部電極11の上面には反応ガスを導入する導入パイプ
13が設けられ、下面には反応ガスを反応チェンバー1
0内に導入する複数の透孔14が設けられている。ま
た、前記下部電極12の上には、例えばシリコンウェー
ハ等の被処理体15が載置される。この下部電極12
は、ブロッキングコンデンサ16を介して高周波電源1
7に接続されている。前記反応チェンバー10内で、前
記下部電極12の周囲には、バッフル板18が設けら
れ、このバッフル板18には複数の透孔19が設けられ
ている。さらに、反応チェンバー11の側面には排気パ
イプ20が設けられている。
ングを行う場合、上部電極11の複数の透孔14から反
応チェンバー19の内部に反応ガスを導入するととも
に、排気パイプ20からこれを排気し、反応チェンバー
10内の圧力を制御する。これとともに、高周波電源1
7より下部電極12に高周波電力を供給し、上部電極1
1および下部電極12の相互間にプラズマを生成するこ
とにより、被処理体15の被エッチング膜がエッチング
される。
装置によって、被処理体15をエッチングする際、上部
電極11の透孔14から反応チェンバー10内に導入さ
れた反応ガスは、バッフル板18の透孔19を通って排
気パイプ20から排出される。このとき、エッチングに
伴って生成される反応生成ガスのうち、被処理体15の
周縁部から生成されるものは、排気パイプ20から直ち
に排出される。しかし、被処理体15の中央部から生成
されるものは、排出されにくく、被処理体15の表面に
堆積される。すなわち、ガスは被処理体15の周縁部か
ら排気されるため、被処理体15の周縁部ほど、反応生
成ガスの堆積が少ない。したがって、被処理体15の中
央部に比べて周縁部のほうがエッチング速度が速くなる
ものであった。
示されるように、被処理体の中央部と周縁部とで反応ガ
スの濃度を変え、被処理体の中央部と周縁部とでエッチ
ング速度を均一とする装置が開発されている。しかし、
この装置は、反応ガスを上部電極を介して反応チェンバ
ー内に導入し、しかも、その濃度を変化させるため、上
部電極の構造が複雑であるとともに、反応ガスの導入制
御が複雑なものである。
上記と同様に被処理体の中央部と周縁部とで反応ガスの
濃度および導入量を変えるドライエッチング装置が開示
されている。しかし、この装置も構成が複雑なものであ
る。
応ガスにエッチングによって生成される反応生成ガスを
添加して、エッチング速度を制御する方法が開示されて
いる。しかし、この方法の場合、反応生成ガスを反応ガ
スに単に添加して反応チェンバー内に導入しているた
め、被処理体の中央部と周縁部とでエッチング速度を十
分に均一化することが困難なものであった。
されたものであり、その目的とするところは、被処理体
の中央部と周縁部とでエッチング速度を十分に均一化す
ることが可能なドライエッチング方法およびその装置を
提供しようとするものである。
解決するため、反応性ガスプラズマによって被処理体を
エッチングする際、被処理体のエッチング速度が速い領
域に、エッチング反応により生成される複数の反応生成
ガスのうち、少なくとも一種のガスを反応抑制ガスとし
て導入している。また、前記反応抑制ガスは、少なくと
も金属ハロゲン化合物ガスを含むガスである。さらに、
前記反応抑制ガスは、少なくとも有機酸化物ガスを含む
ガスである。
入される反応チェンバーと、この反応チェンバーに設け
られ、被処理体が載置される第1の電極と、この第1の
電極と対向された第2の電極と、前記第1、第2の電極
相互間で前記反応ガスをプラズマ化するため、前記第1
の電極に高周波電力を供給する高周波電源と、前記被処
理体のエッチング速度が速い領域に対応して設けられ、
エッチング反応により生成される複数の反応生成ガスの
うち、少なくとも一種のガスを反応抑制ガスとして導入
する導入パイプとを有している。また、前記導入パイプ
は、前記第1の電極の周辺に配設され、反応抑制ガスを
被処理体の周縁部に導入している。さらに、前記導入パ
イプは、前記第2の電極に設けられ、反応抑制ガスを被
処理体の周縁部に導入している。また、前記導入パイプ
は、前記第1の電極に設けられ、反応抑制ガスを被処理
体の周縁部に導入している。さらに、前記反応ガスは、
前記第2の電極方向から被処理体に導入され、被処理体
の第2の電極とは反対側より反応チェンバーの外部に排
出している。
速度が速い領域に、エッチング反応により生成される複
数の反応生成ガスに対応した少なくとも一種のガスを反
応抑制ガスとして導入している。したがって、エッチン
グ速度が速い領域に反応生成物を堆積し、この領域のエ
ッチングを抑制しているため、被処理体の各部におい
て、エッチング速度を均一化することができる。
を、被処理体のエッチング速度が速い領域、例えば被処
理体が載置される第1の電極の周辺に配設することによ
り、被処理体の周縁部と中央部とでエッチング速度を均
一化することができる。
参照して説明する。
ミニウムによって形成され、内面はアルマイト処理され
ている。この反応チェンバー21の上部には、平行平板
電極を構成する上部電極22が設けられ、反応チェンバ
ー21の内部には下部電極23が設けられている。前記
上部電極22は接地され、内部は中空状とされている。
上部電極22の上面には反応ガスを導入する第1の導入
パイプ24が設けられ、下面には反応ガスを反応チェン
バー21内に導入する複数の透孔25が設けられてい
る。
シリコンウェーハ等の被処理体26が載置され、この被
処理体26は図示せぬ機構によって固定されている。こ
の下部電極23は、ブロッキングコンデンサ27を介し
て高周波電源28に接続されている。前記反応チェンバ
ー21内で、前記下部電極23の周囲には、バッフル板
29が設けられ、このバッフル板29には複数の透孔3
0が設けられている。さらに、反応チェンバー11の側
面には排気パイプ31が設けられている。
の導入パイプ32が設けられている。この第2の導入パ
イプ32は反応生成ガスと同種のガスを少なくとも一
種、被処理体26の周縁部に導入するものであり、図3
に示すように、所定間隔を隔てて複数のノズル32aが
設けられている。
がWSi膜であり、反応ガスがCl2 とSF6 の混合ガ
スの場合、WF6 、SiCl4 等の反応生成ガスが生成
される。前記第2の導入パイプ32には、このうち、例
えばWF6 が導入される。
ングを行う場合、上部電極22の複数の透孔25から反
応チェンバー21の内部に反応ガスCl2 とSF6 を導
入するとともに、第2の導入パイプ32から反応生成ガ
スとしてWF6 が導入される。この反応生成ガスの流量
は、被処理体26の中央部で生成される反応生成ガスの
量とほぼ等しくされている。さらに、排気パイプ31か
らこれらガスが排気され、反応チェンバー21内の圧力
が制御される。これと同時に、高周波電源28より下部
電極23に高周波電力が供給され、上部電極22および
下部電極23の相互間にプラズマを生成することによ
り、被処理体26のWSi膜がエッチングされる。
に反応ガスを供給すると、被処理体26のWSi膜のエ
ッチング反応とともに、この反応によって生成された反
応生成物の堆積が生ずる。この生成された反応生成物の
堆積量は、前述したように被処理体26の周縁部に比べ
て中央部のほうが多い。しかし、この装置においては、
被処理体26の周縁部に第2の導入パイプ32から、被
処理体26の中央部で生成される反応生成ガスの量とほ
ぼ等しい量の反応生成物が導入されているため、被処理
体26の周縁部と中央部とで、反応生成物の堆積が等し
くなる。したがって、被処理体26の周縁部と中央部と
でエッチング速度を均一化することができる。
り、破線はこの発明によるものであり、実線は従来の装
置によるものである。同図から明らかなように、被処理
体26の周縁部と中央部とでエッチング速度を均一化す
ることができる。また、この実施例の場合、上部電極、
下部電極の構造を何等変える必要がないため、構成が簡
単なものである。図5、図6は、この発明の第2、第3
の実施例を示すものである。同図において、図2と同一
部分には同一符号を付す。
2は反応チェンバー21内に配設した。図5に示す第2
の実施例においては、第2の導入パイプ32を上部電極
22の内部で、複数の透孔25の周囲に配設している。
また、図6に示す第3の実施例においては、第2の導入
パイプ32を下部電極23の内部を通して、下部電極2
3の周囲に配設している。上記第2、第3の実施例によ
っても、エッチング速度を均一化することができる。
央部のエッチング速度、すなわち、エッチング速度が遅
い側に揃えた。しかし、エッチング速度は、温度条件を
変えることにより速くできるため、何等問題はない。
2の導入パイプ32から導入する反応生成ガスの組成
は、前述した実施例に限定されるものではなく、図7に
示すような組合わせが可能である。
ては、第2の導入パイプ32を被処理体の周縁部近傍に
配設したが、これに限定されるものではなく、エッチン
グ反応の速い部分に対応して配設すればよい。
たプラズマエッチング装置について説明したが、これに
限定されるものではなく、この発明をバレル型のエッチ
ング装置、ダウンフロー型のエッチング装置、ECRプ
ラズマエッチング装置等に適用することも可能である。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。
ば、被処理体の中央部と周縁部とでエッチング速度を十
分に均一化することが可能なドライエッチング方法およ
びその装置を提供できる。
図。
速度を対比して示す特性図。
ス、応生成ガスの例を示す図。
極、24…第1の導入パイプ、26…被処理体、28…
高周波電源、32…第2の導入パイプ。
Claims (8)
- 【請求項1】 反応性ガスプラズマによって被処理体を
エッチングする際、被処理体のエッチング速度が速い領
域に、エッチング反応により生成される複数の反応生成
ガスのうち、少なくとも一種のガスを反応抑制ガスとし
て導入することを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項2】 前記反応抑制ガスは、少なくとも金属ハ
ロゲン化合物ガスを含むガスであることを特徴とする請
求項1記載のドライエッチング方法。 - 【請求項3】 前記反応抑制ガスは、少なくとも有機酸
化物ガスを含むガスであることを特徴とする請求項1記
載のドライエッチング方法。 - 【請求項4】 反応ガスが導入される反応チェンバー
と、 この反応チェンバーに設けられ、被処理体が載置される
第1の電極と、 この第1の電極と対向された第2の電極と、 前記第1、第2の電極相互間で前記反応ガスをプラズマ
化するため、前記第1の電極に高周波電力を供給する高
周波電源と、 前記被処理体のエッチング速度が速い領域に対応して設
けられ、エッチング反応により生成される複数の反応生
成ガスのうち、少なくとも一種のガスを反応抑制ガスと
して導入する導入パイプと、 を具備したことを特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項5】 前記導入パイプは、前記第1の電極の周
辺に配設され、反応抑制ガスを被処理体の周縁部に導入
することを特徴とする請求項4記載のドライエッチング
装置。 - 【請求項6】 前記導入パイプは、前記第2の電極に設
けられ、反応抑制ガスを被処理体の周縁部に導入するこ
とを特徴とする請求項4記載のドライエッチング装置。 - 【請求項7】 前記導入パイプは、前記第1の電極に設
けられ、反応抑制ガスを被処理体の周縁部に導入するこ
とを特徴とする請求項4記載のドライエッチング装置。 - 【請求項8】 前記反応ガスは、前記第2の電極方向か
ら被処理体に導入され、被処理体の第2の電極とは反対
側より反応チェンバーの外部に排出されることを特徴と
する請求項4記載のドライエッチング装置。
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