JPH06104209A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH06104209A JPH06104209A JP4249590A JP24959092A JPH06104209A JP H06104209 A JPH06104209 A JP H06104209A JP 4249590 A JP4249590 A JP 4249590A JP 24959092 A JP24959092 A JP 24959092A JP H06104209 A JPH06104209 A JP H06104209A
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- Japan
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- treating chamber
- base material
- reaction
- fluorine atoms
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマ処理装置の加工性能の向上。
【構成】処理室内壁を母材と異種の材料で構成する。母
材を温調する。 【効果】プラズマ処理装置の加工性能の向上。
材を温調する。 【効果】プラズマ処理装置の加工性能の向上。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを利用した表
面の処理装置、特に半導体集積回路のパターンを形成す
る装置に関するものである。
面の処理装置、特に半導体集積回路のパターンを形成す
る装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細なパターンを形成
するために、異方的に加工が進むよう、処理圧力を低く
し、かつ、加工速度を確保するため磁場を用いて行なわ
れていた。なお、この種の装置として関連するものには
例えば、半導体プラズマプロセス技術（菅野著，産業図
書発行）が挙げられる。
するために、異方的に加工が進むよう、処理圧力を低く
し、かつ、加工速度を確保するため磁場を用いて行なわ
れていた。なお、この種の装置として関連するものには
例えば、半導体プラズマプロセス技術（菅野著，産業図
書発行）が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】処理圧力を低くするに
ともなって圧力の自乗に比例する気相中の分子間反応速
度は著しく減少し、プラズマ中の化学種の組成がRIE(Re
active Ion Etching)とは異っていた。このため異方加
工性能以外の他の性能がRIEより劣る場合があった。本
発明の目的は、加工性能が向上し異方加工性が得られる
プラズマ処理装置を提供することにある。
ともなって圧力の自乗に比例する気相中の分子間反応速
度は著しく減少し、プラズマ中の化学種の組成がRIE(Re
active Ion Etching)とは異っていた。このため異方加
工性能以外の他の性能がRIEより劣る場合があった。本
発明の目的は、加工性能が向上し異方加工性が得られる
プラズマ処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】処理室の構成部材の一部
または全部の母材の、処理室側の表面の一部または全部
を母材と異種の材質で被覆することにより達成される。
さらに、該母材を温度制御可能とするものである。
または全部の母材の、処理室側の表面の一部または全部
を母材と異種の材質で被覆することにより達成される。
さらに、該母材を温度制御可能とするものである。
【０００５】
【作用】上記構成により処理室側の表面として気相中で
の分子間反応を補うことの可能な材料の選択ができるよ
うになり、RIEと同等の性能と、高い異方加工性能が同
時に得られトータルで高い加工性能が得られる。
の分子間反応を補うことの可能な材料の選択ができるよ
うになり、RIEと同等の性能と、高い異方加工性能が同
時に得られトータルで高い加工性能が得られる。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例をシリコン酸化膜のエッチ
ングについて説明する。図１は有磁場マイクロ波エッチ
ング装置で、その動作の説明は良く知られているので、
他の文献に譲りここでは省略し、本発明を具現化した部
分を中心に以下説明する。
ングについて説明する。図１は有磁場マイクロ波エッチ
ング装置で、その動作の説明は良く知られているので、
他の文献に譲りここでは省略し、本発明を具現化した部
分を中心に以下説明する。
【０００７】図１において、プロセスプラズマは処理室
１の中で発生する。従来、処理室構成材料としてはステ
ンレスやアルミニウムなどが用いられており、プロセス
プラズマにはこれらの材料がそのまま接していた。この
状態でRIEと同じ供給ガス、例えば、CF4(50 cc/min)+CH
F3(20 cc/min)を用いてエッチングした場合、下地のシ
リコン膜との選択比は２程度と、現在の半導体集積回路
製造のためのスペックを満たすものではなかった。これ
は有磁場放電で発生させるプロセスプラズマにはよく見
られるもので、この原因は電子密度が高くフッ素原子
(F)の発生量が多いことと、次に示すような気相中での
フッ素原子の損失反応速度が圧力の低下にともなって減
少していることにある。
１の中で発生する。従来、処理室構成材料としてはステ
ンレスやアルミニウムなどが用いられており、プロセス
プラズマにはこれらの材料がそのまま接していた。この
状態でRIEと同じ供給ガス、例えば、CF4(50 cc/min)+CH
F3(20 cc/min)を用いてエッチングした場合、下地のシ
リコン膜との選択比は２程度と、現在の半導体集積回路
製造のためのスペックを満たすものではなかった。これ
は有磁場放電で発生させるプロセスプラズマにはよく見
られるもので、この原因は電子密度が高くフッ素原子
(F)の発生量が多いことと、次に示すような気相中での
フッ素原子の損失反応速度が圧力の低下にともなって減
少していることにある。
【０００８】SiF +F→SiF2 SiF2+F→SiF3 SiF3+F→SiF4 これにより、プラズマ中のフッ素原子量が多くなり下地
シリコンのエッチング速度が従来のガス組成では十分に
抑制されなかった。このため、RIEに比べデポジション
性ガスの混合量を増加させる必要があり、このことが微
細加工に有害なパーティクルの発生量を増加させる一因
ともなっていた。
シリコンのエッチング速度が従来のガス組成では十分に
抑制されなかった。このため、RIEに比べデポジション
性ガスの混合量を増加させる必要があり、このことが微
細加工に有害なパーティクルの発生量を増加させる一因
ともなっていた。
【０００９】フッ素原子の損失は次に示すような処理室
側壁表面での再結合反応 F+F→F2 を促進することで補うことができる。これはF2（フッ素
分子）がフッ素原子に比較してシリコンに対する反応性
が低く、上記フッ化シリコンとの気相中での再結合反応
と等価な効果を示すからである。再結合反応の確率は、
プロセスプラズマに接する表面の材質とその温度で著し
く異なり室温では下記のようになる。
側壁表面での再結合反応 F+F→F2 を促進することで補うことができる。これはF2（フッ素
分子）がフッ素原子に比較してシリコンに対する反応性
が低く、上記フッ化シリコンとの気相中での再結合反応
と等価な効果を示すからである。再結合反応の確率は、
プロセスプラズマに接する表面の材質とその温度で著し
く異なり室温では下記のようになる。
【００１０】アルミナ 6.4×10-5、 石英 1.5×10-4、 アルミニウム 1.8×10-3 銅 0.011 亜鉛 0.2 このうち、特に金属性の材料は従来を処理室側壁表面の
材料として用いることはRIEではプラズマポテンシャル
が高く、シースによって加速されるイオンのエネルギー
がスパッタリングイールドを越えていたのでスパッタさ
れた表面材料が半導体基板に取り込まれてしまい、電気
特性を劣化させるなどの問題が発生するのであるが、最
近の磁場を導入したプロセスプラズマ発生装置、（例え
ば有磁場マイクロ波装置）などではプラズマポテンシャ
ルが低く、イオンのエネルギーはスパッタリングイール
ド以下であるので、そういった問題は発生しない。
材料として用いることはRIEではプラズマポテンシャル
が高く、シースによって加速されるイオンのエネルギー
がスパッタリングイールドを越えていたのでスパッタさ
れた表面材料が半導体基板に取り込まれてしまい、電気
特性を劣化させるなどの問題が発生するのであるが、最
近の磁場を導入したプロセスプラズマ発生装置、（例え
ば有磁場マイクロ波装置）などではプラズマポテンシャ
ルが低く、イオンのエネルギーはスパッタリングイール
ド以下であるので、そういった問題は発生しない。
【００１１】本実施例の場合、アルミニウムに対して上
記反応の確率が約６倍である銅を処理室側壁のアルミニ
ウム上（図１の黒塗の部分）にめっきしてフッ素原子の
損失反応を促進させた。この場合に注意しなければなら
ないのは、デポジション性ガスによって発生する有機系
の膜が側壁に堆積するとフッ素原子の再結合反応が表面
の材質によらず著しく低下することである。このため本
実施例の場合、外部から処理室構成部材を150℃に加熱
して堆積を防止し、銅がプロセスプラズマに曝されるよ
うにした。これによりシリコン膜との選択比がRIEと同
程度の15に向上して選択比に対する要求性能を満たすこ
とができるようになった。
記反応の確率が約６倍である銅を処理室側壁のアルミニ
ウム上（図１の黒塗の部分）にめっきしてフッ素原子の
損失反応を促進させた。この場合に注意しなければなら
ないのは、デポジション性ガスによって発生する有機系
の膜が側壁に堆積するとフッ素原子の再結合反応が表面
の材質によらず著しく低下することである。このため本
実施例の場合、外部から処理室構成部材を150℃に加熱
して堆積を防止し、銅がプロセスプラズマに曝されるよ
うにした。これによりシリコン膜との選択比がRIEと同
程度の15に向上して選択比に対する要求性能を満たすこ
とができるようになった。
【００１２】また、本実施例の他にも塩素ガスを用いた
アルミニウムのエッチングにおいても塩素原子を塩素分
子に変換することで、微細化によって生じるエッチング
速度の低下を防ぐことができる。
アルミニウムのエッチングにおいても塩素原子を塩素分
子に変換することで、微細化によって生じるエッチング
速度の低下を防ぐことができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、他の性能を犠牲にする
ことなく低圧化による高い異方加工性を得ることがで
き、半導体集積回路の処理に必要な性能を供給できる。
ことなく低圧化による高い異方加工性を得ることがで
き、半導体集積回路の処理に必要な性能を供給できる。
【図１】本発明による処理室内面に被覆を行なったプラ
ズマ処理装置の断面図である。
ズマ処理装置の断面図である。
１…処理室。
Claims (5)
- 【請求項１】処理室の構成部材の一部または全部の母材
の、処理室側の表面の一部または全部を、母材と異種の
材質で被覆したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】前記異種の材質が金属材質であることを特
徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】前記母材が温度制御された熱源に接してい
ることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】前記被覆材料の種類が複数であることを特
徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】前記構成部材の処理室側にフィンを取り付
けたことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249590A JPH06104209A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249590A JPH06104209A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104209A true JPH06104209A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17195281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249590A Pending JPH06104209A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104209A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102364700A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-02-29 | 常州天合光能有限公司 | 太阳能电池rie工艺温度补偿方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249590A patent/JPH06104209A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102364700A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-02-29 | 常州天合光能有限公司 | 太阳能电池rie工艺温度补偿方法 |
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