JPH0786246A - マイクロ波プラズマエッチング装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマエッチング装置Info
- Publication number
- JPH0786246A JPH0786246A JP22985093A JP22985093A JPH0786246A JP H0786246 A JPH0786246 A JP H0786246A JP 22985093 A JP22985093 A JP 22985093A JP 22985093 A JP22985093 A JP 22985093A JP H0786246 A JPH0786246 A JP H0786246A
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- JP
- Japan
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- substrate
- area
- insulating member
- gas
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】真空容器のアース電位にある部材の一部を絶縁
性の部材で覆いアース電位の面積（Ｓｅと記す）と高周
波電力を印加する電極に載置する基板の面積（Ｓrと記
す）との比を基板のサイズに関係なく一定とするように
したものである。また、真空容器のアース電位にある部
材の一部を覆う絶縁性の部材の材質を石英とし絶縁性の
部材を加熱温調し温度を一定にするようにしたものであ
る。 【効果】本発明によれば、基板のサイズが変化した場合
の自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。また、
下地の酸化膜のエッチング速度を減少させシリコンとの
高い選択比を得るとともに、パターン側壁のエッチング
を抑制し異方性のエッチング形状を得ることができる。
性の部材で覆いアース電位の面積（Ｓｅと記す）と高周
波電力を印加する電極に載置する基板の面積（Ｓrと記
す）との比を基板のサイズに関係なく一定とするように
したものである。また、真空容器のアース電位にある部
材の一部を覆う絶縁性の部材の材質を石英とし絶縁性の
部材を加熱温調し温度を一定にするようにしたものであ
る。 【効果】本発明によれば、基板のサイズが変化した場合
の自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。また、
下地の酸化膜のエッチング速度を減少させシリコンとの
高い選択比を得るとともに、パターン側壁のエッチング
を抑制し異方性のエッチング形状を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセスガスとして塩
素ガスもしくは塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用い、
磁界とマイクロ波電界によって発生するプラズマにより
シリコンのエッチングを行うマイクロ波プラズマエッチ
ング装置において、基板のサイズによるエッチング特性
の変化を抑制し、下地のシリコン酸化膜との高い選択比
及び異方性のエッチング形状を得るのに好適なマイクロ
波プラズマエッチング装置に関するものである。
素ガスもしくは塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用い、
磁界とマイクロ波電界によって発生するプラズマにより
シリコンのエッチングを行うマイクロ波プラズマエッチ
ング装置において、基板のサイズによるエッチング特性
の変化を抑制し、下地のシリコン酸化膜との高い選択比
及び異方性のエッチング形状を得るのに好適なマイクロ
波プラズマエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の、マイクロ波プラズマエッチング
装置は、例えば、日立評論Ｖｏｌ．７１（１９８９）、
Ｎｏ．５，Ｐ３３−３８に記載のようにマイクロ波を伝
ぱんする導波管内に石英製の放電管を有し、外部磁界と
マイクロ波電界の作用により放電管内でプラズマを発生
させ、該プラズマにより基板のエッチングを行う。ある
いは、J.Vac.Sci.Technol.A.Vol.9,No.1(1991)に記載の
ように内壁全面を石英製のカバーで覆った真空容器内に
外部磁界とマイクロ波電界の作用によりプラズマを発生
させ、該プラズマにより基板のエッチングを行う。
装置は、例えば、日立評論Ｖｏｌ．７１（１９８９）、
Ｎｏ．５，Ｐ３３−３８に記載のようにマイクロ波を伝
ぱんする導波管内に石英製の放電管を有し、外部磁界と
マイクロ波電界の作用により放電管内でプラズマを発生
させ、該プラズマにより基板のエッチングを行う。ある
いは、J.Vac.Sci.Technol.A.Vol.9,No.1(1991)に記載の
ように内壁全面を石英製のカバーで覆った真空容器内に
外部磁界とマイクロ波電界の作用によりプラズマを発生
させ、該プラズマにより基板のエッチングを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置において
は、プラズマを発生する真空容器を構成するアース電位
にある部材の面積と高周波電力を印加する電極に載置す
る基板の面積との比がエッチング特性に及ぼす影響につ
いて考慮されておらず、基板のサイズが変化した場合に
基板に発生する自己バイアス電圧が変わり、シリコン及
び下地の酸化膜のエッチング速度が減少するという問題
点があった。
は、プラズマを発生する真空容器を構成するアース電位
にある部材の面積と高周波電力を印加する電極に載置す
る基板の面積との比がエッチング特性に及ぼす影響につ
いて考慮されておらず、基板のサイズが変化した場合に
基板に発生する自己バイアス電圧が変わり、シリコン及
び下地の酸化膜のエッチング速度が減少するという問題
点があった。
【０００４】なお、基板を載置する部分以外は絶縁材料
で覆っているため、基板を載置している部分のみに高周
波電力が印加される。したがって、本明細書で記載の基
板の面積は、高周波電力を印加する面積を意味する。
で覆っているため、基板を載置している部分のみに高周
波電力が印加される。したがって、本明細書で記載の基
板の面積は、高周波電力を印加する面積を意味する。
【０００５】また、プラズマを発生する真空容器との反
応によって生成する反応生成物のエッチング形状への影
響について考慮されておらず、真空容器の部材の温度及
び材質によってエッチング形状が変化するという問題点
があった。
応によって生成する反応生成物のエッチング形状への影
響について考慮されておらず、真空容器の部材の温度及
び材質によってエッチング形状が変化するという問題点
があった。
【０００６】本発明は、基板のサイズが変化した場合の
シリコンのエッチング速度の減少を抑制し、下地の酸化
膜との高い選択比及び異方性のエッチング形状が得られ
るマイクロ波プラズマエッチング装置を提供することに
ある。
シリコンのエッチング速度の減少を抑制し、下地の酸化
膜との高い選択比及び異方性のエッチング形状が得られ
るマイクロ波プラズマエッチング装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、真空容器のアース電位にある部材の一部を絶縁性の
部材で覆いアース電位の面積（Ｓｅと記す）と高周波電
力を印加する電極に載置する基板の面積（Ｓrと記す）
との比を基板のサイズに関係なく一定とするようにした
ものである。
に、真空容器のアース電位にある部材の一部を絶縁性の
部材で覆いアース電位の面積（Ｓｅと記す）と高周波電
力を印加する電極に載置する基板の面積（Ｓrと記す）
との比を基板のサイズに関係なく一定とするようにした
ものである。
【０００８】また、真空容器のアース電位にある部材の
一部を覆う絶縁性の部材の材質を石英とし絶縁性の部材
を加熱温調し温度を一定にするようにしたものである。
一部を覆う絶縁性の部材の材質を石英とし絶縁性の部材
を加熱温調し温度を一定にするようにしたものである。
【０００９】
【作用】プラズマを発生させる真空容器のアース電位に
ある部材の面積Ｓｅと高周波電力を印加する電極に載置
する基板の面積Ｓｒとの比によって、高周波電力を印加
する電極に発生する自己バイアス電圧（Ｖｄｃ）が変化
すること、またシリコン及び下地の酸化膜のエッチング
速度が変化することを実験により見い出した。図２に示
すように、ＳｅとＳｒの比が小さくなるにつれて自己バ
イアス電圧（Ｖｄｃ）が減少する。自己バイアス電圧は
基板に入射するイオンのエネルギの大きさを決める。こ
の自己バイアス電圧の変化により図３に示すようにシリ
コン及び下地の酸化膜のエッチング速度が変化する。し
かし、シリコンに比べ酸化膜のエッチング速度の減少す
る割合が大きいため選択比が増大する。。したがって、
基板のサイズが変化した場合にアース電位にある部材の
面積を変化させてＳｅとＳｒの比を一定に保つことによ
り自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。また、
プラズマを発生させる真空容器のアース電位にある部材
の面積を変化させることにより下地の酸化膜のエッチン
グ速度を減少させシリコンとの高い選択比を得ることが
できる。
ある部材の面積Ｓｅと高周波電力を印加する電極に載置
する基板の面積Ｓｒとの比によって、高周波電力を印加
する電極に発生する自己バイアス電圧（Ｖｄｃ）が変化
すること、またシリコン及び下地の酸化膜のエッチング
速度が変化することを実験により見い出した。図２に示
すように、ＳｅとＳｒの比が小さくなるにつれて自己バ
イアス電圧（Ｖｄｃ）が減少する。自己バイアス電圧は
基板に入射するイオンのエネルギの大きさを決める。こ
の自己バイアス電圧の変化により図３に示すようにシリ
コン及び下地の酸化膜のエッチング速度が変化する。し
かし、シリコンに比べ酸化膜のエッチング速度の減少す
る割合が大きいため選択比が増大する。。したがって、
基板のサイズが変化した場合にアース電位にある部材の
面積を変化させてＳｅとＳｒの比を一定に保つことによ
り自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。また、
プラズマを発生させる真空容器のアース電位にある部材
の面積を変化させることにより下地の酸化膜のエッチン
グ速度を減少させシリコンとの高い選択比を得ることが
できる。
【００１０】また、真空容器のアース電位にある部材の
一部を覆う絶縁性の部材の材質を石英とすることにより
石英と塩素との反応により反応生成物であるオキシ塩化
珪素（ＳｉＯｘＣＬｙ）を生成する。このオキシ塩化珪
素がパターン側壁に付着し保護膜となりパターン側壁の
エッチングを抑制し、異方性のエッチング形状を保つこ
とができる。
一部を覆う絶縁性の部材の材質を石英とすることにより
石英と塩素との反応により反応生成物であるオキシ塩化
珪素（ＳｉＯｘＣＬｙ）を生成する。このオキシ塩化珪
素がパターン側壁に付着し保護膜となりパターン側壁の
エッチングを抑制し、異方性のエッチング形状を保つこ
とができる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図3により説明する。図
１は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。マグネトロン１から発振したマイクロ
波は導波管２を伝ぱんしマイクロ波導入窓３を介して内
壁に石英製のカバー4を設けた放電室5に導かれる。石英
製のカバー4はヒータ（図示省略）により１５０℃に加
熱温調されている。磁界発生用直流電源6からソレノイ
ドコイル7,8に供給される直流電流によって形成される
磁界とマイクロ波電界によってエッチングガス供給装置
9から供給されるエッチングガス（塩素ガス）はプラズ
マ化される。このプラズマにより載置電極10に載置され
ている基板11がエッチングされる。エッチング時の圧力
は真空排気装置12によって制御される。また、基板11に
入射するイオンのエネルギは載置電極10に高周波電源13
から供給される高周波電力によって制御される。アース
電位の面積Seと基板11の面積Srとの比を2.5にした場合
(本実施例)とカバー4を設けない場合(従来)のエッチン
グ特性を表1に示す。表1に示すように、カバー4を設け
ることにより下地の酸化膜のエッチング速度を減少させ
酸化膜との高い選択比を得ることができる。本実施例
は、8インチでの特性を示したが、6インチにおいても同
様な効果が得られる。また、アース電位の面積Seと基板
の面積Srとの比を一定に保ことにより、基板サイズの変
化によるエッチング特性の変化を防止できる。
１は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。マグネトロン１から発振したマイクロ
波は導波管２を伝ぱんしマイクロ波導入窓３を介して内
壁に石英製のカバー4を設けた放電室5に導かれる。石英
製のカバー4はヒータ（図示省略）により１５０℃に加
熱温調されている。磁界発生用直流電源6からソレノイ
ドコイル7,8に供給される直流電流によって形成される
磁界とマイクロ波電界によってエッチングガス供給装置
9から供給されるエッチングガス（塩素ガス）はプラズ
マ化される。このプラズマにより載置電極10に載置され
ている基板11がエッチングされる。エッチング時の圧力
は真空排気装置12によって制御される。また、基板11に
入射するイオンのエネルギは載置電極10に高周波電源13
から供給される高周波電力によって制御される。アース
電位の面積Seと基板11の面積Srとの比を2.5にした場合
(本実施例)とカバー4を設けない場合(従来)のエッチン
グ特性を表1に示す。表1に示すように、カバー4を設け
ることにより下地の酸化膜のエッチング速度を減少させ
酸化膜との高い選択比を得ることができる。本実施例
は、8インチでの特性を示したが、6インチにおいても同
様な効果が得られる。また、アース電位の面積Seと基板
の面積Srとの比を一定に保ことにより、基板サイズの変
化によるエッチング特性の変化を防止できる。
【００１２】
【表１】
【００１３】また、石英製のカバーを用いることにより
塩素との反応によってパターン側壁の保護膜となる反応
生成物オキシ塩化珪素を生成し異方性の形状を得ること
ができる。
塩素との反応によってパターン側壁の保護膜となる反応
生成物オキシ塩化珪素を生成し異方性の形状を得ること
ができる。
【００１４】本発明によれば、基板のサイズが変化した
場合の自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。ま
た、下地の酸化膜のエッチング速度を減少させシリコン
との高い選択比を得るとともに、パターン側壁のエッチ
ングを抑制し異方性のエッチング形状を得ることができ
る。
場合の自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。ま
た、下地の酸化膜のエッチング速度を減少させシリコン
との高い選択比を得るとともに、パターン側壁のエッチ
ングを抑制し異方性のエッチング形状を得ることができ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、基板のサイズが変化し
た場合の自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。
また、下地の酸化膜のエッチング速度を減少させシリコ
ンとの高い選択比を得るとともに、パターン側壁のエッ
チングを抑制し異方性のエッチング形状を得ることがで
きる。
た場合の自己バイアス電圧の変化を防ぐことができる。
また、下地の酸化膜のエッチング速度を減少させシリコ
ンとの高い選択比を得るとともに、パターン側壁のエッ
チングを抑制し異方性のエッチング形状を得ることがで
きる。
【図１】本発明によるマイクロ波プラズマエッチング装
置の一実施例を示す概略図である。
置の一実施例を示す概略図である。
【図２】自己バイアス電圧（Ｖｄｃ）のアース面積依存
性を示す特性図である。
性を示す特性図である。
【図３】エッチング速度と選択比のアース面積依存性を
示す図である。
示す図である。
３…マイクロ波導入窓、４…カバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安並 久夫 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (4)
- 【請求項１】プロセスガスとして塩素ガスもしくは塩素
ガスと酸素ガスの混合ガスを用い、磁界とマイクロ波電
界によって発生するプラズマによりシリコンのエッチン
グを行うマイクロ波プラズマエッチング装置において、
プラズマを発生させる真空容器のアース電位にある部材
の一部を絶縁性の部材で覆いアース電位の面積と高周波
電力を印加する電極に載置する基板の面積との比を基板
のサイズに関係なく一定にすることを特徴とするマイク
ロ波プラズマエッチング装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の絶縁性の部材の材質が石
英であることを特徴とするマイクロ波プラズマエッチン
グ装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の絶縁性の部材を１００〜
３００℃に加熱温調することを特徴とするマイクロ波プ
ラズマエッチング装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の真空容器のアース電位に
ある部材の面積（Ｓｅ）と高周波電力を印加する電極に
載置する基板の面積（Ｓｒ）との比（Ｓｅ／Ｓｒ）が
２．０〜４．０であることを特徴とするマイクロ波プラ
ズマエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22985093A JPH0786246A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | マイクロ波プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22985093A JPH0786246A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | マイクロ波プラズマエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786246A true JPH0786246A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16898672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22985093A Pending JPH0786246A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | マイクロ波プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786246A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951887A (en) * | 1996-03-28 | 1999-09-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP22985093A patent/JPH0786246A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951887A (en) * | 1996-03-28 | 1999-09-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
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