JPH1012597A - プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】プラズマ中の電子エネルギ分布を下げ、高選択
エッチングに必要なガス分解状況を制御するとともに、
処理室内面全面での反応生成物の付着防止、均一プラズ
マの形成、プラズマ発生圧力の低圧化を実現する。 【解決手段】１）選択性に影響するエッチングガスの分
解状況を制御する電子にエネルギレベルをプラズマから
の電子の損失エネルギ低減により低くした。 ２）処理室内壁面全面にプラズマ中のイオンがコントロ
ールされたエネルギで入射するようにし、入射するイオ
ンのエネルギで処理室内壁面に付着した反応生成物、内
壁面の変質層を除去し、プラズマ処理中に発生する塵埃
を防止する。 ３）イオンと電子の散乱角の差により、凹凸表面に形成
されるチャージ分布不均一によるイオンの軌道が影響を
受ける課題に対し、電子を加速する周波数の高い高周波
を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマエッチング
装置に関し、特に半導体デバイスや液晶表示素子の微細
パターンを形成するのに好適なプラズマエッチング装置
及びプラズマエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのエッチング処理に好適
な、例えば、平行平板電極方式のプラズマエッチング装
置及びプラズマエッチング方法として、例えば、特開昭
５７−１３１３７４号公報に記載されるものがある。こ
れは周波数の異なる２つの高周波電源を用いることによ
り、素子への損傷、レジストの変質などエッチング処理
特性の向上はかるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は量産で
多くの基板を処理するときに発生する処理性能の安定
化、エッチングに関係するラジカル量、ラジカル種の最
適化によるエッチング性能向上、塵埃の低減、基板の大
口径化に対応した大口径基板の均一処理、微細パターン
の高精度処理などの点が十分考慮されているとはいえ
ず、より高集積な半導体デバイス子を量産する上での隘
路となっている。

【０００４】本発明の第１の目的は、１）エッチング処
理を重ねることによる、エッチング特性が変化すること
のない、再現性の良いエッチング処理ができる装置及び
方法を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、２）エッチング処理
中に発生する塵埃の低減ができる装置及び方法を提供す
ることにある。

【０００６】本発明の他の目的は、３）高選択のエッチ
ングに不可欠なラジカル量、ラジカル種を制御するプラ
ズマ中の電子エネルギ状態の適正化、および高速処理と
の両立ができる装置及び方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、４）処理基板の大口
径化に伴い、大口径基板の均一処理ができる装置及び方
法を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、５）高集積半導体デ
バイスの微細なパターン形状の高精度形成ができる装置
及び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】 １）プラズマ処理室内にプラズマ中の化学反応、エッチ
ング反応で発生した反応生成物等の処理室内壁面付着、
これら反応種による処理室内壁面の変質がエッチング特
性変化の原因となり、再現性が低下する。またこれら付
着物、変質層が塵埃発生の原因となる。

【００１０】本発明では、処理室内壁面全面にプラズマ
中のイオンがコントロールされたエネルギで入射するよ
うにし、この入射イオンにより処理室内壁面に付着した
反応生成物、内壁面変質層を除去することにより、プラ
ズマエッチング処理の再現性向上、塵埃発生の防止を図
っている。

【００１１】２）プラズマ中電子のエネルギ状態はエッ
チング処理圧力による衝突頻度、プラズマ中電の拡散に
よる消滅割合等で決まる。従来電子エネルギレベルを下
げるためにはエッチング処理圧力を上げ、衝突頻度を高
める方法が取られていた。しかし処理圧力を高めると、
シース間でのイオンと中性ガス分子との衝突によるイオ
ン散乱により、エッチング面に入射するイオンの散乱が
大きくなり、高精度なエッチングが出来なくなる。ま
た、電子の消滅を低減する方法として、磁場を用いる方
法もあるが、磁場によりプラズマ密度分布が影響を受
け、均一な処理が出来なくなる問題がある。

【００１２】シースでの電子の消滅状況に注目する。絶
縁膜で形成された処理室内壁面では電子を減速する電場
が形成され、電子は減速して内壁面に到達し消滅する。
このように減速されて内壁面に到達する電子は、エネル
ギレベルの高い電子であり、エネルギレベルの低い電子
はプラズマ中押し戻され、壁面に到達することは出来な
い。すなわち通常のシースではエネルギレベルの低い電
子はプラズマ中に残り、エネルギレベルの高い電子だけ
が選択的に消滅していることが判る。このことはプラズ
マ維持に必要な電子が消滅することを意味し、電子のエ
ネルギ分布は励起、プラズマ維持にほとんど関与しない
低エネルギ電子の割合増加、および励起、電離確率の高
いより高エネルギ電子の割合が増え、その中間エネルギ
電子の割合が相対的に低下する。

【００１３】本発明では、処理室内壁面のシースに電子
を加速する電場が形成されるようにし、電子のエネルギ
レベルによる消滅割合を同じになるようにした。これに
より、消滅する電子は数の多い低エネルギ電子の割合が
増え、数の少ない高エネルギ電子の割合はそのエネルギ
分布状況に比例して大幅に低減する。プラズマからの電
子消滅個数はイオン消滅個数と同じであるため変化しな
いが、プラズマからの損失エネルギは電子エネルギと消
滅電子数の積となるため、低減される。これにより、励
起、電離にほとんど関与しない低エネルギ電子の割合は
低減し、また励起、電離確率が大きいより高いエネルギ
の電子割合も低減し、その中間の励起、電離には寄与す
るが電離確率が低いレベルの電子が増加する。別の面か
ら見ると、プラズマ維持電力が低い条件で高密度プラズ
マヲ維持でき、従来と同等のプラズマ密度と、より低い
電子エネルギ状態との両立が可能になった。これにより
高速処理と高精度エッチングに必要な低圧処理とラジカ
ル量、ラジカル種制御の両立がはかれるようになった。

【００１４】電子を加速する電場発生方法としては、電
子に流入により発生する帯電電場の影響が少ない、数１
０ＭHzから数１００ＭHz（プラズマ密度により異なる）
の高周波を処理室内壁面に印加し流す方法、直流電流を
流す方法がある。

【００１５】３）大口径基板の均一処理に必要な均一プ
ラズマ形成のために、処理室内壁面全面をプラズマ発生
領域とする構成とした。処理室内壁面全面をプラズマ発
生源とすることで、処理室内プラズマの密度分布勾配が
なくなり均一なプラズマを容易に形成できるようにし
た。また、プラズマ発生電力の投入領域を分割して制御
できるようにし、プラズマ分布の補正制御が容易に出来
るようにしている。

【００１６】４）高精度なエッチングを阻害する要因の
１つに基板に入射するイオンと電子の散乱角が異なり、
凹凸表面に入射する電子とイオンの量は場所により異な
り、チャージ分布が形成されこれによりイオンの軌道が
影響を受けることが上げられる。そのためには電子入射
時の実行加速電圧を高めることが必要であり、基板を設
置した電極に印加する高周波電圧の周波数を高め、電子
入射時の実行加速電圧を高めることが必要である。しか
し周波数を高めると印加電圧が下がりイオンの加速電圧
が低下する。本発明の解決手段としては電子を加速する
周波数の高い高周波電圧と、イオンを加速するのに必要
な、数十Ｖから数百Ｖの電圧を発生するのに適した低い
周波数の高周波の両方を印加することにより入射する電
子、イオンともに加速し、それらの散乱角を近づけ、エ
ッチングの高精度化を図った。

【００１７】５）高精度なエッチングを阻害する要因の
一つにプラズマと基板間のシースで加速されるイオンが
シース間で中性ガス分子と衝突して散乱することの影響
がある。本発明では処理室内壁面全面をプラズマ発生領
域とし、プラズマを閉じこめること、高周波電力の周波
数を上げることで高周波電力が効率よくプラズマに吸収
されるようにし、低圧力での高密度プラズマの発生を実
現した。

【００１８】また、先に述べたように、処理室内壁面に
入射し消滅する電子のエネルギレベルを下げることでプ
ラズマからの損失を低減し、高密度化が図れるようにし
た。

【００１９】これによりイオンと中性ガス分子が衝突す
る平均自由行程が長くなり、シース間での衝突によるイ
オンの散乱が低減される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。図１において、処理室：１の中にはステ
ージ電極：２、対向電極：３が対向して設けられて、こ
れら電極の周囲にはサブ電極：４が設置され、エッチン
グ処理室：５はこれらの電極に囲まれた構成となってい
る。処理室：１と各電極の接合部は真空シール構造とな
っており、処理室：１内を真空に排気できる構造となっ
ている。

【００２１】ステージ 電極：２、対向電極：３と処理
室：１の間、サブ電極：４の間は絶縁体：７ａ、７ｂに
より絶縁されている。ステージ電極：２には処理基板：
６を載置する構成となっている。ステージ電極：２には
１０ＭＨｚのＲＦ電源：８と１００ＭＨｚの高周波を通
すハイパスフィルタ：９が接続されている。ステージ電
極：２内には図示しない温調ユニットから冷媒が循環す
る構造になっており、ステージの温度を設定温度に保つ
ことができる。また、ステージ電極：２表面の基板を栽
置する面にヘリウムガスを供給する手段、基板を静電的
にステージ電極面に吸着させる機能を内蔵し、エッチン
グ処理中の処理基板：６の温度を一定に保つことができ
る。

【００２２】対向電極：３には１００ＭＨｚのＲＦ電
源：１０と１０ＭＨｚ以下の高周波から直流までを通す
ローパスフィルタ：１１が続されている。対向電極:３
には図示しない供給源からエッチングガスを設定された
流量で供給する様になっており、対向電極:３内に設けら
れた分散板により電極面全面からエッチングガスが吹き
出す構造となっている。

【００２３】サブ電極：４ にはＤＣ電源：１２が接続
されている。また、サブ電極：４には排気口：１３があ
り、その外側には磁石：１４ａ、１４ｂが設けられてお
り、排気方向と直角方向に磁場を形成している。排気
口：１３に接続して排気室：１５が設けられ、排気管：
１６に接続され、図示しない排気系により排気するとと
もに、排気量を制御してエッチング処理室：５の圧力を
一定の圧力に制御できる様になっている。

【００２４】排気口：１３の位置に対応する部分にゲー
トバルブ：１７があり、処理基板：６はゲートバルブ：
１７より排気口：１３を通ってエッチング処理室：５内
に搬入される構成となっている。排気室：１５にはクリ
ーニング電極：１８があり、ＲＦ電源：８より切り替え
器：１６を介して高周波電圧が印加される構成になって
いる。次に本実施例によるエッチング処理での動作例を
説明する。

【００２５】ステージ電極：２に処理基板：６を搬入
し、載置する。図示しないエッチングガス供給源より設
定流量のエッチングガス（弗化炭素系ガス）を供給し、
処理室内の圧力が１Ｐａになるよう排気を制御する。処
理基板はステージ電極：２に静電的に吸着させるととも
に、図示しないヘリウムガス供給源より基板とステージ
電極：２表面の間に１０００Ｐａの圧力になるようヘリ
ウムガスを供給する。

【００２６】ＲＦ電源：１０より１２００ｗの電力を対
向電極：３に供給する。高周波電流はこの対向電極：３
からステージ電極：２に流れ、ハイパスフィルタ：９を
通ってアースに流れる。これにより対向電極：３とステ
ージ電極：２の間にプラズマが発生する。

【００２７】ステージ電極：２にＲＦ電源：８より１０
ＭＨｚの高周波電圧を印加し、３００Ｖの電圧に設定す
る。１０ＭＨｚの高周波電流はステージ電極：２から対
向電極：３を通って、ローパスフィルタ：１１よりアー
スに流れる。処理基板：６の表面にはプラズマからのイ
オンがこの高周波電流によるシース間電圧で加速され入
射する。さらにハイパスフィルタ：９を通して１００Ｍ
Ｈｚの高周波電流も流れるため、これによる電界で電子
も加速され、基板表面には低いエネルギの電子から高エ
ネルギの電子までが入射する。

【００２８】１００ＭＨｚの高周波ではプラズマからの
電子流入による電荷により発生する電子流入を押さえる
電界発生より、高周波により発生する電界の方が大きく
なり、電子を加速できる。しかしこの周波数は電子密度
による電子流入電流と関係するため、発生するプラズマ
密度との関係で設定する必要がある。本実施例では実験
的に求め、設定した。

【００２９】サブ電極：４にＤＣ電源：１２より直流電
圧を印加し、対向電極：３を通りローパスフィルタ：１
１よりアースに直流電流が流れる。この電流によりサブ
電極：４表面のシースにはイオンを加速する電界が形成
され、イオンは加速されて入射するが、電子はこの電界
でプラズマ中に押し戻され、サブ電極：４に入射しな
い。

【００３０】対向電極：３表面のシースには１００ＭＨ
ｚの高周波と直流電流による電子の流入量を増やす方向
の電界が生じる。電子は１００ＭＨｚの電界で加速でき
るがこの直流電界の発生でさらに加速される条件にな
る。これにより対向電極：３には低いエネルギの電子か
ら高エネルギの電子までが入射する。

【００３１】対向電極：３にはＲＦ電源：８からの１０
ＭＨｚの高周波電流も流れる。イオンは１００ＭＨｚの
高周波には応答しないため、この１０ＭＨｚの高周波で
加速され電極に入射する。

【００３２】このように、エッチング処理室：５で発生
したプラズマからはステージ電極：２と対向電極：３だ
けに電子が入射し、かつ低エネルギの電子から高エネル
ギの電子までを均等に入射させることができる。これに
より、プラズマから損失する電子のエネルギレベルが従
来、２０eVから３０eV以上であったものが、平均２eVか
ら３eVと従来の１／１０に低減でき、これによりプラズ
マ中での電子のエネルギレベルを下げることができる。

【００３３】選択比に関しては、従来、電子のエネルギ
レベルが高くエッチングガスの分解が進み、特に酸化膜
をエッチングする時のフッカ炭素ガスはガスの分解によ
りフッ素ラジカルが多く発生し、下地であるナイトライ
ト、シリコンとの選択比が得られなかった。本実施例で
は電子のエネルギレベルが下がり、フッ素ラジカルの発
生量が低下し、下地のナイトライト、シリコンとの選択
比を従来の５から３０以上に向上できた。

【００３４】エッチングの安定化に関しては、ステージ
電極：２、対向電極：３、には１０ＭＨｚの高周波電流
で加速したイオンが入射し、サブ電極へは直流電流で加
速されたイオンが入射し、エッチング処理室：５の内面
はこれらイオンでクリーニングされ、反応性生物の付着
を防止できるようにした。本実施例ではこれら電極表面
が僅かにエッチングされるレベルにイオンエネルギを設
定しており、電極表面はエッチングされた面になるよう
にした。また、材料もシリコン、カーボン、炭化珪素、
ナイトライトなどフッ化炭素系ガスで発生するフッ素を
含んだラジカルと反応し気化する材料を用いた。気化し
ない材料を用いるとそれらが膜を形成し、表面状態が変
化しエッチング特性に影響する。これらによりエッチン
グ特性の変化が少ない、再現性の良いエッチング処理を
実現した。

【００３５】塵埃に関しても、処理室内壁面へのデポ膜
の生成が無くなり、長期間安定に塵埃発生レベルを低い
レベルに保つことが出来るようになった。

【００３６】均一処理に関しては、処理室全面に電極を
配置する構成により、処理基板を囲む全面でプラズマが
発生するためプラズマの密度勾配が発生しにくくした。
また磁石：７ａ、７ｂにより排気口からプラズマが外部
に拡散するのを防止する構成、などにより、均一なプラ
ズマを容易に生成できる。さらに、サブ電極：４に投入
する電力と対向電極に投入する電力の割合をコントロー
ルすることで均一性の分布を微調整できるうよにした。
これらにより３００mmの大口径基板も均一にエッチング
処理が出来る。

【００３７】高速処理化に関しては、基板を囲む全面で
プラズマが発生する構成としたため拡散によるプラズマ
密度の低下がなく、さらにこの密度向上によりプラズマ
と電極間に形成されるシースの厚さが薄くなり、供給さ
れた高周波電力のなかでシースで消費される電力が下が
り、プラズマ中で消費される電力割合が増加してさらに
プラズマ密度が向上する。これらと高周波電力の周波数
を１００ＭＨｚと、従来よく使われる１３．５６Ｍｈｚ
より高い周波数を使うことで、さらにシースでの電力消
費が下がり、プラズマ中での電力消費割合が増加する。
これらにより１Ｐａから３Ｐａの低圧でも１＊１０Ｅ１
１個／ ｃｍ3から１０＊１０Ｅ１１個／ｃｍ3の高密度
プラズマを発生できる。これによりエッチングの高速処
理が出来るとともに、処理の低圧化により、高精度なエ
ッチングが出来る。

【００３８】ステージ電極：２には１００ＭＨｚの高周
波数電流が流れるため、この高周波電界により電子は加
速されて処理基板に入射するため、基板表面帯電の影響
を低減しする事が出来る。このように本発明では電子と
イオンをともに加速できるため、凹凸のあるエッチング
表面に入射する電子、イオンの分布を同じにでき、チャ
ージの不均一が発生しないようにできる。このためチャ
ージの不均一によるエッチング形状不良を防止でき、高
精度のエッチングが実現できる。また、先に述べたよう
に１から３Ｐａの低圧で高密度プラズマを発生できるた
め、シース間でのイオンと中性ガス分子との衝突を低減
でき、イオン散乱によるエッチング形状不良を低減でき
る。

【００３９】さらに本発明ではクリーニング電極：１８
に切り替え器：１９から高周波回路を切り換え、高周波
電力を印加し、処理室：１との間で放電を発生すること
で排気室：１５の内部もクリーニングでき、これらの部
分からの異物発生、ガス放出を防止でき安定な処理が実
現できる。

【００４０】以上エッチング装置の処理例について述べ
たが、本発明はプラズマＣＶＤのような成膜にも適用で
きる。有機シランガスと酸素を混合して、酸化シリコン
膜を形成するとともに成膜面をイオンでスパッタし平坦
化するプラズマＣＶＤ処理の場合、フッ化シランガスを
添加して処理をすると、処理室内壁面に成膜される酸化
シリコン膜はフッ素ガスでエッチングされるため常にエ
ッチングされ、膜の付着がなく異物発生のない成膜処理
が出来る。

【００４１】本発明のもう１つの実施例を図２により説
明する。

【００４２】図２において、処理室：１の中にはステー
ジ電極：２、対向電極：３が対向して設けられて、これ
ら電極の周囲にはサブ電極：２０、２１、２２が設置さ
れ、エッチング処理室：５はこれらの電極に囲まれた構
成となっている。処理室：１と各電極の接合部は真空シ
ール構造となっており、処理室：１内を真空に排気でき
る構造となっている。

【００４３】ステージ 電極：２、対向電極：３と処理
室：１の間、サブ電極：２０、２１、２２の間は絶縁
体：７ａ、７ｂにより絶縁されている。ステージ電極：
２には処理基板：６を載置する構成となっている。ステ
ージ電極：２には１０ＭＨｚのＲＦ電源：２５と５００
ＭＨｚの高周波を通すハイパスフィルタ：２６が接続さ
れている。ステージ電極：２内には図示しない温調ユニ
ットから冷媒が循環する構造になっており、ステージの
温度を設定温度に保つことができる。また、ステージ電
極：２表面の基板を栽置する面にヘリウムガスを供給す
る手段、基板を静電的にステージ電極面に吸着させる機
能を内蔵し、エッチング処理中の処理基板：６の温度を
一定に保つことができる。

【００４４】対向電極：３には５００ＭＨｚのＲＦ電
源：２３と１０ＭＨｚ以下の高周波を通すローパスフィ
ルタ：２４が続されている。対向電極:３には図示しな
い供給源からエッチングガスを設定された流量で供給す
る様になっており、対向電極:３内に設けられた分散板に
より電極面全面からエッチングガスが吹き出す構造とな
っている。

【００４５】サブ電極：２０、２１ には１００Ｍｈｚ
の高周波電源：２７が接続され、サブ電極：２２には５
００Ｍｈｚのハイパスフィルタ：２９が接続されておい
る。また、サブ電極：２２には排気口：２８があり、そ
の外側には磁石：１４ａ、１４ｂが設けられており、排
気方向と直角方向に磁場を形成している。排気口：１３
に接続して排気室：１５が設けられ、排気管：１６に接
続され、図示しない排気系により排気するとともに、排
気量を制御してエッチング処理室：５の圧力を一定の圧
力に制御できる様になっている。

【００４６】排気口：２８の位置に対応する部分にゲー
トバルブ：１７があり、処理基板：６はゲートバルブ：
１７より排気口：１３を通ってエッチング処理室：５内
に搬入される構成となっている。排気室：１５にはクリ
ーニング電極：１８があり、ＲＦ電源：８より切り替え
器：１６を介して高周波電圧が印加される構成になって
いる。次に本実施例によるエッチング処理での動作例を
説明する。

【００４７】ステージ電極：２に処理基板：６を搬入
し、載置する。図示しないエッチングガス供給源より設
定流量のエッチングガス（弗化炭素系ガス）を供給し、
処理室内の圧力が１Ｐａになるよう排気を制御する。処
理基板はステージ電極：２に静電的に吸着させるととも
に、図示しないヘリウムガス供給源より基板とステージ
電極：２表面の間に１０００Ｐａの圧力になるようヘリ
ウムガスを供給する。

【００４８】ＲＦ電源：２３より１２００ｗの電力を対
向電極：３に供給する。高周波電流はこの対向電極：３
からサブ電極：２２および、ステージ電極：２に流れ、
ハイパスフィルタ：２６、２９を通ってアースに流れ
る。これによりエッチング処理室：５にプラズマが発生
する。

【００４９】ステージ電極：２にＲＦ電源：２５より１
０ＭＨｚの高周波電圧を印加し、３００Ｖの電圧に設定
する。１０ＭＨｚの高周波電流はステージ電極：２から
対向電極：３を通って、ローパスフィルタ：２４よりア
ースに流れる。処理基板：６の表面にはプラズマからの
イオンがこの高周波電流によるシース間電圧で加速され
入射する。さらにハイパスフィルタ：２６を通して５０
０ＭＨｚの高周波電流も流れるため、これによる電界で
電子も加速され、基板表面には低いエネルギの電子から
高エネルギの電子までが入射する。

【００５０】１００から５００ＭＨｚの高周波ではプラ
ズマからの電子流入による電荷により発生する電子流入
を押さえる電界発生より、高周波により発生する電界の
方が大きくなり、電子を加速できる。しかしこの周波数
は電子密度による電子流入電流と関係するため、発生す
るプラズマ密度との関係で設定する必要がある。本実施
例では実験的に求め、設定した。

【００５１】サブ電極：２０、２１にＲＦ電源：２７よ
り高周波電力を印加するとエッチング処理室：５の外周
部のプラズマ密度が上がり、分布が制御できる。また、
サブ電極：２０、２１表面では電子が１００ＭＨｚの電
界で加速され、高エネルギの電子から低エネルギの電子
までが入射する。

【００５２】本発明ではステージ電極：２。対向電極：
３、サブ電極：２２には５００Ｍｈｚの高周波電流が流
れ、サブ電極：２０、２１には１００Ｍｈｚの高周波電
流が流れ、エッチング処理室：５内壁面全面で電子の損
失が制御され、先に述べた実施例１と同様の効果を得る
ことが出来る。

【００５３】均一処理に関しては、処理室全面に電極を
配置する構成により、処理基板を囲む全面でプラズマが
発生するためプラズマの密度勾配が発生しにくくした。
また磁石：７ａ、７ｂにより排気口からプラズマが外部
に拡散するのを防止する構成、などにより、均一なプラ
ズマを容易に生成できる。さらに、サブ電極：２０、２
１に投入する電力と対向電極に投入する電力の割合をコ
ントロールすることで均一性の分布を微調整できるうよ
にした。これらにより３００mmの大口径基板も均一にエ
ッチング処理が出来る。

【００５４】ステージ電極：２には５００ＭＨｚの高周
波数電流が流れるため、この高周波電界により電子は加
速されて処理基板に入射するため、基板表面帯電の影響
を低減しする事が出来る。このように本発明では電子と
イオンをともに加速できるため、凹凸のあるエッチング
表面に入射する電子、イオンの分布を同じにでき、チャ
ージの不均一が発生しないようにできる。このためチャ
ージの不均一によるエッチング形状不良を防止でき、高
精度のエッチングが実現できる。また、先に述べたよう
に１から３Ｐａの低圧で高密度プラズマを発生できるた
め、シース間でのイオンと中性ガス分子との衝突を低減
でき、イオン散乱によるエッチング形状不良を低減でき
る。

【００５５】以上エッチング装置の処理例について述べ
たが、本発明はプラズマＣＶＤのような成膜にも適用で
きる。有機シランガスと酸素を混合して、酸化シリコン
膜を形成するとともに成膜面をイオンでスパッタし平坦
化するプラズマＣＶＤ処理の場合、フッ化シランガスを
添加して処理をすると、処理室内壁面に成膜される酸化
シリコン膜はフッ素ガスでエッチングされるため常にエ
ッチングされ、膜の付着がなく異物発生のない成膜処理
が出来る。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、高選択で、安定な処理
が出来、異物の発生が少なく、大口径の基板を均一に精
度良く処理できることにより、歩留まり、生産性が高い
エッチング、プラズマ処理が出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるプラズマ処理室の断面
を示す説明図である。

【図２】本発明の他の実施例であるプラズマ処理室の断
面を示す説明図である。

【符号の説明】

１…処理室、２…ステージ電極、３…対向電極、４…サ
ブ電極、５…エッチング処理室、６…処理基板、７…絶
縁体、８…ＲＦ電源、９…ハイパスフィルタ、１０…Ｒ
Ｆ電源、１１…ローパスフィルタ、１２…ＤＣ電源、２
０、２１、２２…サブ電極、２３…ＲＦ電源、２４…ロ
ーパスフィルタ、２５…ＲＦ電源、２６…ハイパスフィ
ルタ、２７…ＲＦ電源、２９…ハイパスフィルタ。

フロントページの続き (72)発明者 加治 哲徳 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 (72)発明者 渡辺 克哉 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理室内にプラズマを発生させ試料をエッ
   チングするプラズマエッチング装置において、前記処理
   室内壁面にプラズマから入射し、消滅する電子を加速す
   る手段を設けたことを特徴とするプラズマエッチング装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載のプラズマエッチング装置に
   おいて、前記電子を加速する手段が電子の流入による電
   圧変化より早い電圧変化をする高周波電圧を印加するこ
   とを特徴とするプラズマエッチング装置。
3. 【請求項３】処理室内にプラズマを発生させ試料をエッ
   チングするプラズマエッチング装置において、前記処理
   室内壁面にプラズマから入射する電子を加速する手段を
   設けた領域、および電子入射を阻止する手段を設けた領
   域を有することを特徴とするプラズマエッチング装置。
4. 【請求項４】対向する平板電極と外周部に設けられた電
   極とからなるプラズマエッチング装置において、基板を
   載置する電極にはイオンを加速する周波数の高周波電圧
   を印加して対向する電極間に高周波電流が流れる手段を
   設け、これに対向する電極には電子を加速する周波数の
   高周波電圧を印加して基板を載置する電極との間に高周
   波電流が流れる手段を設け、外周部に設けた電極には負
   の電圧を対向する電極との間に印加して直流電流が流れ
   る手段を設けたことを特徴とするプラズマエッチング装
   置。
5. 【請求項５】対向する平板電極とその外周部に設けたリ
   ング状の対向する電極、外周部の円筒状電極からなるプ
   ラズマエッチング装置において、基板を載置する電極に
   はイオンを加速する周波数の高周波電圧を印加して対向
   する電極間に高周波電流が流れる手段を設け、これに対
   向する電極には電子を加速する周波数の高周波電圧を印
   加して基板を載置する電極、外周部の円筒状電極間との
   間に高周波電流が流れる手段を設け、リング状の対向す
   る電極間には電子を加速する周波数で基板を載置する電
   極に対向する電極に印加する周波数とは異なる周波数の
   高周波電圧を印加して高周波電流が流れる手段を設けた
   ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
6. 【請求項６】エッチングガスの供給手段、プラズマ発生
   手段、排気手段を有し、エッチング処理室内にプラズマ
   を発生させ試料をエッチングするプラズマエッチング装
   置において、前記エッチング処理室からガスを排出する
   排出口にプラズマの拡散方向に対し、直角方向に磁場を
   形成する手段を有することを特徴とするプラズマエッチ
   ング装置。
7. 【請求項７】エッチングガスの供給手段、プラズマ発生
   手段、排気手段を有し、エッチング処理室内にプラズマ
   を発生させ試料をエッチングするプラズマエッチング装
   置において、前記エッチング処理室からガスを排出する
   排出口にプラズマの拡散方向に対し、直角方向に磁場を
   形成する手段、排気口の下流に領域に平板電極構造のプ
   ラズマ発生手段を有することを特徴とするプラズマエッ
   チング装置。
8. 【請求項８】処理室内にプラズマを発生させ試料をエッ
   チングするプラズマエッチング方法において、前記処理
   室内壁面にプラズマから入射し、消滅する電子のエネル
   ギレベルが高エネルギいから低エネルギの電子をほぼ同
   レベルで入射させることを特徴とするプラズマエッチン
   グ方法。