JPH10189540A - プラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマエッチング装置Info
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- JPH10189540A JPH10189540A JP34362496A JP34362496A JPH10189540A JP H10189540 A JPH10189540 A JP H10189540A JP 34362496 A JP34362496 A JP 34362496A JP 34362496 A JP34362496 A JP 34362496A JP H10189540 A JPH10189540 A JP H10189540A
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- electron
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- plasma etching
- plasma
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子シェーディング現象を抑制して、正確な
微細加工を施すことができるプラズマエッチング装置を
提供する。 【解決手段】 本エッチング装置では、基板サセプター
１８上の基板Ｗを取り囲むようにして上方に延在する筒
状の電子捕獲電極２６が基板サセプターの周囲に設けて
ある。電子捕獲電極は、プラズマ発生領域Ｐの下方に位
置し、基板から僅かに離隔して、基板サセプター及び基
板に対して電気的に非接触状態であるように設けられて
いる。また、電子捕獲電極には電圧可変の定電圧直流電
源２８が接続され、プロセス条件に応じて電子シェーデ
ィング現象を抑制するのに最適な電位の＋バイアスを電
子捕獲電極に印加できるようになっている。電子捕獲電
極によって基板に入射する電子とイオンのバランスを制
御することにより、電子シェーディング現象を抑制し、
電子やイオンの蓄積による異常形状や電気的ダメージの
生じないパターニング加工を実現することができる。
微細加工を施すことができるプラズマエッチング装置を
提供する。 【解決手段】 本エッチング装置では、基板サセプター
１８上の基板Ｗを取り囲むようにして上方に延在する筒
状の電子捕獲電極２６が基板サセプターの周囲に設けて
ある。電子捕獲電極は、プラズマ発生領域Ｐの下方に位
置し、基板から僅かに離隔して、基板サセプター及び基
板に対して電気的に非接触状態であるように設けられて
いる。また、電子捕獲電極には電圧可変の定電圧直流電
源２８が接続され、プロセス条件に応じて電子シェーデ
ィング現象を抑制するのに最適な電位の＋バイアスを電
子捕獲電極に印加できるようになっている。電子捕獲電
極によって基板に入射する電子とイオンのバランスを制
御することにより、電子シェーディング現象を抑制し、
電子やイオンの蓄積による異常形状や電気的ダメージの
生じないパターニング加工を実現することができる。
Description
【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、更に詳細には、電子シェーディング現象
を抑制して正確にパターニングできるようにしたプラズ
マエッチング装置に関するものである。
グ装置に関し、更に詳細には、電子シェーディング現象
を抑制して正確にパターニングできるようにしたプラズ
マエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化及び微細化によ
り、パターニング工程で使用するレジストパターンの幅
が、深さに比較して狭くなり、従って、エッチングの際
のアスペクト比が大きくなっている。例えば、半導体デ
バイスの微細化に対応して、配線線幅が益々微細になる
のに対して、一方、フォトレジスト膜の膜厚を減少する
のは、パターニングの精度を保持する上から限界がある
ために、配線層のパターニングのためのレジストパター
ンのアスペクト比が大きくなる。また、コンタクトホー
ルを形成する際にも、コンタクトホールの径が益々小さ
くなっているために、レジストパターンのアスペクト比
が大きくなっている。
り、パターニング工程で使用するレジストパターンの幅
が、深さに比較して狭くなり、従って、エッチングの際
のアスペクト比が大きくなっている。例えば、半導体デ
バイスの微細化に対応して、配線線幅が益々微細になる
のに対して、一方、フォトレジスト膜の膜厚を減少する
のは、パターニングの精度を保持する上から限界がある
ために、配線層のパターニングのためのレジストパター
ンのアスペクト比が大きくなる。また、コンタクトホー
ルを形成する際にも、コンタクトホールの径が益々小さ
くなっているために、レジストパターンのアスペクト比
が大きくなっている。
【０００３】レジストパターンのアスペクト比が大きく
なった時の問題として、電子シェーディング現象のため
に正確なパターニングを施すことができないという問題
がある。電子シェーディング現象とは、高密度プラズマ
エッチング装置を使用して、エッチングする際、レジス
トパターンのフォトレジスト膜上に電子が蓄積し、この
電位によってスペース部に＋イオンのみが入射する現象
である。ここで、図４（ａ）及び（ｂ）を参照しなが
ら、電子シェーディング現象を説明する。図４では、先
ず、酸化膜４０上に、順次、ＴｉＮ／Ｔｉからなるバリ
アメタル層４２、Ａｌ−０．５％Ｃｕ合金膜からなる配
線層４４、ＴｉＮ／Ｔｉからなるキャップメタル層４
６、及びフォトレジスト膜４８を成膜する。次いで、フ
ォトレジスト膜のレジストパターン４８を形成し、レジ
ストパターン４８を使ってキャップメタル層４６、配線
層４４及びバリアメタル層４２をプラズマエッチングし
てパターニングしている。
なった時の問題として、電子シェーディング現象のため
に正確なパターニングを施すことができないという問題
がある。電子シェーディング現象とは、高密度プラズマ
エッチング装置を使用して、エッチングする際、レジス
トパターンのフォトレジスト膜上に電子が蓄積し、この
電位によってスペース部に＋イオンのみが入射する現象
である。ここで、図４（ａ）及び（ｂ）を参照しなが
ら、電子シェーディング現象を説明する。図４では、先
ず、酸化膜４０上に、順次、ＴｉＮ／Ｔｉからなるバリ
アメタル層４２、Ａｌ−０．５％Ｃｕ合金膜からなる配
線層４４、ＴｉＮ／Ｔｉからなるキャップメタル層４
６、及びフォトレジスト膜４８を成膜する。次いで、フ
ォトレジスト膜のレジストパターン４８を形成し、レジ
ストパターン４８を使ってキャップメタル層４６、配線
層４４及びバリアメタル層４２をプラズマエッチングし
てパターニングしている。
【０００４】プラズマエッチングの初期では、図４
（ａ）に示すように、アスペクト比の大きい配線パター
ンの領域５０では、レジストパターン４８の頂部付近に
電子ｅが集中し、レジストパターン４８は多数の電子が
集積した頂部と電子の集積が乏しい底部とに電気的に分
離される。図４（ａ）の右側の低アスペクト比の領域５
２では、レジストパターン４８の頂部付近に蓄積した電
子群は、到達した＋イオンにより相殺されて、−電位は
消滅する。そのため、エッチングが進行した状態では、
図４（ｂ）に示すように、入射する＋イオンがレジスト
パターン４８の頂部の蓄積電子群により加速されてスペ
ース部に達し、スペース部の酸化膜４０上に蓄積する。
そのため、引き続きスペース部に入射する＋イオンは、
この＋電位により反発して、配線層４４及びバリアメタ
ル層４２の基部へ曲げられ、その部分５４を過度にエッ
チングするという問題が発生する。この現象は、レジス
トパターンのアスペクト比の高い配線加工で顕著となる
ため、アスペクト比が高い高集積度半導体装置のＡｌ配
線等の配線加工では、深刻な問題となっている。
（ａ）に示すように、アスペクト比の大きい配線パター
ンの領域５０では、レジストパターン４８の頂部付近に
電子ｅが集中し、レジストパターン４８は多数の電子が
集積した頂部と電子の集積が乏しい底部とに電気的に分
離される。図４（ａ）の右側の低アスペクト比の領域５
２では、レジストパターン４８の頂部付近に蓄積した電
子群は、到達した＋イオンにより相殺されて、−電位は
消滅する。そのため、エッチングが進行した状態では、
図４（ｂ）に示すように、入射する＋イオンがレジスト
パターン４８の頂部の蓄積電子群により加速されてスペ
ース部に達し、スペース部の酸化膜４０上に蓄積する。
そのため、引き続きスペース部に入射する＋イオンは、
この＋電位により反発して、配線層４４及びバリアメタ
ル層４２の基部へ曲げられ、その部分５４を過度にエッ
チングするという問題が発生する。この現象は、レジス
トパターンのアスペクト比の高い配線加工で顕著となる
ため、アスペクト比が高い高集積度半導体装置のＡｌ配
線等の配線加工では、深刻な問題となっている。
【０００５】この現象を抑制する方法として、プラズマ
中の電子を捕獲して負イオンになる性質を有するガスを
プラズマ中に注入して、プラズマ内の電子密度を調整す
る方法が提案されている。この方法では、プラズマ内で
陽イオン化する性質のガス、例えばＡｒガス中に、負イ
オン化する性質のガス、例えば塩素ガスを注入し、又は
Ａｒガスを塩素ガスで置換することにより、プラズマ内
の電子密度を調整する。
中の電子を捕獲して負イオンになる性質を有するガスを
プラズマ中に注入して、プラズマ内の電子密度を調整す
る方法が提案されている。この方法では、プラズマ内で
陽イオン化する性質のガス、例えばＡｒガス中に、負イ
オン化する性質のガス、例えば塩素ガスを注入し、又は
Ａｒガスを塩素ガスで置換することにより、プラズマ内
の電子密度を調整する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で利
用できるラジカル発生種は、エッチング加工に使用でき
るラジカル発生種の範囲内に限られ、またエッチング反
応室の圧力によっても制限されるので、プラズマ中に別
種のガスを注入する方法は、全てのプラズマエッチング
に適用できるものでもなく、また電子シェーディング現
象を抑制する上で満足できる効果も上がっていない。一
方、半導体装置の微細化の傾向は、益々強くなりつつあ
る。従って、０．２５μｍ以下の微細配線加工に対応で
きるように、より効果的に電子シェーディング現象を抑
制できるエッチング装置が要望されている。
用できるラジカル発生種は、エッチング加工に使用でき
るラジカル発生種の範囲内に限られ、またエッチング反
応室の圧力によっても制限されるので、プラズマ中に別
種のガスを注入する方法は、全てのプラズマエッチング
に適用できるものでもなく、また電子シェーディング現
象を抑制する上で満足できる効果も上がっていない。一
方、半導体装置の微細化の傾向は、益々強くなりつつあ
る。従って、０．２５μｍ以下の微細配線加工に対応で
きるように、より効果的に電子シェーディング現象を抑
制できるエッチング装置が要望されている。
【０００７】以上のような状況から、本発明の目的は、
電子シェーディング現象を抑制して、正確な微細加工を
施すことができるプラズマエッチング装置を提供するこ
とである。
電子シェーディング現象を抑制して、正確な微細加工を
施すことができるプラズマエッチング装置を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマエッチング装置（以下、第１
の発明と言う）は、プラズマを発生させる反応室と反応
室内に設けられた基板サセプタとを備え、基板サセプタ
上の基板にエッチング処理を施すプラズマエッチング装
置において、放電用電極及び基板サセプタ電極に加え
て、プラズマ発生領域の下方に位置し、かつ基板サセプ
ター及び基板に対して電気的に非接触の状態で基板から
僅かに離隔して基板の周りに筒状に設けられた電子捕獲
電極と、電子捕獲電極を正にバイアスする定電圧直流電
源とを備えていることを特徴としている。
に、本発明に係るプラズマエッチング装置（以下、第１
の発明と言う）は、プラズマを発生させる反応室と反応
室内に設けられた基板サセプタとを備え、基板サセプタ
上の基板にエッチング処理を施すプラズマエッチング装
置において、放電用電極及び基板サセプタ電極に加え
て、プラズマ発生領域の下方に位置し、かつ基板サセプ
ター及び基板に対して電気的に非接触の状態で基板から
僅かに離隔して基板の周りに筒状に設けられた電子捕獲
電極と、電子捕獲電極を正にバイアスする定電圧直流電
源とを備えていることを特徴としている。
【０００９】電子捕獲電極は、高密度プラズマ発生領域
を避けて、できるだけ基板付近に設置する。筒状の高さ
は、エッチングする基板の径により異なるので、予め実
験等により求めておく。正にバイアスされた電子捕獲電
極は、プラズマ中の電子を積極的にかつ効率的にトラッ
プし、電子シェーディング現象を抑制することができ
る。また、好ましくは、電子捕獲電極を正にバイアスす
る電源として、可変の定電圧直流電源を設ける。これに
より、プラズマエッチング条件に応じて正にバイアスす
る際の印加電圧を調節し、基板へ入射する電子電流を電
子シェーディング現象の抑制に最適な強度に調整するこ
とができる。正にバイアスされた電子捕獲電極を設ける
ことにより、通常、電子電流過多となる基板への荷電粒
子入射が、正・負のバランスの取れたものとなり、正・
負電荷粒子同士の電荷のキャンセルにより、高アスペク
ト比のレジストパターンであっても、レジストパターン
の頂部付近での−電荷の蓄積及びスペース部での＋電荷
の蓄積を抑制することができるので、従来のように配線
層の基部を過度にエッチングすることなく、正確なパタ
ーンの配線を形成することができる。
を避けて、できるだけ基板付近に設置する。筒状の高さ
は、エッチングする基板の径により異なるので、予め実
験等により求めておく。正にバイアスされた電子捕獲電
極は、プラズマ中の電子を積極的にかつ効率的にトラッ
プし、電子シェーディング現象を抑制することができ
る。また、好ましくは、電子捕獲電極を正にバイアスす
る電源として、可変の定電圧直流電源を設ける。これに
より、プラズマエッチング条件に応じて正にバイアスす
る際の印加電圧を調節し、基板へ入射する電子電流を電
子シェーディング現象の抑制に最適な強度に調整するこ
とができる。正にバイアスされた電子捕獲電極を設ける
ことにより、通常、電子電流過多となる基板への荷電粒
子入射が、正・負のバランスの取れたものとなり、正・
負電荷粒子同士の電荷のキャンセルにより、高アスペク
ト比のレジストパターンであっても、レジストパターン
の頂部付近での−電荷の蓄積及びスペース部での＋電荷
の蓄積を抑制することができるので、従来のように配線
層の基部を過度にエッチングすることなく、正確なパタ
ーンの配線を形成することができる。
【００１０】また、本発明に係る別のプラズマエッチン
グ装置（以下、第２の発明と言う）は、プラズマを発生
させる反応室と反応室内に設けられた基板サセプタとを
備え、基板サセプタ上の基板にエッチング処理を施すプ
ラズマエッチング装置において、放電用電極及び基板サ
セプタ電極に加えて、プラズマ発生領域の下方に位置
し、かつ基板サセプター及び基板に対して電気的に非接
触の状態で基板を上方から僅かに離隔して覆うように設
けられたメッシュ状の電子捕獲電極と、電子捕獲電極を
正にバイアスする定電圧直流電源とを備えていることを
特徴としている。
グ装置（以下、第２の発明と言う）は、プラズマを発生
させる反応室と反応室内に設けられた基板サセプタとを
備え、基板サセプタ上の基板にエッチング処理を施すプ
ラズマエッチング装置において、放電用電極及び基板サ
セプタ電極に加えて、プラズマ発生領域の下方に位置
し、かつ基板サセプター及び基板に対して電気的に非接
触の状態で基板を上方から僅かに離隔して覆うように設
けられたメッシュ状の電子捕獲電極と、電子捕獲電極を
正にバイアスする定電圧直流電源とを備えていることを
特徴としている。
【００１１】第２発明では、第１発明の効果に加えて、
基板へ入射する電子／イオン電流密度の基板面内均一化
を向上させ、基板全面にわたり電子シェーディング現象
を抑制して、正確なパターニングを行うことができる。
第２発明は、径の大きい基板、特に２００mm以上の大口
径基板をエッチングするのに好適である。
基板へ入射する電子／イオン電流密度の基板面内均一化
を向上させ、基板全面にわたり電子シェーディング現象
を抑制して、正確なパターニングを行うことができる。
第２発明は、径の大きい基板、特に２００mm以上の大口
径基板をエッチングするのに好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。なお、本実施例で示すエッチング条件等は、本
発明の理解を容易にするための例示であって、これに限
るものではない。実施例１ 本実施例は、第１発明をＥＣＲプラズマエッチング装置
に適用した例であって、図１は本実施例のプラズマエッ
チング装置の全体構成、図２は本実施例の要部の構成を
示す斜視図である。本実施例のＥＣＲプラズマエッチン
グ装置１０（以下、簡単に本エッチング装置１０と言
う）は、従来のＥＣＲプラズマエッチング装置と同様
に、図１に示すように、導波管１２を経てマイクロ波
（μ波、２．４５ＧＨｚ）を減圧下の反応室１４に導入
し、反応室１４を取り囲むように設けられた電磁コイル
１６によりＥＣＲ条件を満たすように反応室１４内に発
生した発散磁界によりプラズマを引き出すようになって
いる。反応室１４の底部には、エッチング処理を施す基
板Ｗを固定保持する基板サセプター１８が設けられ、プ
ラズマからのイオンエネルギーを制御するための高周波
バイアスを高周波電源２０から基板サセプター１８に印
加するようになっている。また、基板サセプター１８の
周りには、図２に示すように、基板サセプター１８を覆
うセラミックカバー２２、更にその外側にアース電極２
４が設けられている。
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。なお、本実施例で示すエッチング条件等は、本
発明の理解を容易にするための例示であって、これに限
るものではない。実施例１ 本実施例は、第１発明をＥＣＲプラズマエッチング装置
に適用した例であって、図１は本実施例のプラズマエッ
チング装置の全体構成、図２は本実施例の要部の構成を
示す斜視図である。本実施例のＥＣＲプラズマエッチン
グ装置１０（以下、簡単に本エッチング装置１０と言
う）は、従来のＥＣＲプラズマエッチング装置と同様
に、図１に示すように、導波管１２を経てマイクロ波
（μ波、２．４５ＧＨｚ）を減圧下の反応室１４に導入
し、反応室１４を取り囲むように設けられた電磁コイル
１６によりＥＣＲ条件を満たすように反応室１４内に発
生した発散磁界によりプラズマを引き出すようになって
いる。反応室１４の底部には、エッチング処理を施す基
板Ｗを固定保持する基板サセプター１８が設けられ、プ
ラズマからのイオンエネルギーを制御するための高周波
バイアスを高周波電源２０から基板サセプター１８に印
加するようになっている。また、基板サセプター１８の
周りには、図２に示すように、基板サセプター１８を覆
うセラミックカバー２２、更にその外側にアース電極２
４が設けられている。
【００１３】本実施例では、更に、図２に示すように、
基板サセプター１８上の基板Ｗを取り囲むようにして上
方に延在する筒状の電子捕獲電極２６が基板サセプター
１８の周囲に設けてある。電子捕獲電極２６は、金属
製、例えばアルミニウム製の電極であって、プラズマ発
生領域Ｐの下方に位置し、基板Ｗから僅かに離隔して、
基板サセプター１８及び基板Ｗに対して電気的に非接触
状態にあるように設けられている。また、電子捕獲電極
２６には電圧可変の定電圧直流電源２８が接続され、プ
ラズマエッチング条件に応じて電子シェーディング現象
の抑制に最適な＋バイアスを電子捕獲電極２６に印加で
きるようになっている。
基板サセプター１８上の基板Ｗを取り囲むようにして上
方に延在する筒状の電子捕獲電極２６が基板サセプター
１８の周囲に設けてある。電子捕獲電極２６は、金属
製、例えばアルミニウム製の電極であって、プラズマ発
生領域Ｐの下方に位置し、基板Ｗから僅かに離隔して、
基板サセプター１８及び基板Ｗに対して電気的に非接触
状態にあるように設けられている。また、電子捕獲電極
２６には電圧可変の定電圧直流電源２８が接続され、プ
ラズマエッチング条件に応じて電子シェーディング現象
の抑制に最適な＋バイアスを電子捕獲電極２６に印加で
きるようになっている。
【００１４】本エッチング装置１０を使って、例えば基
板径が１５０mmの基板上の０．３５μｍＬ／Ｓで膜厚６
５０ｎｍのレジストパターンを使って、Ａｌ配線層をパ
ターニング加工する場合には、以下の条件でプラズマエ
ッチングを行う。エッチング条件 ガス流量 ：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／Ａｒ＝１０／６０／３０sccm 反応室の圧力 ：１０６７ｍＰａ μ波パワー ：６００ｗ 基板ＲＦ ：７０ｗ（２ＭＨｚ） 電子捕獲電極に印加する正バイアス電位：２３０ｖ
板径が１５０mmの基板上の０．３５μｍＬ／Ｓで膜厚６
５０ｎｍのレジストパターンを使って、Ａｌ配線層をパ
ターニング加工する場合には、以下の条件でプラズマエ
ッチングを行う。エッチング条件 ガス流量 ：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／Ａｒ＝１０／６０／３０sccm 反応室の圧力 ：１０６７ｍＰａ μ波パワー ：６００ｗ 基板ＲＦ ：７０ｗ（２ＭＨｚ） 電子捕獲電極に印加する正バイアス電位：２３０ｖ
【００１５】このプラズマエッチング条件では、プラズ
マシースバイアス電圧は２２０〜２３０ｖであるから、
電子シェーディング現象を抑制するには、この偏り（シ
ース部のバイアスは電子電流とイオン電流の差により発
生する）を補正するような＋電位、即ち２３０ｖを電子
捕獲電極２６に印加する必要がある。本実施例では、電
子捕獲電極に２３０ｖの正バイアス電位を印加して、電
子／イオン電流のバランスを取って電子シェーディング
現象を抑制することにより、形状異常等の無い正確な形
状のパターニング加工が可能となる。
マシースバイアス電圧は２２０〜２３０ｖであるから、
電子シェーディング現象を抑制するには、この偏り（シ
ース部のバイアスは電子電流とイオン電流の差により発
生する）を補正するような＋電位、即ち２３０ｖを電子
捕獲電極２６に印加する必要がある。本実施例では、電
子捕獲電極に２３０ｖの正バイアス電位を印加して、電
子／イオン電流のバランスを取って電子シェーディング
現象を抑制することにより、形状異常等の無い正確な形
状のパターニング加工が可能となる。
【００１６】実施例２ 本実施例は、第２発明をＥＣＲプラズマエッチング装置
に適用した例であって、図３は本実施例のプラズマエッ
チング装置の要部の構成を示す斜視図である。本実施例
のエッチング装置は、実施例１の筒状の電子捕獲電極２
６に代えて、図３に示すように、セラミックカバー２２
が上方に延びる筒状部３０を有し、その筒状部３０の上
縁にわたって基板サセプター１８上の基板Ｗを覆うよう
に電子捕獲電極３２を備えている。電子捕獲電極３２
は、金属製、例えばアルミニウム製のメッシュ状の電極
であって、プラズマ発生領域Ｐの下方に位置し、かつ基
板サセプター１８及び基板Ｗに対して電気的に非接触の
状態で基板Ｗの上を僅かに離隔して覆うように設けられ
ている。また、電子捕獲電極３２には電圧可変の定電圧
直流電源２８が接続され、プラズマエッチング条件に応
じて電子シェーディング現象の抑制に最適な＋バイアス
を電子捕獲電極２６に印加できるようになっている。
に適用した例であって、図３は本実施例のプラズマエッ
チング装置の要部の構成を示す斜視図である。本実施例
のエッチング装置は、実施例１の筒状の電子捕獲電極２
６に代えて、図３に示すように、セラミックカバー２２
が上方に延びる筒状部３０を有し、その筒状部３０の上
縁にわたって基板サセプター１８上の基板Ｗを覆うよう
に電子捕獲電極３２を備えている。電子捕獲電極３２
は、金属製、例えばアルミニウム製のメッシュ状の電極
であって、プラズマ発生領域Ｐの下方に位置し、かつ基
板サセプター１８及び基板Ｗに対して電気的に非接触の
状態で基板Ｗの上を僅かに離隔して覆うように設けられ
ている。また、電子捕獲電極３２には電圧可変の定電圧
直流電源２８が接続され、プラズマエッチング条件に応
じて電子シェーディング現象の抑制に最適な＋バイアス
を電子捕獲電極２６に印加できるようになっている。
【００１７】本エッチング装置を使って、例えば基板径
が２００mmの基板上の０．３５μｍＬ／Ｓで膜厚６５０
ｎｍのレジストパターンを使ってＡｌ配線層をパターニ
ング加工する場合には、以下の条件でプラズマエッチン
グを行う。 ガス流量 ：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／Ａｒ＝２０／１２０／６０sccm 圧力 ：６７０ｍＰａ μ波パワー：６００ｗ 基板ＲＦ ：１１０ｗ（２ＭＨｚ） 電子捕獲電極に印加する正バイアス電位：２５０ｖ 本実施例でも、電子捕獲電極に印加する正バイアス電位
は、実施例１と同様に、シースバイアスの電圧に対応し
て設定している。本実施例では、基板全面を覆い、２５
０ｖの正バイアス電位に印加されたメッシュ状の電子捕
獲電極３２により電子／イオン電流のバランスを取っ
て、電子シェーディング現象を抑制しているので、２０
０mm以上の大口径基板であっても、形状異常等のない正
確な形状のパターニング加工が可能となる。
が２００mmの基板上の０．３５μｍＬ／Ｓで膜厚６５０
ｎｍのレジストパターンを使ってＡｌ配線層をパターニ
ング加工する場合には、以下の条件でプラズマエッチン
グを行う。 ガス流量 ：ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ／Ａｒ＝２０／１２０／６０sccm 圧力 ：６７０ｍＰａ μ波パワー：６００ｗ 基板ＲＦ ：１１０ｗ（２ＭＨｚ） 電子捕獲電極に印加する正バイアス電位：２５０ｖ 本実施例でも、電子捕獲電極に印加する正バイアス電位
は、実施例１と同様に、シースバイアスの電圧に対応し
て設定している。本実施例では、基板全面を覆い、２５
０ｖの正バイアス電位に印加されたメッシュ状の電子捕
獲電極３２により電子／イオン電流のバランスを取っ
て、電子シェーディング現象を抑制しているので、２０
０mm以上の大口径基板であっても、形状異常等のない正
確な形状のパターニング加工が可能となる。
【００１８】尚、本発明は、実施例に限定されるもので
はなく、プラズマの電子密度を電子捕獲電極で制御でき
る限り、全ての種類のプラズマエッチング装置に適用で
きる。
はなく、プラズマの電子密度を電子捕獲電極で制御でき
る限り、全ての種類のプラズマエッチング装置に適用で
きる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の構成によれば、放電用電極及び
基板サセプタ電極に加えて、基板上又は基板周りに電子
捕獲電極を設け、基板に入射する電子とイオンのバラン
スを制御することにより、電子シェーディング現象を抑
制し、電子やイオンの蓄積による異常形状や電気的ダメ
ージの生じないパターニング加工を実現することができ
る。本発明に係るプラズマエッチング装置は、高集積度
の半導体装置を製造する際に必要となる微細なパターニ
ング加工に好適である。
基板サセプタ電極に加えて、基板上又は基板周りに電子
捕獲電極を設け、基板に入射する電子とイオンのバラン
スを制御することにより、電子シェーディング現象を抑
制し、電子やイオンの蓄積による異常形状や電気的ダメ
ージの生じないパターニング加工を実現することができ
る。本発明に係るプラズマエッチング装置は、高集積度
の半導体装置を製造する際に必要となる微細なパターニ
ング加工に好適である。
【図１】本発明を適用したＥＣＲプラズマエッチング装
置の構成を示す模式図である。
置の構成を示す模式図である。
【図２】実施例１のＥＣＲプラズマエッチング装置の要
部の構成を示す斜視図である。
部の構成を示す斜視図である。
【図３】実施例２のＥＣＲプラズマエッチング装置の要
部の構成を示す斜視図である。
部の構成を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、エッチン
グの際に生じる電子シェーディング現象を説明する基板
断面図である。
グの際に生じる電子シェーディング現象を説明する基板
断面図である。
１０……本発明に係るＥＣＲプラズマエッチング装置の
実施例、１２……導波管、１４……反応室、１６……電
磁コイル、１８……基板サセプター、２０……高周波電
源、２２……セラミックカバー、２４……アース電極、
２６……電子捕獲電極、２８……定電圧直流電源、３０
……セラミックカバーの筒状部、３２……電子捕獲電
極、５０……アスペクト比の大きい領域、５２……アス
ペクト比の小さい領域。
実施例、１２……導波管、１４……反応室、１６……電
磁コイル、１８……基板サセプター、２０……高周波電
源、２２……セラミックカバー、２４……アース電極、
２６……電子捕獲電極、２８……定電圧直流電源、３０
……セラミックカバーの筒状部、３２……電子捕獲電
極、５０……アスペクト比の大きい領域、５２……アス
ペクト比の小さい領域。
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマを発生させる反応室と反応室内
に設けられた基板サセプタとを備え、基板サセプタ上の
基板にエッチング処理を施すプラズマエッチング装置に
おいて、 放電用電極及び基板サセプタ電極に加えて、プラズマ発
生領域の下方に位置し、かつ基板サセプター及び基板に
対して電気的に非接触の状態で基板から僅かに離隔して
基板の周りに筒状に設けられた電子捕獲電極と、 電子捕獲電極を正にバイアスする定電圧直流電源とを備
えていることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項２】 プラズマを発生させる反応室と反応室内
に設けられた基板サセプタとを備え、基板サセプタ上の
基板にエッチング処理を施すプラズマエッチング装置に
おいて、 放電用電極及び基板サセプタ電極に加えて、プラズマ発
生領域の下方に位置し、かつ基板サセプター及び基板に
対して電気的に非接触の状態で基板を上方から僅かに離
隔して覆うように設けられたメッシュ状の電子捕獲電極
と、 電子捕獲電極を正にバイアスする定電圧直流電源とを備
えていることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項３】 定電圧直流電源が、電圧可変式であっ
て、電子捕獲電極を正にバイアスする電圧を自在に調整
できるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記
載のプラズマエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34362496A JPH10189540A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34362496A JPH10189540A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | プラズマエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189540A true JPH10189540A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18362973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34362496A Pending JPH10189540A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189540A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020021689A (ko) * | 2000-09-16 | 2002-03-22 | 박종섭 | 금속 배선 형성 방법 |
| JP2012109608A (ja) * | 2012-02-20 | 2012-06-07 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置および方法とフォーカスリング |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34362496A patent/JPH10189540A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020021689A (ko) * | 2000-09-16 | 2002-03-22 | 박종섭 | 금속 배선 형성 방법 |
| JP2012109608A (ja) * | 2012-02-20 | 2012-06-07 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置および方法とフォーカスリング |
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