JPH1064881A - 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
プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法Info
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- JPH1064881A JPH1064881A JP21828296A JP21828296A JPH1064881A JP H1064881 A JPH1064881 A JP H1064881A JP 21828296 A JP21828296 A JP 21828296A JP 21828296 A JP21828296 A JP 21828296A JP H1064881 A JPH1064881 A JP H1064881A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 エッチングの活性種となるガスと堆積の
活性種である添加ガスとを独立のガス導入配管５、７を
用いてウエハに導入し、特に微量の流量制御が必要な添
加ガスを、ウエハ−周囲であるウエハ直径の１／５未満
の位置から導入してエッチングする。 【効果】 独立のガス導入配管を用いるいことにより、
活性種となるガスと添加ガスとを独立に制御できるた
め、エッチング形状の制御を容易に行える。また、ウエ
ハ−近傍から添加ガスを供給することにより、大量な添
加ガス供給による異物発生を防止でき、かつ添加ガスに
よる堆積を制御性よく行えるため、選択比も向上する。
活性種である添加ガスとを独立のガス導入配管５、７を
用いてウエハに導入し、特に微量の流量制御が必要な添
加ガスを、ウエハ−周囲であるウエハ直径の１／５未満
の位置から導入してエッチングする。 【効果】 独立のガス導入配管を用いるいことにより、
活性種となるガスと添加ガスとを独立に制御できるた
め、エッチング形状の制御を容易に行える。また、ウエ
ハ−近傍から添加ガスを供給することにより、大量な添
加ガス供給による異物発生を防止でき、かつ添加ガスに
よる堆積を制御性よく行えるため、選択比も向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いた
エッチング装置及びエッチング方法に係わり、特に半導
体の微細加工を行なうプラズマエッチング装置及びエッ
チング方法に関する。
エッチング装置及びエッチング方法に係わり、特に半導
体の微細加工を行なうプラズマエッチング装置及びエッ
チング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のドライエッチングは、ガス導入口
の設置位置や形状はドライエッチング装置ごとに多少異
なるが、典型的には例えば特開平５−３０８０６１号に
記載されているように、図２に示したようにガス導入配
管５がウェハ１上方の離れた位置にある装置を用いて行
われていた。この場合、ガスはウェハから離れた位置の
ガス導入口から真空処理室２内へ拡散し、ウェハ表面上
に流れることとなる。
の設置位置や形状はドライエッチング装置ごとに多少異
なるが、典型的には例えば特開平５−３０８０６１号に
記載されているように、図２に示したようにガス導入配
管５がウェハ１上方の離れた位置にある装置を用いて行
われていた。この場合、ガスはウェハから離れた位置の
ガス導入口から真空処理室２内へ拡散し、ウェハ表面上
に流れることとなる。
【０００３】一方、エッチング選択比、形状などの微調
整を行うために、主ガスにガス添加を行なうことがあ
る。この一例として、形状制御のための側壁保護用の添
加ガスがある。従来より、形状のサイドエッチングを防
止するためパターン側壁に堆積の生じるガスを添加して
いた。このような従来のガス導入は、上記のように１つ
のガス導入系５から２種類以上のガスを混合して行って
おり、かつ、ウェハから離れた位置から拡散により流す
ことによって行われていた。
整を行うために、主ガスにガス添加を行なうことがあ
る。この一例として、形状制御のための側壁保護用の添
加ガスがある。従来より、形状のサイドエッチングを防
止するためパターン側壁に堆積の生じるガスを添加して
いた。このような従来のガス導入は、上記のように１つ
のガス導入系５から２種類以上のガスを混合して行って
おり、かつ、ウェハから離れた位置から拡散により流す
ことによって行われていた。
【０００４】一方、図３のような狭電極型のエッチング
装置では、ウェハ１表面から高さ１０ｍｍ前後の近くに
設置された対向電極１０上のシャワープレート１８から
ガスを導入していた。この場合はエッチングガスと添加
ガスは両者ともウェハ直近から導入されるが、１つのガ
ス配管５内で混合され、複数種のガスは同じ場所から導
入されていた。
装置では、ウェハ１表面から高さ１０ｍｍ前後の近くに
設置された対向電極１０上のシャワープレート１８から
ガスを導入していた。この場合はエッチングガスと添加
ガスは両者ともウェハ直近から導入されるが、１つのガ
ス配管５内で混合され、複数種のガスは同じ場所から導
入されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の２種類
以上のガスを混合してガスを導入する方法では、このガ
ス配管５は複数種のガスを流す１本の配管であり、異な
る種類のガスを独立に制御しながら流すことはできなか
った。また、側壁の堆積を効果的に生じさせるために
は、例えばエッチングガスの量の数十％ものデポ性ガス
を添加する必要があった。この添加ガスはパターン側壁
に堆積して加工の垂直性を向上させるが、同時に、真空
処理室内壁や試料台その他の装置の各部位に付着し、装
置内の異物発生の原因となっていた。さらに、実用的な
範囲では、大量に添加しても特性の得られない場合があ
った。また、側壁保護用の添加ガスを多くしすぎると、
エッチングガスの割合が減少し、エッチング速度も減少
してしまうなどの問題もあった。このように、エッチン
グのために必要な活性種と堆積のために必要な活性種を
適当な量に制御することが、従来の方法では不可能であ
った。
以上のガスを混合してガスを導入する方法では、このガ
ス配管５は複数種のガスを流す１本の配管であり、異な
る種類のガスを独立に制御しながら流すことはできなか
った。また、側壁の堆積を効果的に生じさせるために
は、例えばエッチングガスの量の数十％ものデポ性ガス
を添加する必要があった。この添加ガスはパターン側壁
に堆積して加工の垂直性を向上させるが、同時に、真空
処理室内壁や試料台その他の装置の各部位に付着し、装
置内の異物発生の原因となっていた。さらに、実用的な
範囲では、大量に添加しても特性の得られない場合があ
った。また、側壁保護用の添加ガスを多くしすぎると、
エッチングガスの割合が減少し、エッチング速度も減少
してしまうなどの問題もあった。このように、エッチン
グのために必要な活性種と堆積のために必要な活性種を
適当な量に制御することが、従来の方法では不可能であ
った。
【０００６】また、図３のような狭電極型のエッチング
装置を用いる方法では、ガスは両者ともウェハ直近から
導入されるが混合して流すため、エッチングガスと添加
ガスほとんど同じ場所でプラズマ化され、２つのガスの
解離反応を別々に制御することはできなかった。
装置を用いる方法では、ガスは両者ともウェハ直近から
導入されるが混合して流すため、エッチングガスと添加
ガスほとんど同じ場所でプラズマ化され、２つのガスの
解離反応を別々に制御することはできなかった。
【０００７】本発明の目的は、エッチング速度などの性
能をほとんど低下させず、また装置内堆積による異物の
発生を防止しながら、エッチングの活性種と堆積の活性
種（添加ガス）のバランスを最適に制御して、形状制御
性能を向上させることにある。
能をほとんど低下させず、また装置内堆積による異物の
発生を防止しながら、エッチングの活性種と堆積の活性
種（添加ガス）のバランスを最適に制御して、形状制御
性能を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、エッチング
の活性種となるガスと堆積の活性種である添加ガスとを
独立のガス導入配管を用いてウエハに導入し、特に微量
の流量制御が必要な添加ガスを、ウェハの直近であるウ
エハ直径の１／５未満の位置から導入することによって
達成される。
の活性種となるガスと堆積の活性種である添加ガスとを
独立のガス導入配管を用いてウエハに導入し、特に微量
の流量制御が必要な添加ガスを、ウェハの直近であるウ
エハ直径の１／５未満の位置から導入することによって
達成される。
【０００９】具体的には、エッチングの活性種となるガ
スは真空処理室上部からウェハに対面したシャワー状の
ガス導入プレートにより導入される。ここで、エッチン
グの活性種となるガスは必ずしも１種類のガスではな
く、２種類以上のガスの混合ガスである場合もある。
スは真空処理室上部からウェハに対面したシャワー状の
ガス導入プレートにより導入される。ここで、エッチン
グの活性種となるガスは必ずしも１種類のガスではな
く、２種類以上のガスの混合ガスである場合もある。
【００１０】上述の手段によれば、図１に示すようにプ
ラズマ内に２つの領域４、８からなる活性種供給源が形
成される。この２つのプラズマ領域は、電子温度やプラ
ズマ密度などのプラズマの基本特性が異なっているた
め、ここに別々にガスを供給することによりエッチング
の活性種、堆積の活性種をそれぞれ別々に最も最適な量
と最適な解離状態で供給できる。このエッチングの活性
種となるガスによりエッチングの主反応が決定し、エッ
チング速度など基本特性のおよその性能が決定する場合
が多い。
ラズマ内に２つの領域４、８からなる活性種供給源が形
成される。この２つのプラズマ領域は、電子温度やプラ
ズマ密度などのプラズマの基本特性が異なっているた
め、ここに別々にガスを供給することによりエッチング
の活性種、堆積の活性種をそれぞれ別々に最も最適な量
と最適な解離状態で供給できる。このエッチングの活性
種となるガスによりエッチングの主反応が決定し、エッ
チング速度など基本特性のおよその性能が決定する場合
が多い。
【００１１】また、２つのガスは真空処理室内で拡散、
混合されるが、ガス圧力が０．１Ｐａから１０Ｐａ程度
の圧力においては、平均自由工程が１０ｍｍ以下である
ため、ガス導入口付近でのガスの滞在効果が現われる。
すなわち、真空処理室内全体に広がっているエッチング
ガスの中で、添加ガス導入口付近、すなわちウェハ表面
付近に添加ガスが局所的に滞在する領域が形成できる。
このような添加ガスの局所滞在効果を用いると、添加ガ
ス効果を極めて効率良く、しかも制御性良く用いること
が可能となる。
混合されるが、ガス圧力が０．１Ｐａから１０Ｐａ程度
の圧力においては、平均自由工程が１０ｍｍ以下である
ため、ガス導入口付近でのガスの滞在効果が現われる。
すなわち、真空処理室内全体に広がっているエッチング
ガスの中で、添加ガス導入口付近、すなわちウェハ表面
付近に添加ガスが局所的に滞在する領域が形成できる。
このような添加ガスの局所滞在効果を用いると、添加ガ
ス効果を極めて効率良く、しかも制御性良く用いること
が可能となる。
【００１２】真空処理室内のプラズマ密度には、高さ方
向に分布がある。例えば図１のような装置では、ウェハ
表面で１００から２００ｍｍ程度の離れたところで密度
が最も高く、ウェハ表面に近づくにつれて密度が低くな
る。この場合、プラズマ密度の最も高いところでエッチ
ングの活性種であるガスを高解離させ、ウェハ表面に近
いところで堆積ガスを比較的低い解離で分解する。堆積
ガスは高解離状態にすると必要以上にウェハ表面に堆積
する弊害があるため、上記方法で低解離状態の堆積ガス
を密度を高くウェハ表面に供給することができる。これ
により、形状制御に最適なパターン上への堆積を制御す
ることができる。
向に分布がある。例えば図１のような装置では、ウェハ
表面で１００から２００ｍｍ程度の離れたところで密度
が最も高く、ウェハ表面に近づくにつれて密度が低くな
る。この場合、プラズマ密度の最も高いところでエッチ
ングの活性種であるガスを高解離させ、ウェハ表面に近
いところで堆積ガスを比較的低い解離で分解する。堆積
ガスは高解離状態にすると必要以上にウェハ表面に堆積
する弊害があるため、上記方法で低解離状態の堆積ガス
を密度を高くウェハ表面に供給することができる。これ
により、形状制御に最適なパターン上への堆積を制御す
ることができる。
【００１３】
（実施例１）本発明の実施例１を図１に示す。本実施例
は、有磁場マイクロ波プラズマエッチング（ＥＣＲエッ
チングともいう）装置に適用した例である。この装置で
は、マグネトロン１３で発生したマイクロ波を導波管１
４を通して真空処理室２に導入し、導入されたマイクロ
波とコイル１６で作られる磁場の電子サイクロトロン共
鳴によって高密度のプラズマを生成できる構造になって
いる。また、試料台６には高周波電圧源３より高周波を
かけている。エッチングされる試料１としては、８イン
チサイズのＳｉウェーハを熱酸化した上にTiNを形成
し、その上にAl-Cu-Si膜を堆積させ、その上にTiNを形
成し、このTiN膜上にレジストマスクを形成させたもの
を用いた。
は、有磁場マイクロ波プラズマエッチング（ＥＣＲエッ
チングともいう）装置に適用した例である。この装置で
は、マグネトロン１３で発生したマイクロ波を導波管１
４を通して真空処理室２に導入し、導入されたマイクロ
波とコイル１６で作られる磁場の電子サイクロトロン共
鳴によって高密度のプラズマを生成できる構造になって
いる。また、試料台６には高周波電圧源３より高周波を
かけている。エッチングされる試料１としては、８イン
チサイズのＳｉウェーハを熱酸化した上にTiNを形成
し、その上にAl-Cu-Si膜を堆積させ、その上にTiNを形
成し、このTiN膜上にレジストマスクを形成させたもの
を用いた。
【００１４】レジストパターン形状はライン部幅０．３
μmスペース部幅０．３μmで高さ１μmである。TiN膜厚
はそれぞれ０．１μm、Al-Cu-Si膜厚は０．８μmであ
る。
μmスペース部幅０．３μmで高さ１μmである。TiN膜厚
はそれぞれ０．１μm、Al-Cu-Si膜厚は０．８μmであ
る。
【００１５】上記の装置及び試料により、エッチング特
性を調べた。エッチング活性種であるエッチング主ガス
はＣｌ2８０ｓｃｃｍとＢＣｌ3２０ｓｃｃｍの混合ガス
であり、添加する堆積ガスはＣＨＦ3であった。ＣＨＦ3
流量は処理条件によって、０から２７ｓｃｃｍまで変化
させた。ガス圧力は１Ｐａとした。
性を調べた。エッチング活性種であるエッチング主ガス
はＣｌ2８０ｓｃｃｍとＢＣｌ3２０ｓｃｃｍの混合ガス
であり、添加する堆積ガスはＣＨＦ3であった。ＣＨＦ3
流量は処理条件によって、０から２７ｓｃｃｍまで変化
させた。ガス圧力は１Ｐａとした。
【００１６】エッチング主ガスはガス導入口５から導入
し、マイクロ波導入窓兼シャワープレート１５を通して
流した。一方、側壁保護堆積用ガスはガス導入口７から
導入し、ガス吹き出し口９から噴出させた。ガス吹き出
し口９の位置はウェハの周辺から典型的には約３０ｍｍ
の位置で、ウェハ周辺に沿って円周上にほぼ等間隔の１
０個所の吹き出し口を設けた。ガス吹き出しの角度はウ
ェハ中心の方向へ向く角度に設定した。いずれのガスも
反応処理後、排気ポンプ１７により排気した。本方法に
より、プラズマはエッチング主ガスの高濃度領域４と添
加ガス高濃度領域８を制御性良く形成することができ
た。
し、マイクロ波導入窓兼シャワープレート１５を通して
流した。一方、側壁保護堆積用ガスはガス導入口７から
導入し、ガス吹き出し口９から噴出させた。ガス吹き出
し口９の位置はウェハの周辺から典型的には約３０ｍｍ
の位置で、ウェハ周辺に沿って円周上にほぼ等間隔の１
０個所の吹き出し口を設けた。ガス吹き出しの角度はウ
ェハ中心の方向へ向く角度に設定した。いずれのガスも
反応処理後、排気ポンプ１７により排気した。本方法に
より、プラズマはエッチング主ガスの高濃度領域４と添
加ガス高濃度領域８を制御性良く形成することができ
た。
【００１７】本発明の特長としては、ガス導入口とし
て、エッチング主ガス用の導入口５、及び添加ガス用の
導入口７の少なくとも２つのガス導入配管系を有し、こ
のうち添加ガス用のガス導入口９がウェハ表面からの高
さでウェハ直径の１／５以内、ウェハ周辺端からウェハ
直径の１／５以内の位置にある構造とした。
て、エッチング主ガス用の導入口５、及び添加ガス用の
導入口７の少なくとも２つのガス導入配管系を有し、こ
のうち添加ガス用のガス導入口９がウェハ表面からの高
さでウェハ直径の１／５以内、ウェハ周辺端からウェハ
直径の１／５以内の位置にある構造とした。
【００１８】添加ガス導入口の位置として、望ましく
は、ウェハ表面から高さ５０ｍｍ以内、ウェハ周辺端か
ら５０ｍｍ以内の位置にある構造とするとよい。なお、
３０ｍｍ以内であるとより効果的である。
は、ウェハ表面から高さ５０ｍｍ以内、ウェハ周辺端か
ら５０ｍｍ以内の位置にある構造とするとよい。なお、
３０ｍｍ以内であるとより効果的である。
【００１９】ウェハ直近の添加ガス導入口が、ウェハを
設置する試料台上にあり、かつ、ウェハ周囲からウェハ
表面にガスを吹き出す方向に向かっている構造とした。
このように、ウェハ周辺から添加ガスをウェハ中心に向
かって流すことにより、エッチング速度の均一性を制御
することができる。この添加ガスの吹き出し口をウェハ
の周辺に円周状に設けられた複数の導入口を有する構造
とした。また、ウェハ直近のガス吹き出し口から流入す
るガス流量を０．１ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍの範
囲にあるようにした。さらに、ガス圧力が０．１Ｐａか
ら１０Ｐａの範囲にあるようにした。
設置する試料台上にあり、かつ、ウェハ周囲からウェハ
表面にガスを吹き出す方向に向かっている構造とした。
このように、ウェハ周辺から添加ガスをウェハ中心に向
かって流すことにより、エッチング速度の均一性を制御
することができる。この添加ガスの吹き出し口をウェハ
の周辺に円周状に設けられた複数の導入口を有する構造
とした。また、ウェハ直近のガス吹き出し口から流入す
るガス流量を０．１ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍの範
囲にあるようにした。さらに、ガス圧力が０．１Ｐａか
ら１０Ｐａの範囲にあるようにした。
【００２０】図５に、エッチング主ガスに添加した堆積
ガス流量とAl-Cu-Si膜のサイドエッチング量の関係を、
従来法と本発明法を比較して示した。従来法の図２に示
すような、エッチング主ガスと添加ガスを混合して真空
処理室上部から導入する方法では、２５ｓｃｃｍの添加
でサイドエッチ量は約０．０８μｍにまでしか低減しな
かったが、図１に示す本発明では、１５ｓｃｃｍの添加
でサイドエッチ量は０．０１μｍ以下に減少した。これ
は、同じ添加ガス量でも、ウェハ直近からの導入がサイ
ドエッチング防止のために効果的であることを示してい
る。
ガス流量とAl-Cu-Si膜のサイドエッチング量の関係を、
従来法と本発明法を比較して示した。従来法の図２に示
すような、エッチング主ガスと添加ガスを混合して真空
処理室上部から導入する方法では、２５ｓｃｃｍの添加
でサイドエッチ量は約０．０８μｍにまでしか低減しな
かったが、図１に示す本発明では、１５ｓｃｃｍの添加
でサイドエッチ量は０．０１μｍ以下に減少した。これ
は、同じ添加ガス量でも、ウェハ直近からの導入がサイ
ドエッチング防止のために効果的であることを示してい
る。
【００２１】本発明を用いた上記の方法により、作成し
た半導体装置の断面図を図９に示す。これはＤＲＡＭの
デバイスの中で、配線を形成する部分である。線幅０．
２５μｍでサイドエッチングが無く垂直な高精度加工が
行なわれた。
た半導体装置の断面図を図９に示す。これはＤＲＡＭの
デバイスの中で、配線を形成する部分である。線幅０．
２５μｍでサイドエッチングが無く垂直な高精度加工が
行なわれた。
【００２２】図６に添加した堆積ガス流量と真空処理室
内の発生異物個数を示した。堆積ガス流量が１５ｓｃｃ
ｍから２５ｓｃｃｍに増加すると、異物個数は約４倍に
増大した。これは、堆積ガスの流量が多いほど装置内壁
への堆積が促進され、蓄積した堆積膜がはがれて異物発
生原因になることを示している。すなわち、図５と図６
の結果から、本発明によれば異物発生数の少ない条件
で、サイドエッチングを低減できることを示している。
内の発生異物個数を示した。堆積ガス流量が１５ｓｃｃ
ｍから２５ｓｃｃｍに増加すると、異物個数は約４倍に
増大した。これは、堆積ガスの流量が多いほど装置内壁
への堆積が促進され、蓄積した堆積膜がはがれて異物発
生原因になることを示している。すなわち、図５と図６
の結果から、本発明によれば異物発生数の少ない条件
で、サイドエッチングを低減できることを示している。
【００２３】上記実施例では、デポ性の添加ガスとして
ＣＨＦ3の例を示したが、同様の効果を有する添加ガス
として、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、ＣＨＣｌ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4な
どがある。これらのガスを用いた場合の、ガス導入口の
最適距離などはＣＨＦ3の場合とほぼ同様であった。
ＣＨＦ3の例を示したが、同様の効果を有する添加ガス
として、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、ＣＨＣｌ3、Ｃ2Ｈ2Ｆ4な
どがある。これらのガスを用いた場合の、ガス導入口の
最適距離などはＣＨＦ3の場合とほぼ同様であった。
【００２４】（実施例２）実施例１と同様の装置を用い
て、ポリシリコンをエッチングした。エッチング主ガス
にはＣｌ2１００ｓｃｃｍを流し、添加ガスにＯ2５ｓｃ
ｃｍを用いた。このときのＯ2ガスのウェハ表面での濃
度分布を図７に示す。ガス圧力は２Ｐａである。Ｏ2ガ
スは図１に示したウェハ周辺のガス導入口から流した。
図６に示すように、添加ガスの濃度分布はウェハ表面か
ら高さ約５０ｍｍの部分に高濃度層が存在する。これは
添加ガスがウェハ表面で平均自由工程の中で衝突を繰返
し、一部はウェハに再入射する効果により、ウェハ表面
に形成されたガスの滞在領域（淀み領域）である。この
添加ガスの高濃度層の効果により、ポリシリコンのサイ
ドエッチングの低減（０．０５μｍ以下）、対ＳｉＯ2
の選択比の向上（約１００）を得た。さらに、従来法の
Ｏ2をウェハから離れたところから導入する方法では、
Ｏ2ガスが真空処理室内全体に拡散し、異物の原因とな
るＳｉ酸化物を蓄積しやすいが、本方法によると、この
異物発生も低減した。
て、ポリシリコンをエッチングした。エッチング主ガス
にはＣｌ2１００ｓｃｃｍを流し、添加ガスにＯ2５ｓｃ
ｃｍを用いた。このときのＯ2ガスのウェハ表面での濃
度分布を図７に示す。ガス圧力は２Ｐａである。Ｏ2ガ
スは図１に示したウェハ周辺のガス導入口から流した。
図６に示すように、添加ガスの濃度分布はウェハ表面か
ら高さ約５０ｍｍの部分に高濃度層が存在する。これは
添加ガスがウェハ表面で平均自由工程の中で衝突を繰返
し、一部はウェハに再入射する効果により、ウェハ表面
に形成されたガスの滞在領域（淀み領域）である。この
添加ガスの高濃度層の効果により、ポリシリコンのサイ
ドエッチングの低減（０．０５μｍ以下）、対ＳｉＯ2
の選択比の向上（約１００）を得た。さらに、従来法の
Ｏ2をウェハから離れたところから導入する方法では、
Ｏ2ガスが真空処理室内全体に拡散し、異物の原因とな
るＳｉ酸化物を蓄積しやすいが、本方法によると、この
異物発生も低減した。
【００２５】Ｏ2と同様の効果を有する添加ガスとして
は、Ｎ2があり、ガス導入口の最適距離などはほぼ同様
であった。
は、Ｎ2があり、ガス導入口の最適距離などはほぼ同様
であった。
【００２６】また、実施例１及び実施例２では、エッチ
ング主ガスの平均自由工程以上に離れた位置にエッチン
グガスの導入口を設けている。こうすることにより、プ
ラズマ密度の濃い領域でエッチングガスをプラズマ化す
ることができるため、効率が向上する。
ング主ガスの平均自由工程以上に離れた位置にエッチン
グガスの導入口を設けている。こうすることにより、プ
ラズマ密度の濃い領域でエッチングガスをプラズマ化す
ることができるため、効率が向上する。
【００２７】（実施例３）図８の結果は、図４のように
エッチング主ガス導入配管５と添加ガス導入配管１２を
設けて、添加ガスの導入口をウェハからの高さを変えて
サイドエッチ量を調べたものである。Ｃｌ2８０ｓｃｃ
ｍとＢＣｌ3２０ｓｃｃｍの混合ガスにより、Al-Cu-Si
膜をエッチングした。その結果、添加した堆積ガスＣＨ
Ｆ3によるサイドエッチング防止効果は、添加ガス導入
口がウェハ上の高さで５０ｍｍ以下になったときに大き
な効果を示した。同様の現象は、エッチング条件が異な
っても、圧力が０．１Ｐａ以上であればほぼ同様であっ
た。このことは、添加した堆積ガスがウェハ表面に滞在
し、高濃度に存在してサイドエッチ防止効果を増大させ
るものと考えられる。
エッチング主ガス導入配管５と添加ガス導入配管１２を
設けて、添加ガスの導入口をウェハからの高さを変えて
サイドエッチ量を調べたものである。Ｃｌ2８０ｓｃｃ
ｍとＢＣｌ3２０ｓｃｃｍの混合ガスにより、Al-Cu-Si
膜をエッチングした。その結果、添加した堆積ガスＣＨ
Ｆ3によるサイドエッチング防止効果は、添加ガス導入
口がウェハ上の高さで５０ｍｍ以下になったときに大き
な効果を示した。同様の現象は、エッチング条件が異な
っても、圧力が０．１Ｐａ以上であればほぼ同様であっ
た。このことは、添加した堆積ガスがウェハ表面に滞在
し、高濃度に存在してサイドエッチ防止効果を増大させ
るものと考えられる。
【００２８】以上、本実施例の効果はマイクロ波エッチ
ング装置に限定されるものではなく、誘導結合式高周波
プラズマエッチング装置やヘリコンプラズマエッチング
装置等他の放電方式を用いたプラズマエッチング装置に
おいても同様の効果が有る。
ング装置に限定されるものではなく、誘導結合式高周波
プラズマエッチング装置やヘリコンプラズマエッチング
装置等他の放電方式を用いたプラズマエッチング装置に
おいても同様の効果が有る。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、エッチングの活性種で
あるガスと堆積の活性種である添加ガスのバランスを最
適に制御できるので、サイドエッチ防止等の形状制御、
選択比向上などのエッチング性能が従来より向上する。
また、従来の添加ガス法の弊害であった異物発生やエッ
チング速度低下などの悪影響を低減できる。さらに、添
加ガスの量が小量で良いため、コスト面で経済的であ
る。
あるガスと堆積の活性種である添加ガスのバランスを最
適に制御できるので、サイドエッチ防止等の形状制御、
選択比向上などのエッチング性能が従来より向上する。
また、従来の添加ガス法の弊害であった異物発生やエッ
チング速度低下などの悪影響を低減できる。さらに、添
加ガスの量が小量で良いため、コスト面で経済的であ
る。
【図１】本発明をマイクロ波プラズマエッチング装置に
適用した例を示す図である。
適用した例を示す図である。
【図２】従来のマイクロ波プラズマエッチング装置を示
す図である。
す図である。
【図３】従来の狭電極平行平板型ドライエッチング装置
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明により添加ガス導入口の位置を変化させ
た例を示す図である。
た例を示す図である。
【図５】本発明によるAl-Cu-Siのサイドエッチング防止
効果を示す図である。
効果を示す図である。
【図６】本発明によるAl-Cu-Siエッチングの異物発生低
減効果を示す図である。
減効果を示す図である。
【図７】本発明によるポリシリコンエッチングの添加ガ
ス滞在効果を示す図である。
ス滞在効果を示す図である。
【図８】本発明によるAl-Cu-Siエッチングの添加ガス導
入口位置の影響を示す図である。
入口位置の影響を示す図である。
【図９】本発明による半導体装置の加工例を示す図であ
る。
る。
１…試料（ウェハ）、２…真空処理室、３…高周波電圧
源、４…プラズマ領域１、５…エッチング主ガス導入配
管、６…試料台、７…添加ガス導入配管１、８…プラズ
マ領域２、９…添加ガス吹き出し口、１０…上部電極、
１１…下部電極、 １２…添加ガス導入配管２、１３…
マグネトロン、１４…導波管、１５…マイクロ波導入
窓、兼エッチング主ガス導入シャワープレート１、１６
…磁場コイル、１７…排気ポンプ、１８…エッチング主
ガス導入シャワープレート２。
源、４…プラズマ領域１、５…エッチング主ガス導入配
管、６…試料台、７…添加ガス導入配管１、８…プラズ
マ領域２、９…添加ガス吹き出し口、１０…上部電極、
１１…下部電極、 １２…添加ガス導入配管２、１３…
マグネトロン、１４…導波管、１５…マイクロ波導入
窓、兼エッチング主ガス導入シャワープレート１、１６
…磁場コイル、１７…排気ポンプ、１８…エッチング主
ガス導入シャワープレート２。
Claims (9)
- 【請求項１】半導体ウエハ−を処理する処理室と、エッ
チングの活性種である第１のガスを前記処理室内に導入
する第１のガス導入配管と、堆積の活性種である第２の
ガスを前記処理室に導入する第２のガス導入管と、前記
半導体ウエハ−から半導体ウエハ−の直径の１／５未満
の距離内に設けられた前記第２のガス導入管の吹き出し
口とを有することを特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項２】ウエハ−を処理する処理室と、エッチング
の活性種である第１のガスを前記処理室内に導入する第
１のガス導入配管と、堆積の活性種である第２のガスを
前記処理室に導入する第２のガス導入管と、第１のガス
及び第２のガスをプラズマ化する手段と、前記ウエハ−
から５０ｍｍ未満の距離内に設けられた前記第２のガス
導入管の吹き出し口と、前記処理室内のガスを排気する
排気手段とを有することを特徴とするドライエッチング
装置。 - 【請求項３】処理室内に、膜が形成されたウエハ−を載
置する工程と、エッチングの活性種である第１のガスを
第１のガス導入配管を通じて導入し、かつ堆積の活性種
である第２のガスを、吹き出し口が前記ウエハ−から前
記ウエハ−の直径の１／５未満の距離内に設けられた第
２のガス導入配管を通じて前記ウエハ−に供給する工程
と、前記膜をドライエッチングする工程とを有すること
を特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項４】前記第２のガスは、前記ウェハ−周辺部か
らウェハ中心部に向かって供給されることを特徴とする
請求項３に記載のドライエッチング方法。 - 【請求項５】前記第２のガスは、ウェハの周辺部に円周
状に複数設けられたガス吹き出し口から前記ウエハ−に
供給されることを特徴とする請求項３または４に記載の
ドライエッチング方法。 - 【請求項６】前記処理室内での前記第２のガスは、ガス
粒子の平均自由工程が５０ｍｍ以下の範囲にあるような
ガス圧力にされていることを特徴とする請求項３乃至５
何れかに記載のドライエッチング方法。 - 【請求項７】前記処理室内での前記第２のガス圧力は
０．１Ｐａから１０Ｐａの範囲にあることを特徴とする
請求項３乃至５何れかに記載のドライエッチング方法。 - 【請求項８】膜が形成されたウエハ−を処理室内に載置
する工程と、エッチングの活性種である第１のガスを第
１のガス導入配管を通じて導入し、かつ堆積の活性種で
ある第２のガスを、第２のガス導入管を通じて、前記ウ
エハ−から５０ｍｍ未満の距離内に設けられた吹き出し
口から前記ウエハ−に供給する工程と、前記第１及び第
２のガスをプラズマ化して前記膜をドライエッチングす
る工程とを有することを特徴とするドライエッチング方
法。 - 【請求項９】膜が形成されたウエハ−を処理室内に載置
する工程と、エッチングの活性種である第１のガスを第
１のガス導入配管を通じて導入し、かつ堆積の活性種で
ある第２のガスを、前記第２のガス導入管を通じて、前
記ウエハ−から３０ｍｍ未満の距離内に設けられた吹き
出し口から前記ウエハ−に供給する工程と、前記第１及
び第２のガスをプラズマ化して前記膜をドライエッチン
グする工程とを有することを特徴とするドライエッチン
グ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828296A JPH1064881A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828296A JPH1064881A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064881A true JPH1064881A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16717414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21828296A Pending JPH1064881A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064881A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11297672A (ja) * | 1998-04-09 | 1999-10-29 | Tadahiro Omi | シャワープレート、シャワープレート周辺構造及びプロセス装置 |
| EP1115147A1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-07-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma process device |
| US7887669B2 (en) | 2006-11-10 | 2011-02-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Vacuum processing apparatus |
| JP2013084653A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマエッチング装置 |
| US9865472B2 (en) | 2007-12-21 | 2018-01-09 | Lam Research Corporation | Fabrication of a silicon structure and deep silicon etch with profile control |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP21828296A patent/JPH1064881A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1115147A1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-07-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma process device |
| EP1115147A4 (en) * | 1999-05-26 | 2007-05-02 | Tadahiro Ohmi | DEVICE FOR PLASMA TREATMENT |
| US7520245B2 (en) | 1999-05-26 | 2009-04-21 | Tadahiro Ohmi | Plasma processing apparatus |
| US7819082B2 (en) | 1999-05-26 | 2010-10-26 | Tadahiro Ohmi | Plasma processing apparatus |
| US7887669B2 (en) | 2006-11-10 | 2011-02-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Vacuum processing apparatus |
| US9865472B2 (en) | 2007-12-21 | 2018-01-09 | Lam Research Corporation | Fabrication of a silicon structure and deep silicon etch with profile control |
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| US9960014B2 (en) | 2011-10-06 | 2018-05-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma etching method |
| US10418224B2 (en) | 2011-10-06 | 2019-09-17 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma etching method |
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