JPS6298728A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
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- JPS6298728A JPS6298728A JP23986185A JP23986185A JPS6298728A JP S6298728 A JPS6298728 A JP S6298728A JP 23986185 A JP23986185 A JP 23986185A JP 23986185 A JP23986185 A JP 23986185A JP S6298728 A JPS6298728 A JP S6298728A
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- temperature plasma
- frequency power
- pores
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、低温プラズマを利用し、被加工物表面をエツ
チングするだめのドライエツチング装置に関するもので
ある・ 従来の技術 低温プラズマによるエツチングは、近年、半導体製造プ
ロセスにおいて欠くことのできないものとなった。
チングするだめのドライエツチング装置に関するもので
ある・ 従来の技術 低温プラズマによるエツチングは、近年、半導体製造プ
ロセスにおいて欠くことのできないものとなった。
これは通常ドライエンチング法と呼ばれている。
ドライエツチング法は、真空容器内に被加工物を保持し
、ハロゲンガスを導入し、所定の圧力状態にした後、高
周波エネルギーによって前記・・ロゲンガスを励起し、
被加工物をその低温プラズマ雰囲気に配置することによ
って、被加工物の表面をエツチングする方法である。
、ハロゲンガスを導入し、所定の圧力状態にした後、高
周波エネルギーによって前記・・ロゲンガスを励起し、
被加工物をその低温プラズマ雰囲気に配置することによ
って、被加工物の表面をエツチングする方法である。
以下、図面を参照しながら、上述した従来のドライエツ
チング装置の一例について説明する。第３図に、従来の
ドライエツチング装置を示す。第３図において、１は、
真空状態の維持が可能な真空容器、２は、レジストマス
クでパターニングされた試料、２ａは、レジストマスク
、３は、アース接地されており、試料２を保持するだめ
の試料台、４は、１０ ＫＨｚから数１ｏ ＭＨｚ （
７）高周波電力が供給され、かつ、試料２と相対する面
に直径０．５〜２間の複数の穴を有し、この穴を通して
、真空容器１内大ガスを供給する電極、４ａはガスを真
空容器１内に導入するだめの複数の穴、４ｂは電極４に
流量制御装置を介してガスを供給するだめの供給口、６
は高周波電源、６は真空容器１内の圧力を大気圧以下の
真空度に真空排気するための真空ポンプ、７は真空容器
１と真空ポンプ６との間を気密に接続する真空排気圧の
パイプ、８は真空容器１内の圧力を管内抵抗を可変にし
て調節するだめの圧力制御装置である。
チング装置の一例について説明する。第３図に、従来の
ドライエツチング装置を示す。第３図において、１は、
真空状態の維持が可能な真空容器、２は、レジストマス
クでパターニングされた試料、２ａは、レジストマスク
、３は、アース接地されており、試料２を保持するだめ
の試料台、４は、１０ ＫＨｚから数１ｏ ＭＨｚ （
７）高周波電力が供給され、かつ、試料２と相対する面
に直径０．５〜２間の複数の穴を有し、この穴を通して
、真空容器１内大ガスを供給する電極、４ａはガスを真
空容器１内に導入するだめの複数の穴、４ｂは電極４に
流量制御装置を介してガスを供給するだめの供給口、６
は高周波電源、６は真空容器１内の圧力を大気圧以下の
真空度に真空排気するための真空ポンプ、７は真空容器
１と真空ポンプ６との間を気密に接続する真空排気圧の
パイプ、８は真空容器１内の圧力を管内抵抗を可変にし
て調節するだめの圧力制御装置である。
以上のように構成されたプラズマ処理装置について以下
その動作について説明する。
その動作について説明する。
まず、真空容器１内を真空ポンプ６により、１００ ｍ
Ｔｏｒｒ以下の真空度まで真空排気した後、真空容器
１内に所望の低温プラズマを発生させるだめ、穴４ａか
ら流量を流量制御装置で制御して所望のガスを導入する
。このガスの組成は、例えば、試料２の材質が窒化シリ
コンの場合は、４フツ化炭素や六フッ化硫黄を主成分と
するものである。さらに、圧力制御装置８を操作し、ド
ライエツチング条件である圧力すなわち１００〜６００
ｍＴｏｒｒに真空容器１内を制御する。次に、電極４に
高周波電力を供給することによって、前記導入ガスを励
起し、試料２表面をその低温プラズ雰囲気にさらす。こ
の低温プラス中のイオンもしくはラジカル（励起状態に
ある原子または分子）と、試料２のレジストマスク２ａ
でカバーされていない部分すなわち被加工面とが接触す
ることによって、所望のドライエツチングを施こす。
Ｔｏｒｒ以下の真空度まで真空排気した後、真空容器
１内に所望の低温プラズマを発生させるだめ、穴４ａか
ら流量を流量制御装置で制御して所望のガスを導入する
。このガスの組成は、例えば、試料２の材質が窒化シリ
コンの場合は、４フツ化炭素や六フッ化硫黄を主成分と
するものである。さらに、圧力制御装置８を操作し、ド
ライエツチング条件である圧力すなわち１００〜６００
ｍＴｏｒｒに真空容器１内を制御する。次に、電極４に
高周波電力を供給することによって、前記導入ガスを励
起し、試料２表面をその低温プラズ雰囲気にさらす。こ
の低温プラス中のイオンもしくはラジカル（励起状態に
ある原子または分子）と、試料２のレジストマスク２ａ
でカバーされていない部分すなわち被加工面とが接触す
ることによって、所望のドライエツチングを施こす。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成ではドライエツチングを
する際の圧力、ガスの流量、ガスの組成。
する際の圧力、ガスの流量、ガスの組成。
高周波電力の供給量等により、電極４の穴４ａの部分で
連続もしくは、間欠的にスパークが発生し、穴４ａ付近
でガスが集中的に分解し、低温プラズマの状態が不均一
となシ、試料２を均一にドライエツチングすることが困
難である。また前記スパークはレジストパターン２ａを
著しく加熱するためにレジストダメージが大きくなり、
所望のパターンにドライエツチングすることが困難であ
る。
連続もしくは、間欠的にスパークが発生し、穴４ａ付近
でガスが集中的に分解し、低温プラズマの状態が不均一
となシ、試料２を均一にドライエツチングすることが困
難である。また前記スパークはレジストパターン２ａを
著しく加熱するためにレジストダメージが大きくなり、
所望のパターンにドライエツチングすることが困難であ
る。
さらに、スパーク発生の際には、計測機器、制御機器に
高周波ノイズがのり、装置の信頼性を悪化させる。
高周波ノイズがのり、装置の信頼性を悪化させる。
このように、従来のドライエツチング装置では、電極４
の穴４ａ部分の連続もしくは間欠的なスパークが発生す
るという問題点を有していた。
の穴４ａ部分の連続もしくは間欠的なスパークが発生す
るという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑み、高周波電力が供給量され
る電極４の穴４ａ部分の連続もしくは間欠的なスパーク
の発生を防止し、試料２を均一にドライエツチングする
ことを可能にし、さらに、レジストダメージの低減およ
び高周波ノイズ発生防止を可能にするドライエツチング
装置を提供するものである。
る電極４の穴４ａ部分の連続もしくは間欠的なスパーク
の発生を防止し、試料２を均一にドライエツチングする
ことを可能にし、さらに、レジストダメージの低減およ
び高周波ノイズ発生防止を可能にするドライエツチング
装置を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために、本発明のドライエツチン
グ装置は、高周波電力が供給される電極の被加工物と対
向する面に、エツジがテーパー状またはＲ状に加工され
た、真空容器内へガスを供給するだめの穴を備えたもの
である。
グ装置は、高周波電力が供給される電極の被加工物と対
向する面に、エツジがテーパー状またはＲ状に加工され
た、真空容器内へガスを供給するだめの穴を備えたもの
である。
作 用
本発明は上記した構成によって、ガスを供給する電極の
大部分のエツジでの電界の集中をエツジをテーパー状ま
たはＲ状に加工することにより抑制し、これにより低温
プラズマ中でその部分で連続的まだは間欠的にスパーク
が発生するのを防止することができ、低温プラズマ状態
が安定し、試料を均一にドライエツチングすることがで
き、まだレジストへのダメージを減少することができ、
ドライエツチング処理中のノイズ発生を低減することと
なる。
大部分のエツジでの電界の集中をエツジをテーパー状ま
たはＲ状に加工することにより抑制し、これにより低温
プラズマ中でその部分で連続的まだは間欠的にスパーク
が発生するのを防止することができ、低温プラズマ状態
が安定し、試料を均一にドライエツチングすることがで
き、まだレジストへのダメージを減少することができ、
ドライエツチング処理中のノイズ発生を低減することと
なる。
実施例
以下本発明の一実施例のドライエツチング装置について
、図面を参照しながら説明する。
、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるドライエツチング装
置の概略断面図を示すものである。
置の概略断面図を示すものである。
第１図において、１１は真空状態の維持が可能な真空容
器、１２はレジストマスクでパターンニングされた被加
工物としての試料、１２ａはレジストマスク、１２ｂは
窒化シリコン膜、１２ｃはシリコン基板、１３は試料１
２を保持する手段としてのアース接地された試料台、１
４は電極であり、この電極１４には３８０ ＫＨｚの高
周波電力が供給され、かつ試料１２と相対する面に直径
０．５〜２朋でエツジ部分がテーパー状またはＲ状に加
工された多数の穴１４ａを有し、この穴１４ａを通して
、真空容器１１内へガスを供給するものである。１４ｂ
は、電極１４に流量制御装置を介してガスを供給するだ
めの供給口、１５は高周波電源、１６は真空容器１１内
の圧力を大気圧以下の真空度に真空排気するだめの真空
ポンプ、１了は真空容器１１と真空ポンプ１６との間を
気密に接続する真空排気用のパイプ、１８は真空容器１
１内の圧力を管内抵抗を可変にして調節するだめの圧力
制御装置である。
器、１２はレジストマスクでパターンニングされた被加
工物としての試料、１２ａはレジストマスク、１２ｂは
窒化シリコン膜、１２ｃはシリコン基板、１３は試料１
２を保持する手段としてのアース接地された試料台、１
４は電極であり、この電極１４には３８０ ＫＨｚの高
周波電力が供給され、かつ試料１２と相対する面に直径
０．５〜２朋でエツジ部分がテーパー状またはＲ状に加
工された多数の穴１４ａを有し、この穴１４ａを通して
、真空容器１１内へガスを供給するものである。１４ｂ
は、電極１４に流量制御装置を介してガスを供給するだ
めの供給口、１５は高周波電源、１６は真空容器１１内
の圧力を大気圧以下の真空度に真空排気するだめの真空
ポンプ、１了は真空容器１１と真空ポンプ１６との間を
気密に接続する真空排気用のパイプ、１８は真空容器１
１内の圧力を管内抵抗を可変にして調節するだめの圧力
制御装置である。
以上のように構成されたドライエツチング装置について
、以下第１図、第２図を用いてその動作を説明する。
、以下第１図、第２図を用いてその動作を説明する。
まず、真空容器１１内を真空ポンプ１６により１００
ｍ Ｔｏｒｒ以下の真空度まで真空排気した後、酸素（
０２）を５％の割合で含有したフロン１４（ＣＦ４）ガ
スをガス流量制御装置（図示せず〕を介して電極１４の
供給口１４ｂより電極１４に導太し、電極１４の穴１４
ａより真空容器１１内に導入し、かつ真空容器１１内の
圧力を圧力制御装置１８を操作して、３５０ｍＴｏｒｒ
に保持する。
ｍ Ｔｏｒｒ以下の真空度まで真空排気した後、酸素（
０２）を５％の割合で含有したフロン１４（ＣＦ４）ガ
スをガス流量制御装置（図示せず〕を介して電極１４の
供給口１４ｂより電極１４に導太し、電極１４の穴１４
ａより真空容器１１内に導入し、かつ真空容器１１内の
圧力を圧力制御装置１８を操作して、３５０ｍＴｏｒｒ
に保持する。
この状態でさらに周波数３８０ＫＨｚの高周波電力を１
ｏｏＷで供給することによって、試料１２を含む空間に
低温プラズマを発生させる。以上の動作によって、穴１
４ａにスパークを発生することなく、低温プラズマ中の
励起状態のフッ素原子（ラジカルＦ）が主エッチャント
となり、レジストマスク１２ａを介して窒化シリコン膜
１４ｂをエツチングすることができた。本実施例では直
径５インチのシリコン基板１２ｃを用いだが、この場合
のエツチング状態は、窒化シリコン膜のエツチング速度
が４２００八／朋゛、エツチングのバラツキが±２，１
飴であり、レジストのエツチング速度は、約３６０人／
ｍｍ（ネジ型レジスト○ＭＲ−８３）であった。
ｏｏＷで供給することによって、試料１２を含む空間に
低温プラズマを発生させる。以上の動作によって、穴１
４ａにスパークを発生することなく、低温プラズマ中の
励起状態のフッ素原子（ラジカルＦ）が主エッチャント
となり、レジストマスク１２ａを介して窒化シリコン膜
１４ｂをエツチングすることができた。本実施例では直
径５インチのシリコン基板１２ｃを用いだが、この場合
のエツチング状態は、窒化シリコン膜のエツチング速度
が４２００八／朋゛、エツチングのバラツキが±２，１
飴であり、レジストのエツチング速度は、約３６０人／
ｍｍ（ネジ型レジスト○ＭＲ−８３）であった。
第２図は、電極１４の穴１４ａがテーパー状またはＲ状
に加工された場合と、加工されていない場合の、高周波
電力値によるスパーク発生の有無を実、験した結果を示
す。第２図において、○印はスパークが発生しなかった
条件を示し、Ｘ印はスパークの発生が起こった条件を示
す。第２図から理解できるように、ガスが吹き出される
穴１４ａの形状が、エツジの立っていないほどスパーク
がしにくいということがわかる。従って、スパーク発生
を防止するだめには、穴１４ａのエツジ部分をテーパー
状またはＲ状に加工する必要がある一以上のように、本
実施例によれば、穴１４ａの試料１２と相対する面のエ
ツジがテーパー状またはＲ状に加工されていることによ
り、電極１４の表面、特に電極１４の穴１４ａの部分に
低温プラズマを発生させる際、連続的もしくは間欠的な
スパークの発生を防止することができ、低温プラズマの
状態が安定し、再現性良く試料１２を均一にエツチング
することができ、またレジストマスク１２ａの劣化を防
止し、さらに低温プラズマ発生中のノイズ発生を低減す
ることができた。
に加工された場合と、加工されていない場合の、高周波
電力値によるスパーク発生の有無を実、験した結果を示
す。第２図において、○印はスパークが発生しなかった
条件を示し、Ｘ印はスパークの発生が起こった条件を示
す。第２図から理解できるように、ガスが吹き出される
穴１４ａの形状が、エツジの立っていないほどスパーク
がしにくいということがわかる。従って、スパーク発生
を防止するだめには、穴１４ａのエツジ部分をテーパー
状またはＲ状に加工する必要がある一以上のように、本
実施例によれば、穴１４ａの試料１２と相対する面のエ
ツジがテーパー状またはＲ状に加工されていることによ
り、電極１４の表面、特に電極１４の穴１４ａの部分に
低温プラズマを発生させる際、連続的もしくは間欠的な
スパークの発生を防止することができ、低温プラズマの
状態が安定し、再現性良く試料１２を均一にエツチング
することができ、またレジストマスク１２ａの劣化を防
止し、さらに低温プラズマ発生中のノイズ発生を低減す
ることができた。
なお、本実施例では、窒化シリコン膜１２ｂをエツチン
グするだめのドライエツチング装置の適用例を示したが
、ガリウム合金例えばガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ ）の
表面を酸素の低温プラズマによって酸化するだめのプラ
ズマ酸化装置、すなわち低温プラズマを利用して被加工
物表面を改質するだめの装置に適用しても良い。
グするだめのドライエツチング装置の適用例を示したが
、ガリウム合金例えばガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ ）の
表面を酸素の低温プラズマによって酸化するだめのプラ
ズマ酸化装置、すなわち低温プラズマを利用して被加工
物表面を改質するだめの装置に適用しても良い。
なお、本実施例において、電極１４は試料１２を保持す
る試料台１３に対抗して配置され、その形状が円板状の
ものを用いたが、電極１４の形状は、円筒形状としても
よい。
る試料台１３に対抗して配置され、その形状が円板状の
ものを用いたが、電極１４の形状は、円筒形状としても
よい。
また、試料台１３の形状は、円板状のものを用いたが、
円筒状とし、その内周面または、外周面に試料１２を配
置してもよい。
円筒状とし、その内周面または、外周面に試料１２を配
置してもよい。
まだ、本実施例では、ドライエツチング装置としだが、
プラズマ気相成長装置に用いてもよい。
プラズマ気相成長装置に用いてもよい。
発明の効果
以上のように本発明によれば、高周波電力が供給される
電極に設けた、真空容器内へガスを供給するだめの穴の
被加工物と対向する側のエツジを、テーパー状まだはＲ
状に加工することにより、エツジでの電界の集中を抑制
し、電極表面、特に電極の大部分に低温プラズマ発生時
に連続的、もしくは間欠的なスパークの発生を防止する
ことができ、低温プラズマの状態を安定させ、再現良く
被加工物を均一にドライエツチング処理することができ
、また被加工物の局部的な温度上昇並びに高周波ノイズ
の発生を低減させることができる。
電極に設けた、真空容器内へガスを供給するだめの穴の
被加工物と対向する側のエツジを、テーパー状まだはＲ
状に加工することにより、エツジでの電界の集中を抑制
し、電極表面、特に電極の大部分に低温プラズマ発生時
に連続的、もしくは間欠的なスパークの発生を防止する
ことができ、低温プラズマの状態を安定させ、再現良く
被加工物を均一にドライエツチング処理することができ
、また被加工物の局部的な温度上昇並びに高周波ノイズ
の発生を低減させることができる。
第１図は本発明の一実施例におけるドライエツチング装
置の概略断面図、第２図は電極のガスを供給する穴のエ
ツジがテーパー状に加工されている場合と、されていな
い場合の高周波電力値によるスパーク発生の有無を調べ
た実験結果を表わす図、第３図は従来のドライエツチン
グ装置の概略断面図である。 １１・・・・・・真空容器、１２・・・・・・試料、１
３・・・・・・試料台、１４・・・・・・電極、１４ａ
・・・・・・穴、１５・・・・・高周波電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 １ｆ−真空な禾 イ２−−一方１ξ料 （３−−−・・ 甘 １４−ｍ＝宅５灰 ｆｋ−ｍ−へ
置の概略断面図、第２図は電極のガスを供給する穴のエ
ツジがテーパー状に加工されている場合と、されていな
い場合の高周波電力値によるスパーク発生の有無を調べ
た実験結果を表わす図、第３図は従来のドライエツチン
グ装置の概略断面図である。 １１・・・・・・真空容器、１２・・・・・・試料、１
３・・・・・・試料台、１４・・・・・・電極、１４ａ
・・・・・・穴、１５・・・・・高周波電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 １ｆ−真空な禾 イ２−−一方１ξ料 （３−−−・・ 甘 １４−ｍ＝宅５灰 ｆｋ−ｍ−へ
Claims (1)
- 被加工物を保持し、アース接地された試料保持手段と、
被加工物と相対する面にエッジがテーパー状またはＲ状
に加工された穴を有し、かつ高周波電力が供給される電
極と、前記穴を通してガスを供給する手段と、前記電極
に高周波電力を供給し、試料を含む空間に低温プラズマ
を発生させるための高周波電源と、前記試料保持手段と
前記電極を内部に有し、かつ真空を維持することが可能
な真空容器とからなるドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986185A JPS6298728A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986185A JPS6298728A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298728A true JPS6298728A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17050970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23986185A Pending JPS6298728A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298728A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6428920A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Tokyo Electron Ltd | Ashing device |
| JPH01220448A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-09-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 窒化物絶縁層を選択的にドライ・エッチングする気体混合物及び方法 |
| US5324411A (en) * | 1991-09-20 | 1994-06-28 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Electrode plate for plasma etching |
| US5773100A (en) * | 1987-08-14 | 1998-06-30 | Applied Materials, Inc | PECVD of silicon nitride films |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23986185A patent/JPS6298728A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6428920A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Tokyo Electron Ltd | Ashing device |
| US5773100A (en) * | 1987-08-14 | 1998-06-30 | Applied Materials, Inc | PECVD of silicon nitride films |
| JPH01220448A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-09-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 窒化物絶縁層を選択的にドライ・エッチングする気体混合物及び方法 |
| US5324411A (en) * | 1991-09-20 | 1994-06-28 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Electrode plate for plasma etching |
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