JPS63102232A

JPS63102232A - ドライエツチング装置

Info

Publication number: JPS63102232A
Application number: JP24700386A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nonaka; 幹男野中
Original assignee: Tokuda Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Tokuda Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-05-07
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0722158B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（発明の技術分野）本発明はドライエツチング装置に関し、特に反応ガスの
種類、流量比に改良を施したものである。

（従来の技術）従来、エツチング装置としては、例えば第４図に示すも
のが知られている。

図中の１は真空容器である。この真空容器ｌの内部には
被処理物２を多段に載置する載置棚３が設けられている
。この載置棚３は、下面にシャフト４が取付られた支持
台５上に載置されている。

前記シャフト４の端部は前記真空容器ｌの下面を貫通し
てモーター６に接続され、エツチング中に前記支持台５
を回転するようになっている。前記真空容器ｌの側壁に
は、エツチングガスを真空容器ｌ内に導入するためのガ
ス導入管７が接続されている。このガス導入管７の中途
部には、プラズマ発生装置８が介設されている。ここで
、前記発生装置８は、前記ガス導入管７の中途部に設け
られた放電管９とこの外側の導波管ＩＯとから構成され
、導波管ｌＯを介してマイクロ波１１を印加することに
よりプラズマを発生するようになっている。

前記真空容器１の側壁には反応ガスを排気するガス排気
管１２が設けられ、該排気管１２には真空ポンプ（図示
せず）が接続されている。

上記構造のドライエツチング装置の操作は以下の通りで
ある。まず、水平にした載置棚３に被処理物をｇ４置し
、ガス排気管１２の真空排気を行う。

つづいて、ガス導入管７によりエツチングガスとしてフ
レオン及び酸素を送り、真空容器１内を所定圧力のガス
雰囲気とするとともに、放電管９にマイクロ波出力１１
を印加することによりガスプラズマを発生させる。そし
て、このガスプラズマの発生によりフッ素ラジカル及び
酸素ラジカルが生成され、真空容器１内の被処理物２の
エツチングを行なう。

上記構造のドライエツチング装置は、エツチング処理と
プラズマ発生とを別個の室で行なうため、プラズマが直
接被処理物に照射することがないという利点を有する。

しかしながら、従来装置によれば、第５図に示す如く、
フレオン及び酸素の総流量に対するフレオンの流量比を
２０％以下とした場合下地との選択比か最大で３５と低
いという問題を有する。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来と比べ
被処理物の下地との選択比を向上し得るドライエツチン
グ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、プラ
ズマ発生装置をガス導入管の中途部に介設したドライエ
ツチング装置において、反応ガスとして酸素、フレオン
及び窒素を用い、フレオン流量を酸素及びレオン流量の
２０％以下とし、かつ窒素原２を酸素及びフレオン流量
の１０％以下としたことを要旨とする。本発明によれば
、被処理物の下地との選択比を著しく向上できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

図中の２１は真空容器である。この真空容器２１の内部
には、被処理物２２を多段に載置する載置棚２３が設け
られている。この載置棚２３は、下面にシャフト２４が
取付けられた支持台２５上に載置されている。前記シャ
フト２４の端部は前記真空容器２１の下面を貫通してモ
ーター２６に接続され、エツチング中に前記支持台２５
を回転するようになっている。

また、前記載置棚２３には熱板２７が組み込まれ、支持
台２５及びシャフト２４を通じて電源２８に接続されて
いる。前記真空容器２１の側壁には、エツチングガスを
真空容器２１内に導入するためのガス導入管２９が接続
されている。このガス導入管２９の中途部には、プラズ
マ発生装置３０が介設されている。ここで、前記プラズ
マ発生装置３０は前記ガス導入管２９の中途部に設けら
れた放電管３１とこの外側の導波管３２とから構成され
、導波管３２を介してマイクロ波３３を印加することに
よりプラズマを発生するようになっている。前記真空容
器２１の側壁には反応ガスを排気するガス排気管３４が
設けられ、該排気管３４には真空ポンプ（図示せず）が
接続さ神こうした構造のドライエツチング装置を用いて
本実施例では、第２図の被処理物２２をエツチングする
場合について述べる。同図において、４１は例えばシリ
コン基板であり、この基板４１上には厚さ１０００人の
熱酸化膜４２が形成され、更にこの熱酸化膜４２上には
エツチングすべき多結晶シリコン層４３を介してポジ型
レジスト４４が形成されている。まず、水平にした載置
棚２３に被処理物２２を載置し、ガス排気管３４の真空
排気を行う。つづいて、載置棚２３をモーター２６によ
り６　ｒｐｍで回転させながら、圧力３０　Ｐａ、高周
波出力８００Ｗ、被処理物２２の温度１４０℃の条件下
でポジ型レジスト４４のエツチングを行なった。この際
、ガス導入管２９からは酸素（０２）　、フレオン（Ｃ
Ｆ４　）及び窒素（Ｎ２）ガスを矢印Ａの如く真空容器
２１内へ導入し、これら３種のガスの流量比を（ＣＦ４ガス流量／（０２＋ＣＦ４　）ガス流量）×１
００％≦２０％　　　　　　　　　・・・（１）ｆ　Ｎ
２ガス流量／　（０２＋　ＣＦ４　）ガス流量）ｘ　ｔ
ｏｏｘ≦１０％　　　　　　　　・・・（２）とした。

そして、ガスプラズマの発生により酸素ラジカルとフッ
素ラジカルと窒素ラジカルを生成し、真空容器２１内の
被処理物２２のエツチングを行う。

上記構造によるドライエツチング装置によれば、０２、
ＣＦ４及びＮ２ガスを上記（１）、　（２）式の如く混
合し、この混合ガスをガス導入管２９を通して真空容器
２１内へ導入するため、良好な選択比を得ることができ
る。事実、前述した条件下で被処理物２１をエツチング
したところ、第５図〜第７図に示す実験結果が得られた
。

第５図は、０２ガス及びＣＦ４ガスの総流量をＩ　ＳＬ
Ｍとし、ｏ２ガスとＣＦ４ガスとの流量比を変化させた
場合のポジ型レジストのエツチング速度、選択比を示し
たものである。ここで、選択比はポジ型レジスト４３の
エツチング速度をＥｌ、下地の熱酸化膜のそれをＥ２と
したとき、Ｅｌ　／Ｅ２で表わされる。第５図より、ガ
ス流量比が２０％を越えるとエツチング速度が急激に低
下するとともに、選択比が低下することが明らかである
。また、ガス流量比が減少するに従ってエツチング速度
、選択比がともに増加することが明らかである。以上よ
り、ガス流量比が式（１）を満足すれば良好な選択比が
得られることが理解できる。但し、式（１）において、
ガス流量比は０にはならず、より好ましい範囲は５〜２
０（％）である。

第６図は、０２ガス及びＣＦ４ガスの総流量をＩＳＬＭ
、総流量に対するＣＦ４ガスの流量を２０％とし、総流
量に対するＮ２ガスの流量比を変化させた場合のエツチ
ング速度及び選択比を示したものである。第６図より、
ガス流量比が本体１０％を越えるとエツチング速度、選
択比が急激に低下するとともに、ガス流量比が１０％以
下ではエツチング速度、選択比が大きいことが明らかで
ある。

以上より、ガス流量比が式（２）を満足すれば良好な選
択比が得られることを理解できる。但し、式（２）でガ
ス流量比は０にはならず、より好ましい範囲は５〜１０
（％）である。

第７図は、０２ガス及びＣＦａガスの総流量をＩＳＬＭ
、総流量に対するＮ２ガス流量を１０％とし、被処理物
２２の加熱温度を変化させた場合のエツチング速度、選
択比を夫々示したものである。

第７図より、加熱温度が大体２００　’Ｃを越えると、
エツチング速度が増加し選択比が低下するのが明らかで
ある。逆に、加熱温度が２００’Ｃ以下になると、エツ
チング速度が減少し選択比が大きくなることが明らかで
ある。以上により、加熱温度が２００℃以下であれば、
良好な選択比が得られることを理解できる。

即ち、本発明ではガス流量比ＣＦ４　／（ＣＦ４　”０
２　）　＋Ｎｚ　／（ＣＦａ　＋０２　）を夫々２０％
、１０％以下更に好ましくは５〜２０％、５〜１０％と
することにより、ポジ型レジスト４４のエツチング速度
を低下させることなく、下地との選択比を著しく大きく
できる。また、被処理物２２の加熱温度２００’Ｃ以下
とすれば、更に好ましい結果が得られる。

なお、本発明に係るドライエツチング装置は第１図に示
す装置に限らず、第３図に示す装置でもよい。第３図に
おいて、５１は真空容器２１の上部に取り付けたガス分
散管であり、エツチングガスを真空容器２１内に均一に
導入するためのものである。

前記ガス分散管５１の一端側は、ガス導入管２９に連結
されている。また、前記真空容器２１の底部にはマニホ
ルド５２が設けられ、このマニホルド５２はガス排気管
３４に連結されている。こうし１こ構造の装置によれば
、第１図の装置と同様な結果が得られる。

また、上記実施例ではポジ型レジストをエツチングする
場合について述べたが、これに限らず、多結晶シリコン
膜、シリコン窒化膜、単結晶シリコン層等に対しても同
様な効果が期待できる。

［発明の効果］以上詳述した如く本発明によれば、被処理物の下地との
選択比を著しく大きくし得るドライエツチング装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るドライエツチング装置
の説明図、第２図は被処理物の断面図、第３図は本発明
の他の実施例に係るドライエッチング装置の説明図、第
４図は従来のドライエツチング装置の説明図、第５図及
び第６図は夫々ガス流Ω比とエツチング速度、選択比と
の関係を示す特性図、第７図は加熱温度とエツチング速
度、選択比との関係を示す特性図である。２１・・・真空容器、２２・・・被処理物、２９・・・
ガス導入管、３０・・・プラズマ発生装置、３１・・・
放電管、３２・・・導波管、３３・・・マイクロ波、３
４川ガス排気管、５１・・・ガス分散管、５２・・・マ
ニホルド。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第３図第４図ｎ−７−；ｔ−ｖｅｅ：　　（＠１ｍ　）　　　ＣＦ＆
／ＣＦ４００２第５図ｎ　スｄｔ−４北　（’／＠）　　　Ｎ２／ＣＦ４−　
Ｑｚｏ　　　　　１ＣＸ）　　　　２００　　　３■　
　　４００　　　５００　　　６００　　　７００でａ
然ｙ氏屋　（０ｃ）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理物を加熱する手段を有した真空容器と、こ
の真空容器内部に反応性ガスを送るガス導入管と、反応
性ガスを排気するガス排出管と、上記ガス導入管の中途
部に介設されたプラズマ発生装置とを具備するドライエ
ッチング装置において、反応ガスとして酸素、フレオン
及び窒素を用い、フレオン流量を酸素及びフレオン流量
の２０％以下とし、かつ窒素流量を酸素及びフレオン流
量の１０％以下とすることを特徴とするドライエッチン
グ装置。
（２）前記被処理物を２００℃以下で加熱することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエッチング
装置。