JPS63102318A - プラズマエツチング方法 - Google Patents

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】 し発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ガスプラズマ中の活性成分を利用してエツチ
ングを行なうプラズマエツチング方法に関する。

（従来の技術） 近年、半導体素子の複雑な製造工程の簡略化、工程の自
動化を可能とし、しかも微細なパターンを高精度で形成
することが可能な各種薄膜のエツチング方法として、ガ
スプラズマ中の反応成分を利用したプラズマエツチング
方法が注目されている。

このプラズマエツチング方法とは、反応槽内に配置され
た一対の電極例えば高周波電極に高周波電力を印加する
ことで反応槽内に導入した反応気体例えばアルゴンガス
等の反応気体をプラズマ化し、このガスプラズマ中の活
性成分を利用して基板例えば半導体ウェハのエツチング
を行なう方法である。

このような従来のプラズマエツチング方法におけるエツ
チング処理時間と高周波電極に印加する高周波電力との
関係を第３図に示す。図中ａは反応槽内に反応気体例え
ばアルゴンガスの導入開始時を示しており、ｂはエツチ
ング作業完了時を示している。即ち反応気体の注入開始
後高周波電極に一定の電力を印加した後、高周波電極へ
の印加電力−Ｕ　＝エツチング処理に必要な電力量Ａま
で一定の比率で立上げ、この状態を保持しながら所定時
間必要なエツチング処理を行なう。そしてｂで示すエツ
チング処理完了時に高周波電極への電力供給３停止して
いた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述したようなプラズマエツチング方法で
は、必要なエツチング処理完了後ただちに高周波電極へ
の電力供給を停止していたため、基板上の素子に対して
絶縁破壊等のダメージが発生ずるという問題があった。

本発明は上述した間舶点に対処するためになされたもの
で、基板上の素子に対して絶縁破壊などのダメージの発
生がないプラズマエツチング方法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） 本発明のプラズマエツチング方法は、一対の電極に電力
を印加してこの電極間に導入した気体をプラズマ化させ
、このガスプラズマ中の反応成分により基板をエンチン
グするプラズマエツチング方法において、必要なエツチ
ングが完了した後、電力を徐々に減少させてエツチング
作業を停止させることを特徴とする。

（作　用） 本発明のプラズマエツチング方法は、必要なエツチング
作業完了後において、電衝例えば高周波電極への印加電
力量を徐々に減少させることで基板上の素子に対する絶
縁破壊等のダメージを防止することができる。

（実施例） 以下、本発明方法をプラズマエンチング装置に適用した
一実施例について図をＶ照にして説明する。

第１図は実施例のプラズマエツチング装置のエツチング
処理室を示すもので、気密を保持する反応槽１の一方の
内壁には、高周波電源２０に接続された円型状の高周波
電Ｉｆ！２が嵌挿されており、他方の内壁からはこの高
周波電極２の径よりもやや大きい径の円筒状の隔！２３
が反応Ｍ！１１のほぼ中間の位置まで延設されている。

高周波電極２は電源制御装こ２１に接続されており、こ
の電源制御装置２１により高周波電極２へ任意の電力が
供給できるように構成されている。

隔！２３のｖＪ縁部と反応槽１内壁との間には、反応槽
１内の雰囲気気体が各処理室間を流通可能となるように
間隙４が設けられている。この間隙４にはウェハ搬送機
構うが設けられており、半導体ウェハ６はこの搬送機構
５に穿設されたウェハ固定用孔７に固定用クリップ８で
保持されて高周波給電源２に当接されている。

高周波電極２には、その軸部を貫通して反応槽１内へ反
応気体例えばアルゴンガスを導入するための反応気体導
入管９が設けられており、反応気体生成器２２で生成さ
れた反応気体はこの導入管９内を流れて半導体ウェハ６
裏面外周に設けられた排出口９ａより反応槽１内へ流入
する。

隔壁３先端部内周には半導体ウェハ６と平行なフランジ
部を有する円筒状のアースシールド１０が取り付けられ
ており、エンチング処理室内で生成されたプラズマガス
がエツチング処理室外へ影響を及ぼさないようにしてい
る。

このようなプラズマエツチング装置におけるエツチング
作業は、エツチング処理室内の高周波電極２に半導体ウ
ェハ６を当接した後、反応槽１内を真空ポンプ２３によ
り高真空例えば１０−’　Ｔｏｒｒとし、反応気体例え
ばアルゴンガスを反応気体導入管９から導入して反応槽
１内を１０−’　Ｔｏｒｒ程度の真空度とする。しかる
後予め定められたタイミングで高周波給電源２０より高
周波電極２に高周波例えば１３．７５８ＩＩＺの電力を
印加して高周波放電を発生させ、図中Ｃで示す如く半導
体ウェハ６上方にプラズマガスを生成する。このときガ
スプラズマ中の活性成分即ち励起された原子や分子を半
導体ウェハ６上に衝突させて物理／化学反応を生じさせ
エツチング処理を行なう。

このエツチング装置における高周波電極２への電力供給
量の制御は電源制御装置２１により高周波電源２０を制
限することで行なっており、以下にこの電力供給量の制
御方法について説明する。

第３図は電源制御装置２１による高周波電源２０の制御
方法の一例を示しており、図中ａ−ｅ間は作業準備段階
であるセツティング時間を示し、ｅ−ｃ間はＯｎ　　Ｒ
ａ　ｒｎ　ｐ時間、ｃ−ｄ間はエツチング時間、ｂ−ｄ
間はエンチング処理完了後のＯＦＦ　　Ｒａｍｐ時間を
それぞれ示している。すなわちＯｎ　　Ｒａｍｐ動作中
はエツチングに至らない一定の電力量を供給し、Ｏｎ　
　Ｒａｍｐ動作完了後エツチング処理に必要な高周波電
力量Ａまで一定の比率で印加電力を立ち上げ、しかる後
この状態を保持しながら所定時間必要なエツチング処理
を行なう。そして図中すで示すエツチング処理完了後印
加電力量Ａを徐々に減少させｄにて電力の供給を停止し
て全てのエンチング作業が終了する。このように必要な
エツチング処理完了時であるｂ以降において急激な電源
ＯＦＦをせずに徐々に印加電力を減少させれば、エツチ
ング処理中に基板上の素子に蓄積された電荷を少しずつ
放電させることができ素子の絶縁破壊等のダメージが防
止できる。

上述実施例では、必要なエツチング処理完了後、　　　
。

徐々に電力供給量を減少させたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、本発明の他の実施例として第２図
に示すように、必要なエツチング完了後における電力供
給量の減少を段階的に行なう方法もある。すなわち同図
すで示す必要なエツチング処理完了後、エツチング処理
が行なわれない印加電力量の上限近傍Ｂまで印加電力量
を減少させ、次にｆ−ｇ間で示すように一定の時間印加
電力ｉＢを印加した状態を保持した後、再び印加電力量
を徐ノア減少させて全てのエツチングを停止する方法で
ある。

上述した方法においては、基板上の素子に蓄積された電
荷の放電は非常にゆるやかに行なわれるので、より一層
の効果が期待できる。

なお、本発明方法は平行平板型の高周波電極を備えたエ
ツチング装置や、マルチステーション方式のスパッタリ
ング装置内に設けられたスパッタエツチング装置等プラ
ズマを利用したエツチング装置であれば、いずれにも適
用が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のプラズマエツチング方法
によれば、基板上の素子に対する絶縁破壊等のダメージ
の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した一実施例のプラズマエツ
チング装置のエッチ〉′グ処理室を示す断面図、第２図
は実施例における高周波電極への印加電力量とエツチン
グ処理時間の関係を示す図、第３図は他の実施例におけ
る高周波電極への印加電力量とエツチング処理時間の関
係を示す図、第４図は従来方法における高周波電極への
印加電力量とエツチング処理時間の関係を示す図である
。 １・・・・・・反応種、２・・・・・・富岡波Ｔ、極、
５・・・・・・ウェハ搬送機構、６・・・・・・半導体
ウェハ、２０・・・・・・高周波電源、２１・・・・・
・電源制御装置。 出願人　　　　　　東京エレクトロン株式会社代理人　
弁理士　　須　山　佐　− 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の電極に電力を印加して前記電極間に導入し
   た気体をプラズマ化させ、このガスプラズマ中の反応成
   分により基板をエッチングするプラズマエッチング方法
   において、必要なエッチングが完了した後、前記電力を
   徐々に減少させてエッチング作業を停止させることを特
   徴とするプラズマエッチング方法。
2. （２）電力の減少を段階的に行なうことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のプラズマエッチング方法。
3. （３）電力の減少が減少過程において、エッチング処理
   をするに致らない電力量の上限で一定時間保持して行な
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズ
   マエッチング方法。