JPS63104333A - ドライエツチング方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はドライエツチング方法に関するものである。

（従来の技術） 現在ドライエツチング方法としては、リアクティブイオ
ンエツチング（ＲＩ　Ｅ）方法と呼ばれるものが主流で
ある。ＲＩＥ技術の原理は、次のようである。まず減圧
容器中に２つの電極を配し、その減圧容器中にエツチン
グ活性となるべきガスを導入し、一定条件のもとて一方
の電極に高周波を印加し、電極間にプラズマ状態を発生
させる。

こうした状態においては、プラズマと電極間にイオンシ
ースと呼ばれる状態の領域が生成され、電極はプラズマ
に対して負の状態となる。エツチング反応は試料を電極
上に配置することにより行われる。即ち、上記した状態
ではプラズマ中から電極面に向かって正電荷を帯びた粒
子がイオンシース領域を横切って移動し、試料面に衝突
する。これにより、試料表面で反応が起こり、エツチン
グが進行する。以上述べた原理に基づいて各種の改良し
たエツチング方法および装置あるいは上記原理の一部を
応用した新技術が提案されている。例えば、特公昭５６
−２２３６７号公報、特開昭５９−３９０２８号公報、
特公昭５８−２５７４２号公報などである。

上記した特開昭５９−３９０２８号公報においては、被
エツチング試料を載置する電極の裏面に永久礎石または
電ｍ石を配置し、電極間に電界と直交する成分を持つ磁
界を形成してエツチングを行っており、これはマグネト
ロンエツチャーと呼ばれるものである。この方法の特徴
は、配置した磁石の効果により電子をドリフト運動させ
て電子とガス分子の南突屏離を促進させ、エツチング活
性種を増加してエツチング反応を高めろことにある。

又、被エツチング試料を載置する側の電極に正のイオン
をより強く引き込むために、負のバイアスを印加する方
法もよく知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来のエツチング方法は、電極面上に発生する
プラズマと電極間のイオンシース部により正の電荷を帯
びた粒子を加速して試料面に衝突させ、エツチングを行
うものである。しかしながら、このイオンシースば放電
ガス圧力やガス種等の変化によりＭ雑に変化する。又、
プラズマ中の正電荷を帯びた粒子も各種のものが想定さ
れ、例えばＯＦ４ガスの放電においてはＣＦ；、ＣＦ：
、ＣＦ＋等が考えられる。又、２種以上のガスを混合し
た場合にはさらに多くのものが想定される。従って、エ
ツチング反応も複雑になり、各種パラメータを精度良く
制御する必要があるという問題点があった。

この発明は以上述べた被エツチング試料の表面に入射す
る粒子の制御が困難であるという問題点を除去し、この
入射粒子の制御が容易なドライエツチング方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明はドライエツチング方法において、減圧容器内
に高周波またはマイクロ波を印加して減圧容器内にプラ
ズマを発生させるとともに、減圧容器内において被エツ
チング試料を載置された電極にプラズマ電位より高い正
の電位を印加してエツチングを行うようにしたものであ
る。

（作　　用） この発明においては、被エツチング試料をｉ！ｉ置する
電極にプラズマ電位よりも高い正のバイアスをかけろこ
とにより、プラズマ中の電子を被エツチング材料の表面
に入射させ、そのエネルギーによってエツチングを行う
。この場合、電子が試料表面に入射するだけではエツチ
ング反応は起こらないが、被エツチング試料がエツチン
グガスにさらされている場合には被エツチング試料表面
には中性の粒子（分子やラジカル）が吸着しており、こ
のような状態の被エツチング試料表面にエネルギーを持
った電子が衝突することにより、中性粒子は活性となっ
てエツチング反応が生じる。そして、電子は質量が一定
であるため制御が容易となる。又、減圧容器内の対向電
極間でプラズマを発生させた場合にはプラズマが電極間
に集中してプラズマ密度にバラツキを生じるが、プラズ
マ発生用電極を減圧容器の外部に設置した場合にはプラ
ズマが減圧容器内に均一に発生し、エツチングも均一と
なる。

（実　施　例） す下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの発明の第１の実施例によるドライエツチング装
置の構成図である。図において、１は石英製の減圧容器
、２はエツチングガスを減圧容Ｎｌ内に導入するガス導
入管、３は減圧容器１の外面に設けられ、高周波を印加
される外部電極、４は同じく減圧容器１の外面に設けら
れた接地電極、５は外部ｇａＦｌｉ　３と接地電極４間
に接続された高周波電源、６は減圧容器１内に設けられ
、被エツチング試料７を載置された電極、８は電極６の
突出部にプラズマ電位より高い正電位を印加する電源で
あり、電極６の電位は接地電位を基準として制御される
。又、９は減圧容器１から排気する排気口、１０は電極
６の突出部の周囲を絶縁する絶縁材である。

上記構成において、まず減圧した減圧容器１にガス導入
管２よりエツチング用プロセスガスを導入し、所定圧に
する。そして、外部電極３から減圧容器１内に高周波を
印加すると、減圧容器１内の全体にプラズマが発生する
。同時に、電極６に電源８からプラズマ電位より高い正
の電位を印加する。電極６は試料７の温度が大きく上昇
するのを防ぐために冷却されているが、その８ＩＩ構は
省略する。又、減圧容器１内の圧力を一定に保つために
排気口９からガスが排気される。この状態において、電
極６はプラズマ電位より高電位であるので、プラズマ中
の負に帯電した粒子が試料７の表面に入射してくる。こ
の入射してくる負に帯電した粒子はそのほとんどが電子
である。何故なら、高周波放電により生成した弱電離プ
ラズマにおいては、負に帯電した粒子の多くが電子であ
るからである。この電子の入射により、試料７の表面に
吸着している中性粒子がエネルギーを得て解離し、エツ
チング反応を引き起こす。又、プラズマ発生電極である
外部電極３および接地電極４を減圧容器１の外部に設け
たので、減圧容器１内ではプラズマが一部に集中するこ
となく均一に発生し、エツチングも均一に行われろ。

なお、この実施例でのプラズマ発生条件の一例を以下に
示す。即ち、印加高周波１３．５６　ＭＨｚ。

圧力０．２〜１．　Ｏｔ　ｏ　ｒ　ｒ、ＲＦＰｏｗｅ　
ｒ　１５０〜１０００Ｗ。

印加バイアス１００〜１０００　Ｖである。

第２図はこの発明の第２の実施例によるドライエツチン
グ装置の構成を示し、１１はマイクロ波発生用電源、１
２は電源１１から発生されたマイクロ波を減圧容器１に
導く導波管であり、他の構成は第１の実施例と同様であ
る。

上記構成において、動作は第１の実施例と同様であり、
異なる点は減圧容器１に高周波に代ってマイクロ波が印
加されることだけである。このように、マイクロ波によ
りプラズマを励起すると、高周波励起よりプラズマ密度
が１〜２桁高くなり、従ってエツチング速度が向上する
。

この実施例でのプラズマ発生条件は、印加マイクロ波２
．４５ＧＨｚ１圧力０．００１〜Ｏ，０１ｔｏｒｒ、印
加バイアス２０〜５００Ｖである。

（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、被エツチング試料を載
置した電極の電位をプラズマ電位より高くしてエツチン
グを行っており、プラズマ中から電子が試料表面に入射
し、試料表面の中性粒子がエネルギーを得て解離し、エ
ツチング反応を引き起こす。そして、この電子は質量が
一定であるから制御が容易であり、電極へ印加する電位
の制御により入射電子も容易に制御され、安定したエツ
チングを行うことができる。尚、減圧容器への高周波の
印加ば外部電極ζこより行っており、減圧容器内で、ば
プラズマが均一に発生し、エツチングも均一に行われろ
。又、プラズマ発生手段としてマイクロ波を用いた場合
には高周波を用いた場合より解離定数が大きくプラズマ
密度が高くなり、エツチング速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例によるドライエツチン
グ装置の構成図、第２図はこの発明の第２の実施例によ
るドライエツチング装置の構成図である。 １・・・減圧容器、２・・・ガス導入管、３・・・外部
Ｓ極、５・・・高周波電源、６・・・電極、７・・・被
エツチング試料、８・・・電源、１１・・マイクロ波発
生用電源、１２・・・導波管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）減圧容器内にエッチングガスを導入し、高周波ま
   たはマイクロ波を減圧容器内に印加して減圧容器内にプ
   ラズマを発生させるとともに、減圧容器内に設けられ被
   エッチング試料を載置された電極にプラズマ電位より高
   い正の電位を印加してエッチングを行うことを特徴とす
   るドライエッチング方法。
2. （２）被エッチング試料を載置する電極の電位を接地電
   位を基準として制御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方法。
3. （３）高周波を減圧容器内に印加する場合に該高周波を
   減圧容器外に設けた外部電極から印加するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のドライエッチング方法。