JPS63116428A - 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〕 本発明はドライエツチング方法に係り、特に真空容器内
での異物発生によるエツチング特性の変動の低減に好適
なドライエツチング方法に関するものである。

〔従来の技術〕

集積回路の集積度が向上するにつれて、その寸法が微細
化するとともに、使用する半導体基板の外径が太き曵な
る傾向にある。そのため枚葉処理化と自己バイアス電圧
の低減の要求が高まっている。この要求に答えるために
、電界と磁界を併用する高速ドライエ与チング方式が提
案されている。

なお、この種に関連するものには、例えば、特公昭６０
−１１１０９号、特開昭５９−１４０３７５号、特開昭
６ｌ−７４３３９ｑ等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は真空容器内に発生した堆積物の除去の点
について配慮されておらず、高密度プラズマが集中する
場所以外のところでエツチングガスや反応生成物による
堆積物が多湿に発生するという問題がある。特に、別酸
化膜のエツチングにおいては、低いガス圧力のもとで低
いイオンエネルギでエツチングを行なうと、Ｓ１二対す
る選択化が低下するという問題もあって、堆積物の多い
エツチングガスを使用しなければならない。

この堆積物は、特に接地電極の表面に多ζ付着し、ＳＩ
ウェハへの堆積物の落下やエツチング特性の再現性劣化
の要因となる。

これを解決する方法として、真空容器を大気開放せずに
堆積物を除去する場合には、０２ガスプラズマを用いて
エツチング除去を行なりているが、その除去速度は遅く
堆積物が多い場合は長大な時間を要するという課題が残
っている。

本発明の目的は堆積物を効率よく除去することにより、
エツチング特性の変動を少な（して信頼性の高いエツチ
ングを行なうことのできるドライエツチング方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、カソードカップリングに接続して基板が
載置される電極に高周波電圧を印加し、エッチングガス
をプラズマ化して、基板上面に成膜された集積回路材料
を該集積回路材料上面にあらかじめ形成された感光材の
微細パターンに沿ってエツチングする第１の工程と、前
記エッチングガスをアッシング用の処理ガスに換え、ア
ノードカップリングに接続して前記電極に対向する対向
電極に高周波電圧を印加し、処理ガスをプラズマ化して
、感光材を除去する第２の工程との各工程が終了するご
とに、前記各工程を交互に繰り返えして行なうことによ
り、達成される。

〔作　　用〕

カソードカップリング方式により、基板上に成膜された
集積回路材料を感光材の微細パターンに沿ってエツチン
グを行なうと、プラズマが集中する場所以外、特に対向
電極の表面に反応生成物が付着し堆積物となる。次に、
集積回路材料をエツチングした基板はそのままとし、エ
ツチングガスの代りにアッシング用の処理ガスを導入し
て、アノードカップリング方式にて感光材のエツチング
除去を行なう。これにより、処理ガスのプラズマの活性
種によって感光材がエツチング除去されるとともに、対
向電極側にプラズマ中のイオンが入射して、対向電極に
付着した堆積物がスパブタエッチング作業により除去さ
れる。これを各処理ごとに交互に繰り返えして行なうこ
とにより、エツチング処理で付着した堆積物を効率良（
除去でき、エツチング特性の変動が少なくなって信頼性
の高いエツチングが行なえる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第３図により説明
する。

第１図にドライエツチング装置の一例を示す。

真空容器１内の下部にはウェハ５を載置する電極３が取
り付けてあり、上部には対向型！２が取り付けである。

対向電極２の反電極３側には回転磁界発生装置４が設け
である。電極３と対向型ｔｆｉ２とには、整合器７を介
して高周波電源８に接続する回路と、接地する回路とに
切り替え可能なスイッチ６が接続されており、カソード
カップリングおよびアノードカップリングに切り替え可
能となっている。

上記構成の装置により、まず第１段階として、ウェハ５
を電極３の上に設置し、真空容器ｌ内を真空排気した後
、エッチングガスを所定の圧力に保持して流した状態で
、回転磁界発生装置４に磁界を発生させて、スイッチ６
を操作して高周波電源８を電極３に接続し、対向電極２
を接地して電力を投入する。すると、電界と磁界の作用
により、第２図に示すように、電極３側に空間分布の広
い高密度プラズマが発生し、ウェハ５が低い自己バイア
ス電圧で高速エツチングされる。同時に、対向電極２の
表面に反応生成物が堆積する。

そこで、第２段階として、エツチングの後、残留ガスを
一旦排気し、新たに０２ガスあろいは０２とＣＦ４の混
合ガスを導入し、所定のガス圧力に保持した状態で、回
転磁界発生装置４に磁界を発生させて、スイッチ６を操
作して高周波電源８を対向電極４に接続し、電ａ！３を
接地して電力を投入する。すると、真空容器１内に高密
度プラズマが発生するが、この場合は、対向電極２に自
己パイアスミ圧が発生するとともに、第３図に示すよう
に、対向電極２の近傍にプラズマが集中する。

その結果、プラズマ中のラジカルによりウェハ５の上の
感光材が灰化して、高速アッシングが行なわれるととも
に、プラズマ中のイオンが対向電極２に衝撃を与え、堆
積物の除去速度が向上することになる。

以上、本実施例によれば、カソードカップリングによる
エツチング処理と、アノードカップリングによるアッシ
ング処理とを交互に繰り返九すことにより、対向電極上
に付着した堆積物を効率良く除去してはエツチング処理
が行なえるので、エツチング特性の変動を少なくでき、
信頼性の高いエツチングを行なうことができるという効
果がある。

なお、本−実施例で０２とＣＦ、の混合ガスを用いた場
合、Ｓ１酸化膜のエツチングでは下地のＳＩの表面汚染
層な取り除く二とができるので、低ダメージ後処理が実
現されるという効果が生まれる。

また１Ｍのエツチングでは防食処理を兼ねることができ
るという効果が生まれる。

また、本−実施例では、回転磁界発生装ｒ！１４を対向
電極側に設けているが、電極３の反対向電極２側の近傍
に設けても同様の効果を得ることカメできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、エツチング処理とアッシング処理とを
同装置で交互に行なうことにより、エツチング処理で付
着した堆積物を、アッシング処理時に感光材のアッシン
グと同時に堆積物の除去を効率良く行なえるので、エツ
チング特性の変動が少なくなって信頼性の高いエツチン
グが行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるドライエツチング方法
を実施するための装置の構成を示す縦断面図、第２図は
第１図の装置をカソードカップリングに接続してプラズ
マを発生させたときのプラズマ分布を示す図、′！ｌＳ
Ｂ図は第１図の装置をアノードカブプリングに接続して
プラズマを発生させたときのプラズマ分布を示す図であ
る。 ｌ・・・・・・真空容器、２・・・・・・対向電極、３
・・・・・・電極、４・・・・・・回転磁界発生装置、
６・・・・・・スイッチ、８・・・高周波電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カソードカップリングに接続して基板が載置される
   電極に高周波電圧を印加し、エッチングガスをプラズマ
   化して、前記基板上面に成膜された集積回路材料を該集
   積回路材料上面にあらかじめ形成された感光材の微細パ
   ターンに沿ってエッチングする第１の工程と、 前記エッチングガスをアッシング用の処理ガスに換え、
   アノードカップリングに接続して前記電極に対向する対
   向電極に高周波電圧を印加し、前記処理ガスをプラズマ
   化して、前記感光材を除去する第２の工程との 各工程が終了するごとに前記各工程を交互に繰り返えし
   て行なうことを特徴とするドライエッチング方法。