JPH0722393A - ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング装置及びドライエッチング方法Info
- Publication number
- JPH0722393A JPH0722393A JP15165093A JP15165093A JPH0722393A JP H0722393 A JPH0722393 A JP H0722393A JP 15165093 A JP15165093 A JP 15165093A JP 15165093 A JP15165093 A JP 15165093A JP H0722393 A JPH0722393 A JP H0722393A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- gas
- cooling
- temperature
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 下地材料となるＳｉに対する３０以上の高い
選択比を持ち、しかも、エッチング速度が穴径によらず
一定で、高アスペクト比の開口を形成することが可能
で、かつ、酸化膜エッチング装置の洗浄工程にかかる時
間を短縮し、スループットを大幅に向上させるため、反
応容器内壁に膜が堆積しないようなドライエッチング装
置及びドライエッチング方法を提供することにある。 【構成】 プラズマ化したガスにより被処理基板をエッ
チングするドライエッチングに、０℃以下の温度に冷却
された部分を反応室内に設けること、また、前記冷却部
分は前記反応室より真空に保持したまま搬入・搬出がで
きることを特徴とするドライエッチング装置及びドライ
エッチング方法。
選択比を持ち、しかも、エッチング速度が穴径によらず
一定で、高アスペクト比の開口を形成することが可能
で、かつ、酸化膜エッチング装置の洗浄工程にかかる時
間を短縮し、スループットを大幅に向上させるため、反
応容器内壁に膜が堆積しないようなドライエッチング装
置及びドライエッチング方法を提供することにある。 【構成】 プラズマ化したガスにより被処理基板をエッ
チングするドライエッチングに、０℃以下の温度に冷却
された部分を反応室内に設けること、また、前記冷却部
分は前記反応室より真空に保持したまま搬入・搬出がで
きることを特徴とするドライエッチング装置及びドライ
エッチング方法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング装置
及びドライエッチング方法に係わり、例えば、シリコン
酸化膜等のドライエッチング装置及びドライエッチング
方法に関する。
及びドライエッチング方法に係わり、例えば、シリコン
酸化膜等のドライエッチング装置及びドライエッチング
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、多結晶シリコン等の電極材料やシ
リコン酸化膜等のエッチングには反応性イオンエッチン
グ法が用いられている。反応性イオンエッチング法は、
被処理基板、例えば、被エッチング薄膜が形成された基
板を、一対の平行平板電極を備えた真空の反応容器内に
入れ、反応ガスを導入した後、高周波電力の印加により
前記ガスを放電せしめ、この放電により発生したガスプ
ラズマを用いて被処理基板をエッチングする方法であ
る。この反応性イオンエッチング法の他に、プラズマエ
ッチングＥＣＲ型ドライエッチング法、イオンビームエ
ッチング法、光励起エッチング法等のエッチング方法が
あるが、これらのエッチングも真空の反応容器内の被処
理基板に活性化した反応ガスのイオンを化学的あるいは
物理的に作用させてエッチングを行うものであり、この
点において、反応性イオンエッチング法と同様と考えて
よい。
リコン酸化膜等のエッチングには反応性イオンエッチン
グ法が用いられている。反応性イオンエッチング法は、
被処理基板、例えば、被エッチング薄膜が形成された基
板を、一対の平行平板電極を備えた真空の反応容器内に
入れ、反応ガスを導入した後、高周波電力の印加により
前記ガスを放電せしめ、この放電により発生したガスプ
ラズマを用いて被処理基板をエッチングする方法であ
る。この反応性イオンエッチング法の他に、プラズマエ
ッチングＥＣＲ型ドライエッチング法、イオンビームエ
ッチング法、光励起エッチング法等のエッチング方法が
あるが、これらのエッチングも真空の反応容器内の被処
理基板に活性化した反応ガスのイオンを化学的あるいは
物理的に作用させてエッチングを行うものであり、この
点において、反応性イオンエッチング法と同様と考えて
よい。
【０００３】シリコン酸化膜のエッチングには、反応ガ
スとしてＣ2 Ｆ6 ，ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 等の炭素と弗素を
含むガスが通常よく用いられている。例えば、ＣＨＦ3
ガスを用い、被処理基板である表面に酸化シリコン膜が
形成されたＳｉ基板上にコンタクトホールを開孔する場
合、放電によって生じたＣＦ3 ラジカルが被処理基板表
面に吸着する。酸化シリコン膜表面に吸着したＣＦ3 は
イオン衝撃により、ＣとＦに解離し、Ｆは酸化シリコン
膜中のＳｉと反応し揮発性物質ＳｉＦ4 を生成し、Ｃは
酸化シリコンに含まれていたＯと反応してＣＯを生成し
エッチングが進行する。一方、Ｓｉ上に吸着したＣＦ3
はＨによってＦを引き抜かれて、主にＣＦx （ｘ＝０〜
２）からなる重合膜（フロロカーボン膜）を形成する。
この重合膜はエッチングを抑制するため、酸化シリコン
膜と異なりエッチングは進行しない。その結果、Ｓｉに
対する酸化シリコンの選択エッチングが可能となる。
スとしてＣ2 Ｆ6 ，ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 等の炭素と弗素を
含むガスが通常よく用いられている。例えば、ＣＨＦ3
ガスを用い、被処理基板である表面に酸化シリコン膜が
形成されたＳｉ基板上にコンタクトホールを開孔する場
合、放電によって生じたＣＦ3 ラジカルが被処理基板表
面に吸着する。酸化シリコン膜表面に吸着したＣＦ3 は
イオン衝撃により、ＣとＦに解離し、Ｆは酸化シリコン
膜中のＳｉと反応し揮発性物質ＳｉＦ4 を生成し、Ｃは
酸化シリコンに含まれていたＯと反応してＣＯを生成し
エッチングが進行する。一方、Ｓｉ上に吸着したＣＦ3
はＨによってＦを引き抜かれて、主にＣＦx （ｘ＝０〜
２）からなる重合膜（フロロカーボン膜）を形成する。
この重合膜はエッチングを抑制するため、酸化シリコン
膜と異なりエッチングは進行しない。その結果、Ｓｉに
対する酸化シリコンの選択エッチングが可能となる。
【０００４】一方、半導体集積回路、例えばＤＲＡＭ，
不揮発性メモリ等では集積度が上がるにつれて、コンタ
クトホール形成等の酸化シリコン膜のエッチングを行う
際には、下地のＳｉに対する高い選択比が要求され、し
かもパターンの微細化に従って穴径が小さく、エッチン
グ深さの深い高アスペクト比の開孔の形成が必要となっ
ている。しかしながら、高密度プラズマによる反応性イ
オンエッチングとして知られるマグネトロンＲＩＥ装置
において、例えばエッチングガスとしてＣＨＦ3 ガスを
用いてコンタクトホールのエッチングを行うと、図１２
のような特性図となる。すなわち、図１２は２．０μｍ
膜厚の熱酸化膜に１．２〜１．６μｍ径のパターンを形
成し、深さ１μｍ程度のエッチング後、その断面を電子
顕微鏡で観察し、エッチング深さと穴径との関係を調べ
たものである。この時ＣＨＦ3 流量を２００SCCM陽極温
度を６０℃、陰極温度を２０℃の一定に保ったところ、
穴径が小さくなるにつれ、エッチング速度が低下し、エ
ッチング深さが減少してしまうという問題が生じた。特
に、穴径が１μｍ以下になると急激にエッチング深さが
低下し、深さ１μｍのエッチングが不可能となった。つ
まり穴径１μｍ以下ではアスペクト１以上のコンタクト
ホール形成が困難であった。このことは、ＣＨＦ3 の流
量が１００SCCMの場合でも同様の傾向であった。
不揮発性メモリ等では集積度が上がるにつれて、コンタ
クトホール形成等の酸化シリコン膜のエッチングを行う
際には、下地のＳｉに対する高い選択比が要求され、し
かもパターンの微細化に従って穴径が小さく、エッチン
グ深さの深い高アスペクト比の開孔の形成が必要となっ
ている。しかしながら、高密度プラズマによる反応性イ
オンエッチングとして知られるマグネトロンＲＩＥ装置
において、例えばエッチングガスとしてＣＨＦ3 ガスを
用いてコンタクトホールのエッチングを行うと、図１２
のような特性図となる。すなわち、図１２は２．０μｍ
膜厚の熱酸化膜に１．２〜１．６μｍ径のパターンを形
成し、深さ１μｍ程度のエッチング後、その断面を電子
顕微鏡で観察し、エッチング深さと穴径との関係を調べ
たものである。この時ＣＨＦ3 流量を２００SCCM陽極温
度を６０℃、陰極温度を２０℃の一定に保ったところ、
穴径が小さくなるにつれ、エッチング速度が低下し、エ
ッチング深さが減少してしまうという問題が生じた。特
に、穴径が１μｍ以下になると急激にエッチング深さが
低下し、深さ１μｍのエッチングが不可能となった。つ
まり穴径１μｍ以下ではアスペクト１以上のコンタクト
ホール形成が困難であった。このことは、ＣＨＦ3 の流
量が１００SCCMの場合でも同様の傾向であった。
【０００５】さらにまた、径の大きさの異なる開孔を形
成する場合、穴径に依存してエッチング速度が変化す
る。つまり、径の大きい開孔のエッチング速度よりも径
の小さい開孔のエッチング速度の方が小さい。このた
め、径の大きい開孔を設計通りにエッチングする条件で
エッチングを行なうと径の小さい開孔では下地まで穴が
到達せず、逆に小さい開孔方のエッチング条件に合わせ
ると大きい開孔の方はオーバーエッチングになってしま
うという問題があった。
成する場合、穴径に依存してエッチング速度が変化す
る。つまり、径の大きい開孔のエッチング速度よりも径
の小さい開孔のエッチング速度の方が小さい。このた
め、径の大きい開孔を設計通りにエッチングする条件で
エッチングを行なうと径の小さい開孔では下地まで穴が
到達せず、逆に小さい開孔方のエッチング条件に合わせ
ると大きい開孔の方はオーバーエッチングになってしま
うという問題があった。
【０００６】また、従来シリコン酸化膜のドライエッチ
ングにおいてはフロンガス等ＣとＦを含むガスを用いて
いるため、エッチング時、前記ガス中の元素を含むフロ
ロカーボン膜がエッチング装置の反応容器内壁に堆積す
ることは避けられない。そして、エッチングを繰り返す
うちにこのフロロカーボン膜が剥離し、被処理基板のパ
ターン欠損の原因となる。これを避けるため、通常、一
定の稼動時間毎に装置を止め、反応容器の洗浄工程を取
り入れているが、洗浄は多大な時間を必要とするため、
装置のスループットを著しく低下させてしまうという問
題点があった。
ングにおいてはフロンガス等ＣとＦを含むガスを用いて
いるため、エッチング時、前記ガス中の元素を含むフロ
ロカーボン膜がエッチング装置の反応容器内壁に堆積す
ることは避けられない。そして、エッチングを繰り返す
うちにこのフロロカーボン膜が剥離し、被処理基板のパ
ターン欠損の原因となる。これを避けるため、通常、一
定の稼動時間毎に装置を止め、反応容器の洗浄工程を取
り入れているが、洗浄は多大な時間を必要とするため、
装置のスループットを著しく低下させてしまうという問
題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、シリ
コン酸化膜等のドライエッチングでは、径が極めて小さ
くアスペクト比が１以上と大きいコンタクトホールを開
孔する場合、エッチング速度が小さいため下地まで穴が
到達しないという問題があった。また、径の異なる開孔
を形成する場合穴径の大きさに依存してエッチング速度
が変化し、径の大きい穴のエッチング速度に対して径の
小さい穴のエッチング速度が低下するため、径の小さい
開孔のエッチング条件に設定すると、径の大きい穴の底
にある下地材料がエッチングされる問題があった。さら
にまた、フロンガスを用いているため、エッチング時、
フロロカーボン膜がエッチング装置の反応容器内壁に堆
積してしまう。そしてエッチングを繰り返すうちにこの
フロロカーボン膜が剥離し、パターン欠損の原因とな
る。これを避けるため、一定の稼動時間毎に装置を止
め、反応容器の洗浄工程を取り入れているが、洗浄は多
大な時間を必要とするため、装置のスループットを著し
く低下させてしまうという問題点があった。
コン酸化膜等のドライエッチングでは、径が極めて小さ
くアスペクト比が１以上と大きいコンタクトホールを開
孔する場合、エッチング速度が小さいため下地まで穴が
到達しないという問題があった。また、径の異なる開孔
を形成する場合穴径の大きさに依存してエッチング速度
が変化し、径の大きい穴のエッチング速度に対して径の
小さい穴のエッチング速度が低下するため、径の小さい
開孔のエッチング条件に設定すると、径の大きい穴の底
にある下地材料がエッチングされる問題があった。さら
にまた、フロンガスを用いているため、エッチング時、
フロロカーボン膜がエッチング装置の反応容器内壁に堆
積してしまう。そしてエッチングを繰り返すうちにこの
フロロカーボン膜が剥離し、パターン欠損の原因とな
る。これを避けるため、一定の稼動時間毎に装置を止
め、反応容器の洗浄工程を取り入れているが、洗浄は多
大な時間を必要とするため、装置のスループットを著し
く低下させてしまうという問題点があった。
【０００８】本発明は、上記実情を鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、下地材料に対して高い選
択比を持ち、しかも、エッチング速度が穴径大きさによ
らず一定で、高アスペクト比の開孔を形成することが可
能なドライエッチング装置及びドライエッチング方法を
提供することにある。また、ドライエッチング装置の洗
浄工程にかかる時間を短縮し、スループットを大幅に向
上させるため、反応容器内壁に膜が堆積しない機構を具
備したドライエッチング装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、下地材料に対して高い選
択比を持ち、しかも、エッチング速度が穴径大きさによ
らず一定で、高アスペクト比の開孔を形成することが可
能なドライエッチング装置及びドライエッチング方法を
提供することにある。また、ドライエッチング装置の洗
浄工程にかかる時間を短縮し、スループットを大幅に向
上させるため、反応容器内壁に膜が堆積しない機構を具
備したドライエッチング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための本発明の第１においては、気密反応容器内に被処
理基板を収容する手段と、前記反応容器内にエッチング
を導入する手段と、前記ガスを用いて前記被処理基板を
エッチングするドライエッチング装置において、前記反
応容器内に設けられ、０℃以下に保持される冷却手段
と、前記反応容器内を真空に保持したまま前記冷却手段
を前記反応容器内と容器外との間で移送する手段とを備
えたドライエッチング装置を提供する。
ための本発明の第１においては、気密反応容器内に被処
理基板を収容する手段と、前記反応容器内にエッチング
を導入する手段と、前記ガスを用いて前記被処理基板を
エッチングするドライエッチング装置において、前記反
応容器内に設けられ、０℃以下に保持される冷却手段
と、前記反応容器内を真空に保持したまま前記冷却手段
を前記反応容器内と容器外との間で移送する手段とを備
えたドライエッチング装置を提供する。
【００１０】また、本発明の第２においては、気密反応
容器内に被処理基板を収容する手段と、前記反応容器内
にガスを導入する手段と、前記ガスを用いて前記被処理
基板をエッチングするドライエッチング装置において、
前記反応容器内に設けられる−１００℃〜０℃の温度範
囲に設定される冷却機構と、前記反応容器内に隣接して
設けられ、前記反応容器内の冷却機構をシャッターを介
して前記反応容器内を真空に保持したまま搬入、搬出せ
しめる手段とを有するロードロック室とを備えたことを
特徴とするドライエッチング装置を提供する。
容器内に被処理基板を収容する手段と、前記反応容器内
にガスを導入する手段と、前記ガスを用いて前記被処理
基板をエッチングするドライエッチング装置において、
前記反応容器内に設けられる−１００℃〜０℃の温度範
囲に設定される冷却機構と、前記反応容器内に隣接して
設けられ、前記反応容器内の冷却機構をシャッターを介
して前記反応容器内を真空に保持したまま搬入、搬出せ
しめる手段とを有するロードロック室とを備えたことを
特徴とするドライエッチング装置を提供する。
【００１１】更に、本発明の第３においては、プラズマ
が生成され、この生成されたプラズマでの近傍に該プラ
ズマを冷却手段を備えた反応容器内に、シリコン基板も
しくはシリコン膜上にシリコン酸化膜が形成され、前記
シリコン酸化膜上にマスクパターンが形成された被処理
基板を収容する工程と、前記反応容器内に少なくとも炭
素，弗素を含むガスを導入する工程と、前記ガスをプラ
ズマ化し、前記マスクパターンに沿って前記シリコン酸
化膜の前記シリコン基板もしくはシリコン膜に対する選
択エッチングにより前記シリコン酸化膜に開孔を形成す
る工程とを有し、前記選択エッチング中、前記冷却手段
を−１００℃〜０℃に設定することにより前記開口径に
対するシリコン酸化膜のエッチング深さの比を４以上と
なるように開口を形成することを特徴とするドライエッ
チング方法を提供する。
が生成され、この生成されたプラズマでの近傍に該プラ
ズマを冷却手段を備えた反応容器内に、シリコン基板も
しくはシリコン膜上にシリコン酸化膜が形成され、前記
シリコン酸化膜上にマスクパターンが形成された被処理
基板を収容する工程と、前記反応容器内に少なくとも炭
素，弗素を含むガスを導入する工程と、前記ガスをプラ
ズマ化し、前記マスクパターンに沿って前記シリコン酸
化膜の前記シリコン基板もしくはシリコン膜に対する選
択エッチングにより前記シリコン酸化膜に開孔を形成す
る工程とを有し、前記選択エッチング中、前記冷却手段
を−１００℃〜０℃に設定することにより前記開口径に
対するシリコン酸化膜のエッチング深さの比を４以上と
なるように開口を形成することを特徴とするドライエッ
チング方法を提供する。
【００１２】
【作用】シリコン酸化膜等へコンタクトホール等の形成
のためのドライエッチングでは、コンタクトホールの穴
径の大きさに依存してシリコン酸化膜のエッチング速度
が変化し、径の小さい穴のエッチング速度が低下した
り、径やアスペクト比の異なるコンタクトホールを開孔
する場合、径が小さいあるいはアスペクト比の大きいコ
ンタクトホールではエッチング速度が小さいため下地ま
で穴が到達しない問題がある。小さい穴のエッチング速
度が低下する原因は、小さい穴の底にフロロカーボン膜
が厚く堆積し、エッチングを抑制するからである。例え
ば、エッチングガスとして用いられる弗化炭素ガス、例
えばＣＦ4 ガスと水素ガスの混合ガスを放電励起する
と、ＣＦ4 が電離して、ＣＦ3 とＦが生成され、Ｈ2 が
電離しＨが生成される。さらに、生成したＨによるＦの
引き抜き効果によりＣＦx （ｘ＝０〜２）が生成する。
ＣＦ3 は常温での付着確率は低いが、低温での付着確率
は高くなるので、低温部に付着しやすい。一方、ＣＦ3
と同時にプラズマ中で生成されるＣＦx （ｘ＝０〜２）
は、もともと付着確率が高く、温度を下げても付着のし
易さはほとんど変わらない。従って、本発明のように反
応容器内に低温部を設けると、そこにＣＦ3 が多量に付
着し、プラズマ中のＣＦx （ｘ＝０〜２）濃度が相対的
に上昇する。このＣＦx （ｘ＝０〜２）のウェハ表面で
の付着量は表面形状に依存する。つまり、径の小さい穴
の底では、付着量が減少するため、エッチングを抑制す
るフロロカーボン膜は、径の小さい穴の底では形成され
ない。そのため、反応容器内に低温部を設けることで、
径の小さい穴のエッチング速度は低下せず、高アスペク
ト比の開孔が可能となった。
のためのドライエッチングでは、コンタクトホールの穴
径の大きさに依存してシリコン酸化膜のエッチング速度
が変化し、径の小さい穴のエッチング速度が低下した
り、径やアスペクト比の異なるコンタクトホールを開孔
する場合、径が小さいあるいはアスペクト比の大きいコ
ンタクトホールではエッチング速度が小さいため下地ま
で穴が到達しない問題がある。小さい穴のエッチング速
度が低下する原因は、小さい穴の底にフロロカーボン膜
が厚く堆積し、エッチングを抑制するからである。例え
ば、エッチングガスとして用いられる弗化炭素ガス、例
えばＣＦ4 ガスと水素ガスの混合ガスを放電励起する
と、ＣＦ4 が電離して、ＣＦ3 とＦが生成され、Ｈ2 が
電離しＨが生成される。さらに、生成したＨによるＦの
引き抜き効果によりＣＦx （ｘ＝０〜２）が生成する。
ＣＦ3 は常温での付着確率は低いが、低温での付着確率
は高くなるので、低温部に付着しやすい。一方、ＣＦ3
と同時にプラズマ中で生成されるＣＦx （ｘ＝０〜２）
は、もともと付着確率が高く、温度を下げても付着のし
易さはほとんど変わらない。従って、本発明のように反
応容器内に低温部を設けると、そこにＣＦ3 が多量に付
着し、プラズマ中のＣＦx （ｘ＝０〜２）濃度が相対的
に上昇する。このＣＦx （ｘ＝０〜２）のウェハ表面で
の付着量は表面形状に依存する。つまり、径の小さい穴
の底では、付着量が減少するため、エッチングを抑制す
るフロロカーボン膜は、径の小さい穴の底では形成され
ない。そのため、反応容器内に低温部を設けることで、
径の小さい穴のエッチング速度は低下せず、高アスペク
ト比の開孔が可能となった。
【００１３】また、径の小さい穴のエッチング速度が径
の大きい穴のエッチング速度に比べて大幅に低下する現
象に対しても、反応容器内に低温部を設けると、径の小
さい穴のエッチング速度が低下しなくなった。上述した
効果は本発明者らが鋭意工夫して実験を重ねた結果得ら
れたものである。
の大きい穴のエッチング速度に比べて大幅に低下する現
象に対しても、反応容器内に低温部を設けると、径の小
さい穴のエッチング速度が低下しなくなった。上述した
効果は本発明者らが鋭意工夫して実験を重ねた結果得ら
れたものである。
【００１４】さらにまた、シリコン酸化膜のドライエッ
チングにおいて、エッチング時例えば、フロンガスを用
いるとフロロカーボン膜が反応容器内壁に堆積するが、
反応容器内に低温部を設けることで、低温部でのフロロ
カーボン膜堆積量は増大し、反応容器内壁に堆積する量
は激減する。従って、この低温部をロードロック等を利
用して真空に保持したまま、反応容器外に移送し、大気
中で洗浄することで反応容器内で堆積したフロロカーボ
ン膜のほとんどを除去することが可能となる。さらに、
低温部の洗浄を行なっている間、用意してある予備の低
温部を用いることにより、エッチング装置を止めること
なく継続することができる。この方法により装置の洗浄
時間を大幅に短縮でき、装置のスループットを大幅に上
げることができる。
チングにおいて、エッチング時例えば、フロンガスを用
いるとフロロカーボン膜が反応容器内壁に堆積するが、
反応容器内に低温部を設けることで、低温部でのフロロ
カーボン膜堆積量は増大し、反応容器内壁に堆積する量
は激減する。従って、この低温部をロードロック等を利
用して真空に保持したまま、反応容器外に移送し、大気
中で洗浄することで反応容器内で堆積したフロロカーボ
ン膜のほとんどを除去することが可能となる。さらに、
低温部の洗浄を行なっている間、用意してある予備の低
温部を用いることにより、エッチング装置を止めること
なく継続することができる。この方法により装置の洗浄
時間を大幅に短縮でき、装置のスループットを大幅に上
げることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明によるドライエッチング装置及
びドライエッチング方法の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例のドライエ
ッチング装置を示す概略構成図である。図１中１０はエ
ッチング室１１を形成する接地された反応容器であり、
この反応容器１０の底部に陰極２０が設置されている。
陰極２０には、マッチング回路２１を介して電源２２か
ら１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印加される。また、
陰極２０は冷却管２３を通して冷媒により冷却され、こ
の冷却管２３は高周波電力印加のためのリードとして用
いられる。陰極２０上にはポリイミド膜２４に挟まれた
銅板２５が取り付けられており、この銅板２５には陰極
２０とは絶縁物により絶縁された電源２６からリードを
介して４ｋＶの電圧が印加されることにより、被処理基
板３０が陰極２０上に静電的に吸着されるものとなって
いる。
びドライエッチング方法の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例のドライエ
ッチング装置を示す概略構成図である。図１中１０はエ
ッチング室１１を形成する接地された反応容器であり、
この反応容器１０の底部に陰極２０が設置されている。
陰極２０には、マッチング回路２１を介して電源２２か
ら１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印加される。また、
陰極２０は冷却管２３を通して冷媒により冷却され、こ
の冷却管２３は高周波電力印加のためのリードとして用
いられる。陰極２０上にはポリイミド膜２４に挟まれた
銅板２５が取り付けられており、この銅板２５には陰極
２０とは絶縁物により絶縁された電源２６からリードを
介して４ｋＶの電圧が印加されることにより、被処理基
板３０が陰極２０上に静電的に吸着されるものとなって
いる。
【００１６】また、エッチング室１１にはガス導入口１
２から反応性ガスが導入され、さらにエッチング室１１
内のガスは排気口１３から排気される。陰極２０に対向
する陽極３１は、反応容器１０の一部でありエッチング
室１１の上壁に配置され、接地されている。この陽極３
１上の反応容器１０の外には、複数の永久磁石１４及び
その駆動機構１５からなる磁場発生器が設置され、陰極
２０と陽極３１との対向空間に磁界を発生するものとな
っている。なお、図１中２７は被処理基板３０の裏面に
ガスを導入して熱伝導を取るためのガス導入管、２８は
陰極２０と反応容器１０とを絶縁するための絶縁物を示
している。
２から反応性ガスが導入され、さらにエッチング室１１
内のガスは排気口１３から排気される。陰極２０に対向
する陽極３１は、反応容器１０の一部でありエッチング
室１１の上壁に配置され、接地されている。この陽極３
１上の反応容器１０の外には、複数の永久磁石１４及び
その駆動機構１５からなる磁場発生器が設置され、陰極
２０と陽極３１との対向空間に磁界を発生するものとな
っている。なお、図１中２７は被処理基板３０の裏面に
ガスを導入して熱伝導を取るためのガス導入管、２８は
陰極２０と反応容器１０とを絶縁するための絶縁物を示
している。
【００１７】また、ロードロック室４５は排気口４１を
備えている。温度可変の物体（変温部）４０の温度調節
は、接地された配管４３により導入されたガス又は液体
が多関節ロボット４４内の配管（図示せず）を通じて、
変温部４０内に導入されることにより直接的に変温部４
０を温度調節するようにしている。また、エッチング室
１１とロードロック室４５の間の気密は、シャッター４
２により保たれている。そして、シャッター４２の開閉
及び多関節ロボット４４により、変温部４０がエッチン
グ室１１、ロードロック室４５間を真空搬送できるよう
な構造を形成している。
備えている。温度可変の物体（変温部）４０の温度調節
は、接地された配管４３により導入されたガス又は液体
が多関節ロボット４４内の配管（図示せず）を通じて、
変温部４０内に導入されることにより直接的に変温部４
０を温度調節するようにしている。また、エッチング室
１１とロードロック室４５の間の気密は、シャッター４
２により保たれている。そして、シャッター４２の開閉
及び多関節ロボット４４により、変温部４０がエッチン
グ室１１、ロードロック室４５間を真空搬送できるよう
な構造を形成している。
【００１８】又、変温部４０の温度調節は前記ガス又は
液体が、例えばアルミやアルマイト等の熱伝導率のよい
材質で作られた多関節ロボットにより、熱伝導で間接的
に変温部４０を温度調節してもよい。
液体が、例えばアルミやアルマイト等の熱伝導率のよい
材質で作られた多関節ロボットにより、熱伝導で間接的
に変温部４０を温度調節してもよい。
【００１９】また、変温部４０を冷却する場合、変温部
４０内に例えばドライアイス等を封入することにより直
接的に変温部４０を冷却してもよい。ここで、上記マグ
ネトロン型ドライエッチング装置を用いて、電極間に高
周波電力８００Ｗを印加し、陰極温度２０℃、変温部温
度６０℃、ＣＦ4 ガスとＨ2ガスの総流量１００SCCM、
圧力４０mTorr の条件で、Ｈ2 の流量比を変えて、シリ
コン（Ｓｉ）基板上の酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜をエ
ッチングした場合のＳｉとＳｉＯ2 のエッチング速度を
調べると、図２のような特性図となった。図中縦軸はエ
ッチング速度、横軸は水素流量比である。水素流量比が
大きくなるように従い、ＳｉＯ2 のエッチング速度がや
や減少する。それに対し、Ｓｉのエッチング速度は水素
流量比に大きく依存して減少する。例えば水素流量比５
５％ではＳｉＯ2 ／Ｓｉの選択比は約３５と大きいもの
が得られる。図３はエッチング時間１分間でのエッチン
グ深さの穴径依存である。ＣＦ4 １００％ではエッチン
グ速度は穴径にはほとんど依存しないが図２からわかる
ように選択比は５しかない。つまり、高い選択比を得る
ためにＨ2 流量比を３０％以上にすると０．４μｍ径の
コンタクトのエッチング速度が０．５μｍ径以上に比べ
大幅に低下する。
４０内に例えばドライアイス等を封入することにより直
接的に変温部４０を冷却してもよい。ここで、上記マグ
ネトロン型ドライエッチング装置を用いて、電極間に高
周波電力８００Ｗを印加し、陰極温度２０℃、変温部温
度６０℃、ＣＦ4 ガスとＨ2ガスの総流量１００SCCM、
圧力４０mTorr の条件で、Ｈ2 の流量比を変えて、シリ
コン（Ｓｉ）基板上の酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜をエ
ッチングした場合のＳｉとＳｉＯ2 のエッチング速度を
調べると、図２のような特性図となった。図中縦軸はエ
ッチング速度、横軸は水素流量比である。水素流量比が
大きくなるように従い、ＳｉＯ2 のエッチング速度がや
や減少する。それに対し、Ｓｉのエッチング速度は水素
流量比に大きく依存して減少する。例えば水素流量比５
５％ではＳｉＯ2 ／Ｓｉの選択比は約３５と大きいもの
が得られる。図３はエッチング時間１分間でのエッチン
グ深さの穴径依存である。ＣＦ4 １００％ではエッチン
グ速度は穴径にはほとんど依存しないが図２からわかる
ように選択比は５しかない。つまり、高い選択比を得る
ためにＨ2 流量比を３０％以上にすると０．４μｍ径の
コンタクトのエッチング速度が０．５μｍ径以上に比べ
大幅に低下する。
【００２０】次に、変温部４０の温度を変化させてエッ
チング特性を調べた。図４に変温部４０の温度とＳｉＯ
2 エッチング速度の関係を示す。エッチングガスとして
ＣＦ4 とＨ2 の混合ガスを用い、それぞれの流量比 Ｃ
Ｆ4 ６０SCCM、Ｈ2 ４０SCCMとし、圧力は４０mTorr と
した。図４からわかるようにＳｉＯ2 のエッチング速度
は変温部４０の温度が０℃以下では若干上昇するが、Ｓ
ｉのエッチング速度の温度依存性はほとんどない。対Ｓ
ｉ選択比は変温部４０のを０℃以下では若干上昇する。
チング特性を調べた。図４に変温部４０の温度とＳｉＯ
2 エッチング速度の関係を示す。エッチングガスとして
ＣＦ4 とＨ2 の混合ガスを用い、それぞれの流量比 Ｃ
Ｆ4 ６０SCCM、Ｈ2 ４０SCCMとし、圧力は４０mTorr と
した。図４からわかるようにＳｉＯ2 のエッチング速度
は変温部４０の温度が０℃以下では若干上昇するが、Ｓ
ｉのエッチング速度の温度依存性はほとんどない。対Ｓ
ｉ選択比は変温部４０のを０℃以下では若干上昇する。
【００２１】次に図５により本発明のドライエッチング
装置を用いたドライエッチング方法の実施例による効果
を説明する。図５は変温部４０の温度を変えたときのエ
ッチング１分間でのエッチング深さの穴径依存性を示す
特性図である。変温部４０の温度が６０℃では、穴径
０．４μｍコンタクトのエッチング速度が穴径０．５μ
ｍ以上に比べて大幅に低下する。一方、０℃及び−３５
℃では穴径０．４μｍコンタクトのエッチング速度も
０．５μｍ以上に比べて低下しない。さらに、−１５０
℃では再び穴径０．４μｍコンタクトのエッチング速度
が穴径０．５μｍ以上に比べて大幅に低下する現象が見
られた。−１５０℃近くで６０℃の場合と同様にＳｉＯ
2 エッチング深さの急激な低下が見られたのは次のよう
な理由によるものと考えられる。すなわち、０℃以下と
低温にすることでＣＦx （ｘ＝０〜２）はもともとの付
着確率の高さから変温部に存在するがその温度をさらに
下げていった場合には反応性は低くなり、例えば−１５
０℃近辺では重合膜とならずに脱離し易い状態（マイグ
レーション）となっているからと考えられる。従って、
穴径０．５μｍ以下のコンタクトホール等の穴のエッチ
ングを行う場合、前述した本発明の実施例装置の変温部
４０の温度を−１５０℃〜０℃にすることによりＳｉＯ
2 のエッチング深さの急激な低下が生じない。
装置を用いたドライエッチング方法の実施例による効果
を説明する。図５は変温部４０の温度を変えたときのエ
ッチング１分間でのエッチング深さの穴径依存性を示す
特性図である。変温部４０の温度が６０℃では、穴径
０．４μｍコンタクトのエッチング速度が穴径０．５μ
ｍ以上に比べて大幅に低下する。一方、０℃及び−３５
℃では穴径０．４μｍコンタクトのエッチング速度も
０．５μｍ以上に比べて低下しない。さらに、−１５０
℃では再び穴径０．４μｍコンタクトのエッチング速度
が穴径０．５μｍ以上に比べて大幅に低下する現象が見
られた。−１５０℃近くで６０℃の場合と同様にＳｉＯ
2 エッチング深さの急激な低下が見られたのは次のよう
な理由によるものと考えられる。すなわち、０℃以下と
低温にすることでＣＦx （ｘ＝０〜２）はもともとの付
着確率の高さから変温部に存在するがその温度をさらに
下げていった場合には反応性は低くなり、例えば−１５
０℃近辺では重合膜とならずに脱離し易い状態（マイグ
レーション）となっているからと考えられる。従って、
穴径０．５μｍ以下のコンタクトホール等の穴のエッチ
ングを行う場合、前述した本発明の実施例装置の変温部
４０の温度を−１５０℃〜０℃にすることによりＳｉＯ
2 のエッチング深さの急激な低下が生じない。
【００２２】図６は変温部４０の温度を変化させた際の
エッチング形状を示す図である。このとき、用いた基板
は、Ｓｉ上にＣＶＤにより膜厚２μｍのＳｉＯ2 膜を堆
積し、その上に、レジストパターンが形成されている基
板のエッチング形状である。図６（ａ），（ｂ）に示さ
れる変温部４０の温度１６０℃，６０℃の条件では、穴
径０．４μｍ、０．６μｍの場合、いずれもエッチング
中にＳｉＯ2 穴底部にフロロカーボン重合膜が堆積し、
エッチングが停止した。それに対し、図６（ｃ），
（ｄ）及び（ｅ）に示す。変温部４０の温度０℃、−３
５℃及び−１００℃の条件では、穴底部にフロロカーボ
ン重合膜が厚く堆積することなく、従って、エッチング
が途中でとまることなく、正常にエッチングされた。さ
らに、温度を低下し、図６（ｆ）に示す変温部４０の温
度−１５０℃になると、再び穴径０．４μｍ、０．６μ
ｍの場合、いずれもエッチング中にＳｉＯ2 穴底部にフ
ロロカーボン膜が堆積することが確認された。
エッチング形状を示す図である。このとき、用いた基板
は、Ｓｉ上にＣＶＤにより膜厚２μｍのＳｉＯ2 膜を堆
積し、その上に、レジストパターンが形成されている基
板のエッチング形状である。図６（ａ），（ｂ）に示さ
れる変温部４０の温度１６０℃，６０℃の条件では、穴
径０．４μｍ、０．６μｍの場合、いずれもエッチング
中にＳｉＯ2 穴底部にフロロカーボン重合膜が堆積し、
エッチングが停止した。それに対し、図６（ｃ），
（ｄ）及び（ｅ）に示す。変温部４０の温度０℃、−３
５℃及び−１００℃の条件では、穴底部にフロロカーボ
ン重合膜が厚く堆積することなく、従って、エッチング
が途中でとまることなく、正常にエッチングされた。さ
らに、温度を低下し、図６（ｆ）に示す変温部４０の温
度−１５０℃になると、再び穴径０．４μｍ、０．６μ
ｍの場合、いずれもエッチング中にＳｉＯ2 穴底部にフ
ロロカーボン膜が堆積することが確認された。
【００２３】図６に示されるように変温部４０を０℃〜
−１５０℃の間に設定することによる良好なエッチング
を行なえることを図７乃至図９を用いて説明する。図７
はＣＦ3 及びＣＦx （ｘ＝０〜２）の変温部温度に対す
る付着確率の変化を示す特性図である。この図からＣＦ
3 は変温部温度の低下にともない変温部４０の付着確率
は上昇する。２０℃以上では付着確率は０．５以下であ
るが０℃以下で０．８以上となる。一方、ＣＦx （ｘ＝
０〜２）の方は、変温部温度に対し変化が少なく付着確
率が高い。６０℃以上で若干付着確率が減少しているが
１６０℃で０．８であることがわかる。
−１５０℃の間に設定することによる良好なエッチング
を行なえることを図７乃至図９を用いて説明する。図７
はＣＦ3 及びＣＦx （ｘ＝０〜２）の変温部温度に対す
る付着確率の変化を示す特性図である。この図からＣＦ
3 は変温部温度の低下にともない変温部４０の付着確率
は上昇する。２０℃以上では付着確率は０．５以下であ
るが０℃以下で０．８以上となる。一方、ＣＦx （ｘ＝
０〜２）の方は、変温部温度に対し変化が少なく付着確
率が高い。６０℃以上で若干付着確率が減少しているが
１６０℃で０．８であることがわかる。
【００２４】次に、図８に示す開口径あるいはアスペク
ト比の異なる穴を有するＳｉのサンプル基板５０を変温
部４０に設置し、変温部４０の温度を低下させた時のフ
ロロカーボン重合膜５１の堆積形状を図９に示す。この
とき陰極温度は２０℃一定に保って実験を行った。図９
から明らかなように変温部４０を低温にすると、付着確
率の低いＣＦ3 はサンプル基板５０に付着しやすくな
る。一方、ＣＦ3 と同時にプラズマ中で生成されるＣＦ
x （ｘ＝０〜２）はもともと付着確率が高く、変温部４
０を−１００℃と０℃の間で低温にしてもサンプル基板
５０への付着量はほとんど変化しない。さらに、変温部
４０の温度を低くし、−１５０℃程度にしても、付着確
率はほとんど変わらないはずである。ところが、実際
は、例えば図９（ｆ）に示すように−１５０℃程度にな
ると、ＣＦ3 やＣＦx （ｘ＝０〜２）の反応による重合
膜５１はほとんど形成されない。これは、前述したよう
に一度、サンプル基板５０に吸着したＣＦ3 やＣＦx
（ｘ＝０〜２）は低温化により反応性が低下するためサ
ンプル基板５０から脱離し易い状態（マイグレーショ
ン）となっているからと考えられる。このため、−１５
０℃以下ではサンプル基板５０へのＣＦ2 の付着量は減
少する。
ト比の異なる穴を有するＳｉのサンプル基板５０を変温
部４０に設置し、変温部４０の温度を低下させた時のフ
ロロカーボン重合膜５１の堆積形状を図９に示す。この
とき陰極温度は２０℃一定に保って実験を行った。図９
から明らかなように変温部４０を低温にすると、付着確
率の低いＣＦ3 はサンプル基板５０に付着しやすくな
る。一方、ＣＦ3 と同時にプラズマ中で生成されるＣＦ
x （ｘ＝０〜２）はもともと付着確率が高く、変温部４
０を−１００℃と０℃の間で低温にしてもサンプル基板
５０への付着量はほとんど変化しない。さらに、変温部
４０の温度を低くし、−１５０℃程度にしても、付着確
率はほとんど変わらないはずである。ところが、実際
は、例えば図９（ｆ）に示すように−１５０℃程度にな
ると、ＣＦ3 やＣＦx （ｘ＝０〜２）の反応による重合
膜５１はほとんど形成されない。これは、前述したよう
に一度、サンプル基板５０に吸着したＣＦ3 やＣＦx
（ｘ＝０〜２）は低温化により反応性が低下するためサ
ンプル基板５０から脱離し易い状態（マイグレーショ
ン）となっているからと考えられる。このため、−１５
０℃以下ではサンプル基板５０へのＣＦ2 の付着量は減
少する。
【００２５】そして、変温部４０に設置されたサンプル
基板５０にＣＦ3 が付着した分だけ、プラズマ中のＣＦ
3 濃度が減り、ＣＦx （ｘ＝０〜２）濃度が相対的に上
昇する。付着確率の高いＣＦx （ｘ＝０〜２）は、一度
表面に付着すると−１００℃以上ではほとんどそこで固
着するため、ＣＦx （ｘ＝０〜２）の付着量は表面形状
に依存し、図６に示すように、エッチングの進行中、立
体角の小さな小さい穴の底では付着量が減少し、エッチ
ングを抑制するフロロカーボン膜が形成されにくくな
る。
基板５０にＣＦ3 が付着した分だけ、プラズマ中のＣＦ
3 濃度が減り、ＣＦx （ｘ＝０〜２）濃度が相対的に上
昇する。付着確率の高いＣＦx （ｘ＝０〜２）は、一度
表面に付着すると−１００℃以上ではほとんどそこで固
着するため、ＣＦx （ｘ＝０〜２）の付着量は表面形状
に依存し、図６に示すように、エッチングの進行中、立
体角の小さな小さい穴の底では付着量が減少し、エッチ
ングを抑制するフロロカーボン膜が形成されにくくな
る。
【００２６】したがって、変温部４０を０℃〜−１００
℃の範囲内に設定することで、図６（ｂ）の穴径０．６
μｍで深さ２μｍのアスペクトが３．４より大きい開孔
を形成することができ、また、アスペクト比がこれと異
なる（例えば図６の穴径１．２μｍの場合アスペクト比
は約１．６）開孔が混在していても両方の開孔を良好に
エッチングすることができた。
℃の範囲内に設定することで、図６（ｂ）の穴径０．６
μｍで深さ２μｍのアスペクトが３．４より大きい開孔
を形成することができ、また、アスペクト比がこれと異
なる（例えば図６の穴径１．２μｍの場合アスペクト比
は約１．６）開孔が混在していても両方の開孔を良好に
エッチングすることができた。
【００２７】このように、変温部４０を低温、特に−１
５０℃〜０℃にすることで、プラズマ中のＣＦx （ｘ＝
０〜２）濃度を制御し、ＳｉＯ2 エッチング速度が特定
の温度範囲内で穴径に依存しなくなるという現象は本発
明者らが鋭意工夫し実験を重ねた結果初めて見出された
ものである。
５０℃〜０℃にすることで、プラズマ中のＣＦx （ｘ＝
０〜２）濃度を制御し、ＳｉＯ2 エッチング速度が特定
の温度範囲内で穴径に依存しなくなるという現象は本発
明者らが鋭意工夫し実験を重ねた結果初めて見出された
ものである。
【００２８】また、図１の実施例装置において、２０時
間の放電後、変温部４０に多量のフロロカーボン膜が付
着したので、変温部４０を洗浄するために、ロードロッ
ク室４５へ変温部４０を真空搬送した。変温部４０は多
関節ロボット４４から取り外し大気中で洗浄を行った。
その間、変温部４０の予備の変温部を用いることでエッ
チングは装置を止めることなく継続された。放電時間１
００時間後でも、反応容器内壁にはほとんどフロロカー
ボン膜の堆積は認められなかった。このように本発明の
実施例装置によれば装置の稼働を停止することなく、ま
た、反応容器を大気解放することなくエッチングを継続
できることが可能となった。
間の放電後、変温部４０に多量のフロロカーボン膜が付
着したので、変温部４０を洗浄するために、ロードロッ
ク室４５へ変温部４０を真空搬送した。変温部４０は多
関節ロボット４４から取り外し大気中で洗浄を行った。
その間、変温部４０の予備の変温部を用いることでエッ
チングは装置を止めることなく継続された。放電時間１
００時間後でも、反応容器内壁にはほとんどフロロカー
ボン膜の堆積は認められなかった。このように本発明の
実施例装置によれば装置の稼働を停止することなく、ま
た、反応容器を大気解放することなくエッチングを継続
できることが可能となった。
【００２９】また、本発明によるドライエッチング方法
を実施する場合、つまり、０．５μｍ以下orアスペクト
比１．４以下の開孔径のコンタクトホール等の穴をエッ
チングする際には、図１１に示す如きエッチング装置を
用いることも可能である。この装置が図１の装置と異な
る点は変温部４０ａの構造にある。つまりこの装置では
ロードロック室４５がなく変温部４０ａにフロロカーボ
ン膜が付着した時には気密容器１０を大気開放する。そ
してこの変温部４０ａは陰極２０の対向電極の陽極とし
ても機能し、接置される。また、この変温部４０ａを０
℃以下に低温化するのは、冷却管３２ａから冷媒を変温
部４０ａへ導入し、これを冷却管３２ｂから排出するこ
とにより一定温度になるようにしている。そしてまた、
陽極としての変温部４０ａは絶縁物３３，３４により反
応気密容器１０の壁とは電気的に分離されている。この
ドライエッチング装置のその他の構成は図１と同様であ
るので、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略す
る。
を実施する場合、つまり、０．５μｍ以下orアスペクト
比１．４以下の開孔径のコンタクトホール等の穴をエッ
チングする際には、図１１に示す如きエッチング装置を
用いることも可能である。この装置が図１の装置と異な
る点は変温部４０ａの構造にある。つまりこの装置では
ロードロック室４５がなく変温部４０ａにフロロカーボ
ン膜が付着した時には気密容器１０を大気開放する。そ
してこの変温部４０ａは陰極２０の対向電極の陽極とし
ても機能し、接置される。また、この変温部４０ａを０
℃以下に低温化するのは、冷却管３２ａから冷媒を変温
部４０ａへ導入し、これを冷却管３２ｂから排出するこ
とにより一定温度になるようにしている。そしてまた、
陽極としての変温部４０ａは絶縁物３３，３４により反
応気密容器１０の壁とは電気的に分離されている。この
ドライエッチング装置のその他の構成は図１と同様であ
るので、同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略す
る。
【００３０】前記２つの実施例装置において、冷却機構
としての変温部４０を取り入れる前後での装置の１ヵ月
あたりの稼働状況を図１０に示す。洗浄時間が１００時
間から１時間に激減したこと、並びに、反応室を大気解
放しないことによりトラブルで装置が停止している時間
が半分に減ったことから実ウェハ処理時間が３３０時間
から４７９時間へと１．４５倍に増えた。すなわち、ス
ループットが１．４５倍となった。
としての変温部４０を取り入れる前後での装置の１ヵ月
あたりの稼働状況を図１０に示す。洗浄時間が１００時
間から１時間に激減したこと、並びに、反応室を大気解
放しないことによりトラブルで装置が停止している時間
が半分に減ったことから実ウェハ処理時間が３３０時間
から４７９時間へと１．４５倍に増えた。すなわち、ス
ループットが１．４５倍となった。
【００３１】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、エッチングガスとしてはＣＦ4 の他
ＣＨＦ3 ，ＣＨ2 Ｆ2 ，Ｃ2 Ｆ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ3 Ｆ
6 ，Ｃ3 Ｆ8 ，Ｃ4 Ｆ8 ，Ｃ4 Ｆ10のいずれかのガスあ
るいはこれらの混合ガスあるいはこれにＨ2 を添加した
混合ガス等を用いることが可能である。
ではなく、例えば、エッチングガスとしてはＣＦ4 の他
ＣＨＦ3 ，ＣＨ2 Ｆ2 ，Ｃ2 Ｆ4 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ3 Ｆ
6 ，Ｃ3 Ｆ8 ，Ｃ4 Ｆ8 ，Ｃ4 Ｆ10のいずれかのガスあ
るいはこれらの混合ガスあるいはこれにＨ2 を添加した
混合ガス等を用いることが可能である。
【００３２】またエッチングする酸化膜も熱酸化膜、気
相あるいは液相で形成されたＣＶＤ酸化膜等に適用する
ことが可能である。また、基板もシリコン基板に限らず
ＳＯＩ基板でもよく、また基板上に多結晶シリコン膜が
形成されその上の酸化膜を前記多結晶シリコン膜に対し
て選択的にエッチングするような場合でも適用すること
ができる。
相あるいは液相で形成されたＣＶＤ酸化膜等に適用する
ことが可能である。また、基板もシリコン基板に限らず
ＳＯＩ基板でもよく、また基板上に多結晶シリコン膜が
形成されその上の酸化膜を前記多結晶シリコン膜に対し
て選択的にエッチングするような場合でも適用すること
ができる。
【００３３】さらにまた、本発明のドライエッチング装
置も図１に示したような構成に限られるものではなく、
要はエッチング時、不要なフロロカーボン膜が被処理基
板３０に付着しないようにする０℃以下に冷却可能な冷
却機構を備え、この冷却機構がエッチング装置内を大気
開放することなく交換可能である構造であればよい。
置も図１に示したような構成に限られるものではなく、
要はエッチング時、不要なフロロカーボン膜が被処理基
板３０に付着しないようにする０℃以下に冷却可能な冷
却機構を備え、この冷却機構がエッチング装置内を大気
開放することなく交換可能である構造であればよい。
【００３４】又、ドライエッチング装置としては、実施
例のような平行平板型ＲＩＥ装置の他、ＥＣＲ型ドライ
エッチング装置、プラズマエッチング装置、イオンビー
ムエッチング装置、あるいは光励起エッチング装置等を
用い得る。
例のような平行平板型ＲＩＥ装置の他、ＥＣＲ型ドライ
エッチング装置、プラズマエッチング装置、イオンビー
ムエッチング装置、あるいは光励起エッチング装置等を
用い得る。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のドライエッ
チング方法によれば、下地材料、例えばシリコン基板に
対して、酸化膜を高い選択比を持ち、しかも、酸化膜の
エッチング速度が穴径によって急激に低下することな
く、高アスペクト比のコンタクトホールの形成が可能と
なった。また、本発明のドライエッチング装置によれば
エッチング装置の洗浄工程にかかる時間を短縮し、スル
ープットを大幅に向上させることが可能となった。
チング方法によれば、下地材料、例えばシリコン基板に
対して、酸化膜を高い選択比を持ち、しかも、酸化膜の
エッチング速度が穴径によって急激に低下することな
く、高アスペクト比のコンタクトホールの形成が可能と
なった。また、本発明のドライエッチング装置によれば
エッチング装置の洗浄工程にかかる時間を短縮し、スル
ープットを大幅に向上させることが可能となった。
【図１】 本発明によるドライエッチング装置の概略構
成図。
成図。
【図２】 水素添加量と、ＳｉＯ2 及びＳｉエッチング
速度との関係を示す特性図。
速度との関係を示す特性図。
【図３】 水素添加量を変化させた際の、穴径とＳｉＯ
2 エッチング深さの関係を示す特性図。
2 エッチング深さの関係を示す特性図。
【図４】 変温部とＳｉＯ2 エッチング速度との関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図５】 変温部を変化させた際の、穴径とＳｉＯ2 エ
ッチング深さの関係を示す特性図。
ッチング深さの関係を示す特性図。
【図６】 変温部温度を変化させた際のエッチング形状
を示す図。
を示す図。
【図７】 変温部温度と付着確率の関係を示す特性図。
【図８】 使用した試料の断面形状を示す断面図。
【図９】 変温部温度を変化させた際の試料上へのフロ
ロカーボン膜の堆積形状を示す図。
ロカーボン膜の堆積形状を示す図。
【図１０】 本発明によるドライエッチング装置と従来
のドライエッチング装置のスループットの比較図。
のドライエッチング装置のスループットの比較図。
【図１１】 本発明のドライエッチング方法に用いられ
る他のドライエッチング装置の概略構成図。
る他のドライエッチング装置の概略構成図。
【図１２】 ＣＨＦ3 ガスを用いた酸化シリコン膜のエ
ッチングの深さと穴径との関係を示す図。
ッチングの深さと穴径との関係を示す図。
１０ 反応容器 １１ エッチング室 １２ ガス導入口 １３ 排気口 １４ 永久磁石 １５ 駆動機構 ２０ 陰極 ２１ マッチング回路 ２２ 電源 ２３ 冷却管 ２４ ポリイミド膜 ２５ 銅板 ２６ 電源 ２７ ガス導入管 ２８ 絶縁物 ２９ 絶縁物 ３０ 被処理基板 ３１ 陽極 ４０ 変温部 ４１ 排気口 ４２ シャッター ４３ 配管 ４４ 多関節ロボット ４５ ロードロック室 ５０ サンプル ５１ 重合膜
フロントページの続き (72)発明者 岡野 晴雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (7)
- 【請求項１】 気密反応容器内に被処理基板を収容する
手段と、前記反応容器内にエッチングガスを導入する手
段と、前記ガスを用いて前記被処理基板をエッチングす
るドライエッチング装置において、前記反応容器内に設
けられ、０℃以下に保持される冷却手段と、前記反応容
器内を真空に保持したまま前記冷却手段を前記反応容器
内と容器外との間で移送する手段とを備えたことを特徴
とするドライエッチング装置。 - 【請求項２】 気密反応容器内に被処理基板を収容する
手段と、前記反応容器内にガスを導入する手段と、前記
ガスを用いて前記被処理基板をエッチングするドライエ
ッチング装置において、前記反応容器内に設けられる−
１００℃〜０℃の温度範囲に設定される冷却機構と、前
記反応容器内に隣接して設けられ、前記反応容器内の冷
却機構をシャッターを介して前記反応容器内を真空に保
持したまま搬入、搬出せしめる手段とを有するロードロ
ック室とを備えたことを特徴とするドライエッチング装
置。 - 【請求項３】 前記冷却機構は、配管により導入された
冷却ガスまたは冷却液が多関節ロボット内を通り、前記
冷却機構内に前記冷却ガスまたは冷却液が導入されるも
のであることを特徴とする請求項２記載のドライエッチ
ング装置。 - 【請求項４】 前記冷却機構は、配管により導入された
冷却ガスまたは冷却液が多関節ロボットを介した熱伝導
により間接的に冷却されるものであることを特徴とする
請求項２記載のドライエッチング装置。 - 【請求項５】 前記冷却機構は、前記冷却機構内にドラ
イアイスが封入されたものであることを特徴とする請求
項２記載のドライエッチング装置。 - 【請求項６】 プラズマが生成され、この生成されたプ
ラズマの近傍に該プラズマを冷却せしめる冷却手段を備
えた反応容器内に、シリコン基板もしくはシリコン膜上
にシリコン酸化膜が形成され、前記シリコン酸化膜上に
マスクパターンが形成された被処理基板を収容する工程
と、前記反応容器内に少なくとも炭素、弗素を含むガス
を導入する工程と、前記ガスをプラズマ化し、前記マス
クパターンに沿って前記シリコン酸化膜の前記シリコン
基板もしくはシリコン膜に対する選択エッチングにより
前記シリコン酸化膜に開孔を形成する工程とを有し、前
記選択エッチング工程中前記冷却手段を−１００℃〜０
℃に設定することにより前記開口径に対するシリコン酸
化膜のエッチング深さの比が３以上となるように開孔を
形成することを特徴とするドライエッチング方法。 - 【請求項７】 アスペクト比が３以上の開孔とアスペク
ト比が３以下の開孔とが混在する前記被処理基板を形成
することを特徴とする請求項６記載のドライエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15165093A JPH0722393A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15165093A JPH0722393A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722393A true JPH0722393A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15523211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15165093A Pending JPH0722393A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722393A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999059198A1 (fr) * | 1998-05-08 | 1999-11-18 | Tokyo Electron Limited | Procede d'attaque au plasma |
| JP2002043880A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-02-08 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
| JP2002271158A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
| US7048869B2 (en) | 1998-10-12 | 2006-05-23 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and a plasma processing method |
| JP2011238704A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| KR20160078879A (ko) | 2014-12-25 | 2016-07-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 처리 방법 및 에칭 처리 장치 |
| EP3086359A1 (en) | 2015-04-22 | 2016-10-26 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| KR20170073504A (ko) | 2015-12-18 | 2017-06-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
| KR20170074784A (ko) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
| US9997374B2 (en) | 2015-12-18 | 2018-06-12 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| KR20220022101A (ko) | 2020-08-17 | 2022-02-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 및 에칭 장치 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP15165093A patent/JPH0722393A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6589435B1 (en) | 1919-05-08 | 2003-07-08 | Tokyo Electron Limited | Plasma etching method |
| WO1999059198A1 (fr) * | 1998-05-08 | 1999-11-18 | Tokyo Electron Limited | Procede d'attaque au plasma |
| US7048869B2 (en) | 1998-10-12 | 2006-05-23 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and a plasma processing method |
| JP2002043880A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-02-08 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
| JP2002271158A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
| JP4543565B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2010-09-15 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波素子の周波数調整方法 |
| JP2011238704A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US8759212B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-06-24 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
| KR20160078879A (ko) | 2014-12-25 | 2016-07-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 처리 방법 및 에칭 처리 장치 |
| US9659789B2 (en) | 2014-12-25 | 2017-05-23 | Tokyo Electron Limited | Etching method and etching apparatus |
| EP3086359A1 (en) | 2015-04-22 | 2016-10-26 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| KR20160125896A (ko) | 2015-04-22 | 2016-11-01 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 처리 방법 |
| US9666446B2 (en) | 2015-04-22 | 2017-05-30 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| EP3621102A1 (en) | 2015-04-22 | 2020-03-11 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| KR20170073504A (ko) | 2015-12-18 | 2017-06-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
| US9997374B2 (en) | 2015-12-18 | 2018-06-12 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| US10381237B2 (en) | 2015-12-18 | 2019-08-13 | Tokyo Electron Limited | Etching method |
| KR20170074784A (ko) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 |
| KR20220022101A (ko) | 2020-08-17 | 2022-02-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 및 에칭 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4690308B2 (ja) | 高温水素含有プラズマによるチャンバ及びウェーハ表面から物質を除去する方法及び装置 | |
| JPH05308062A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2000173993A (ja) | プラズマ処理装置およびエッチング方法 | |
| JPH09129612A (ja) | エッチングガス及びエッチング方法 | |
| JP2008078515A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JPH07335626A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPS63238288A (ja) | ドライエツチング方法 | |
| JPH08236513A (ja) | プラズマ中で基板をエッチングする方法 | |
| JPH0722393A (ja) | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 | |
| US7351665B2 (en) | Plasma etching method, plasma etching apparatus, control program, computer recording medium and recording medium having processing recipe recorded thereon | |
| JP3253215B2 (ja) | エッチング方法及びエッチング装置 | |
| JP3905462B2 (ja) | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 | |
| JP2002134611A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5810932A (en) | Plasma generating apparatus used for fabrication of semiconductor device | |
| US8268721B2 (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
| JP2000195830A (ja) | 半導体製造装置、半導体製造装置のクリ―ニング方法、半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
| US7569478B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device, control program and computer storage medium | |
| US10651077B2 (en) | Etching method | |
| KR20220011582A (ko) | 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 | |
| JP3164188B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3002033B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH07273086A (ja) | プラズマ処理装置及び該装置を用いたプラズマ処理方法 | |
| JP2768689B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPS6286716A (ja) | 金属と半導体の間にオ−ム型接続を形成するための方法及びその装置 | |
| WO2023008025A1 (ja) | エッチング方法、半導体装置の製造方法、エッチングプログラムおよびプラズマ処理装置 |