JP2005259805A

JP2005259805A - Plasma etching system and method

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Publication number: JP2005259805A
Application number: JP2004066030A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Fukuyama; 良次福山; Yutaka Omoto; 大本　　豊; Mamoru Yakushiji; 守薬師寺; Katsuya Watanabe; 克哉渡辺; Kenichi Higuchi; 賢一樋口
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Fujitsu Ltd; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-09-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma etching system capable of obtaining a good machining profile by suppressing the adhesion of dust. <P>SOLUTION: In the plasma etching system for etching a sample mounted on a sample mounting electrode 107 by applying a high frequency electric field in a treatment chamber in order to form plasma by the dissociation of etching gas introduced into the treatment chamber, a sample base ring 112 formed of a material containing carbon is arranged on the outer circumferential part of a region for mounting the sample on the sample mounting electrode 107. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラズマエッチング処理装置及び処理方法に係り、特に、良好な加工形状を得ることのできるプラズマエッチング処理装置及び処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma etching processing apparatus and a processing method, and more particularly to a plasma etching processing apparatus and a processing method capable of obtaining a good processed shape.

半導体デバイスの高速化、高集積化に伴い、デバイスを構成する配線は微細化し、更に配線の低抵抗化のために配線材料はＣｕへ移行している。しかし、配線材料としてＣｕを採用する場合、そのドライエッチングは技術的に困難である。 Along with the increase in the speed and integration of semiconductor devices, the wiring constituting the device has become finer, and the wiring material has shifted to Cu in order to reduce the resistance of the wiring. However, when Cu is used as the wiring material, dry etching is technically difficult.

このため、Ｃｕ配線の周囲に位置する層間絶縁膜に予めエッチングを施した後、メッキ処理等によりＣｕを埋め込み、平坦化ＣＭＰ (Chemical Mechanical Polishing）処理して、余分なＣｕを削りとって配線パターンを形成する、いわゆるダマシン（Damascene）技術が採用される。 For this reason, after etching the interlayer insulating film located around the Cu wiring in advance, Cu is buried by plating or the like, planarization CMP (Chemical Mechanical Polishing) processing is performed, and excess Cu is removed to form a wiring pattern. The so-called Damascene technology is used.

ところで、半導体デバイス製造工程では、たとえば成膜、エッチング、アッシングなどの微細加工プロセスにおいてプラズマ処理装置が広く用いられている。プラズマ処理装置による加工プロセスは、処理室内に導入したプロセスガスをプラズマ発生手段によりプラズマ化し、半導体ウエハ表面で反応させて微細加工を行うとともに、揮発性の反応生成物を排気することにより、所定の処理を行うものである。 By the way, in a semiconductor device manufacturing process, for example, a plasma processing apparatus is widely used in a fine processing process such as film formation, etching, and ashing. The processing process by the plasma processing apparatus is performed by converting the process gas introduced into the processing chamber into plasma by the plasma generation means, causing the reaction on the surface of the semiconductor wafer to perform fine processing, and exhausting volatile reaction products to obtain a predetermined process. The processing is performed.

このプラズマ処理プロセスでは、処理室内部を構成する材料、ウエハの温度、あるいは処理室内部を構成する材料表面への反応生成物の堆積状態がプロセスに大きな影響を及ぼす。また、処理室内部に堆積した反応生成物が剥離すると、異物の発生原因となり、素子特性の劣化や歩留まりの低下につながる。このため、プラズマ処理装置においては、プロセスを安定に保ち、更に異物の発生を抑制するため、処理室内部温度や処理室表面への反応生成物の堆積を制御し、反応生成物を迅速に排気することが重要である。 In this plasma processing process, the material constituting the inside of the processing chamber, the temperature of the wafer, or the deposition state of the reaction product on the surface of the material constituting the inside of the processing chamber greatly affects the process. Further, if the reaction product accumulated in the processing chamber is peeled off, foreign substances are generated, leading to deterioration of device characteristics and a decrease in yield. For this reason, in the plasma processing apparatus, in order to keep the process stable and to suppress the generation of foreign matter, the temperature inside the processing chamber and the deposition of the reaction product on the surface of the processing chamber are controlled, and the reaction product is exhausted quickly. It is important to.

例えば、特許文献１には、プラズマ処理装置のクランプリング及びフォーカスリングに加熱手段を備え、該手段により、プラズマ処理により生じる反応生成物が付着しない温度に昇温・維持することが示されている。加熱手段としては抵抗発熱体を用い、この加熱手段により反応生成物の付着を防止することにより、反応生成物の剥離や被処理基板への異物の付着を低減している。 For example, Patent Document 1 discloses that a heating unit is provided in a clamp ring and a focus ring of a plasma processing apparatus, and that the temperature is raised and maintained at a temperature at which reaction products generated by the plasma processing do not adhere. . A resistance heating element is used as the heating means, and the adhesion of the reaction product is prevented by this heating means, thereby reducing the separation of the reaction product and the adhesion of foreign matter to the substrate to be processed.

また、図４は従来のＵＨＦ波を用いたＥＣＲプラズマエッチング装置を説明する図である。図４において、１００は処理室、１０１は上部アンテナ、１０２は高周波電源、１０３はマッチング・フィルタ回路、１０４は磁場発生用コイル、１０５はプラズマ、１０６は側壁スリーブ、１０７はウエハ載置電極、１０８は試料となるウエハ（被処理基板）、１０９マッチング・フィルタ回路、１１０はＲＦバイアス電源、１１１はリング、１１２は半導体製の試料台リング、１１３はアルミナ製リング、１１５はターボ分子ポンプである。 FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional ECR plasma etching apparatus using UHF waves. In FIG. 4, 100 is a processing chamber, 101 is an upper antenna, 102 is a high frequency power supply, 103 is a matching filter circuit, 104 is a magnetic field generating coil, 105 is plasma, 106 is a side wall sleeve, 107 is a wafer mounting electrode, 108 Is a sample wafer (substrate to be processed), 109 matching filter circuit, 110 is an RF bias power source, 111 is a ring, 112 is a semiconductor sample stage ring, 113 is an alumina ring, and 115 is a turbo molecular pump.

図４に示すように、ターボ分子ポンプ１１５により真空排気した処理室１００内にエッチングガスを供給する。エッチングガスは、図示しないボンベからガス配管、マスフローコントローラ等を介して処理室にシャワー状に供給する。このとき、供給するエッチングガスの圧力は可変バルブにより所望の値に調整する。 As shown in FIG. 4, an etching gas is supplied into the processing chamber 100 evacuated by a turbo molecular pump 115. The etching gas is supplied in a shower form from a cylinder (not shown) to the processing chamber via a gas pipe, a mass flow controller, and the like. At this time, the pressure of the supplied etching gas is adjusted to a desired value by a variable valve.

また、高周波電源１０２（例えば、周波数４５０ＭＨｚのＵＨＦ電源および周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源）から発生した高周波は、マッチング・フィルタ回路１０３及び上部アンテナ１０１を介して処理室１００内に導入する。これにより、処理室１００の周辺に配置されたコイル１０４により形成された磁場とＵＨＦ波との相互作用により、ＥＣＲ放電が生じ、エッチングガスを解離しプラズマ１０５を形成する。 A high frequency generated from the high frequency power source 102 (for example, a UHF power source having a frequency of 450 MHz and an RF power source having a frequency of 13.56 MHz) is introduced into the processing chamber 100 via the matching filter circuit 103 and the upper antenna 101. Thereby, an ECR discharge is generated by the interaction between the magnetic field formed by the coil 104 disposed around the processing chamber 100 and the UHF wave, and the etching gas is dissociated to form the plasma 105.

処理室１００内の下方に設けられたウエハ載置電極１０７上には、ウエハ１０８を載置する。ウエハ基板載置電極１０７には、例えば８００ＫＨｚのＲＦバイアス電源１１０をマッチング・フィルタ回路１０９を介して接続する。これにより、プラズマ中のイオンをウエハ１０８上に引き込み、表面に吸着したラジカルとの相互作用によるイオンアシスト反応により、異方性エッチングが進行する。エッチング進行中に生成する反応生成物は、ターボ分子ポンプ１１５により排気する。
特開平５−２７５３８５号公報 A wafer 108 is placed on a wafer placement electrode 107 provided below the processing chamber 100. For example, an 800 KHz RF bias power source 110 is connected to the wafer substrate mounting electrode 107 via a matching filter circuit 109. As a result, ions in the plasma are attracted onto the wafer 108, and anisotropic etching proceeds by an ion-assisted reaction by interaction with radicals adsorbed on the surface. The reaction product generated while the etching is in progress is exhausted by the turbo molecular pump 115.
JP-A-5-275385

上述したように、プラズマ処理装置においては、エッチングにより発生する反応生成物を迅速に排気し、処理室内部を構成する部材への堆積を抑制することが必要である。 As described above, in the plasma processing apparatus, it is necessary to quickly exhaust reaction products generated by etching and suppress deposition on members constituting the inside of the processing chamber.

しかしながら、ＳｉＯ_２等のハードマスクを用いた有機膜のエッチングにおいては、シリコン（Ｓｉ）系の反応生成物に起因すると推定される異物が発生する。このシリコン系異物は、ハードマスクおよび処理室内部構成部材がエッチングあるいはスパッタリングされて発生すると考えられている。発生したシリコン系異物は処理室構成部材に一定量堆積し、その後剥離することで異物となる。このようにして生成した異物はウエハに付着し、マスクととして機能することになり、例えばダマシン溝加工処理に際して、断線などの加工不良を発生させる。 However, in the etching of an organic film using a hard mask such as SiO ₂ , foreign substances estimated to be caused by a silicon (Si) -based reaction product are generated. This silicon-based foreign matter is considered to be generated by etching or sputtering the hard mask and the constituent members inside the processing chamber. The generated silicon-based foreign matter is deposited in a certain amount on the processing chamber constituent member and then peeled off to become foreign matter. The foreign matter generated in this way adheres to the wafer and functions as a mask. For example, during damascene groove processing, processing defects such as disconnection occur.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、異物の付着を抑制して、良好な加工形状を得ることのできるプラズマエッチング処理装置を提供する。 The present invention has been made in view of these problems, and provides a plasma etching processing apparatus capable of suppressing the adhesion of foreign matters and obtaining a favorable processed shape.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

処理室内に高周波電界を印加し、処理室内に導入したエッチングガスを解離してプラズマを形成し、試料裁置電極上に載置した試料にエッチング処理を施すプラズマエッチング処理装置において、前記試料載置電極上の試料を載置する領域の外周部にカーボンを含む材料により形成した試料台リングを配置した。 In the plasma etching processing apparatus, a high frequency electric field is applied to the processing chamber, the etching gas introduced into the processing chamber is dissociated to form plasma, and the sample placed on the sample placement electrode is etched. A sample stage ring formed of a carbon-containing material was disposed on the outer periphery of the region on which the sample was placed on the electrode.

本発明は、以上の構成を備えるため、異物の付着を抑制して、良好な加工形状を得ることのできるプラズマエッチング処理装置を提供することができる。 Since this invention is provided with the above structure, it can provide the plasma etching processing apparatus which can suppress adhesion of a foreign material and can obtain a favorable processed shape.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＵＨＦ波を用いたＥＣＲプラズマエッチング装置を説明する図である。 Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an ECR plasma etching apparatus using UHF waves according to an embodiment of the present invention.

図１において、１００は処理室、１０１は上部アンテナ、１０２は高周波電源、１０３はマッチング・フィルタ回路、１０４は磁場発生用コイル、１０５はプラズマ、１０６は側壁スリーブ、１０７はウエハ載置電極、１０８は試料となるウエハ（被処理基板）、１０９マッチング・フィルタ回路、１１０はＲＦバイアス電源、１１１はリング、１１２は試料台リング、１１３はリングＡ、１１４はリングＢ、１１５はターボ分子ポンプである。 In FIG. 1, 100 is a processing chamber, 101 is an upper antenna, 102 is a high frequency power supply, 103 is a matching filter circuit, 104 is a magnetic field generating coil, 105 is plasma, 106 is a side wall sleeve, 107 is a wafer mounting electrode, 108 Is a sample wafer (substrate to be processed), 109 matching filter circuit, 110 is an RF bias power source, 111 is a ring, 112 is a sample stage ring, 113 is ring A, 114 is ring B, and 115 is a turbo molecular pump. .

図１に示すように、ターボ分子ポンプ１１５により真空排気した処理室１００内には、窒素（Ｎ₂）及び水素（Ｈ₂）の混合ガスあるいは、アンモニア（ＮＨ3）等のエッチングガスを供給する。エッチングガスは、図示しないボンベからガス配管、マスフローコントローラ及び上部アンテナ１０１表面に設けた微細な孔を介して処理室にシャワー状に供給する。このとき、供給するエッチングガスの圧力は可変バルブにより所望の値に調整する。 As shown in FIG. 1, a mixed gas of nitrogen (N ₂ ) and hydrogen (H ₂ ) or an etching gas such as ammonia (NH 3) is supplied into the processing chamber 100 evacuated by a turbo molecular pump 115. The etching gas is supplied in a shower form from a cylinder (not shown) to the processing chamber through a gas pipe, a mass flow controller, and fine holes provided on the surface of the upper antenna 101. At this time, the pressure of the supplied etching gas is adjusted to a desired value by a variable valve.

処理室１００内の下方に設けられたウエハ載置電極１０７上には、例えば直径２００ｍｍのウエハ１０８を載置する。ウエハ基板載置電極１０７には、例えば８００ＫＨｚのＲＦバイアス電源１１０をマッチング・フィルタ回路１０９を介して接続する。これにより、プラズマ中のイオンをウエハ１０８上に引き込み、表面に吸着したラジカルとの相互作用によるイオンアシスト反応により、異方性エッチングが進行する。エッチング進行中に生成する反応生成物は、ターボ分子ポンプ１１５により排気する。 A wafer 108 having a diameter of 200 mm, for example, is placed on a wafer placement electrode 107 provided below the processing chamber 100. For example, an 800 KHz RF bias power source 110 is connected to the wafer substrate mounting electrode 107 via a matching filter circuit 109. As a result, ions in the plasma are attracted onto the wafer 108, and anisotropic etching proceeds by an ion-assisted reaction by interaction with radicals adsorbed on the surface. The reaction product generated while the etching is in progress is exhausted by the turbo molecular pump 115.

ウエハ載置電極１０７上に載置したウエハ１０８の外周部には、リング１１１及びカーボン成分を含む材料よりなる試料台リング１１２を配置する。また、これらのリング１１１及び１１２は、アルミナよりなるリングＡ１１３及び表面を酸化処理したアルミ材よりなるリングＢ１１４を介してウエハ載置電極１０７上に配置される。 A ring 111 and a sample stage ring 112 made of a material containing a carbon component are arranged on the outer periphery of the wafer 108 placed on the wafer placement electrode 107. The rings 111 and 112 are disposed on the wafer mounting electrode 107 via a ring A113 made of alumina and a ring B114 made of an aluminum material whose surface is oxidized.

ここで、例えば、前記ウエハ１０８は直径２００ｍｍ、厚み０．６ｍｍ程度であり、その外周部に配置する試料台リングの内径は２００ｍｍ強、外径は２８０ｍｍ、厚みは３ｍｍ程度である。また、リング１１１の内径は２８０ｍｍ強、外径は３００〜３５０ｍｍ、厚みは３ｍｍ程度であり、例えば半導体製のリングを用いることができる。 Here, for example, the wafer 108 has a diameter of about 200 mm and a thickness of about 0.6 mm, and an inner diameter of a sample stage ring disposed on the outer peripheral portion thereof is slightly over 200 mm, an outer diameter of about 280 mm, and a thickness of about 3 mm. Further, the inner diameter of the ring 111 is slightly over 280 mm, the outer diameter is about 300 to 350 mm, and the thickness is about 3 mm. For example, a semiconductor ring can be used.

この試料台リング１１２に対するウエハ載置電極１０７側からのＲＦバイアスの洩れ量は、リングＢ１１４の材質あるいは形状を変更することにより調整できる。また、試料台リング１１２の外径（リング１１１の内径）とリングＢの外径（リングＡの内径）位置を変更することにより調整できる。これにより、有機膜に対するハードマスクの面積比率の異なるウエハのエッチングに対しても、試料台リング１１２上へのＳｉ系反応生成物の堆積が目標値と略一致するように安定的に制御することができる。 The amount of RF bias leakage from the wafer mounting electrode 107 side with respect to the sample stage ring 112 can be adjusted by changing the material or shape of the ring B114. Further, it can be adjusted by changing the position of the outer diameter of the sample stage ring 112 (the inner diameter of the ring 111) and the outer diameter of the ring B (the inner diameter of the ring A). Thus, even when etching a wafer having a different area ratio of the hard mask to the organic film, the deposition of the Si-based reaction product on the sample stage ring 112 can be stably controlled so as to substantially match the target value. Can do.

また、ウエハの被エッチング面積に応じてＲＦバイアスの洩れ量を調整することにより、異物発生量を管理値以下に抑制することができる。これにより、試料台リング１１２へのＳｉ系反応生成物の堆積を異物発生量が管理値以下に抑制でき、かつ、例えば、ロット毎の処理の間に実施されるクリーニングプロセスが到来するまでの間に、試料台リング１１２からのＳｉ系反応生成物の剥離が発生しないことが保証されるように制御することができる。 Further, the amount of foreign matter generated can be suppressed to a control value or less by adjusting the leakage amount of the RF bias according to the etched area of the wafer. Thereby, the deposition of the Si-based reaction product on the sample stage ring 112 can be suppressed to a control value or less, and for example, until the cleaning process to be performed during the processing for each lot comes. Further, it can be controlled to ensure that no peeling of the Si-based reaction product from the sample stage ring 112 occurs.

また、前記試料台リング１１２はカーボンを含む材料より形成することができる。これにより試料台リング１１２がエッチングあるいはスパッタされた場合に、処理室１００内にカーボン成分が生成される。このように、プラズマによるエッチングあるいはスパッタリングにより生成されたカーボン成分は、プラズマによって生成されたＳｉ系反応生成物であるＳｉＯと反応し、ＳｉＯ（膨張係数が小さく、付着性が低い）を還元してＳｉ（膨張係数が大きく、付着性が高い）とする。これにより、処理室側壁に堆積する反応生成物の膜を安定的に形成して膜はがれによる異物発生を抑制することができる。 The sample stage ring 112 can be formed of a material containing carbon. Thereby, when the sample stage ring 112 is etched or sputtered, a carbon component is generated in the processing chamber 100. Thus, the carbon component generated by etching or sputtering by plasma reacts with SiO, which is a Si-based reaction product generated by plasma, to reduce SiO (low expansion coefficient and low adhesion). Si (large expansion coefficient and high adhesion). Thereby, a film of a reaction product deposited on the side wall of the processing chamber can be stably formed, and generation of foreign matter due to film peeling can be suppressed.

また、反応生成物が試料台リング１１２に堆積する場合においても、イオンエネルギーによるアシストにより緻密な膜として形成されることになる。これにより処理室を構成する他の部材と比較して、より厚く、かつ安定的にＳｉ系反応生成物を堆積することができる。 Further, even when the reaction product is deposited on the sample stage ring 112, it is formed as a dense film by assisting with ion energy. This makes it possible to deposit the Si-based reaction product thicker and more stably than other members constituting the processing chamber.

以上説明したように、ウエハ１０８の外周に配置した試料台リング１１２をエッチングあるいはスパッタすることにより生成したカーボン成分によりＳｉＯ系反応生成物を還元してＳｉとするすることができる。これにより、ＳｉＯ系反応生成物を安定な堆積膜として堆積させることができる。また、Ｓｉ系反応生成物は試料台リング１１２のカーボン成分と容易に結合して、試料台リング１１２上に安定したＳｉ系反応生成物を堆積することができる。これによりウエハ１０８上における異物の発生と残渣の形成を抑制することができる。 As described above, the SiO-based reaction product can be reduced to Si by the carbon component generated by etching or sputtering the sample stage ring 112 disposed on the outer periphery of the wafer 108. Thereby, the SiO-based reaction product can be deposited as a stable deposited film. Further, the Si-based reaction product can be easily combined with the carbon component of the sample stage ring 112, and a stable Si-based reaction product can be deposited on the sample stage ring 112. Thereby, generation | occurrence | production of the foreign material on the wafer 108 and formation of a residue can be suppressed.

図２は、図１に示すＥＣＲプラズマエッチング装置におけるエッチング処理条件の例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of etching process conditions in the ECR plasma etching apparatus shown in FIG.

図２に示すように、エッチングガスとしてＮＨ_３を用い、プラズマソース電力１０００Ｗ、処理ガス圧力０．５Ｐａ、ウエハ温度２０℃、基板バイアス電力８５０Ｗで、ハードマスクを備えた有機膜（ハードマスク面積比５０％）を形成したウエハを３００枚、連続してエッチング処理した。処理したウエハを検査したところ、すべてのウエハ１０８に残渣は検出されなかった。また、異物は管理基準以下で、かつ、従来と同様な良好な加工形状が得られた。 As shown in FIG. 2, an organic film having a hard mask (hard mask area ratio) using NH ₃ as an etching gas, with a plasma source power of 1000 W, a processing gas pressure of 0.5 Pa, a wafer temperature of 20 ° C., and a substrate bias power of 850 W. 50 wafers formed with 50%) were continuously etched. When the processed wafers were inspected, no residue was detected on all the wafers 108. Moreover, the foreign object was below the control standard, and the same favorable processing shape as the conventional one was obtained.

なお、以上の例では、ウエハ１０８の外周部に、表面を酸化処理したアルミ材からなるリングＢ１１４を配置して、ハードマスク面積比５０％のウエハを処理する例を示した。しかし、、ハードマスク面積比６０％のウエハを処理する場合には、前記アルミ材のリングに代えてジルコニアからなるリングを用いることができる。 In the above example, the ring B114 made of an aluminum material whose surface is oxidized is disposed on the outer peripheral portion of the wafer 108, and an example in which a wafer with a hard mask area ratio of 50% is processed is shown. However, when processing a wafer with a hard mask area ratio of 60%, a ring made of zirconia can be used instead of the aluminum ring.

ジルコニアからなるリングを用いる場合には、ウエハ載置電極１０７とリング１１２間のインピーダンスが高く設定されることになる。この場合にも、ウエハを３００枚、連続してエッチング処理し、処理したウエハを検査したところ、すべてのウエハ１０８に残渣は検出されなかった。また、異物は管理基準以下で、かつ、従来と同様な良好な加工形状が得られた。 When a ring made of zirconia is used, the impedance between the wafer mounting electrode 107 and the ring 112 is set high. Also in this case, when 300 wafers were continuously etched and the processed wafers were inspected, no residue was detected on all the wafers 108. Moreover, the foreign object was below the control standard, and the same favorable processing shape as the conventional one was obtained.

図３は、本実施形態にかかるプラスマエッチング処理装置により得られる効果を説明する図であり、従来技術（図４に示す装置を使用）と第１の実施形態（図１に示す装置を使用）における、有機膜エッチング速度、対ＨＭ（ハードマスク）選択比、ウエハ１枚当たりの異物数（０．２０μｍ以上）、残渣の有無をそれぞれ対比して表している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the effect obtained by the plasma etching apparatus according to the present embodiment. The prior art (using the apparatus shown in FIG. 4) and the first embodiment (using the apparatus shown in FIG. 1). , The organic film etching rate, the selectivity with respect to HM (hard mask), the number of foreign matters per wafer (0.20 μm or more), and the presence or absence of residues are respectively shown in comparison.

図３より明らかなように、本実施形態によれば、従来技術に比してエッチング速度は若干遅くなるものの実用上問題のないエッチング速度が確保される。また、対ＨＭ選択比が向上し、異物数は従来技術よりも１桁少なく、管理基準以下を容易にクリアできている。また、エッチング残渣の発生もない。このため、有機膜の特性および加工形状を劣化させることなく、異物の発生と残渣の形成を抑制することができる。 As apparent from FIG. 3, according to this embodiment, the etching rate is slightly slower than that of the prior art, but an etching rate with no practical problem is secured. Further, the selection ratio with respect to HM is improved, the number of foreign matters is one digit less than that of the prior art, and the control standard or less can be easily cleared. Further, no etching residue is generated. For this reason, generation | occurrence | production of a foreign material and formation of a residue can be suppressed, without deteriorating the characteristic and processed shape of an organic film.

以上説明したように、各実施形態においては、プラズマエッチング装置において、ウエハ基板１０８の外周部にカーボン成分を含む材料よりなる試料台リング１１２を配置し、この試料台リング１１２にバイアス電圧を印加する。このとき、エッチングガスとしてＮＨ３を用いた。また、図２に示すエッチング処理条件で、ハードマスク構造の有機膜（ハードマスク面積比５０％）をもつウエハを３００枚連続してエッチング処理し、処理したウエハを検査したところ、すべてのウエハ１０８に残渣はなく、異物は管理基準以下で、かつ、従来と同様な良好な加工形状を得られることが確認された。 As described above, in each embodiment, in the plasma etching apparatus, the sample stage ring 112 made of a material containing a carbon component is disposed on the outer peripheral portion of the wafer substrate 108, and a bias voltage is applied to the sample stage ring 112. . At this time, NH3 was used as an etching gas. Further, when 300 wafers having an organic film having a hard mask structure (hard mask area ratio 50%) were etched continuously under the etching process conditions shown in FIG. 2 and the processed wafers were inspected, all the wafers 108 were inspected. It was confirmed that there was no residue, the foreign matter was below the control standard, and a good processed shape similar to the conventional one could be obtained.

本発明の実施形態に係るＵＨＦ波を用いたＥＣＲプラズマエッチング装置を説明する図である。It is a figure explaining the ECR plasma etching apparatus using the UHF wave which concerns on embodiment of this invention. ＥＣＲプラズマエッチング装置におけるエッチング処理条件の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the etching process conditions in an ECR plasma etching apparatus. プラスマエッチング処理装置により得られる効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect acquired by a plasma etching processing apparatus. 従来のＵＨＦ波を用いたＥＣＲプラズマエッチング装置を説明する図である。It is a figure explaining the ECR plasma etching apparatus using the conventional UHF wave.

符号の説明Explanation of symbols

１００処理室
１０１上部アンテナ
１０２高周波電源
１０３マッチング・フィルタ回路
１０４コイル
１０５プラズマ
１０６側壁スリーブ
１０７ウエハ載置電極
１０８ウエハ
１０９マッチング・フィルタ回路
１１０ＲＦバイアス電源
１１１リング
１１２試料台リング
１１３リングＡ
１１４リングＢ
１１５ターボ分子ポンプ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Processing chamber 101 Upper antenna 102 High frequency power supply 103 Matching filter circuit 104 Coil 105 Plasma 106 Side wall sleeve 107 Wafer mounting electrode 108 Wafer 109 Matching filter circuit 110 RF bias power supply 111 Ring 112 Sample stand ring 113 Ring A
114 Ring B
115 turbo molecular pump

Claims

処理室内に高周波電界を印加し、処理室内に導入したエッチングガスを解離してプラズマを形成し、試料裁置電極上に載置した試料にエッチング処理を施すプラズマエッチング処理装置において、
前記試料載置電極上の試料を載置する領域の外周部にカーボンを含む材料により形成した試料台リングを配置したことを特徴とするプラズマエッチング処理装置。 In a plasma etching apparatus for applying a high frequency electric field in a processing chamber, dissociating an etching gas introduced into the processing chamber to form a plasma, and performing an etching process on a sample placed on a sample placement electrode,
A plasma etching processing apparatus, wherein a sample stage ring formed of a material containing carbon is disposed on an outer peripheral portion of a region on which the sample is placed on the sample placement electrode.

処理室内に高周波電界を印加し、処理室内に導入したエッチングガスを解離してプラズマを形成し、試料裁置電極上に載置した試料にエッチング処理を施すプラズマエッチング処理装置において、
前記試料載置電極上の試料を載置する領域の外周部に試料台リングを配置し、該試料台リングに高周波バイアス電圧を印加することを特徴とするプラズマエッチング処理装置。 In a plasma etching apparatus for applying a high frequency electric field in a processing chamber, dissociating an etching gas introduced into the processing chamber to form a plasma, and performing an etching process on a sample placed on a sample placement electrode,
A plasma etching apparatus, wherein a sample stage ring is arranged on an outer peripheral portion of a region on which the sample is placed on the sample placement electrode, and a high frequency bias voltage is applied to the sample stage ring.

処理室内に高周波電界を印加し、処理室内に導入したエッチングガスを解離してプラズマを形成し、試料裁置電極上に載置した試料にエッチング処理を施すプラズマエッチング処理装置において、
前記試料載置電極上の試料を載置する領域の外周部にカーボンを含む材料により形成した試料台リングを配置し、該試料台リングに高周波バイアス電圧を印加することを特徴とするプラズマエッチング処理装置。 In a plasma etching apparatus for applying a high frequency electric field in a processing chamber, dissociating an etching gas introduced into the processing chamber to form a plasma, and performing an etching process on a sample placed on a sample placement electrode,
A plasma etching process comprising: disposing a sample stage ring formed of a material containing carbon on an outer peripheral portion of a region on which the sample is placed on the sample placement electrode, and applying a high frequency bias voltage to the sample stage ring apparatus.

請求項３記載のプラズマエッチング処理装置において、
前記試料台リングは前記試料載置電極上に誘電体製リングを介して載置し、前記高周波バイアス電圧は試料載置電極から前記誘電体製リングを介して印加することを特徴とするプラズマエッチング処理装置。 In the plasma etching processing apparatus according to claim 3,
The sample stage ring is mounted on the sample mounting electrode via a dielectric ring, and the high-frequency bias voltage is applied from the sample mounting electrode via the dielectric ring. Processing equipment.

請求項４記載のプラズマエッチング処理装置において、
前記誘電体製リングの寸法または材質を調整して、前記試料台リングに印加する高周波バイアス電圧を調整することを特徴とするプラズマエッチング処理装置。 In the plasma etching processing apparatus according to claim 4,
A plasma etching apparatus for adjusting a high frequency bias voltage to be applied to the sample stage ring by adjusting a dimension or a material of the dielectric ring.

処理室内に高周波電界を印加し、処理室内に導入したエッチングガスを解離してプラズマを形成し、該プラズマにより試料裁置電極上に載置した試料にエッチング処理を施すプラズマエッチング処理方法において、
前記試料載置電極上の試料を載置する領域の外周部にカーボンを含む材料により形成した試料台リングを配置し、該試料台リングに前記試料の被エッチング面積に応じた高周波バイアス電圧を印加することを特徴とするプラズマエッチング処理方法。

In the plasma etching method of applying a high frequency electric field in the processing chamber, dissociating the etching gas introduced into the processing chamber to form a plasma, and performing an etching process on the sample placed on the sample placement electrode by the plasma,
A sample stage ring formed of a material containing carbon is disposed on the outer periphery of the area on which the sample is placed on the sample placement electrode, and a high frequency bias voltage corresponding to the area to be etched of the sample is applied to the sample stage ring. And a plasma etching method.