JP4827081B2 - プラズマエッチング方法およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents
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Description
を具備するプラズマエッチング装置を用いた前記被処理基板のプラズマエッチング方法であって、前記被処理基板上の有機膜またはアモルファスカーボン膜を、シリコンを含むマスクを用いてエッチングする際、前記第2電極に前記第1の高周波電力および第2の高周波電力を印加して、前記処理ガス供給ユニットから吐出される、O 2 、およびO 2 、N 2 の組み合わせ、およびO 2 、N 2 、COの組み合わせ、およびO 2 、COの組み合わせ、およびO 2 、CO 2 の組み合わせ、およびO 2 、CH 4 の組み合わせ、およびO 2 、NH 3 の組み合わせのいずれかのCF系ガスを含まない処理ガスをプラズマ化し、かつ前記第1電極に直流電圧を印加することで、前記被処理基板のプラズマエッチングを行うことを特徴とするプラズマエッチング方法を提供する。
図1は、本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。
図4は、下部電極であるサセプタ16に印加する第1の高周波電力の周波数を40MHz、第2の高周波電力の周波数を3.2MHzとし、圧力:4PaとしたHARCエッチングの条件で、上部電極に印加する負の直流電圧の絶対値を0V、300V、600V、900Vと変化させた際における、各高周波電力の出力と電子密度分布との関係を示す図である。また、図5は、同様の周波数の2つの高周波電力を印加し、圧力を6.7PaのViaエッチングの条件で、同様に上部電極に印加する直流電圧の絶対値を0V、300V、600V、900Vと変化させた際における、各高周波電力の出力と電子密度分布との関係を示す図である。これらの図に示すように、印加する直流電圧の絶対値が大きくなるに従って、電子密度(プラズマ密度)が上昇しているのがわかる。図6は、上記HARCエッチングで、第1の高周波電力を3000W、第2の高周波電力を4000Wにした場合のウエハ径方向の電子密度分布を示す図である。この図に示すように、印加する直流電圧の絶対値が大きくなるほど電子密度が高くなることがわかる。
図2の装置において、半導体ウエハをチャンバ内に装入してサセプタ上に載置し、処理ガスとしてCF4ガス、CHF3ガス、Arガス、N2ガスをチャンバ内に導入し、チャンバ内の圧力を26.6Paとし、第1の高周波電力を40MHzで300W、第2の高周波電力を3.2MHzで1000Wとして下部電極であるサセプタに印加するというトレンチエッチングの条件で、上部電極への直流電圧を印加しない場合と−600W印加した場合とでウエハ径方向の電子密度(プラズマ密度)分布を測定した。その結果を図7に示す。この図に示すように、直流電圧を印加しない場合には、ウエハ中心部の電子密度が他の部分よりも低いのに対し、直流電圧を印加することにより、ウエハ中心部の電子密度を上昇させて電子密度が均一化されていることが確認された。また、直流電圧を印加することにより、電子密度が全体的に上昇した。
チャンバ内圧力=10Pa
高周波電力(第1/第2)=400W/400W
処理ガス流量 CF4=180sccm(mL/min)
処理時間=30sec
バックプレッシャー(ヘリウムガス:センター部/エッジ部)=2000Pa/4000Pa
上部電極34の温度=120℃
チャンバ10側壁の温度=120℃
サセプタ16の温度=20℃
チャンバ内圧力=1Pa
高周波電力(第1/第2)=400W/400W
処理ガス流量 O2=150sccm
処理時間=100sec
バックプレッシャー(ヘリウムガス:センター部/エッジ部)=2000Pa/4000Pa
上部電極34の温度=120℃
チャンバ10側壁の温度=120℃
サセプタ16の温度=20℃
上部電極34への直流電圧値=−250V
チャンバ内圧力=1Pa
高周波電力(第1/第2)=400W/400W
処理ガス流量 O2=150sccm(mL/min)
処理時間(図18)=60sec
処理時間(図19)=120sec
バックプレッシャー(ヘリウムガス:センター部/エッジ部)=2000Pa/4000Pa
上部電極34の温度=120℃
チャンバ10側壁の温度=120℃
サセプタ16の温度=20℃
16…サセプタ(下部電極)
34…上部電極
48…ローパスフィルタ
50…可変直流電源
51…コントローラ
52…オン・オフスイッチ
66…処理ガス供給源
84…排気装置
88…第1の高周波電源
90…第2の高周波電源
91…GNDブロック
W…半導体ウエハ(被処理基板)
Claims (6)
- 被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第1電極および被処理基板を支持する第2電極と、
前記第2電極に相対的に周波数の高い第1の高周波電力を印加する第1の高周波電力印加ユニットと、
前記第2電極に相対的に周波数の低い第2の高周波電力を印加する第2の高周波電力印加ユニットと、
前記第1電極に直流電圧を印加する直流電源と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと
を具備するプラズマエッチング装置を用いた前記被処理基板のプラズマエッチング方法であって、
前記被処理基板上の有機膜またはアモルファスカーボン膜を、シリコンを含むマスクを用いてエッチングする際、前記第2電極に前記第1の高周波電力および第2の高周波電力を印加して、前記処理ガス供給ユニットから吐出される、O 2 、およびO 2 、N 2 の組み合わせ、およびO 2 、N 2 、COの組み合わせ、およびO 2 、COの組み合わせ、およびO 2 、CO 2 の組み合わせ、およびO 2 、CH 4 の組み合わせ、およびO 2 、NH 3 の組み合わせのいずれかのCF系ガスを含まない処理ガスをプラズマ化し、かつ前記第1電極に直流電圧を印加することで、前記被処理基板のプラズマエッチングを行うことを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 前記直流電源からの直流電圧値は、−100V〜−1500Vの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記直流電源からの直流電圧値は、−100V〜−1000Vの範囲内であることを特徴とする請求項2に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記直流電源からの直流電圧値は、−100V〜−600Vの範囲内であることを特徴とする請求項3に記載のプラズマエッチング方法。
- 前記第1電極は、接地電位に対して直流的にフローティング状態であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプラズマエッチング方法。
- コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプラズマエッチング方法が行われるように、プラズマ処理装置を制御することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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