JPH11100680A - プロセス処理におけるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装置 - Google Patents
プロセス処理におけるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装置Info
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- JPH11100680A JPH11100680A JP27997297A JP27997297A JPH11100680A JP H11100680 A JPH11100680 A JP H11100680A JP 27997297 A JP27997297 A JP 27997297A JP 27997297 A JP27997297 A JP 27997297A JP H11100680 A JPH11100680 A JP H11100680A
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Abstract
く、プロセス処理に不可欠なCx Fy ラジカルを効率的
に得ることができるプロセス処理におけるフッ化炭素ラ
ジカル発生方法及び装置の提供。取り扱いが容易な固形
フッ化樹脂材料を使用してプロセス処理に不可欠なCx
Fy ラジカルを発生させることができるプロセス処理に
おけるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装置の提供。ガ
ス源を小型化してプロセス処理するクリーンルーム等を
有効活用することができるプロセス処理におけるフッ化
炭素ラジカル発生方法及び装置の提供。 【解決手段】被処理体に炭素系薄膜を成膜したり、被処
理体をエッチングするプロセス処理の処理容器内に固形
フッ化樹脂材料を配置する。固形フッ化樹脂材料に対し
てレーザ照射手段からのレーザ光を照射して気化させる
ことによりCxFy ラジカル(x =1 ,2 ,3 ……,y
=0 ,1 ,2 ,3 ……)を発生させる。
Description
ッ化炭素ラジカルにより被処理体上に炭素系薄膜を成膜
したり、被処理体に所要のパターンをエッチングするプ
ロセス処理におけるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装
置に関する。
セス等の各種プロセス処理においては、処理容器中に炭
素原子を含んだガスを導入して炭素ラジカルを発生させ
てガラス板やシリコン基板等の被処理体上に炭素系薄膜
を成膜したり、被処理体上に所要の回路パターンをエッ
チングしている。
を発生させる方法としては、プラズマが発生した処理容
器中にArガスやHeガス等の希ガスと共に炭素原子を
含んだCx Fy ガス(フルオロカーボンガス、x =1 ,
2 ,3 ……,y =4 ,5 ,……)を導入してプロセス処
理に不可欠なフッ化炭素ラジカル(Cx Fy ラジカル)
を生成している。
ン層の破壊を防止する必要からフルオロカーボンガスの
使用が世界的に禁止されるようになってきている。この
ような現状においては、プロセス処理においてもフルオ
ロカーボンガスの使用が禁止されるおそれが高く、フル
オロカーボンガスをCx Fy ラジカル源として成膜処理
やエッチング処理する従来のプロセス処理自体、将来的
には実施できなくなるおそれをある。
供給するシステムとしては、安全装置が付帯した大容量
のガスボンベを必須要素としていた。このため、大型の
ガスボンベをプロセス処理するためのクリーンルーム内
に配置した際、ガスボンベの占有面積が多くなり、クリ
ーンルームの稼働効率が悪くなる問題を有していた。
ために発明されたものであり、その課題とする処は、フ
ルオロカーボンガスを直接使用することなく、プロセス
処理に不可欠なCx Fy ラジカルを効率的に得ることが
できるプロセス処理におけるフッ化炭素ラジカル発生方
法及び装置を提供することにある。
な固形フッ化樹脂材料を使用してプロセス処理に不可欠
なCx Fy ラジカルを発生させることができるプロセス
処理におけるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装置を提
供することにある。
してプロセス処理するクリーンルーム等を有効活用する
ことができるプロセス処理におけるフッ化炭素ラジカル
発生方法及び装置を提供することにある。
フッ化炭素ラジカルにより被処理体に炭素系薄膜を成膜
したり、被処理体をエッチングするプロセス処理におい
て、処理容器内に配置された固形フッ化樹脂材料にレー
ザ照射手段からレーザ光を照射して気化させてCx Fy
ラジカル(x =1 ,2 ,3 ……,y =0 ,1 ,2 ,3 …
…)を発生させることを特徴としている。
オロカーボンガスを使用しなくてもプロセス処理に不可
欠なCx Fy ラジカルを有効に得ることができる。
成膜したり、被処理体をエッチングするプロセス処理容
器と、該処理容器内に設けられる固形フッ化樹脂材料
と、処理容器内の固形フッ化樹脂材料にレーザ光を照射
するレーザ照射装置とを備え、固形フッ化樹脂材料に対
するレーザ光の照射により気化してCx Fy ラジカル
(x =1 ,2 ,3 ……,y =0 ,1 ,2 ,3 ……)を生
成して被処理体をプロセス処理することを特徴としてい
る。
ーザ光を照射して気化させることによりCx Fy ラジカ
ルを発生させてプロセス処理することができる。
って説明する。
化膜に所要のパターンをエッチングするプロセス処理装
置としてのエッチング処理装置に実施した説明図であ
る。
装置1における処理容器3上部には放電室5が設けら
れ、該放電室5には出力調整装置7を介して高周波電源
9に接続された高周波アンテナ11が取付けられてい
る。これら放電室5、出力調整装置7、高周波電源9及
び高周波アンテナ11はプラズマ発生手段を構成してい
る。そして高周波電源9から高周波電力を高周波アンテ
ナ11に印加して処理容器3内にプラズマを発生させ
る。
波電力の周波数としてはRF帯域(13.56MH
z)、VHF帯域(100MHz)、UHF帯域(50
0MHz)、マイクロ波(2.45GHz)の何れであ
っても、又直流電力によって発生させてもよく、プラズ
マ発生方法に制限されるものではない。
に接続された電極15が配置され、該電極15にはバイ
アス電源13から任意パルス幅のバイアス電圧が印加さ
れる。又、処理容器3の上部には導入管16が設けら
れ、該導入管16からArガス、Heガス等の希ガスを
処理容器3内に導入させる。一方、処理容器3下部には
排気装置(図示せず)の排気管17が接続され、処理容
器3内に対する希ガスの導入に伴って処理容器3内を排
気することにより処理容器3内を所定の圧力に保ってい
る。尚、電極15内には必要に応じて加熱冷却手段(図
示せず)が設けられ、該加熱冷却手段により電極15を
約−50℃〜約600℃の範囲で加熱及び冷却制御す
る。
27に連結された一対の回転軸21・23が、処理容器
3の対角位置にて回転可能で気密に支持され、処理容器
3内に位置する回転軸21・23の軸端部にはCx Fy
ラジカルのCx Fy ガス源になる固形フッ化樹脂材料3
3・35が取付盤29・31を介して取付けられてい
る。該固形フッ化樹脂材料33・35としては四フッ化
樹脂(ポリテトラフルオロエチン)又は三フッ化樹脂
(ポリクロロトリフルオロエチレン)等が適している。
そして固形フッ化樹脂材料33・35は電動モータ25
・27の駆動に伴って、例えば10rpmの所要回転数
で回転される。
容器3下面にはSiO2 製又はZnSe製の透過窓37
・39が設けられ、一方の透過窓37下方には反透鏡4
1が、又他方の透過窓39の下方には反射鏡43が、基
本的には反射面を上下方向に対して45度傾斜した状態
で回動可能に支持されている。これら反透鏡41及び反
射鏡43は夫々の反射面を、上記した45度に対して微
小角度で往復回動させるように構成され、反射したレー
ザ光を固形フッ化樹脂材料33・35の直径方向のほぼ
全体に照射させる。
中心を通る延長線上にはレーザ照射装置45が設けら
れ、該レーザ照射装置45から発振されたレーザ光は反
透鏡41により一方の透過窓37を透過して固形フッ化
樹脂材料33に、又反透鏡41を透過したレーザ光は反
射鏡43により他方の透過窓39を透過して固形フッ化
樹脂材料35に夫々照射される。該レーザ照射装置45
としてはパルス発振YAGレーザを使用したが、レーザ
光を連続発振する炭酸ガスレーザ照射装置であってもよ
い。
鏡41及び反射鏡43の微小往復回動及び電動モータ2
5・27の駆動による回転に伴って固形フッ化樹脂材料
33・35の表面全体にわたってほぼ均一に照射され
る。
装置1におけるCx Fy ラジカルの発生方法及びプロセ
ス処理例を説明する。
の関係を示すグラフである。
で形成したシリコン酸化膜上に有機質のレジストパター
ン(パターン寸法:0.5μmのラインとスペース)が
形成された被処理体47を電極15上に載置する。次
に、レーザ照射装置45を駆動してレーザ光を、反透鏡
41及び反射鏡43を介して固形フッ化樹脂材料33・
35の表面に対して光照射周波数10Hzで照射させ
る。このとき、レーザ光の平均エネルギー密度が約7J
/cm2 以上になると、固形フッ化樹脂材料33・35
が気化して安定ガスと共にCx Fy ラジカル源としての
Cx Fy ガスを発生する。
ネルギー密度が約49.4J/cm2 のとき、発生した
Cx Fy ガスの圧力が2.6mTorrになった。この
とき、赤外半導体レーザ吸収分光法により測定すると、
発生したCx Fy ガス中におけるCF2 ラジカルの密度
が1.1×1013cm-3で、全体の約12%(但し、処
理容器3の容量は50L(リットル)、排気速度は8
4.3L(リットル)/sとした)であった。又、同様
の方法で測定したCx Fy ガス中におけるCF及びCF
3 ラジカルの密度は、夫々1.0×1011cm-3以下に
なり、CF2 ラジカルを効率的に発生させた。
3・35の温度を室温としたが、固形フッ化樹脂材料3
3・35にヒーター及び冷却装置(図示せず)を設け、
これらにより固形フッ化樹脂材料33・35の温度を−
20℃〜150℃の間で変化させてもよい。この場合、
固形フッ化樹脂材料33・35の温度を−20℃にした
時、室温時に比較してCF2 ラジカルの密度が1.1×
1013cm-3から減少し、1×1012cm-3となった。
反対に固形フッ化樹脂材料33・35の温度を上げる
と、CF2 ラジカルの量が多くなり、100℃以上では
CF2 ラジカル以外にも、大きな分子のCx Fy (x ,
y >=2 )が発生した。
ス周期を20Hzより低周期化すると、10HzでCF
2 ラジカルの量が1×1012cm-3に減少した。反対
に、パルス周期を、例えば10KHzに高周期化する
と、CF2 ラジカルのみの密度が1×1015cm-3に増
加した。更に、レーザ光のパルス周期を高くすることに
より固形フッ化樹脂材料33・35に照射されるレーザ
光の平均エネルギー密度を下げてもCF2 ラジカルを有
効に発生させることができた。実際には20Hzで平均
エネルギー密度7J/cm2 が固形フッ化樹脂材料33
・35を気化させるしきい値であったが、1KHzでは
平均エネルギー密度10mJ/cm2 で気化させること
ができ、平均エネルギー密度を上げることでCF2 ラジ
カル密度のみ増加させることができた。このようにレー
ザ光のパルス周期を変化させることによりレーザ光の平
均エネルギー密度及びCF2 ラジカルの密度を制御する
ことができる。
均エネルギー密度を上げると、CF2 以外のCF、CF
3 ラジカルや大きな分子が発生しやすくなる。この場
合、固形フッ化樹脂材料33・35の気化する箇所の回
りに筒を設け、付着係数の大きいCFや大きな分子をト
ラップし、筒から出てくるCFや大きな分子の密度を下
げることができた。
の温度や、レーザ光のパルス周期等を制御することによ
りCF2 ラジカルを選択的に供給できる。又、筒の温度
を変化させることによりこれらのラジカル密度若しくは
組成を制御することも可能である。
F2 ラジカルを選択的に供給することが可能であるが、
固形フッ化樹脂材料33・35が気化してレーザ光が照
射された箇所の穴が深くなると、CF2 ラジカル密度が
徐々に低下する傾向にある。この場合にあっては、反透
鏡41及び反射鏡43の微小往復運動や電動モータ25
・27により固形フッ化樹脂材料33・35を回転させ
て表面をほぼ均一に気化させることによりCF2 ラジカ
ル密度が低下するのを防止した。
せることが可能であるが、赤外半導体レーザ吸収分光法
によりCF、CF2 、CF3 ラジカル密度をリアルタイ
ムで測定し、測定値に基づいてレーザ光の平均エネルギ
ー密度、パルス周期、走査速度や、固形フッ化樹脂材料
33・35の温度等を制御することによりCF2 ラジカ
ル密度を所望の密度に制御できる。
記約49.4J/cm2 にした状態で高周波アンテナ1
1に500Wの高周波電力を印加して処理容器3内にプ
ラズマを発生させると共に導入口19からArガスやH
eガスの希ガスを流量20sccmで導入し、かつ電極
15に−300Vのバイアス電圧を印加してプラズマ中
のCx Fy ラジカルにより被処理体47のシリコン酸化
膜をエッチング処理した際に、電子サイクロトロン共鳴
プラズマによりシリコン酸化膜に対するエッチング速度
が0.6μm/min.、又シリコンに対するシリコン
酸化膜のエッチング選択比が約30であることを確認し
た。
波電力800W、電極15に印加されるバイアス電圧−
300V、Arガスの流量20sccmと各種パラメー
タを最適化することによりシリコン酸化膜に対するエッ
チング速度を1μm/min.、又シリコンに対するシ
リコン酸化膜のエッチング選択比を40以上で、300
mmウエハ全面にわたって均一にエッチングされたこと
を確認した。
い、走査速度を遅くしてCx Fy (x,y >=2 )以上
の大きい分子が出る条件で、Arガスを流量20scc
mで添加し、高周波電力800W、バイアス電圧−30
0Vにした。この条件ではレーザ光によりCF2 ラジカ
ルを選択的に生成させるときより、プラズマを発生させ
ると発生するCF2 ラジカルの密度が約一桁が多くな
り、簡単にシリコンに対するシリコン酸化膜のエッチン
グ選択比を40以上にすることができた。
Fy ラジカル若しくはガス分子がプラズマにより分解さ
れ、これらの分子からCF2 ラジカルを効率よく発生さ
せることに起因している。このようにレーザ光の照射条
件とプラズマの電子温度、電子密度を適宜制御すること
により所望のCx Fy ラジカルを効率的に発生させるこ
とができた。
タイミングを示す説明図である。
グ処理装置1を使用し、レーザ照射装置45としてのパ
ルス発振YAGレーザ照射装置に同期して高周波アンテ
ナ11に印加される高周波電力をON−OFF変調して
実施例1と同様の被処理体47をエッチング処理した例
を示す。
するレーザ光の光照射周波数を10Hz、レーザ光の平
均エネルギー密度を49.4J/cm2 に設定すると共
に希ガスとしてArガスを使用した。又、レーザ照射装
置45の光照射1回当り約1分子層のCF2 ラジカルが
被処理体47上に吸着することをX線光電子分光法(X
PS)、エリプソメータ及び原子間力顕微鏡(AFM)
により確認した。このレーザ照射と高周波アンテナ11
に対して印加する高周波電力と被処理体47に印加する
バイアス電圧の印加タイミングを図3に示す。
電圧のDC成分を約20V、印加時間を2μsに設定
し、レーザ照射後の10μsに印加した。この場合、シ
リコン酸化膜が約1分子層分、エッチングされ、表面に
CF2 分子が残っていないことを確認した。反対に、レ
ーザ光照射後の10μs以内に高周波電力及び基板バイ
アス電圧を印加すると、表面にCF2 分子が残り、シリ
コン酸化膜が1分子層分、エッチングされていないこと
をX線光電子分光法(XPS)、エリプソメータ及び原
子間力顕微鏡(AFM)観察で確認した。
ついて記したが、シリコン、シリコン窒化物、金属、金
属酸化物、超伝導薄膜へのエッチングについても応用可
能であることは言うまでもない。
要不可欠である。
ジカルを生成する工程、溝へ導入する過程、(2) 溝部へ
エネルギーの制御されたイオンを照射し、ラジカルとイ
オンによる表面反応過程、(3) 反応生成物の脱離過程を
時間分解し、(1) 〜(3) の過程を繰り返すことによりエ
ッチング或いはCVDを行う。その際にエッチング処理
を効率的に行うには、プラズマをパルス化して発生させ
ることも有効であるが、Cx Fy ガスをパルス的に供給
しても有効である。
しては、ピエゾを使った高速バルブを使用するのが一般
的であるが、この方法ではCx Fy ガスの供給を数10
msecオーダでしかON−OFF制御できなかった。
置45をパルス化して固形フッ化樹脂材料33・35を
μsオーダで気化してCx Fy ガスをパルス的に供給す
ることができた。
決定される。その際、レーザ光を用いた照射技術におい
てはμsオーダでレーザ光を照射してCx Fy ガス分子
を供給可能であるが、Cx Fy ガスの分子速度は脱離過
程における排気速度によっても制御される。このため本
実施例3においては処理容器3内におけるCx Fy ガス
の滞留時間が1msとなるように排気速度を設定した。
酸化膜をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察した
ところ、エッチング孔径0.1μm、アスペクト比15
のパターンが垂直にエッチングされたことを確認した。
その際、シリコン板に対するシリコン酸化膜の選択比が
40であった。
ング孔径が0.1μmのパターンであってもマイクロロ
ーディング効果やエッチングストップなどの現象は全く
見られなかった。同様にエッチング処理されたシリコン
窒化膜のエッチング選択比を調べたところ、同条件で選
択比が25であり、良好にエッチングされた。これらの
結果は300mm大口径のウエハに対して均一に実現さ
れた。
発生させたが、例えばパルス幅2μsecで50μse
c間隔にON−OFF制御してプラズマをパルス的に発
生させることにより電子温度の低下によるシリコン酸化
膜へのチャージアップを低減し、更に高精度、低ダメー
ジでエッチング処理することができた。
スペクト比が15以上になると、従来のエッチング処理
方法ではCx Fy ラジカルの供給が追い付かず、エッチ
ング速度、選択性が低下したが、Cx Fy ラジカルをパ
ルス的に発生させて供給する方法にあっては、Cx Fy
ラジカルの温度を時間飛行型質量分析法で測定したとこ
ろ、1000K程度で普通のラジカルの3倍程度の並進
温度であった。このようなCx Fy ラジカルは超高速で
エッチング孔に飛び込むため、孔底までCx Fy ラジカ
ルが到達する確率を高めることができ、しかもCx Fy
ラジカルを電界で引っ張って衝撃させることによりエッ
チングするため、エッチング速度の低下を防止すること
ができる。
光の平均エネルギー密度を大きくすることによりCx F
y ラジカルの並進温度は3000K程度まで制御し、通
常のシリコン酸化膜より厚い2μm以上の酸化膜に対
し、孔径0.1μmのエッチングを行うことができた。
その際、アスペクト比20以上でも、エッチング速度を
1μm/min.にすることができたが、エッチング面
積は数cm角が限界であった。
一にエッチングすることを可能にするための装置に関す
るものである。尚、実施形態1のエッチング処理装置1
と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説
明を省略する。
セス処理装置を構成するエッチング処理装置200にお
ける処理容器3の上部には電動モータ201……の回転
軸に取付けられた複数(図4には6個)の固形フッ化樹
脂材料203……を配置し、夫々の電動モータ201…
…の駆動により各固形フッ化樹脂材料203……を所定
の回転数(例えば10rpm)で回転させる。一方、処
理容器3の下部にはSiO2 製或いはZnSe製の透過
窓205……を夫々の固形フッ化樹脂材料203……に
対応して設けると共に夫々の透過窓205……に対応す
る処理容器3外には反射鏡207……を、微小角度で往
復回動するように設ける。尚、図示する左側の反射鏡2
07以外の反射鏡207……は半透鏡からなる。
長線上にはレーザ照射装置209が配置され、該レーザ
照射装置209は夫々の反射鏡207……に向ってレー
ザ光を照射する。レーザ照射装置209としてはパルス
発振YAGレーザ照射装置或いはレーザ光を連続発振す
る炭酸ガスレーザ照射装置であってもよい。
たレーザ光は夫々の反射鏡207……により対応する夫
々の固形フッ化樹脂材料203……に照射される。この
とき、夫々の反射鏡207……が微小角度で往復回動さ
れると共に電動モータ201……により回転されるた
め、反射鏡207……から反射した夫々のレーザ光を対
応する各固形フッ化樹脂材料203の表面全体に対して
ほぼ均一に走査させる。
により300mm孔径のウエハをエッチング処理する際
にも並進温度が高いCx Fy ラジカルを大量に発生させ
ることができ、アスペクト比20以上でも、シリコン酸
化膜に、孔径0.1μm、エッチング速度1μm/mi
n.で均一にエッチングすることができる。
チングについて述べたが、シリコン、シリコン窒化物、
金属、金属酸化物、超伝導薄膜へのエッチングについて
も、同様にエッチングすることができた。
る。
グ処理装置1を使用し、高周波アンテナ11に対する高
周波電力を非印加とし、電極15上に載置された被処理
体47としてのシリコン基板上にフルオロカーボン薄膜
を成膜した例を示す。
電力を0W、バイアス電源電圧を0Vとし、他の条件は
実施例1と同一にした状態で固形フッ化樹脂材料33・
35にレーザ光を照射してCx Fy ラジカルを発生させ
て被処理体47上にフルオロカーボン薄膜を成膜した。
約200〜300℃に加熱すると、被処理体47上に成
膜されたフルオロカーボン薄膜が均一で、かつ緻密な構
造であることを確認した。又、フーリエ変換分光法(F
T−IR)により観測したところ、被処理体47に成膜
されたフルオロカーボン薄膜は固形フッ化樹脂材料33
・35と同種材質であることを確認した。
態においても、被処理体47にフルオロカーボン薄膜を
成膜することができたが、高周波アンテナ11に800
Wの高周波電力を印加してプラズマを発生し、処理容器
3内におけるCx Fy ラジカルの密度を高くすると共に
組成比を変化させることにより被処理体47に対して密
着性に優れ、誘電率2.3程度の低誘電率のフルオロカ
ーボン薄膜を成膜することができた。
をガス源に用い、プラズマを発生させて成膜した場合の
高周波電力による膜堆積速度の変化と参照用ガスとして
エッチングや低誘電体薄膜を作製するときによく用いら
れるC4 F8 ガスを用いたときの堆積速度変化を図5に
示す。このとき、C4 F8 ガスの圧力は固形フッ化樹脂
材料33・35をガス源として用いたときと同じ圧力に
なるように調整した。図5に示すように従来のフロンガ
スとほぼ同様な膜堆積速度で成膜することができ、従来
のフロンガスの代替えとして極めて有効である。
33・35に対するレーザ光の照射周期に同期して高周
波アンテナ11に印加される高周波電力を変調すること
により被処理体47に成膜されるフルオロカーボン薄膜
の膜厚を分子層単位で制御することができた。
を示すグラフである。
波電力とCx Fy ラジカル密度の関係を示すグラフであ
る。
を示すグラフである。
せるレーザ照射装置45としてレーザ光を連続照射する
炭酸ガスレーザ照射装置を使用した。他の構成について
は実施形態1と同様であり、以下の説明においては同一
の符号を使用して詳細な説明を省略する。
0Wに設定してレーザ光を固形フッ化樹脂材料33・3
5に照射してCx Fy ラジカルを発生させた。この場
合、図6に示すように固形フッ化樹脂材料33・35に
対するレーザ光の走査速度を高速化するとCF2 ラジカ
ルの割合が高く、反対に走査速度を低速化するとCF2
ラジカルが減少すると共に高次のCF3 ラジカルの生成
割合が高くなった。
0W、レーザ光の走査速度を10cm/sec、処理容
器3内に導入されるArガスの流量を20sccmで、
処理容器3内の圧力を3mTorrにした状態で高周波
アンテナ11に印加される高周波電力を0〜200Wの
範囲で可変すると、図7に示すように処理容器3内にお
けるCx Fy ガス中のCF2 ラジカル密度が2×1012
cm-3から4.3×1013cm-3、CF3 ラジカル密度
が1×1011cm-3以下から4×1012cm-3、CFラ
ジカル密度が1×1011cm-3以下から4×1011cm
-3へ増加した。
に対するレーザ光の照射により高次のCx Fy ラジカル
が発生するが、この状態でプラズマを発生させることに
より低次のCx Fy ラジカルが大量に発生することが判
明した。
バイアス電源13からパルス周波数400KHzで、直
流成分−300Vのバイアス電圧を印加すると共に高周
波アンテナ11に印加される高周波電力を0〜1KWの
範囲で可変すると、図8に示すように高周波電力800
Wにおいてシリコン酸化膜に対するエッチング速度が1
μm/min.、シリコンに対するシリコン酸化膜のエ
ッチング選択比が40になった。これらエッチング速
度、選択比は300mmウエハに対して均一に実現され
ていることを確認した。
ーザ照射装置を使用した場合であっても、上記した実施
例1と同様にエッチング処理、又実施例2と同様に成膜
処理することを確認した。
ッチング処理装置1と同様のプラズマ発生構造であり、
同一の部材については同一符号を付してその詳細な説明
を省略する。
側面には気化室105がバルブ107を介して接続さ
れ、該気化室105内には四フッ化樹脂或いは三フッ化
樹脂等の固形フッ化樹脂材料109が、電動モータ11
1に連結された回転軸113の取付板115に取付けら
れ、該電動モータ111の駆動に伴って所定の回転数で
回転される。
製の透過窓117が設けられ、レーザ照射装置119か
ら照射されて反射鏡121により反射したレーザ光は透
過窓117を透過して固形フッ化樹脂材料109に照射
される。該反射鏡121は固形フッ化樹脂材料109に
照射されるレーザ光が固形フッ化樹脂材料109の幅方
向のほぼ全体にわたるように微小角度で往復回動され
る。
1と同様にパルス発振YAGレーザ照射装置、炭酸ガス
レーザ照射装置等の何れであってもよい。
理装置101においては、以下の方法によりCx Fy ラ
ジカルを発生させて処理容器103内に導入して被処理
体47をプロセス処理する。
レーザ光は反射鏡121を反射した後に透過窓117を
透過して固形フッ化樹脂材料109に照射される。この
とき、反射鏡121が所定の微小角度で往復回動されて
いるため、固形フッ化樹脂材料109に対してレーザ光
を、その幅方向のほぼ全体に照射させる。又、固形フッ
化樹脂材料109が所定回転数で回転されているため、
幅方向のほぼ全体に対する照射に伴って固形フッ化樹脂
材料109の表面全体に対してレーザ光をほぼ均一に照
射させることができる。
J/cm2 以上になると、固形フッ化樹脂材料109が
気化して安定ガスと共にCx Fy ラジカルを発生させ
る。そして気化室105内の圧力が所要の圧力になる
と、バルブ107を開放してCxFy ラジカルを含んだ
Cx Fy ガスを処理容器103内に導入させる。このと
き、バルブ107を開度調整して気化室105から処理
容器103内に導入されるCx Fy ラジカルを調整すれ
ばよい。
は、実施例1、3、4と同様に被処理体47上にフルオ
ロカーボン薄膜を成膜したり、被処理体47のシリコン
酸化膜をエッチング処理することができた。
スを直接使用することなく、プロセス処理に不可欠なC
x Fy ラジカルを効率的に得ることができる。
化樹脂材料を使用してプロセス処理に不可欠なCx Fy
ラジカルを発生させることができる。
セス処理するクリーンルーム等を有効活用することがで
きる。
酸化膜に所要のパターンをエッチングするプロセス処理
装置としてのエッチング処理装置を示す説明図である。
度の関係を示すグラフである。
加タイミングを示す説明図である。
ある。
係を示すグラフである。
x Fy ラジカル密度の関係を示すグラフである。
フである。
処理容器、5 プラズマ発生手段を構成する放電室、
7 プラズマ発生手段を構成する出力調整装置、9 プ
ラズマ発生手段を構成する高周波電源、11 プラズマ
発生手段を構成する高周波アンテナ、33・35 固形
フッ化樹脂材料、45 レーザ照射装置
Claims (7)
- 【請求項1】フッ化炭素ラジカルにより被処理体に炭素
系薄膜を成膜したり、被処理体をエッチングするプロセ
ス処理において、処理容器内に配置された固形フッ化樹
脂材料にレーザ照射手段からレーザ光を照射して気化さ
せてCx Fy ラジカル(x =1 ,2 ,3 ……,y =0 ,
1 ,2 ,3 ……)を発生させるプロセス処理におけるフ
ッ化炭素ラジカル発生方法。 - 【請求項2】被処理体に炭素系薄膜を成膜したり、被処
理体をエッチングするプロセス処理容器と、該処理容器
内に設けられる固形フッ化樹脂材料と、処理容器内の固
形フッ化樹脂材料にレーザ光を照射するレーザ照射装置
とを備え、固形フッ化樹脂材料に対するレーザ光の照射
により気化してCx Fy ラジカル(x =1 ,2 ,3 …
…,y =0 ,1 ,2 ,3 ……)を生成して被処理体をプ
ロセス処理するプロセス処理におけるフッ化炭素ラジカ
ル発生装置。 - 【請求項3】請求項1又は2において、プラズマ発生手
段により処理容器内にプラズマを発生させるプロセス処
理におけるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装置。 - 【請求項4】請求項1又は2において、固形フッ化樹脂
材料は所要の回転数で回転可能に設けると共にレーザ照
射装置は固形フッ化樹脂材料に対してレーザ光を幅方向
のほぼ全体に往復走査可能としたプロセス処理における
フッ化炭素ラジカル発生方法及び装置。 - 【請求項5】請求項1又は2において、固形フッ化樹脂
材料は四フッ化樹脂或いは三フッ化樹脂の何れかからな
るプロセス処理におけるフッ化炭素ラジカル発生方法及
び装置。 - 【請求項6】請求項3において、プラズマ発生手段は高
周波電源及び高周波アンテナからなるプロセス処理にお
けるフッ化炭素ラジカル発生方法及び装置。 - 【請求項7】請求項6において、レーザ照射装置はパル
スレーザ発振装置からなると共に該レーザ発振装置のパ
ルスに同期して高周波アンテナに印加される高周波電力
を変調制御するプロセス処理におけるフッ化炭素ラジカ
ル発生方法及び装置。
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---|---|---|---|---|
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JP2009070586A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Imagineering Kk | プラズマ生成方法、プラズマ生成装置、プラズマ生成装置用キャビティー及び計測装置 |
JP2019102483A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法およびエッチング装置 |
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