(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英円筒体で構成される壁を備えた真空チャンバと、該真空チャンバの外側に配置した磁場発生手段と、該真空チャンバ内に放電プラズマを発生するための１重を含む多重の高周波コイルから成るエッチング装置において、
該真空チャンバの内側に基板を載置する基板電極と、該基板電極に相対して設けられた導電性材料から成る対向電極と、石英円筒体側壁の内部にアルミナ円筒体を設けたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記対向電極が、プロセスガスの通路及びシャワー板を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記磁場発生手段が、同軸上に配列した三つの磁場発生コイルから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記高周波コイルが前記磁場発生コイルの内側に配列されていることを特徴とする請求項１〜あのいずれか一項に記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマを利用して、半導体上或いは電子部品、その他の基板上の物質をエッチングするエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術の構成
従来のエッチング装置としては、主に磁石を用いたマグネトロン型、電子サイクロトン共鳴を用いたECR放電型、ヘリコン波を用いたヘリコン型のものが用い られてきた。
また、本発明者等は先にNLD型（磁気中性線放電型）エッチング装置を提案し てきた（特願平６−52420号参照）。
【０００３】
先に提案したNLD型エッチング装置の一例を添附図面の図２に示す。このエッ チング装置は、プロセス室Ａ内でプラズマを用いたエッチング現象を利用して基板をエッチングするエッチング装置であって、プロセス室Ａの外側には、プロセス室Ａ内に磁気中性線Ｂを形成する磁気発生手段としての同軸上に配列した三つの磁場発生コイルＣが設けられている。中間の磁場発生コイルとプロセス室Ａの円筒状側壁との間には、プロセス室Ａ内に形成された磁気中性線Ｂに沿って電場を形成してこの磁気中性線Ｂに放電プラズマを発生させる電場発生手段としてのプラズマ形成用高周波電力導入アンテナＤが設けられ、13.56MHzの高周波電源に接続されている。このアンテナＤは１重あるいは多重の高周波コイルとして構成され得る。
またプロセス室Ａ内には基板電極Ｅが設けられ、この基板電極Ｅは13.56MHzのバイアス用高周波電源Ｆに接続されている。基板電極Ｅ上には処理すべき基板  Ｇが装着される。一方、プロセス室Ａの円筒状側壁の上端には対向電極Ｈが基板電極Ｅに相対して設けられ、この対向電極Ｈは図示したようにプロセスガスの通路Ｉ及びシャワー板Ｊを備えている。
【０００４】
従来技術の作用及び動作
磁場発生コイルＣによりプロセス室Ａ内に磁気中性線Ｂを形成し、磁気中性線Ｂの近くに配置された高周波コイルＤに高周波電源より高周波を印加し、磁気中性線Ｂに沿って電場を形成してこの磁気中性線Ｂに放電プラズマを発生させて、基板電極Ｅ上の基板Ｇをエッチングする。プロセスガスは、対向電極Ｈに取付けられたシャワー板Ｊを介してプロセス室Ａ内部に導入され、排気口から排気される。
同軸上に配列した三つの磁場発生コイルにおいて、隣接したコイルに互いに逆向きの電流を流すことによって中間のコイルの付近に、各々のコイルによって発生した磁場が互いに打ち消しあってできる磁場ゼロの位置のつながりである環状磁気中性線Ｂが形成される。この磁気中性線Ｂは三つの磁場発生コイルＣに流す電流を調整することにより、径が大きくも小さくもなり、また、上にも下にも形成でき得る。
基板電極Ｅはこの磁気中性線Ｂで形成される面より離れて設置され、高均一高密度のプラズマにより、基板Ｇを均一性良く高速エッチングすることができる。基板電極Ｅには高周波電源ＦによりRFバイアスが印加される。
また磁場発生手段の空間的構成を、または磁場発生手段を成すコイルに流す電流を変えることにより基板電極に対して磁気中性線即ち磁場ゼロの位置または形状を、任意に変えることができ、それにより高密度プラズマによる高均一・高速エッチングができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
大面積高均一高速エッチングを達成させるためには基板上で均一な高密度プラズマを形成する必要がある。しかもマイクロローディング効果を極力抑制するためにはこのような高密度・高均一プラズマを0.1Pa以下の低圧力で達成する必要 がある。
先に提案したNLD型エッチング装置では、低圧における大口径高均一プラズマ は形成できるが、CF4などフッ素系のガスを導入して発生したプラズマではCFnイオン及びラジカルが壁面材質である石英のエッチングに消費され、基板をエッチングするイオン及びラジカルが減少するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、これら従来の装置のもつ問題点を解決して、上記のような壁面材質である石英によるエッチャントの消費を抑え大口径基板上で高均一かつ高速エッチングが可能なエッチング装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、石英円筒体で構成される壁を備えた真空チャンバと、該真空チャンバの外側に配置した磁場発生手段と、該真空チャンバ内に放電プラズマを発生するための１重を含む多重の高周波コイルから成るエッチング装置において、
該真空チャンバの内側に基板を載置する基板電極と、該基板電極に相対して設けられた導電性材料から成る対向電極と、石英円筒体側壁の内部にアルミナ円筒体を設けたことを特徴としている。
対向電極は、プロセスガスの通路及びシャワー板を備え得る。
また、磁場発生手段は、同軸上に配列した三つの磁場発生コイルから成り得る。
さらに、高周波コイルは前記磁場発生コイルの内側に配列され得る。
【０００８】
【作用】
このように構成された本発明のエッチング装置においては、NLDプラズマ中で 発生した高密度の反応性物質であるCFnイオン及びラジカルが反応性の低い材質 であるアルミナ円筒体によって消費されないため、高密度のまま基板位置まで到達し、基板を有効にエッチングし、均一・高速エッチングができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図１に示す実施例に基いて本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
図１は本発明によるエッチング装置の一実施例を示す。１は真空チャンバで、石英から成る円筒状側壁２を備え、その外側には磁場発生手段を構成している三つのコイル３、４、５が実質的に同じ円周上に軸線に沿って設けられている。図示したように上下の二つのコイル３、５には同じ向きの同一定電流を流し、中間のコイル４には逆向きの電流を流すようにされている。それにより、中間のコイル４と同じ高さで円筒状側壁２の内側に連続した磁場ゼロの位置ができ、円輪状の磁気中性線６が形成される。この円輪状の磁気中性線６の大きさは、上下の二つのコイル３、５に流す電流と中間のコイル４に流す電流との比を変えることにより適宜設定することができ、また円輪状の磁気中性線６の上下方向の位置はコイル３とコイル５とに流す電流の比によって決まる。例えば上方のコイル３に流す電流を下方のコイル５に流す電流より大きくすると、磁気中性線６のできる位置はコイル５側へ下がり、逆にすると、磁気中性線６のできる位置はコイル３側へ上がる。また、中間のコイル４に流す電流を増していくと、磁気中性線６の円輪の径は小さくなると同時に磁場ゼロの位置での磁場の勾配も緩やかになってゆく。
中間のコイル４と円筒状側壁２との間には、電場発生手段を成す高周波電場発生用アンテナ７が設けられ、13.56MHzの高周波電源（図示してない）に接続される。このアンテナ７は１重あるいは多重の高周波コイルとして構成され得る。
また真空チャンバ１内には絶縁体８を介して基板電極９が設けられ、この基板電極９は13.56MHzの高周波電源10に接続されている。基板電極９上には絶縁体から成る静電チャック11により処理すべき基板12が装着される。
【００１０】
本発明によれば、真空チャンバ１の石英円筒状側壁２の内部にアルミナ円筒体13が設けられる。このアルミナ円筒体13は、高密度を発生するNLD付近のイオン ・ラジカルの減少を抑える働きをし、これによりエッチャントの基板12への有効な輸送が可能となる。
【００１１】
また、真空チャンバ１の円筒状側壁２の上端には導電性材料から成る対向電極14が基板電極９に相対して設けられ、この対向電極14は図示したようにプロセスガスの通路15及びシャワー板16を備え、接地電位に保たれるか、或いはフローティング電位に保たれ得る。そして対向電極14の内面、特にプラズマに晒される部分すなわちシャワー板16はエッチングに悪影響を与えないSiO2 、Si、Ｃ、SiC等の物質で構成されるかあるいは覆われている。これにより酸化膜をエッチングする場合にその選択比を向上させることができるようになる。また真空チャンバ  １は排気口1aから図示してない真空排気系により真空排気される。
図示したようにアンテナ７と基板電極９に同一周波数の電源が用いられる場合には二つの電源間の位相を調整する位相制御回路が一般に必要になる。
【００１２】
図１に示されている装置を用いて、酸化膜付Si基板を用い、RFバイアス用として13.56MHzの高周波電源を用いた時、八フッ化プロパンガスの圧力が0.67Paで、RFバイアスパワーが500W、RFアンテナパワーが1500Wの条件下で、アルミナ円筒 体13の有る場合（本発明）とない場合（従来技術）とでエッチング速度を比較した。その結果アルミナ円筒体がない場合のエッチング速度は800nm/minであった が、アルミナ円筒体の有る場合には１μm/min以上の高いエッチング速度が得られた。
【００１３】
ところで、基板電極にRFバイアスを印加する高周波電源として図示実施例においては、高周波電場導入のためのアンテナ７に対して13.56MHzの周波数が用いられているが、この周波数に限定されるものではなく、任意の適当な周波数の高周波を用いることができる。また、基板電極９に印加される高周波も同様に13.56MHzに限定されるものではない。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、円筒形の石英で構成される真空チャンバ壁の内側に、プラズマ中で発生した高密度の反応性物質であるイオン及びラジカルの反応を防ぐアルミナ円筒体を設けているので、有効に基板上まで反応活性種であるエッチャントを輸送でき、高速のエッチングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるエッチング装置の実施例の概略線図。
【図２】  従来提案したNLD型エッチング装置の概略線図。
【符号の説明】
１：真空チャンバ
２：円筒状側壁
３、４、５：磁場発生手段を成すコイル
６：円輪状の磁気中性線に作られるプラズマ環
７：電場発生手段を成す高周波電場発生用アンテナ
８：絶縁体
９：基板電極
10：高周波電源
11：静電チャック
12：処理すべき基板
13：アルミナ円筒体
14：対向電極
15：プロセスガスの通路
16：シャワー板
【図１】
0003668535.tif 000002
【図２】
0003668535.tif 000003