(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室内に設けられ高周波電源から高周波バイアスが印加されるエッチング電極上の誘電体製の保持台に基板を載せ、該真空処理室内でμ波或いは高周波によるプラズマを発生させると共に該エッチング電極を高周波バイアスして該基板をエッチングする装置のエッチング電極に於いて、エッチングのために生起されるプラズマが侵入しない程度の高さを有する少なくとも３個の突起を該保持台表面に設け、基板と保持台との間に発生する電位差による静電吸着力の影響を受けない程度の高さに形成された上記突起上に該基板が支持されることを特徴とするエッチング電極。
【請求項２】
上記突起は０．１〜１ｍｍの高さであることを特徴とする請求項１に記載のエッチング電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体デバイス等の基板上の物質をプラズマを利用してエッチングするために使用されるエッチング電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エッチング装置としては、陰極容量結合型（一般にＲＩＥと呼ばれている）、有磁場ＲＩＥ型、高周波コイルによる誘導結合型、μ波放電型、有磁場μ波放電型（ＥＣＲも含む）、ヘリコン波型、等が知られている（堀池靖浩、進藤春雄：“エッチング用プラズマ源を根本から見直す試みが活発に”、日経マイクロデバイス、1991年10月号、89頁参照）。いずれの装置も、基板を載置したエッチング電極に高周波バイアスを印加し、ブロッキングコンデンサーを用いて該基板に負の自己バイアスを発生させ、これによる電圧をプラズマ中で発生したイオンに加速電圧として与えることによりイオンを基板に衝突させ、該基板をエッチングするようになっている。エッチング電極に印加される高周波バイアスが比較的低い周波数であるときは、イオンが周波数に追従して移動できるので、高周波電圧だけでイオンに加速電圧を与えることができ、ブロッキングコンデンサーを必ずしも必要としない。
【０００３】
図１に示した装置は、有磁場ＲＩＥ型のエッチング装置であり、真空処理室ａ内に設けたエッチング電極ｂ上の石英、アルミナ等の誘電体製の保持台ｃにエッチング処理すべき基板ｄを載せ、該エッチング電極ｂに対向させてガス導入孔から導入したプロセスガスを均一に噴出させるための多孔ｅを形成した対向電極ｆを設け、高周波電源ｇを該電極ｂに接続して高周波プラズマを発生させる構成を有する。同図のｈは該真空処理室ａの外部で回転してプラズマを対向電極ｆの前面に拘束してマグネトロンエッチングを行うための永久磁石、ｊは真空排気口である。
【０００４】
また、図２に示した装置は、高周波誘導結合型のエッチング装置であり、図１のものと、エッチング電極の高周波電源ｇ以外の高周波電源ｍに接続したプラズマ発生用の高周波電場を誘電体隔壁ｉを通して導入するための高周波アンテナｋが該真空処理室ａの外周に設けられた点が相違する。尚、基板ｄは図示してない自動搬送アーム等の搬送手段により該真空処理室ａ内へ搬出入される。これらの装置の保持台ｃの詳細は、図３に示す如くであり、基板ｄを載せる面は平坦に形成されている。該高周波アンテナｋの高周波の周波数は任意であり、プラズマ発生源としてはμ波でも良い。また、エッチング電極ｂに印加される高周波の周波数も13.56MHzに限定されるものではなく、より高い周波数、例えば27.12MHzでもよく、また数百kHZ の周波数でもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１、２に示した装置は、その真空処理室ａ内を適当な真空圧に排気すると共に、プロセスガスを導入して高周波電源ｇ，ｍからエッチング電極ｂや高周波アンテナｋへ通電すると、該対向電極ｆの前方にプラズマが発生する。該プロセスガスの分解により発生したイオンが自己バイアスで負電圧となった該エッチング電極ｂ上の基板ｄに突入し、該基板ｄがエッチング処理される。該ガスをArガスとすれば基板ｄはエッチクリーニングされ、CF4 ガスを使用すれば SiO2 基板をエッチングすることができる。
【０００６】
かかる構成の従来装置でエッチング処理を行うと、基板ｄと誘電体の保持台ｃの間に発生した静電力により放電終了後も静電吸着力が働き、基板ｄが保持台ｃに吸着された状態となって基板ｄを該保持台ｃ上から取り外して搬送できない事態が生じる不都合があった。このような事態が発生する原因は、プラズマからの荷電粒子流入及び二次電子発生率の違いにより基板ｄと保持台ｃが異なった電位を持ち、しかもこの電位差が大きく、基板ｄと保持台ｃの間に強い静電吸着力が働き、プラズマが消えても基板ｄが保持台ｃに強く吸着されたままになるためである。この吸着状態の基板ｄの搬送を試みたところ、基板ｄはこれの吸着力に対向する力が加えられたことにより損傷し、その搬送は困難であった。
【０００７】
従来のエッチング装置では、基板ｄに印加するRFバイアス電力が低く、基板部におけるチャージアップ現象が起らなかったので、上記事態は発生しなかったが、近時、デバイスの高密度化に伴い高いエッチング速度が要求され、高い基板バイアス電力を印加するようになったため問題として浮上するに至ったのである。
【０００８】
基板とその保持部との間に電位差を発生させない方法として、基板と保持部を同質の材料として比抵抗を等しくするか、エッチング終了後にプラズマ発生用の電源を稼働状態にしたままバイアス電源を切って暫く放置することが考えられるが、前者の方法では基板に金属汚染や不純物汚染を生じるので好ましくなく、また後者の方法ではスループットの点で好ましくなく、いずれの方法もエッチング装置としては採用し難い。
【０００９】
本発明は、基板の汚染のおそれがなく、スループットを落とさない静電吸着力の影響を回避できるエッチング電極を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、真空処理室内に設けられ高周波電源から高周波バイアスが印加されるエッチング電極上の誘電体製の保持台に基板を載せ、該真空処理室内でμ波或いは高周波によるプラズマを発生させると共に該エッチング電極を高周波バイアスして該基板をエッチングする装置のエッチング電極に於いて、エッチングのために生起されるプラズマが侵入しない程度の高さを有する少なくとも３個の突起を該保持台表面に設け、基板と保持台との間に発生する電位差による静電吸着力の影響を受けない程度の高さに形成された上記突起上に該基板が支持されることにより、上記の目的を達成するようにした。
【００１１】
【作用】
真空処理室内をプロセスガスを導入して適当な真空圧に調整し、基板を保持台に載せ、エッチング電極を高周波バイアスしながら高周波プラズマを発生させると、プラズマ中のイオンが基板に突入して高いエッチング速度で基板のエッチング処理が行われる。この際、基板と保持台との間にその電位差により静電力が発生するが、エッチングのために生起されるプラズマが侵入しない程度の高さを有する少なくとも３個の突起が保持台表面に設けられ、かつ基板と保持台との間に静電吸着力が発生しない程度のわずかな高さに形成された上記突起上に基板が載せられているために、基板は保持台との静電吸着力の影響の圏外となり、不純物汚染やスループットを落とすことなく該保持台から取り去ることができる。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例を図４に基づき説明すると、符号１はエッチング電極を示し、これには図示してない高周波電源により高周波バイアスが印加される。該エッチング電極１上には、窪み２を設けた石英、アルミナ等の誘電体製の保持台３を設け、その窪み２に処理すべき基板４が載せられる。該保持台３の表面３ａの少なくとも３箇所には、エッチングのために生起されるプラズマが侵入しない程度の高さ位置に該基板４を支持する突起５を設けるようにした。各突起５の表面３ａからの高さを０．１〜１mmとすれば、これに載せた基板４との間にプラズマが侵入することがないので、基板４にも十分な自己バイアス電圧が発生してエッチングすることができる。しかも、基板４が保持台３の間に発生する電位差による静電吸着力の影響を受けることがなくなり、基板４を該保持台３からわずかな力で取り外せ、該表面３ａの３箇所に例えば３角形をなすように分散させて該突起５を形成することで基板４を安定に保持できる。尚、突起５の形状は、球形、円筒形、尖鋭形等任意である。
【００１３】
この保持台３を有するエッチング電極１は、例えば図５に示した誘導結合方式のエッチング装置に設けて従来と同様のエッチング処理を基板４に施すことができるもので、同図に於いて符号６は真空排気口７を備えた真空処理室を示し、該真空処理室６の下方に該エッチング電極１を設け、その上方にプロセスガスの導入口８につながる多孔を有する対向電極９を設けた。１０はプラズマ発生用の高周波アンテナ１１への高周波電源、１２はエッチング電極１を高周波バイアスする高周波電源である。
【００１４】
該真空処理室６内にArガスのプロセスガスを導入し、５０mPa から１０００mPa までの圧力領域で各高周波電源１０，１２から13.56MHzの高周波を印加してスパッタエッチングを行ったところ、チャージアップによる基板の吸着現象は発生しなかった。また、１０００枚の信頼性試験を通して基板４にエッチングを行っても一度もチャージアップによる吸着現象は発生せず、基板の搬送トラブルは発生しなかった。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、高周波バイアスして基板に高周波プラズマエッチングするエッチング電極上の誘電体製の基板保持台の表面に、エッチングのために生起されるプラズマが侵入しない程度の高さを有する少なくとも３個の突起を設け、かつ、基板と保持台との間に発生する電位差による静電吸着力の影響を受けない程度の高さに上記突起を形成して基板を突起上に支持させたので、基板が汚染されず、基板が静電吸着力の影響の圏外に位置するため、損傷することなく基板を保持台から取り外すことができ、スループットが低下することもないので生産性も良好になる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の有磁場ＲＩＥ形式のエッチング装置の截断側面図
【図２】従来の高周波誘導結合方式のエッチング装置の截断側面図
【図３】従来の保持台を備えたエッチング電極部分の拡大断面図
【図４】本発明の実施例の截断側面図
【図５】本発明のエッチング電極の使用状態の截断側面図
【符号の説明】
１  エッチング電極、  ３  保持台、  ４  基板、  ５  突起、  ６  真空処理室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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