(57)【要約】【課題】  プラズマ中の電流、電圧の変化に弱いデバイスの加工が可能な、プラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチ及びこの分岐スイッチを備えたエッチング装置の提供。【解決手段】  主放電発生電力回路により高周波電力を分岐して副電極等に主放電電力の一部を導入する構造を持つプラズマ発生装置であって、分岐デバイスとして可変コンデンサーを用いると共に、この可変コンデンサーの容量に関して、パルスモータ又はサーボモータにより、最小容量値と設定容量値とを、又は低い設定容量値と高い設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構として容量値制御装置を設ける。【選択図】  図３
2006100485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力を導入してプラズマを発生する際に、主放電発生電力回路より高周波電力を分岐して対抗電極又は放電チャンバー内に設けられた副電極に主放電電力の一部を導入する構造を持つプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチであって、分岐デバイスとして可変コンデンサーを用いると共に、この可変コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの最小容量値と設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とするプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチ。
【請求項２】
高周波電力を導入してプラズマを発生する際に、主放電発生電力回路より高周波電力を分岐して対抗電極又は放電チャンバー内に設けられた副電極に主放電電力の一部を導入する構造を持つプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチであって、分岐デバイスとして可変コンデンサーを用いると共に、この可変コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの低い設定容量値と高い設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とするプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチ。
【請求項３】
真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設け、この基板電極に対向させて該プラズマ発生部内に対向電極を設けてなるエッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐デバイスとして可変コンデンサーを設けると共に、該コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの最小容量値と設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項４】
真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設け、この基板電極に対向させて該プラズマ発生部内に対向電極を設けてなるエッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐デバイスとして可変コンデンサーを設けると共に、該コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの低い設定容量値と高い設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項５】
前記アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていることを特徴とする請求項３または４記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電力用分岐スイッチ及びエッチング装置に関し、特に、半導体や電子部品等の製造工程に用いられるプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチ及びこの分岐スイッチを備えたエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一つの高周波電源を用いて、複数のワークに時間的に間歇して高周波電力を同時にあるいは交互に供給しようとするとき、機械的スイッチが使用されていた。この場合、供給電力が比較的低電力であれば何の問題もないが、１００Ｗ前後以上と高くなるとスイッチ部にかかる電力が大きくなるので、長時間の使用に対する信頼性が劣ることとなる。また、スイッチング動作の時、一旦断絶状態になるために過度の電流が流れることになったり、また、発生したプラズマが消えるために、再導通時に高いプラズマインピーダンスに高周波電力を印加しなければならず、高電圧が発生することになる。このような状態が生じるため、プラズマ中の電流、電圧の変化に弱いデバイスの加工には、機械的スイッチを使用することができないという問題がある。このような機械的スイッチを用いた誘導結合放電プラズマ装置の例を図１に示す。
【０００３】
図１に示すエッチング装置は、真空チャンバー１を有し、その上部は誘電体円筒状壁により形成されたプラズマ発生部２であり、下部は基板電極部３である。プラズマ発生部２の壁（誘電体側壁）の外側に設けられた三つの磁場コイル４、５及び６によって、プラズマ発生部２内に環状磁気中性線７が形成される。中間の磁場コイル５と誘電体側壁の外側との間にはプラズマ発生用高周波アンテナコイル８が配置され、この高周波アンテナコイル８は、高周波電源９に接続され、三つの磁場コイル４、５、６によって形成された磁気中性線７に沿って交番電場を加えてこの磁気中性線に放電プラズマを発生するように構成されている。
【０００４】
磁気中性線７の作る面と平行して下部の基板電極部３内には基板電極１０が絶縁体部材１１を介して設けられている。この基板電極１０は、ブロッキングコンデンサー１２を介して高周波バイアス電力を印加する高周波電源１３に接続され、ブロッキングコンデンサー１２によって電位的に浮遊電極になっており、負のバイアス電位となる。また、プラズマ発生部２の天板１４は誘電体側壁の上部フランジに密封固着され、対向電極を形成している。プラズマ発生部２には、真空チャンバー１内ヘエツチングガスを導入するガス導入口１５が設けられ、このガス導入口１５は、図示していないが、ガス供給路及びエッチングガスの流量を制御するガス流量制御装置を介してエッチングガス供給源に接続されている。基板電極部３には排気口１６が設けられている。
【０００５】
また、固定コンデンサを用いて高周波電力を分岐する方法も報告されている(例えば、特許文献１参照)。この場合、固定コンデンサーを用いているので、複数のワークへ電力を分岐印加することはできても、スイッチング動作はできないという問題がある。このような固定コンデンサを用いた磁気中性線放電エッチング装置である誘導結合放電プラズマ装置の概略構成例を図２に示す。図中、図１の従来例と同一要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０００６】
図２に示すエッチング装置は、２周波放電方式である。このエッチング装置では、基板電極１０と対向する位置に設けた接地電極を誘電体により電位的に浮遊状態とした対向電極として構成し、この対向電極（天板１４）に対して弱い高周波バイアス電力が印加できるように構成されている。プラズマ発生用高周波電源９から誘導放電を発生させる高周波アンテナコイル８へ至る給電路の途中の任意の位置に分岐路を設け、この分岐路に設けた固定コンデンサーを介して誘導放電用高周波電力の一部を対向電極に分岐印加し、対向電極に自己バイアスを発生させるように構成されている。この対向電極としての天板は浮遊電極として機能する。
【０００７】
この図２に示すエッチング装置の場合、固定コンデンサーを通して、対抗電極としての天板に高周波電力の一部を分岐印加することにより、天板に自己バイアス電圧を発生させる。この自己バイアス電圧は、主放電電力と分岐コンデンサーの値により制御している。
【０００８】
さらに、分岐用コンデンサーとして、可変コンデンサーを用いるエッチング装置も知られている(例えば、特許文献２参照)。この場合、可変コンデンサーを用いると共に、天板に発生する自己バイアス電圧をモニターして設定電圧値と比較し、自己バイアス電圧が設定電圧値になるように駆動装置により可変コンデンサーの容量を可変、設定する機構が設けられている。
【特許文献１】特開２００２−３４３７７５号公報(図１)
【特許文献２】特開２００３−１０９９４７号公報(図３)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、一つの高周波電源を用いて、複数のワークに時間的に間歇して高周波電力を同時にあるいは交互に供給する供給電力が１００Ｗ前後以上と高くなっても、長時間の使用に対する信頼性が劣ることがなく、また、スイッチング動作の時、過度の電流が流れることもなく、高電圧を発生することもなく、プラズマ中の電流、電圧の変化に弱いデバイスの加工が可能な、プラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチを提供すること、及びこの分岐スイッチを備えたエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、分岐コンデンサーを通して、恒久的に第２のワークに主高周波電力の一部を分岐印加するか、或いは第２のワークに主高周波電力の一部を分岐印加する電力を制御して第２のワークに発生する自己バイアス電圧を制御するという従来の提案の問題点を考慮し、本発明を完成するに至った。本発明は、従来におけるような時間的要素を本質とせずに、第２のワークに発生する自己バイアスの制御を本質とするものとは異なり、間歇的に第２のワークに分岐印加する電力量の制御を本質とし、分岐するかしないかの時間(０．１〜１０秒)とその時の分岐に必要な容量が発明の骨格をなすものである。
【００１１】
本発明のプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチは、高周波電力を導入してプラズマを発生する際に、主放電発生電力回路より高周波電力を分岐して対抗電極又は放電チャンバー内(真空チャンバー内、特にプラズマ発生部)に設けられた副電極に主放電電力の一部を導入する構造を持つプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチであって、分岐デバイスとして可変コンデンサーを用いると共に、この可変コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの最小容量値と設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチはまた、高周波電力を導入してプラズマを発生する際に、主放電発生電力回路より高周波電力を分岐して対抗電極又は放電チャンバー内(真空チャンバー内、特にプラズマ発生部)に設けられた副電極に主放電電力の一部を導入する構造を持つプラズマ発生装置のための高周波電力用分岐スイッチであって、分岐デバイスとして可変コンデンサーを用いると共に、この可変コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの低い設定容量値と高い設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のエッチング装置は、真空チャンバー内の上部にプラズマ発生部、下部に基板電極部を設け、誘電体で構成されたプラズマ発生部側壁の外側に高周波電源に接続されたプラズマ発生用高周波アンテナコイルを設け、該基板電極部には別の高周波電源に接続されて高周波バイアス電力が印加される基板電極を設け、この基板電極に対向させて該プラズマ発生部内に対向電極を設けてなるエッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐デバイスとして可変コンデンサーを設けると共に、該コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの最小容量値と設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明のエッチング装置はまた、上記エッチング装置において、該対向電極は該プラズマ発生部側壁の上部フランジに絶縁体を介して密封固着され、電位的に浮遊状態として構成された浮遊電極であり、該アンテナコイルとその高周波電源との間の給電路の途中に分岐デバイスとして可変コンデンサーを設けると共に、該コンデンサーに対して、パルスモータ又はサーボモータにより、該コンデンサーの低い設定容量値と高い設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構を設けたことを特徴とする。
【００１５】
前記エッチング装置において、アンテナコイルの外側に磁場コイルを設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部内に形成された環状磁気中性線に沿って交番電場が印加され、該磁気中性線に放電プラズマを発生せしめるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の高周波電力用分岐スイッチを用いれば、可変コンデンサーの容量変化のみにて分岐先の印加電力を可変できるという効果を奏する。また、スイッチ部及び分岐先のワークにおける印加電圧、電流の変化は少なく、また、容量変化の速度を可変することにより過度電流、電圧の変化を緩やかにすることができるという効果を奏する。
【００１７】
本発明のエッチング装置によれば、上記したような機能を有する高周波電力用分岐スイッチを設けて、高周波電力の急激な変化を避けて、主放電回路より副放電回路への電力分配を行うので、例えば、上部電極内面に載置した物質を間歇的にスパッタエッチする場合に使用できるという効果を奏する。また、対向電極表面への膜の付着が抑えられ、ダスト発生を抑制できるだけでなく、天板すなわち対向電極内面に付着し重合した膜をスパッタすることにより、エッチャントを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の高周波電力用分岐スイッチは、誘導結合放電プラズマエッチング装置に対して適用されるものであるが、説明の都合上、図３に概略の構成を模式的に示す磁気中性線放電エッチング装置を例にとり、本発明の実施の形態を説明する。図中、図１及び２の従来例と同一の要素には同一符号を付す。
【００１９】
図３に示すように、このエッチング装置は、誘導結合放電用アンテナコイルに接続された高周波電源の給電路を分岐し、可変コンデンサを介して、電位的に浮遊状態にある天板（対向電極）に高周波電力の一部を供給できるように構成した２周波型放電方式の装置である。このエッチング装置は、真空チャンバー１を有し、その上部は誘電体円筒状壁により形成されたプラズマ発生部２であり、下部は基板電極部３である。プラズマ発生部２の壁(誘電体側壁)の外側に設けられた三つの磁場コイル４、５及び６を設け、この磁場コイルによってプラズマ発生部２内に環状磁気中性線が形成されるようになっている。中間の磁場コイル５と誘電体側壁の外側との間にはプラズマ発生用高周波アンテナコイル８が配置され、この高周波アンテナコイル８は、高周波電源９に接続され、三つの磁場コイル４、５、６によって形成された磁気中性線に沿って交番電場を加えてこの磁気中性線に放電プラズマを発生するように構成されている。図３では、対抗電極である天板を示したが、主放電発生電力回路より放電チャンバー内(真空チャンバー内、特にプラズマ発生部)に設けられた副電極に主放電電力の一部を導入する構造を持つプラズマ発生装置であってもよい。この副電極はエッチング均一性或いは形状均一性の改善を行い得るものである。
【００２０】
磁気中性線の作る面と平行して下部の基板電極部３内には基板電極１０が絶縁体部材１１を介して設けられ、この基板電極１０は、ブロッキングコンデンサー１２を介して高周波バイアス電力を印加する高周波電源１３に接続され、電位的に浮遊電極になっており、負のバイアス電位となる。
【００２１】
この基板電極１０と対向する位置に設けた接地電極を、誘電体により電位的に浮遊状態とした対向電極である天板１４として構成する。天板１４は、絶縁体を介して誘電体側壁の上部フランジに密封固着されている。この天板１４は、内壁材料として炭素材や珪素材、又はそれらの化合物や混合物を用いて構成されるか、ＰＴＦＥ(poly tetrafluoro ethylene：テフロン（登録商標）)等の樹脂を用いて構成されていても良い。
【００２２】
また、プラズマ発生用高周波電源９と誘導放電を発生させる高周波アンテナコイル８との間の給電路の途中の任意の位置に分岐路を設け、誘導放電用高周波電力を分岐し、可変コンデンサー１７を介して対向電極である天板１４に高周波電力の一部を印加し、対向電極に自己バイアスを発生するように構成されている。
【００２３】
この可変コンデンサー１７には、その容量に対して、パルスモータ又はサーボモータにより、コンデンサーの最小容量値と設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構や、コンデンサーの低い設定容量値と高い設定容量値とを可及的に短時間で切り替える機構である容量値制御装置が設けられている。この容量値制御装置により、位置検出信号を検出して、制御信号を可変コンデンサーに送り、上記したように容量値を切り替えることができるようになっている。
【００２４】
この最小容量値は、可変コンデンサーの最大値の１〜２％であり、最大値５００ｐＦの可変コンデンサーを用いた時には、５〜１０ｐＦであり、１０００ｐＦの可変コンデンサーを用いた時には、１０〜２０ｐＦとなっている。
【００２５】
低い設定容量値は、上部天板或いは副電極表面への付着物の量で決められる。付着物が多い場合、２ｋＷ印加しているアンテナから分岐して天板ないしは副電極へＲＦを分岐印加する可変コンデンサー容量の最小値は５０ｐＦ付近が適している。この容量で分岐印加した場合、天板ないしは副電極表面に形成される負の自己バイアスは約１００〜１５０Ｖで、若干のスパッタは伴うものの、弱いイオン衝撃によって表面付着物質を堅く固着させる働きをする。
【００２６】
高い設定容量値は、天板にどの程度のバイアスを発生させるかによる。天板のスパッタエッチを効率よく行うためには、通常、５００〜１０００Ｖのバイアス電圧が必要である。そのため、アンテナパワーの分岐であることから、この設定容量値は、アンテナパワーが大きい時(２〜３ｋＷ)には２００ｐＦ程度、アンテナパワーが小さい時(１〜１．５ｋＷ)には、３００ｐＦ程度が望ましい。このような容量値の時、上記バイアス電圧が発生するからである。
【００２７】
図４及び５に可変コンデンサーの時間変化と天板に発生する自己バイアスの関係を模式的に示す。例えば、図５から明らかなように、実際の制御例では、モータ駆動によるオーバーシュートを抑制するため加速、減速機能を持たせて、加減速を含めた立ち上げ、立ち下げの時間は１秒以下で制御可能である。可変コンデンサーの値が最小値の時(すなわち、可変コンデンサーがオープン状態の時)、天板に発生する自己バイアス電圧は、プラズマの密度と電子の温度に依存するが、〜−５０Ｖ程度である。アンテナパワーが１ｋＷの時、プラズマ密度は５×１０１０／ｃｍ３前後であり、アンテナパワーが２ｋＷの時、プラズマ密度は１×１０１１／ｃｍ３前後であり、この範囲であれば、−５０Ｖ程度の自己バイアス電圧が天板に発生する。
【００２８】
プラズマ発生部２には、真空チャンバー１内ヘエツチングガスを導入するガス導入口１５が設けられ、このガス導入口１５は、ガス供給路及びエッチングガスの流量を制御するガス流量制御装置を介してエッチングガス供給源に接続されている。基板電極部３には排気口１６が設けられている。
【００２９】
本発明によれば、上記したように、対向電極として機能する天板１４に対して、容量値制御装置を組み込んだ可変コンデンサー１７を介して高周波電力を分岐印加するように構成されている。すなわち、高周波電源９から分岐路を経て天板(対抗電極)１４に印加される電圧を変化させ得るように機能する可変コンデンサー１７が設けられている。
【００３０】
上記のようにして構成されたエッチング装置は、簡単な構造を有し、かつ、安価であり、印加する高周波電場が互いに干渉するという問題もなく、高効率のプラズマを形成することができる。また、対向電極である天板に所望の高周波電圧を印加することができるので、天板に付着した膜を効率的にスパッタ除去することができると共に、マスクの耐性を向上させ、エッチングを抑制することなく、良好なエッチ速度を達成することもできる。
【００３１】
本発明者らの実験によれば、１３．５６ＭＨｚの高周波電源９の場合、天板１４に印加されるＶｄｃを−５００Ｖ以下(絶対値で５００Ｖ以上)にすると、天板に膜が付着しないことが分かっている。このＶｄｃの値が大きすぎると天板が過剰にスパッタされるので、この電圧を−５００Ｖ付近に設定することが望ましい。また、天板材料をスパッタエッチすることにより天板材料物質を基板上に付着させ、マスクのエッチ耐性を増加させることを目的とする場合には、天板のＶｄｃを−５００Ｖ以下(絶対値で５００Ｖ以上)に設定する。天板に膜付着が起こってもダスト発生源にならなければ良いと言う場合には、−５００Ｖ以上(−５００〜−５０Ｖ)に設定しても良い。
【００３２】
アンテナコイル８に接続された高周波電源９の給電路を分岐して、高周波電力を分岐し、可変コンデンサー１７を通して、アンテナコイルの内側に設置されたファラディシールド(又は静電場シールド)様浮遊電極に、高周波電力の一部を分岐印加する方式の場合も、上記したように天板を浮遊電極とする方式の場合と同様に構成することができ、同様なエッチングを実行することができる。このファラディシールド様浮遊電極等は、高周波アンテナコイルの内側に設置することができる。但し、ファラディシールドを真空チャンバーのプラズマ発生部の側壁である誘電体側壁の外側で高周波アンテナコイルの内側に設置する場合には、プラズマとファラディシールドとの間に誘電体が介在するので、誘電体側壁表面の電位を−５００Ｖ以下にしないと膜の付着を防止することが出来ない。従って、誘電体側壁の外側に設置した場合には、ファラディシールドの電位をさらに低くする(絶対値を大きくする)必要がある。また、ファラディシールドを真空チャンバー内部に設置し、プラズマと接するようにした場合には、ファラディシールド表面の電位を−５００Ｖにすると膜の付着はほとんど発生しない。この差は誘電体の厚さによっても異なる。
【００３３】
上記ファラディシールドは、既知のファラディシールドであり、例えば、複数のスリットが平行に設けられ、このスリットの長手方向の中間にスリットと直交してアンテナコイルが設けられた金属板である。スリットの長手方向の両端には、短冊状金属板の電位を同じにする金属縁が設けられている。アンテナコイルの静電場は金属板によりシールドされるが、誘導磁場はシールドされない。この誘導磁場がプラズマ中に入り誘導電場を形成する。スリットの幅は、目的に応じて適宜設計でき、０．５〜１０ｍｍ程度のものが用いられるが、通常は、１〜２ｍｍのスリットで十分である。スリットの幅が広すぎると静電場の浸みこみが起こり、好ましくない。スリットの厚みは、〜２ｍｍ程度である。
【００３４】
本発明によれば、上記したように、主電力供給回路より可変コンデンサーを通して高周波電力を真空チャンバーの対抗電極として機能する天板に分岐供給する際に、可変コンデンサーの容量を予め設定しておいた値にして分岐しておき、分岐先の印加電力量を可変するためにコンデンサーの容量を予め設定しておいた他の値にパルスモータあるいはサーボモータ等の駆動装置を用いて可変コンデンサーの値を可変し供給するので、容量の変化のみにて分岐先の印加電力を可変できる。また、一般的構造を持つ可変コンデンサーの最小値は０ｐＦではなく数ｐＦ(最大容量値の１〜２％)の値を持つので、数ｐＦから数百ｐＦへの変化でも、０ｐＦからの変化に比べれば、スイッチ部及び分岐先のワークにおける印加電圧、電流の変化は少ない。さらに、容量変化の速度を可変することにより過度電流、電圧の変化を緩やかにすることができる。
【００３５】
従って、本発明の高周波電力用分岐スイッチを備えたエッチング装置によれば、高周波電力の急激な変化を避けて、主放電回路より副放電回路への電力分配を行うことができるので、本発明は、例えば、上部電極内面に載置した物質を間歇的にスパッタエッチする場合に有用であり、半導体産業におけるスパッタエッチに利用可能な技術である。
【実施例１】
【００３６】
図３に示すように構成されたＮＬＤエッチング装置を用いて、以下の３工程からなるエッチングプロセスを行った。
【００３７】
(１)天板内壁材としてＰＴＦＥ(poly tetrafluoro ethylene)を用い、プラズマ発生用高周波電源９(１３．５６ＭＨｚ)の電力を２０００Ｗ(アンテナパワー)、基板バイアス高周波電源１３(１２．５６ＭＨｚ)の電力を０Ｗ(バイアスパワー)、可変コンデンサー１７の容量として２００ｐＦを用い、Ａｒ／ＳＦ６＝５０ｓｃｃｍ／５００ｓｃｃｍを導入し、５０ｍＴｏｒｒの圧力下、基板温度：−１０℃で５秒間放電したところ、ＳｉＯ２をマスクとしてＳｉ基板を０．５μｍエッチングした。
【００３８】
(２)２分岐スイッチをオンにして、アンテナパワー：１０００Ｗ、バイアスパワー：０Ｗ、天板１４への可変コンデンサー１７の容量を２００ｐＦとし、Ａｒ：５０ｓｃｃｍを導入し、２０ｍＴｏｒｒの圧力下、基板温度：−１０℃で１０秒間天板をスパッタエッチングし、基板上にＣＦｘポリマーを形成した。
【００３９】
(３)アンテナパワー：２０００Ｗ、バイアスパワー：５０Ｗとし、圧力を５０ｍＴｏｒｒとして、Ａｒ／ＳＦ６＝５０ｓｃｃｍ／５００ｓｃｃｍを導入し、基板温度：−１０℃で５秒間エッチングして、パターン底部のポリマーをエッチ除去した。
【００４０】
上記工程(１)〜(３)を、天板モジュレーションシーケンスとして図６に示す。すなわち、最初にガスを導入し、（１）アンテナのみにより形成されたプラズマにより基板を軽くエッチングし、（２）アンテナと天板にＲＦを印加してＣＦｘの膜を基板上に堆積させ、（３）天板及びアンテナのＲＦをｏｆｆにして、バイアスをｏｎにし、堆積した膜をエッチングし、（４）アンテナのみにより放電してＦラジカルによるＳｉエッチングを行う。以下、（２）→（３）→（４）→（２）→（３）→（４）→というように繰り返した。
【００４１】
上記工程(１)〜(３)を繰り返し、得られた基板のエッチング形状を図７(ａ)及び(ｂ)に示す。図７(ａ)は本発明の分岐スイッチを備えたエッチング装置を用いた場合であり、異方性形状のエッチング形状が得られており、図７(ｂ)は分岐スイッチなし(天板バイアスなし)のエッチング装置を用いた場合であり、等方性形状のエッチング形状が得られていることが分かる。
【実施例２】
【００４２】
エッチングガスとして、Ａｒ＋ＳＦ６の代わりに、ＮＦ３ガス、Ａｒ＋Ｆ２(２０％)ガス、ＣｌＦ３ガスを用いて、実施例１のプロセスを繰り返してＳｉのエッチングを行った。エッチング結果は、実施例１と同じであった。しかし、ＣｌＦ３ガスの場合は、ＮＦ３ガス、Ａｒ＋Ｆ２(２０％)ガスの場合と異なり、天板のＰＴＦＥがエッチングされると、ガスとして出てくる物質がＣＦｘだけではなく、ＣＦｘＣｌｙも発生する。この物質は、より付着性が強いので、天板スパッタ時間を短くできるという効果を奏する。すなわち、分岐スイッチにより天板に高周波が印加できるように可変コンデンサーをオン状態にするが、このオン状態の時間を短くできるという効果が奏される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の高周波電力用分岐スイッチによれば、容量の変化のみにて分岐先の印加電力を可変でき、また、スイッチ部及び分岐先のワークにおける印加電圧、電流の変化は少なく、さらに、容量変化の速度を可変することにより過度電流、電圧の変化を緩やかにすることができる。
【００４４】
従って、本発明の高周波電力用分岐スイッチを備えたエッチング装置によれば、高周波電力の急激な変化を避けて、主放電回路より副放電回路への電力分配を行ってスパッタエッチすることができるので、本発明は、例えば、上部電極内面に載置した物質を間歇的にスパッタエッチする場合に有用であり、高周波プラズマにより材料表面の加工、修飾を行う材料加工分野、電子デバイス加工分野で利用可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来のエッチング装置の概略の構成を模式的に示す構成図。
【図２】従来の別のエッチング装置の概略の構成を模式的に示す構成図。
【図３】本発明の一実施の形態のエッチング装置の概略の構成を模式的に示す構成図。
【図４】本発明における可変コンデンサーの時間変化と天板に発生する自己バイアス電圧との関係を説明するための模式図。
【図５】本発明における可変コンデンサーの時間変化と天板に発生する自己バイアス電圧との関係を説明するための模式図。
【図６】実施例１の工程(１)〜(３)を示す天板モジュレーションシーケンス。
【図７】エッチング結果を示す断面ＳＥＭ写真であり、(a)は、本発明の高周波電力用分岐スイッチを備えたエッチング装置に従ってエッチングした場合の断面エッチング形状を示すＳＥＭ写真、(ｂ)は、このスイッチを備えていない従来のエッチング装置を用いた場合の断面エッチング形状を示すＳＥＭ写真。
【符号の説明】
【００４６】
１  真空チャンバー                  ２  プラズマ発生部
３  基板電極部                      ４、５、６  磁場コイル
７  磁気中性線                      ８  高周波アンテナコイル
９  高周波電源                    １０  基板電極
１１  絶縁体部材                    １２  ブロッキングコンデンサー
１３  高周波電源                    １４  天板（対向電極、浮遊電極）
１５  ガス導入口                    １６  排気口
１７  可変コンデンサー
【図１】
2006100485.tif 000003
【図２】
2006100485.tif 000004
【図３】
2006100485.tif 000005
【図４】
2006100485.tif 000006
【図５】
2006100485.tif 000007
【図６】
2006100485.tif 000008
【図７】
2006100485.tif 000009