【手続補正書】
【提出日】平成19年7月13日(2007.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
少なくとも二重のループ状アンテナを用いて真空チャンバー内に放電プラズマを発生する際に、隣接したループ状アンテナの直径上対向した部位間の中間部位を被処理物の面に平行に維持しながら、直径上対向した部位の一方の間隔に対して直径上対向した部位の他方の間隔を連続的に変化させることを特徴とする誘導結合プラズマの空間分布制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
隣接したループ状アンテナの直径上対向した部位の一方の間隔を固定し、直径上対向した部位の他方の間隔を予定の範囲で可変したことを特徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマの空間分布制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
隣接したループ状アンテナの直径上対向した部位の一方の固定間隔が４０ｍｍであり、直径上対向した部位の他方の可変間隔が２０ｍｍ〜６０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマの空間分布制御方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また、図１７には、本願出願人が、先に特開平７−263192号において提案した磁気中性線放電エッチング装置を示す。この先に提案した装置は、真空チャンバー１の上部の誘電体円筒壁２の外側に載置された３つの磁場コイル１０、１１、１２によって真空チャンバー１内部に磁気中性線１３が形成され、この磁気中性線１３に沿って、中間の磁場コイル１１の内側に配置された１重のアンテナ３にアンテナ用高周波電源４から高周波電場を印加することによりリング状のプラズマが形成されるように構成されている。また、エッチングガスは流量制御器を通して上部天板５付近の周囲より導入され、コングクタンスバルブの開口率によって圧力が制御される。真空チャンバー１の下部の基板電極７にはバイアス用高周波電源９から高周波電力が印加される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
磁気中性線放電では、真空中にリング状に形成される磁気中性線１３の部分に密度の高いプラズマを形成するため、リング状磁気中性線１３に沿って形成される誘導電場を有効利用するものである。この方法によって、容易に1011cm-3の荷電粒子密度を持つプラズマが形成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本願出願人は、さらに特開平１０−３１７１７４号公報に開示されているように、微細な孔のエッチングを十分に行うために、プラズマ発生用アンテナを並列多重巻にして高周波電力を印加するのが有効であることを示した。
添付図面の図１８〜図２０にはプラズマ発生用アンテナを二重巻にした例を示す。
図１８に示す反応性イオンエッチング装置は誘導結合型として構成されている。図示エッチング装置において、１は真空チャンバーで、上部のプラズマ発生部１ａと基板電極部１ｂとを備え、基板電極部１ｂには排気口１ｃが設けられている。プラズマ発生部１ａは円筒形の側壁２を備え、この側壁２の外側には、真空チャンバ−１内にプラズマを発生させる二重巻きアンテナ３が配置され、この二重巻きアンテナ３はプラズマ発生用高周波電源４に接続され、真空チャンバー１の上部のプラズマ発生部1a内に放電プラズマを発生するようにしている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
真空チャンバー１の上部のプラズマ発生部1aの天板５は側壁２の上部フランジに密封固着され、またこの天板５の周囲部には真空チャンバ−１内へエッチングガスを導入するガス導入口６が設けられ、このガス導入口６は図示していないガス供給通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る。
また真空チャンバ−１のプラズマ発生部1aの下部の基板電極部1b内には基板電極７が絶縁体部材８を介して設けられ、この基板電極７はRFバイアスを印加する高周波電源９に接続されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このように構成した図１８及び図１９に示す装置において、プラズマ発生用高周波電源４（13.56MHz）の電力を2.OkW 、基板バイアス高周波電源９（800kHz）の電力を500 Ｗ、Ａｒ90sccm（90％）、Ｃ4 Ｆ8 10sccm（10％）を導入し、３mTorr 圧力下でエッチングしたところ、エッチストップなしでシリコン酸化膜に0.3μm のほぼ垂直形状のエッチングが可能であった。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
従来の装置構成における同条件下でのエッチングでは、パターン幅によって多少の相違はあるものの、約0.5μm 深さでエッチストップが起こっていた。
壁面に付着する物質には、ＣＦ、ＣＦ2 、ＣＦ3 、Ｃ2 Ｆ2 、Ｃ2 Ｆ4 、Ｃ2 Ｆ5 、Ｃ3 Ｆ5 、Ｃ3 Ｆ6 、等の化合物やさらに分解の進んだＣ2 ＦX 、Ｃ3 ＦX 、Ｃ4 ＦX （ｘ＝１〜２) 等の化合物がある。これらの化合物は壁面に付着して重合膜を形成する。
アンテナ３の表面電位が高いと、イオン衝撃が起こり、これらの化合物及び壁面材質がスパッタされて、微細加工に望ましくない物質として気相中に析出する。しかし、イオン衝撃が抑えられると、望ましくない物質の析出が低減されるばかりでなく、抑えられなくとも低電位でスパッタされて再びＣＦ、ＣＦ2 、ＣＦ3 等の有用なラジカルとなって気相中に飛び出し、逆に望ましいエッチャントとなる。
このように誘導磁場成分を有効に形成することにより、従来の装置構成ではエッチストップが起こっていた条件でもエッチストップなしにサブミクロンのホールパターンをエッチングできるようになった。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、広い面積に対するエッチング速度の均一性の観点から見ると、一重巻きアンテナの場合も二重巻きアンテナの場合も、アンテナの導入口すなわち端子部が不連続であるため、誘導結合が弱くなり、アンテナの水平面が基板と平行になるようにアンテナを配置する限り、アンテナの端子部付近のエッチング速度が他の領域に比べて低くなるという不均一性があった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明によれば、隣接したループ状高周波コイルの導入端部間の間隔（すなわちピッチ）より導入端部の反対側すなわちほぼ直径上対向した側の隣接したループ状高周波コイルの間隔を小さくすると、その部分のエッチング速度は導入端部側に比較して低くなる。従って、導入端部側とその反対側のそれぞれの間隔を同じにしていた場合のエッチング速度の不均一性を補正する方向へ間隔を調整することによって、被エッチング物の前面において均一なエッチング速度をうることができるようになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
三つの磁場コイル２２、２３、２４とプラズマ発生部２０ａの円筒形の側壁２１との間には二重巻きループ状アンテナ２６が配置され、二重巻きループ状アンテナ２６の導入端部は共通の固定支持体２７で所望の固定間隔（ピッチ）に支持され、そして図示していないプラズマ発生用高周波電源に接続されている。ループ状アンテナ２６の導入端部にほぼ直径上対向したループ状アンテナ２６の部分は、図２及び図３に詳細に示すように、二つのアンテナ支持部材２８、２９で支持され、これらのアンテナ支持部材２８、２９は互いに逆向きのねじタップ２８ａ、２９ａが設けられており、またアンテナ支持部材２８、２９の基端部２８ｂ、２９ｂは横方向に拡張されており、そして案内支持部材３０の長手方向に沿って設けた案内溝３０ａに摺動自在に支持されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
それぞれのアンテナ支持部材２８、２９のねじタップ２８ａ、２９ａは案内支持部材３０に平行にのびるねじ付きロッド部材３１にねじ係合される。従って、ねじ付きロッド部材３１を回転させることによりアンテナ支持部材２８、２９は、案内支持部材３０の案内溝３０ａに沿って互いに離れる方向又は近付く方向に移動し、これによりループ状アンテナ２６の間隔（ピッチ）を調整することができる。例えば、ねじ付きロッド部材３１を時計方向に回転させると、アンテナ支持部材２８、２９は、案内支持部材３０の案内溝３０ａに沿って互いに離れる方向に移動し、これによりループ状アンテナ２６の間隔を大きくでき、一方、ねじ付きロッド部材３１を反時計方向に回転させると、アンテナ支持部材２８、２９は、案内支持部材３０の案内溝３０ａに沿って互い近付く方向に移動し、これによりループ状アンテナ２６の間隔を小さくできる。この場合、ループ状アンテナ２６の間隔は最小２０ｍｍから最大６０ｍｍ、好ましくは２４ｍｍ〜５２ｍｍまで連続的に調整できるようにされ得る。また、この構成において、上下のループ状アンテナ２６の導入端部と導入端部にほぼ直径上対向した部分との間の中間部分は被エッチング面すなわち基板に平行に保たれる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ドライエッチング条件Ａ（図１に示す装置において三つの磁場コイル２２、２３、２４を作動させずにＩＰＣ方式で運転）；
真空チャンバ−内圧力：０．６８Ｐａ
ガスの種類及び流量  ：Ｃｌ２（１６０ＳＣＣＭ）とＯ２（４０ＳＣ
ＣＭ）との混合ガス
アンテナへの印加電力：１ｋＷ
バイアス電力        ：４０Ｗ
三つの磁場コイル電流：０
プラズマ・基板間距離：１５０ｍｍ
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ドライエッチング条件Ｂ（磁気中性線放電（ＮＬＤ）方式で運転）；
真空チャンバ−内圧力：０．６８Ｐａ
ガスの種類及び流量  ：Ｃｌ２（１６０ＳＣＣＭ）とＯ２（４０ＳＣ
ＣＭ）との混合ガス
アンテナへの印加電力：１ｋＷ
バイアス電力        ：４０Ｗ
三つの磁場コイル電流：コイル２２は  １８．８Ａ
コイル２３は−１６．４Ａ
コイル２４は  １８．８Ａ
（コイル２３のみ逆方向の電流であり、形
成される磁気中性線の半径は約８０ｍｍで
ある。）
プラズマ・基板間距離：１５０ｍｍ
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
被エッチング試料として以下のような６インチ石英マスク基板を用いた。
材  質：合成石英ガラス
寸  法：１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ厚さ
膜構成：レジスト（ＡＺＰ１３５０約５００ｎｍ厚さ）／低反射タ
イプ二層クロム膜（約１０５ｎｍ厚さ）／石英ガラス
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明による誘導結合プラズマの空間分布制御方法においては、少なくとも二重のループ状アンテナを用いて真空チャンバー内に放電プラズマを発生する際に、隣接したループ状アンテナの直径上対向した部位間の中間部位を被処理物の面に平行に維持しながら、直径上対向した部位の一方の間隔に対して直径上対向した部位の他方の間隔を連続的に変化させているので、プラズマの空間分布を任意に制御することができるようになる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一つの実施の形態を示す概略線図。
【図２】
図１に示す装置の要部を示す拡大断面図。
【図３】
図１に示す装置の要部を示す拡大平面図。
【図４】
図１に示す装置をＩＣＰ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ２４ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を示すグラフ。
【図５】
図１に示す装置をＩＣＰ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ２４ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を評価するデータ。
【図６】
図１に示す装置をＩＣＰ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ４０ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を示すグラフ。
【図７】
図１に示す装置をＩＣＰ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ４０ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を評価するデータ。
【図８】
図１に示す装置をＩＣＰ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ５２ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を示すグラフ。
【図９】
図１に示す装置をＩＣＰ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ５２ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を評価するデータ。
【図１０】
図１に示す装置をＮＬＤ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ２４ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を示すグラフ。
【図１１】
図１に示す装置をＮＬＤ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ２４ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を評価するデータ。
【図１２】
図１に示す装置をＮＬＤ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ４０ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を示すグラフ。
【図１３】
図１に示す装置をＮＬＤ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ４０ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を評価するデータ。
【図１４】
図１に示す装置をＮＬＤ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ５２ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を示すグラフ。
【図１５】
図１に示す装置をＮＬＤ方式で作動した場合におけるアンテナピッチ５２ｍｍのときのエッチング速度の面内均一性を評価するデータ。
【図１６】
一重アンテナを使用した従来の誘導結合放電型エッチング装置を示す概略線図。
【図１７】
一重アンテナを使用した従来の磁気中性線放電型エッチング装置を示す概略線図。
【図１８】
二重アンテナを使用した従来の誘導結合放電型エッチング装置を示す概略線図。
【図１９】
二重アンテナを使用した従来の磁気中性線放電型エッチング装置を示す概略線図。
【図２０】
エッチング装置におけるベクトルポテンシャルの計算位置を示す図。
【図２１】
ベクトルポテンシャルの径方向の分布を示すグラフ。
【図２２】
Ｒ＝０．８におけるＺ方向のベクトルポテンシャルの径方向の分布を示すグラフ。
【符号の説明】
２０  ：真空チャンバー
２０ａ：プラズマ発生部
２０ｂ：基板電極部
２０ｃ：排気口
２１  ：円筒形の側壁
２２  ：磁場コイル
２３  ：磁場コイル
２４  ：磁場コイル
２５  ：枠体
２６  ：二重巻きループ状アンテナ
２７  ：固定支持体
２８  ：アンテナ支持部材
２９  ：アンテナ支持部材
３０  ：案内支持部材
３０ａ：案内溝
３１  ：ねじ付きロッド部材
３２  ：天板
３３  ：ガス導入口
３４  ：基板電極
３５  ：絶縁体部材
３６  ：高周波電源
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2002033306.tif 000001
【図２】
2002033306.tif 000002
【図３】
2002033306.tif 000003
【図４】
2002033306.tif 000004
【図５】
2002033306.tif 000005
【図６】
2002033306.tif 000006
【図７】
2002033306.tif 000007
【図８】
2002033306.tif 000008
【図９】
2002033306.tif 000009
【図１０】
2002033306.tif 000010
【図１１】
2002033306.tif 000011
【図１２】
2002033306.tif 000012
【図１３】
2002033306.tif 000013
【図１４】
2002033306.tif 000014
【図１５】
2002033306.tif 000015
【図１６】
2002033306.tif 000016
【図１７】
2002033306.tif 000017
【図１８】
2002033306.tif 000018
【図１９】
2002033306.tif 000019
【図２０】
2002033306.tif 000020
【図２１】
2002033306.tif 000021
【図２２】
2002033306.tif 000022