(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導結合型ドライエッチング装置のプラズマ処理室内に電位の基点となるもので、該プラズマ処理室の側壁に設けられた貫通孔に該プラズマ処理室の側壁の外側より埋め込まれた柱状のアースポイント、または該プラズマ処理室の側壁の内側に設けられたネジ穴にネジ込まれたボルト形状のアースポイントが設置されている
ことを特徴とする誘導結合型ドライエッチング装置。
【請求項２】
前記アースポイントは、前記プラズマ処理室内の側壁もしくは側壁側底部に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の誘導結合型ドライエッチング装置。
【請求項３】
前記アースポイントは前記プラズマ処理室内の複数箇所に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の誘導結合型ドライエッチング装置。
【請求項４】
前記アースポイントは前記プラズマ処理室内の複数箇所に設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の誘導結合型ドライエッチング装置。
【請求項５】
前記アースポイントはその表面にプラズマ保護膜が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の誘導結合型ドライエッチング装置。
【請求項６】
前記アースポイントは前記プラズマ処理室内で発生するプラズマに対して陰になる位置に設置されている
ことを特徴とする請求項２記載の誘導結合型ドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導結合型ドライエッチング装置に関し、詳しくはプラズマ処理室内にアースを設けて電子シェーディングによるエッチング中の絶縁膜破壊を防止した誘導結合型ドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム配線層をドライエッチング加工してアルミニウム配線を形成する際に、電子シェーディングによりトランジスタのゲート酸化膜が破壊されることが問題となっている。電子シェーディングの発生は、プラズマ中の電子温度が深く関係している。そのため、比較的低い電子温度で高密度なプラズマを発生することが可能な誘導結合型ドライエッチング装置を用いてエッチング加工を行うことは、ゲート酸化膜の破壊を防止する上で有効な方法とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誘導結合型ドライエッチング装置では、基板に接続された配線とゲートの配線とが櫛形を成し、互いに櫛形部分の歯が隣接して形成されているようなパターンでは、ゲート酸化膜が破壊されやすいことが、本発明者によって確認された。このような誘導結合型ドライエッチング装置の配線加工において見られるゲート酸化膜の破壊の原因は、エッチング装置のプラズマ処理室内に電位の基点となるアースポイントがないことより、被エッチング体のウエハがフローティング状態になり、発生したプラズマがアースに向かう基点としてウエハの基板に接続された配線が利用されるためと考えられる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされた誘導結合型ドライエッチング装置であり、すなわち、誘導結合型ドライエッチング装置のプラズマ処理室内に電位の基点となるもので、該プラズマ処理室の側壁に設けられた貫通孔に該プラズマ処理室の側壁の外側より埋め込まれた柱状のアースポイント、または該プラズマ処理室の側壁の内側に設けられたネジ穴にネジ込まれたボルト形状のアースポイントが設置されているものである。
【０００５】
上記誘導結合型ドライエッチング装置では、プラズマ処理室内に電位の基点となるもので、該プラズマ処理室の側壁に設けられた貫通孔に該プラズマ処理室の側壁の外側より埋め込まれた柱状のアースポイント、または該プラズマ処理室の側壁の内側に設けられたネジ穴にネジ込まれたボルト形状のアースポイントが設置されていることから、プラズマ処理室内に発生したプラズマがアースに向かう基点として、上記プラズマ処理室内に設けたアースポイントが作用し、ウエハの基板に接続された配線がアースの基点に利用されることがなくなる。そのため、誘導結合型ドライエッチング装置で、配線形成層をエッチング加工して、基板に接続された配線とゲートの配線とが互いに櫛形を成し、交互に櫛形部分の歯が隣接して形成されるようなパターンを形成しても、基板に接続された配線がプラズマの電位の基点とはならないので、ゲート酸化膜の破壊が防止される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の誘導結合型ドライエッチング装置に係わる実施の形態の一例を、図１の概略構成図によって説明する。
【０００７】
図１に示すように、誘導結合型ドライエッチング装置１には、プラズマ処理室１１が備えられている。このプラズマ処理室１１の上部にはプラズマ発生室１２が設置されている。このプラズマ発生室１２の外周には誘導結合アンテナの形状にコイル１３が設置されている。このコイル１３には高周波電源（例えば２．０ＭＨｚ）１４が接続されている。また、プラズマ処理室１１の下部には、電極室２１が設けられている。またプラズマ処理室１１と電極室２１との間には開口部１６が設けられている。
【０００８】
上記電極室２１の内部には、例えば矢印ア方向に昇降自在に設けられたカソード電極２２が設置されている。すなわち、上記カソード電極２２は、上昇させたときに載置された被エッチング基板９１が開口部１６より上記プラズマ処理室１１の内部を臨むことが可能なようになっている。またカソード電極２２には高周波電源２３が接続されている。
【０００９】
上記電極室２１の内部には、カソード電極２２上に被エッチング基板９１を載置したり、カソード電極２２上より被エッチング基板９１を持ち上げるための基板リフタ２４が設置されている。この基板リフタ２４は、例えば矢印イ方向に昇降自在に設けられている。さらに電極室２１の側壁には、被エッチング基板９１の搬入搬出口となるゲートバルブ２５が設けられている。
【００１０】
また上記プラズマ処理室１１には、ゲートバルブ３１を介して、その内部の気圧を調整する、またプラズマ処理室１１内を真空にするためのターボポンプ３２が接続されている。またプラズマ処理室１１には、スロットルバルブ３３が設置されている。
【００１１】
そして、上記プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓもしくは側壁１１Ｓ側の底部１１Ｂには電位の基点となるアースポイント４１が設置されている。図面では、このアースポイント４１は、例えば側壁１１Ｓの下部に沿って設けられている。また、アースポイント４１はアース４３に接続されている。上記アースポイント４１は、例えばステンレス、アルミニウムのような導電性の金属材料からなる。もしくは導電性の金属材料を炭化ケイ素、ボロンカーバイト、アルミナ等の絶縁性セラミックスからなるプラズマ保護膜（図示せず）によって被覆したものであってもよい。なお、アースポイント４１は、側壁１１Ｓや底部１１Ｂより浮かした状態で設置しても差し支えはない。
【００１２】
次に、上記アースポイント４１の具体的な設置例を図２〜図３によって説明する。
【００１３】
図２の（１）は、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓの下部にアースポイント４１を設けた場合である。図２の（２）は、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓ側の底部１１Ｂにアースポイント４１を設けた場合である。いずれの場合も、被エッチング基板（図示せず）より離れた位置に設置することにより、ポテンシャルの集中を防止している。
【００１４】
また、図３に示すように、アースポイント４１は、プラズマが直接照射されないように、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓによって陰になるような位置に設置されていてもよい。具体的には、側壁１１Ｓに断面Ｌ字形の溝６１を形成し、その溝６１の上部６１Ｔにアースポイント４１を設置する。このようにアースポイント４１を設置すれば、プラズマに対して側壁１１Ｓの内側部分１１ｉによって陰になり、アースポイント４１にプラズマが直接照射されることはない。
【００１５】
また、図４に示すように、上記アースポイント４１は、プラズマ処理室１１内の複数か所（図面では側壁１１Ｓの内側の３か所）に設けられている。各アースポイント４１はそれぞれアース４３に接続されている。
【００１６】
上記アースポイント４１は、例えばプラズマ処理室１１の３か所、４か所、６か所もしくは８か所のように複数か所に設けられるが、その設置数は、上記説明した数に限定はされない。
【００１７】
次に、複数か所にアースポイント４１を設ける場合のアースポイント４１の形状例を以下に説明する。
【００１８】
図５に示すように、上記アースポイント４１は、導電性金属材料からなる円柱形状、多角柱形状等の柱状のアースポイント本体４５（ここでは直径２０ｍｍの円柱形状のアースポイント本体とする）と、アースポイント本体４５に設けたフランジ４７とからなり、フランジ４７のアースポイント本体４５の周囲の複数か所には複数の孔４８が設けられている。なお、アースポイント４１の表面に炭化ケイ素、ボロンカーバイト、アルミナ等の絶縁性セラミックスからなるプラズマ保護膜（図示せず）を形成してもよい。また、アースポイント４１はアース４３に接続されている。
【００１９】
一方、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓには、アースポイント４１が埋め込まれる貫通孔７１が設けられている。この貫通孔７１は、例えば断面凸形を成しており、プラズマ処理室１１の内側の径が例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ（ここでは１０ｍｍ）で、プラズマ処理室１１の外側の径が例えば１５ｍｍ〜２０ｍｍ（ここでは２０ｍｍ）となっている。
【００２０】
上記アースポイント４１は、上記貫通孔７１にプラズマ処理室１１の外側よりはめ込んで設置される。その際、側壁１１Ｓとフランジ４７との間は、アースポイント本体４５に沿って例えばＯリングシール５１が設置されていて、プラズマ処理室１１の内部の気密性を保持している。またフランジ４７に設けた孔４８にボルト５３を通して、側壁１１Ｓに設けたネジ穴７３にそのボルト５３を螺合させてフランジ４７を側壁１１Ｓに固定している。
【００２１】
また、図６に示すように、上記アースポイント４１は、例えば、導電性金属材料からなるボルト形状を成している。このアースポイント４１の頭部４１Ｔは、例えば直径が５ｍｍ〜１０ｍｍに形成されている。なお、アースポイント４１の表面には、炭化ケイ素、ボロンカーバイト、アルミナ等の炭化物、酸化物もしくは窒化物等の絶縁性セラミックスからなるプラズマ保護膜（図示せず）を形成してもよい。
【００２２】
一方、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓの内側には、アースポイント４１がネジ込まれるネジ穴７５が設けられている。このネジ穴７５の底部にはアース４３に接続するアース線７７が接続されている。
【００２３】
上記アースポイント４１は、プラズマ処理室１１の内側より上記ネジ穴７５にネジ込んで設置される。その際、側壁１１Ｓとアースポイント４１の頭部４１Ｔとの間に、アースポイント４１に沿って例えばＯリングシール５５を設置して、プラズマ処理室１１の内側の気密性を高めてもよい。そして、ネジ穴７５にネジ込まれたアースポイント４１は、ネジ穴７５の底部に設けたアース線７７に接触するようにネジ込まれる。なお、アースポイント４１にネジ山を形成せず、また側壁１１Ｓ側に形成したネジ穴７５を単なる穴に形成して、この穴にアースポイントをはめ込むようにしてもよい。その場合には、穴の形状およびアースポイントの形状を、アースポイントが穴より抜け落ちないような大きさに形成する必要がある。
【００２４】
なお、上記アースポイント４１は、ポテンシャルの集中が起こらないように、カソード電極（図示せず）の近傍に設置することは避けることが望ましく、上記説明したように、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓ下部に設けることが望ましい。または、プラズマ処理室１１の側壁１１Ｓ側の底部１１Ｂに設けてもよい。
【００２５】
例えば、図７に示すように、エッチング時のカソード電極２２の位置より絶縁体８１を介して、例えばフォーカスリング８２の下方のプラズマ処理室１１の底部１１Ｂにアースポイント４１を設けてもよい。このアースポイント４１もアース４３に接続されている。
【００２６】
このように、上記誘導結合型ドライエッチング装置１では、プラズマ処理室１１内に電位の基点となるアースポイント４１が設置されていることから、プラズマ処理室１１内に発生したプラズマがアースポイント４１に向かう基点として、上記プラズマ処理室１１内に設けたアースポイント４１が作用し、例えば被エッチング基板９１に形成され、その被エッチング基板９１に接続された配線（図示せず）がアースの基点に利用されることがなくなる。そのため、上記誘導結合型ドライエッチング装置１で、配線形成層をエッチング加工して、被エッチング基板９１に接続された配線とゲートの配線とが互いに櫛形を成し、交互に櫛形部分の歯が隣接して形成されるようなパターンを形成しても、被エッチング基板９１に接続された配線がプラズマの電位の基点とはならないので、例えばゲート酸化膜の破壊が防止される。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の誘導結合型ドライエッチング装置によれば、プラズマ処理室内に電位の基点となるアースポイントが設置されているので、被エッチング基板に形成された配線の電位に関係なく、電子シェーディングによる絶縁膜破壊が起こらない、信頼性の高いエッチング加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導結合型ドライエッチング装置に係わる実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】アースポイントの具体的な設置例を示す概略構成断面図である。
【図３】アースポイントの具体的な設置例を示す概略構成断面図である。
【図４】アースポイントの設置位置を例示する概略構成図である。
【図５】アースポイントの具体的な形状およびその設置例を示す概略構成断面図である。
【図６】アースポイントの具体的な形状およびその設置例を示す概略構成断面図である。
【図７】アースポイントの具体的な設置例を示す概略構成断面図である。
【符号の説明】
１…誘導結合型ドライエッチング装置、１１…プラズマ処理室、４１…アースポイント
【図１】
0004106816.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004106816.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004106816.tif 000008