干式蚀刻装置及干式蚀刻方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种面内均匀性好且蚀刻速度高的干式蚀刻装置及干式蚀刻方法。该干式蚀刻装置，具备由上部的等离子体发生室及下部的基板处理室构成的真空室、设置在所述等离子体发生室的侧壁的外侧的磁场线圈、配置在该磁场线圈和侧壁的外侧之间且与高频电源连接的天线线圈和设置在等离子体发生室上部的蚀刻气体导入机构，所述侧壁由比介电常数为４以上的材料构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及干式蚀刻装置和干式蚀刻方法。
技术介绍
以往，在对用抗蚀剂掩才莫覆盖的Si02等层间绝缘膜进行蚀刻的情况 下，4吏用如下的感应耦合型干式蚀刻法，即通过高频感应磁场产生的感应 电场使电子加速，在由此生成的等离子体气氛下进行蚀刻，对布线用的通 孔、槽进行微细加工。作为用于实施这样的干式蚀刻方法的装置，已知有感应耦合型干式蚀 刻装置(例如参照专利文献1 )。专利文献1:日本特开2001 - 23961号公报(权利要求1及图1)可是，在上述的干式蚀刻装置中，面内均匀性为10%以上，另外还存 在蚀刻速度不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的课题正是为了解决上述现有技术的问题而提供一种面内均匀 性好且蚀刻速度高的干式蚀刻装置。本专利技术的干式蚀刻装置，在具备由上部的等离子体发生室及下部的基 板处理室构成的真空室、设置在上述等离子体发生室的侧壁的外侧的磁场 线圏、配置在该磁场线圏和侧壁的外侧之间且与高频电源连接的天线线圏 和i殳置在等离子体发生室的上部的蚀刻气体导入机构的蚀刻装置中，其特 征在于，所述侧壁由比介电常数为4以上的材料构成。通过将侧壁的材料 使用比通常在干式蚀刻装置中所使用的石英的比介电常数3.6高的比介电 常数为4以上的材料，可以使交变电场有效地透过侧壁，使等离子体高密 度化，因而改善了面内均匀性，进一步提高蚀刻速度。优选上述材料的介电损耗为1 x 10—4 ~ 10 x 10—4，如果大于10 x 10—4，则 已输入的交变电场的一部分会对陶瓷进行加热，由于该陶瓷的温度上升容易导致蚀刻工艺变得不稳定。另一方面，如果小于lxl(T4，则可以无法实 现足够的面内均匀性的改善、蚀刻速度的提高。作为上述材料优选为透光性陶瓷。在这里，透光性陶瓷是指透过可见 光及^:外线区域即波长约为360nm~800 ju m的光线的陶资。由于透光性陶 乾的比介电常数高，另外介电损耗小，所以通过用透光性陶瓷制作侧壁 141，可使交变电场容易地通过侧壁，可以生成高密度的等离子体。因此， 面内均匀性好，且可以提高蚀刻速度。作为透光性陶瓷，优选为高纯度透光性氧化铝陶瓷、高纯度透光性氧 化钇陶瓷及高纯度透光性AIN陶瓷中的任一种。在这里，高纯度是指纯度 为99.5 %以上。优选在上述侧壁的内面喷镀有氧化钇。由此，可以防止侧壁内面的蚀 刻，防止发生颗粒。本专利技术的干式蚀刻方法，其特征在于，使用上述的干式蚀刻装置，向 真空室内导入蚀刻气体，且通逸磁场线圏形成磁中性线，使交变电场从天 线线圏透过侧壁，沿着磁中性线施加交变电位而发生放电等离子体，并且 对被处理Jjtl进行蚀刻而实施微细加工。专利技术效果根据本专利技术的干式蚀刻装置，可以进行面内均匀性良好且蚀刻速度高 的蚀刻。附图说明图l是表示在本专利技术的干式蚀刻装置的结构的示意图。图中符号说明1 -蚀刻装置，2 -基敗载置部，3 -蚀刻气体导入机构， 4-等离子体发生机构，11-真空室，12-真空排气机构，13-基板处理室， 14-等离子体发生室，15-顶板，21-M电极，22-级间耦合电容器， 23 —高频电源，31 —气体导入路径，32 —气体流量控制^M勾，33 —稀有气 体用气源，34-氟碳气体用气源，41-磁场线圏，42-天线线圈，42-高 频天线线圏，43-高频电源，141-侧壁，S-被处理基板。具体实施例方式图1表示在本专利技术的层间绝缘膜的干式蚀刻方法中使用的蚀刻装置1 。 蚀刻装置1具有真空室11。该真空室11具备涡轮分子泵等真空排气,12。真空室11由下部的J4l处理室13和其上部的等离子体发生室14构 成。在下部的基fel处理室13内的底部中央设置有基板载置部2。在基板载 置部2上设置基&电极21， ！41电极21经由级间耦合电容器22与第一高 频电源23连接，在电位上成为浮置电极而成为负的偏置电位。与该基板载置部2对置地设置在等离子体发生室14的上部的顶板15， 被固定在等离子体发生室14的側壁。在顶板15上连接有气体导入^J 3 的气体导入路径31，该气体导入^J 3用于向真空室11内导入蚀刻气体。 该气体导入路径31形成分支，分别经由气体流量控制机构32与稀有气体 用气源33及氟碳气体用气源34连接。另外，在该顶板15上，为了使气体均勻地扩散，可以设置与气体导入 机构3连接的喷淋板。进而，为了提高蚀刻速度，顶板15可以由珪形成， 或设置有g。等离子体发生室14具备圆筒形的侧壁141，侧壁141优选由电介质体 构成，比介电常数为4以上。通过使用比介电常数高于通常的石英的比介 电常数(3.6)的材料制作等离子体发生室14的侧壁，可以更有效地透过 RF电力，可以使工艺的均匀性、蚀刻速度及工艺稳定性提高。此时，优 选比介电常数为4以上的材料的介电损耗为1 x 10 ~ 10 x l(T4。作为具有 这样特性的材料，例如有透光性陶瓷，其中，高纯度透光性氧化铝陶瓷或 高纯度透光性氧化钇陶瓷的比介电常数高，为10以上，因此优选。高纯度 透光性AIN陶瓷也由于比介电常数高所以优选。不过，在用高纯度透光性陶瓷制作侧壁141的情况下，如果侧壁材料 与蚀刻对象为同一材料，则侧壁内部有时也会被蚀刻。此时，优选在侧壁 141的内部喷镀氧化钇。这是因为，通过实施氧化钇喷镀，可以防止侧壁 部的蚀刻。在侧壁141的外侧设置有作为磁场发生机构4的磁场线圏41，此时， 通it/磁场线圏41在等离子体发生室14内形成环状磁中性线(未图示)。在磁场线圏41和等离子体发生室14的侧壁141的外侧之间，配置有 等离子体发生用的高频天线线圏42。该高频天线线圏42构成为并联天线 结构，并从第二高频电源43施加电压。此外，在通逸磁场线圏41形成磁 中性线时，沿着已形成的磁中性线施加交变电场，在该磁中性线发生放电 等离子体。'需要说明的是，也可以设置使对天线线圏施加的电压值成为规定值的 装置。如上所述构成的蚀刻装置，结构筒单，也没有所谓施加的高频电场相 互干扰的问题，可以形成高效率的等离子体。用于实施本专利技术的干式蚀刻方法的蚀刻装置，也可以在高频天线线圈 42的内侧设置未图示的法拉第屏蔽(或静电场屏蔽)用浮置电极。该法拉 第屏蔽是已知的法拉第屏蔽，例如是平行设置多个狭缝且在该狭缝的长度 方向的中间与狭缝正交地设置有天线线圏的金属板。在狭缝的长度方向的 两端设置有使矩形形状金属板的电位相同的金属框。天线线圏42的静电场 被金属板屏蔽，但感应磁场未被屏蔽。该感应磁场进入到等离子体中，形 成感应电场。狭缝的宽度可以根据目的适当地设计，为0.5 10mm、优选 l-2mm的狭缝。如果该狭缝的宽度过大，则会发生静电场的渗入,因此 不优选。狭缝的厚度为 2mm左右即可。接着，对使用该蚀刻装置1蚀刻被处理M S的方法进行说明。作为使用上述蚀刻装置1进行蚀刻的蚀刻对象，可以举出在Si基仗上形成了 SK)2膜、含有Si02的化合物膜及由在光学元件中所使用的材料构成的膜而得到的基tl。作为含有Si02的化合物，例如有TEOS-Si02、磷酸硅酸盐玻璃、添 加了硼酸的磷酸硅酸盐玻璃、掺杂有稀土的玻璃、低膨胀结晶玻璃。作为 在光学元件中使用的材料，例如有铌酸锂、钽酸锂、氧化钛、氧化钽、氧 化铋。另外，还可以是形成了如下膜的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干式蚀刻装置，在具备由上部的等离子体发生室及下部的基板处理室构成的真空室、设置在上述等离子体发生室的侧壁的外侧的磁场线圈、配置在该磁场线圈和侧壁的外侧之间且与高频电源连接的天线线圈和设置在等离子体发生室上部的蚀刻气体导入机构的蚀刻装置中，其特征在于，　所述侧壁由比介电常数为４以上的材料构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-5-11 126442/20071.一种干式蚀刻装置，在具备由上部的等离子体发生室及下部的基板处理室构成的真空室、设置在上述等离子体发生室的侧壁的外侧的磁场线圈、配置在该磁场线圈和侧壁的外侧之间且与高频电源连接的天线线圈和设置在等离子体发生室上部的蚀刻气体导入机构的蚀刻装置中，其特征在于，所述侧壁由比介电常数为4以上的材料构成。2. 根据权利要求l所述的干式蚀刻装置，其特征在于， 所述材料的介电损耗为1 x l(T4 ~ 10 x 104。3. 根据权利要求1或者2所述的干式蚀刻装...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川泰宏，邹红红，林俊雄，
申请(专利权)人：爱发科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]