JP2010016139A - エッチング装置 - Google Patents
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Abstract
【要 約】
【課題】ラジカルによる高速エッチングが可能なエッチング技術を提供する。
【解決手段】エッチングガス源３１から供給されるエッチングガスを、第一、第二のプラズマ形成室２１、２２内を流して真空槽１１内に導入する際に、マイクロ波発生装置３３で発生させたマイクロ波を第一のプラズマ形成室２１内に照射すると共に、コイル２３によって第二のプラズマ形成室２２内に交番磁界を形成し第一、第二のプラズマ形成室２１、２２内にプラズマを形成し、ラジカルを生成し、真空槽１１内に導入する。反応性が高いが短寿命のラジカルを真空槽１１に近い位置で生成することができる。
【選択図】 図１
【課題】ラジカルによる高速エッチングが可能なエッチング技術を提供する。
【解決手段】エッチングガス源３１から供給されるエッチングガスを、第一、第二のプラズマ形成室２１、２２内を流して真空槽１１内に導入する際に、マイクロ波発生装置３３で発生させたマイクロ波を第一のプラズマ形成室２１内に照射すると共に、コイル２３によって第二のプラズマ形成室２２内に交番磁界を形成し第一、第二のプラズマ形成室２１、２２内にプラズマを形成し、ラジカルを生成し、真空槽１１内に導入する。反応性が高いが短寿命のラジカルを真空槽１１に近い位置で生成することができる。
【選択図】 図１
Description
本発明はエッチング装置の技術分野に係り、特に、エッチング反応をラジカルによって行なうエッチング装置に関する。
図２の符号１００は、従来技術のエッチング装置を示している。
このエッチング装置１００は、真空槽１１１を有しており、真空槽１１１の内部の天井側はシャワープレート１１３が配置されている。
シャワープレート１１３にはガス導入系１３１が接続されており、真空排気系１１６によって真空槽１１１の内部を真空排気し、シャワープレート１１３から真空槽１１１の内部にエッチングガスを導入した後、高周波電源１３０により、シャワープレート１１３を電極として高周波電圧を印加すると真空槽１１１の内部にプラズマが形成される。
このエッチング装置１００は、真空槽１１１を有しており、真空槽１１１の内部の天井側はシャワープレート１１３が配置されている。
シャワープレート１１３にはガス導入系１３１が接続されており、真空排気系１１６によって真空槽１１１の内部を真空排気し、シャワープレート１１３から真空槽１１１の内部にエッチングガスを導入した後、高周波電源１３０により、シャワープレート１１３を電極として高周波電圧を印加すると真空槽１１１の内部にプラズマが形成される。
プラズマ内部では、ラジカルが生成され、基板載置台１１４上に配置された基板１１５とラジカルが接触し、基板表面の物質と反応し、反応生成物が真空排気によって除去されると、基板表面のエッチングが行なわれる。
しかし、真空槽の内部にプラズマを形成すると、基板にイオンが入射し、基板表面がスパッタされてしまう。エッチング速度を速くしたい場合、このイオンがエッチングの補助として有効に作用するが、マイクロマシーン(ＭＥＭＳ)等の微細加工を行ないたい場合、荷電粒子の影響によりパターンの不具合が発生するという問題がある。
そこでＸｅＦ2ガスを使用し、プラズマを形成せずにシリコン基板の加工を行なうエッチング方法が提案されているが、ＸｅＦ2ガスは高価であり、また反応速度が遅いことから量産性が高いエッチング技術の開発が求められている。
本発明のように真空槽の外部でプラズマを形成する技術は、例えば下記文献に記載されている。
特開２００７−２６８６１号公報
特開２００７−１２８９８１号公報
本発明のように真空槽の外部でプラズマを形成する技術は、例えば下記文献に記載されている。
本発明の課題はＸｅＦ2を用いず、ラジカルによって高速にエッチングを行なえるエッチング技術を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、エッチングガス源と真空槽とを有し、前記エッチングガス源から供給されるエッチングガスを、マイクロ波と交番磁界で励起してラジカルを生成し、前記ラジカルを前記真空槽内に導入するように構成されたエッチング装置である。
また、本発明は、前記エッチングガス源から前記エッチングガスが導入される第一のプラズマ形成室と、前記第一のプラズマ形成室内に前記マイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、前記第一のプラズマ形成室に接続された第二のプラズマ形成室と、前記第二のプラズマ形成室内に前記交番磁界を形成するコイルとを有し、前記真空槽は前記第二のプラズマ形成室に接続されたエッチング装置である。
また、本発明は、複数のシャワー孔が形成されたシャワープレートを有し、前記ラジカルは、前記シャワープレートから前記真空槽内に導入されるエッチング装置である。
また、本発明は、前記エッチングガス源から前記エッチングガスが導入される第一のプラズマ形成室と、前記第一のプラズマ形成室内に前記マイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、前記第一のプラズマ形成室に接続された第二のプラズマ形成室と、前記第二のプラズマ形成室内に前記交番磁界を形成するコイルとを有し、前記真空槽は前記第二のプラズマ形成室に接続されたエッチング装置である。
また、本発明は、複数のシャワー孔が形成されたシャワープレートを有し、前記ラジカルは、前記シャワープレートから前記真空槽内に導入されるエッチング装置である。
マイクロ波によって生成されたラジカルと、交番磁界によって生成されたラジカルの両方が真空槽内に放出されるので、エッチング速度が速い。
真空槽内にプラズマが形成されないので、基板表面に荷電粒子が入射しない。
真空槽内にプラズマが形成されないので、基板表面に荷電粒子が入射しない。
図１の符号１０は本発明の一例のエッチング装置を示している。
このエッチング装置１０は、真空槽１１を有しており、真空槽１１の天井にはシャワープレート１３が取り付けられ、底壁上には台１４が配置されている。
このエッチング装置１０は、真空槽１１を有しており、真空槽１１の天井にはシャワープレート１３が取り付けられ、底壁上には台１４が配置されている。
シャワープレート１３の真空槽１１内部に露出する面には、多数のシャワー孔１８が形成されている。シャワープレート１３の内部は空洞であり、シャワープレート１３の内部空間１７と真空槽１１の内部空間とは、シャワー孔１８によって接続されている。
真空槽１１には真空排気系１６が接続されており、真空槽１１内部は真空排気系１６によって真空排気されている。シャワープレート１３の内部空間１７はシャワー孔１８を介して真空排気される。
真空槽１１の外部には、マイクロ波発生装置３３と、第一のプラズマ形成室２１と、エッチングガス源３１が配置されている。
真空槽１１の外部には、マイクロ波発生装置３３と、第一のプラズマ形成室２１と、エッチングガス源３１が配置されている。
マイクロ波発生装置３３は、導波管３４によって第一のプラズマ形成室２１に接続されており、マイクロ波発生装置３３によって放出されたマイクロ波(２．４５ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの電磁波)は、導波管３４を通って第一のプラズマ形成室２１の内部に照射される。
エッチングガス源３１には、化学構造中にフッ素原子を有するエッチングガスが蓄積されており、エッチングガス源３１のバルブを開けると、エッチングガスが原料ガス配管３２を流れて第一のプラズマ形成室２１内に導入される。第一のプラズマ形成室２１内に導入されたエッチングガスにはマイクロ波が照射され、第一のプラズマ形成室２１内でエッチングガスのプラズマが形成される。
エッチングガスの分子はプラズマ中で励起され、エッチングガスのラジカルが生成される。
エッチングガスの分子はプラズマ中で励起され、エッチングガスのラジカルが生成される。
第一のプラズマ形成室２１とシャワープレート１３とは、ラジカル配管２５によって接続されており、第一のプラズマ形成室２１内で生成されたラジカルは、第一のプラズマ形成室２１と真空槽１１の圧力差により、シャワープレート１３の内部空間１７に向け、ラジカル配管２５の内部を流れる。
ラジカル配管２５の途中には、第二のプラズマ形成室２２が配置されており、第一のプラズマ形成室２１内のエッチングガスがシャワープレート１３の内部空間に到達する間に、第二のプラズマ形成室２２の内部を通過するようにされている。
第二のプラズマ形成室２２の周囲はコイル２３が巻き回されている。
コイル２３は交流電源３５に接続されており、コイル２３に交流電圧(数十ＭＨｚ以下、ここでは１３．５６ＭＨｚ)を印加すると第二のプラズマ形成室２２の内部に交番磁界が形成され、第二のプラズマ形成室２２の内部にエッチングガスのプラズマが形成されエッチングガスが励起されてエッチングガスのラジカルが生成される。
コイル２３は交流電源３５に接続されており、コイル２３に交流電圧(数十ＭＨｚ以下、ここでは１３．５６ＭＨｚ)を印加すると第二のプラズマ形成室２２の内部に交番磁界が形成され、第二のプラズマ形成室２２の内部にエッチングガスのプラズマが形成されエッチングガスが励起されてエッチングガスのラジカルが生成される。
マイクロ波によって生成されたラジカルは長寿命であり、第一のプラズマ形成室２１内で生成されたラジカルと、第二のプラズマ形成室２２内で生成されたラジカルは、シャワープレート１３の内部空間１７に導入される。
交番磁界によって生成されるラジカルは、マイクロ波によって生成されるラジカルよりも反応性が高いが、短寿命である。第二のプラズマ形成室２２は第一のプラズマ形成室２１よりもシャワープレート１３に近い位置に配置されており、マイクロ波によって生成されたラジカルと交番磁界によって生成されたラジカルは、消滅する前に、シャワープレート１３のシャワー孔１８から真空槽１１の内部に散布され、台１４上に配置された基板１５の表面に到達し、基板１５表面に露出する物質と反応する。台１４は真空槽１１と共に接地電位に接続されている。
反応生成物は気体のフッ素化合物であり真空排気系１６によって真空槽１１の内部から真空排気される。
反応生成物は気体のフッ素化合物であり真空排気系１６によって真空槽１１の内部から真空排気される。
本発明装置に用いることができるエッチングガスは、ＣＦ4、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＨＦ3、Ｃ4Ｆ8等のフッ素化合物ガスや、これらにＯ2、Ｈ2、Ｎ2等の補助ガスを添加したエッチングガスが、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、高融点金属等のエッチング対象の材質に応じて選択することができる。
なお、上記実施例では、シャワープレート１３から真空槽１１内にラジカルを散布したが基板１５表面に均一にラジカルを接触できる装置であれば、シャワープレート１３に限定されるものではない。
また、上記実施例では、第一、第二のプラズマ形成室２１、２２をラジカル配管２５に接続したが、ラジカル配管２５の一部にマイクロ波を照射して第一のプラズマ形成室２１とし、それよりも真空槽１１に近い位置のラジカル配管２５の一部にコイル２３を巻き回して内部に交番磁界が形成される第二のプラズマ形成室２２としてもよい。
１０……エッチング装置
１１……真空槽
１３……シャワープレート
２１……第一のプラズマ形成室
２２……第二のプラズマ形成室
２３……コイル
３１……エッチングガス源
３３……マイクロ波発生装置
１１……真空槽
１３……シャワープレート
２１……第一のプラズマ形成室
２２……第二のプラズマ形成室
２３……コイル
３１……エッチングガス源
３３……マイクロ波発生装置
Claims (3)
- エッチングガス源と真空槽とを有し、
前記エッチングガス源から供給されるエッチングガスを、マイクロ波と交番磁界で励起してラジカルを生成し、前記ラジカルを前記真空槽内に導入するように構成されたエッチング装置。 - 前記エッチングガス源から前記エッチングガスが導入される第一のプラズマ形成室と、
前記第一のプラズマ形成室内に前記マイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、
前記第一のプラズマ形成室に接続された第二のプラズマ形成室と、
前記第二のプラズマ形成室内に前記交番磁界を形成するコイルとを有し、
前記真空槽は前記第二のプラズマ形成室に接続された請求項１記載のエッチング装置。 - 複数のシャワー孔が形成されたシャワープレートを有し、
前記ラジカルは、前記シャワープレートから前記真空槽内に導入される請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008174061A JP2010016139A (ja) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | エッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63104423A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-09 | Plasma Syst:Kk | プラズマ処理装置 |
| JPH11345801A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Shibaura Mechatronics Corp | 真空処理装置 |
| JP2006203210A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Semes Co Ltd | 半導体プラズマ処理装置及び方法 |
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2008
- 2008-07-03 JP JP2008174061A patent/JP2010016139A/ja active Pending
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