JP2566648B2 - プラズマエッチング装置 - Google Patents

プラズマエッチング装置

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JP2566648B2 JP1084544A JP8454489A JP2566648B2 JP 2566648 B2 JP2566648 B2 JP 2566648B2 JP 1084544 A JP1084544 A JP 1084544A JP 8454489 A JP8454489 A JP 8454489A JP 2566648 B2 JP2566648 B2 JP 2566648B2
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    • H01L21/205—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy using reduction or decomposition of a gaseous compound yielding a solid condensate, i.e. chemical deposition

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造工程等において微細加工用
に使用されるプラズマエッチング装置に関するものであ
る。
［従来の技術］ 半導体装置製造工程のうちの微細加工工程において
は、反応性ガスの高周波グロー放電を利用したプラズマ
エッチング法が主に用いられている。
特に、加工寸法あるいは加工形状の精密な制御が必要
な工程においては、高周波を印加したカソード上に被加
工試料（半導体ウエハ）を置いて、カソードが負電圧に
バイアスされることにより生じる、カソード面に垂直な
方向に加速されるイオンにより方向性エッチングを行う
ことのできるリアクティブイオンエッチング法（Reacti
ve lon Etching,RIE）が主流となっている。
このRIE法におけるエッチングの特性は、気相中で生
じるラジカルの種類や量、および被エッチング物の載置
されたカソードに入射するイオンのエネルギーや密度に
よって変化する。しかし、通常の条件では加工速度は高
々数10nm/min.程度であり、エッチングレートをさらに
増加させるために高周波電力を増加させると、ラジカル
の量およびイオン電流密度が増加するだけでなく、イオ
ンエネルギーも増加するので、エッチングのマスクや下
地に対する選択性を低下させ、また半導体の結晶に損傷
を与える等の問題が生じた。
したがって、製造速度を増加させるためには、同時に
多数枚の半導体ウエハをエッチングすることができる大
型の装置が必要となってきた。
また、RIE法では、加工の微細化が進むに連れて、カ
ソード近傍のイオンシース内における加速イオンと中性
ガスとの衝突によって生じた、方向が乱れたイオンによ
る加工形状の乱れが問題となってきた。
これらの問題を解決するために、プラズマを発生させ
るための高周波電界と組み合わせて磁場を印加し、これ
らの相互作用によってエッチングレートを向上させると
いう、いわゆるマグネトロン型のエッチング装置が提案
されている。Walter H.Classらによる米国特許第4,422,
896号にその様な装置の一例が示されている。また、岡
野晴雄らによる特開昭57-159026号公報にも、このよう
な装置が示されている。
これらの装置では、高周波電界に垂直方向に磁場を印
加することにより、電子は電界および磁界に垂直方向に
ドリフトし、その結果ガスとの衝突が活発化して放電の
プラズマ密度が増加する。放電のプラズマ密度の増加
は、カソード上に載置された加工試料に入射するイオン
の電流密度を増加させるので、従来のRIE装置に比べ10
倍位のエッチングレートの増加が見られる。
したがって、これらの装置によるエッチングは基本的
には一枚処理としても十分な処理速度が得られるので、
装置を小型化することができる。
また、磁場印加手段としてコイルを用いた装置も知ら
れている。金京植他の論文「SiO2の高速エッチング、第
７回ドライプロセスシンポジウム、95頁（1985）」にそ
の例が示されている。オーエンウィルキンソンによる特
開昭63-17530号公報にも、磁場印化手段としてコイルを
用いたマグネトロン型の装置が開示されている。
また、イオンのエネルギーや電流密度あるいはラジカ
ル濃度を独立に制御することを目的とした装置は、特公
昭58-12346号公報および論文Masaaki Sato,Yoshinobu A
rita,“Doublesource Excited Reactive lon Etching a
nd Its Application to Submicron Trench Etching",Ex
tended Abstracts of the 18th（1986 International）
Conference on Solid State Devices and Materials,
Tokyo,233（1986）に示されている。ここでは、被エッ
チング物が載置されるべきカソードおよびこれに対向さ
せたもうひとつのカソードを設け、両カソード間に共通
のアノードとしてメッシュまたは孔あき板からなるグリ
ッドを設けた３極型のプラズマエッチング装置が用いら
れている。
第12図は上述の３極型のプラズマエッチング装置を説
明する概略図である。このプラズマエッチング装置にお
いては、真空チャンバ21内を真空ポンプ９により排気し
たのち、ガス導入系８から真空チャンバ21内に反応ガス
を導入し、高周波電源６および７により、真空チャンバ
21内に設けられたカソード１および２に高周波電力を印
加すると、反応ガスが分解・電離し、プラズマが発生し
て、カソード１上に載置された被エッチング物４がエッ
チングされる。３はカソード１とカソード２との間に設
けられたグリッドである。５は高周波電源６および７と
カソード１および２との間に設けられたブロッキングコ
ンデンサである。
本装置においては、カソード１に対向するカソード２
側の放電領域は、被エッチング物４を置いたカソード１
側の放電領域とはグリッド３により分けられている。カ
ソード２へ高周波電圧が印加されることにより、ガスの
分解およびイオン化が促進され、発生したイオンが、グ
リッド３を通して、被エッチング物４を置いたカソード
１側の放電領域に存在する活性種の密度およびプラズマ
密度を増大させる。
したがって、被エッチング物４に入射するイオン電流
および活性種の量を増加させることができるので、一般
の対向電極型プラズマエッチング装置に比べ、エッチン
グレートを２〜４倍にすることができる。
また、イオン電流密度が増加することにより被エッチ
ング物４の表面にできるイオンシースの幅が低下し、イ
オンがイオンシース内でガス分子と衝突することにより
おこるイオンの方向の乱れを抑制することができる。そ
のため、0.25μｍ幅といったサブミクロン領域におい
て、幅の10倍程度の深さでの加工が可能となり、優れた
加工形状を得ることができる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、磁場印加手段として永久磁石を用いた
マグネトロンRIE装置においては、永久磁石によって印
加される磁場が固定しているので、エッチングの条件を
変更したくともその自由度がかなり少なくなるという問
題点があった。例えばイオンのエネルギーとその電流密
度とを独立に制御することは不可能であった。また、エ
ッチングの均一性を得るための制御を精密に行なうこと
ができないという問題点もあった。
磁場印加手段としてコイルを利用した装置は、永久磁
石を利用した装置に比べてエッチング条件の自由度は増
加するものの、イオンのエネルギーとその電流密度とを
独立して制御することが難しかった。
上述の例に限らず、コイルや永久磁石を物理的に動か
したり、コイルに流す電流を時間的に変動させるという
ように、磁場の時間的変動を伴う各種のマグネトロンエ
ッチング装置では、高周波電界の時間的変化に比べ磁界
の変化が非常に遅いので、磁界の変動に伴い放電状態が
変化し、この変化がイオンのエネルギーおよび方向性に
変動を与えるために素子ダメージあるいは加工形状劣化
をもたらしていた。
また、従来の３極型エッチング装置では、エッチング
条件の自由度がは大きくなるので、イオンエネルギーと
電流密度とを独立して制御することも可能となり、また
放電状態の時間的変動もないので、放電状態の変動によ
る素子ダメージあるいは加工形状の劣化は見られない
が、処理速度という点ではマグネトロン型に比べ十分で
なかった。
その理由は、カソード２側の放電領域に発生したプラ
ズマはグリッド３を介してカソード２側の放電領域に拡
散するので、カソード２側の放電領域に発生したプラズ
マのうちの相当量が被エッチング物４に導かれずに周辺
に拡散して再結合し、このためカソード２に印加する高
周波電力を増大させたとしても、被エッチング物４に入
射するイオン電流密度の増加が飽和してしまうことであ
る。またグリッド３の影響により、若干のエッチングむ
らが生じるという問題点もあった。
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
であり、エッチングレートの増加により処理速度を増大
し、また、イオン入射方向の乱れを確実に抑制すること
ができ、しかも、イオンエネルギーの時間変動をなく
し、かつイオンエネルギーを低下させて被エッチング物
を損傷させることが少ないプラズマエッチング装置を提
供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明によるプラ
ズマエッチング装置は、被エッチング物がその上に載置
される第１のカソードと、該第１のカソードと対向して
設けられた第２のカソードと、前記第１および第２のカ
ソードに周波数が等しくかつ位相が可変の高周波電圧を
印加し、グロー放電によるプラズマを発生させて前記第
１および第２のカソードへ向けてイオンを加速させる高
周波電源を具備し、前記第１および第２のカソードと前
記高周波電源とを組合せて前記高周波電圧による放電の
間の干渉を強める電極構成としたプラズマエッチング装
置において、前記第１および第２のカソードを6cm以下
の距離で対向させる。
ここで、第２のカソードに印加される高周波電圧の位
相が前記第１のカソードに印加される高周波電圧の位相
に対して−1/4〜1/4波長の間にあるとよい。
さらに、本発明によるプラズマエッチング装置は、被
エッチング物がその上に載置される第１のカソードと、
該第１のカソードと対向して設けられ、かつ接地された
アノードと、前記第１のカソードと前記アノードとの間
に設けられた環状物体からなる第２のカソードと、前記
第１および第２のカソードに高周波電圧を印加し、グロ
ー放電によるプラズマを発生させて前記第１および第２
のカソードへ向けてイオンを加速させる高周波電源と、
前記高周波電圧による放電の間の干渉を強める磁場印加
手段とを具備する。
ここで、前記高周波電源から前記第１および第２のカ
ソードに印加される高周波電圧の周波数が等しく、かつ
該両カソードに印加される高周波電圧間の位相が可変で
あるとよく、前記第２のカソードに印加される高周波電
圧の位相が前記第１のカソードに印加される高周波電圧
の位相に対して０〜1/2波長進んでいるとよい。
ここで、前記第２のカソードの近傍でかつ前記第１の
カソードに対向して設けられたグリッドを具備する。
さらに、前記磁場印加手段が前記第１および第２のカ
ソード近傍を磁力線が通るような磁場を印加するとよ
い。
前記磁場印加手段が前記第１のカソードの近傍でかつ
前記第２のカソードが存在する側とは反対側に設けられ
た第１の磁場発生用コイルと、前記第２のカソードの近
傍でかつ前記第１のカソードが存在する側とは反対側に
設けられた第２の磁場発生用コイルと、前記第１および
第２の磁場発生用コイルに互いに逆向きの電流を流すコ
イル用電源とを具備することが好ましい。
また、前記磁場印加手段が前記第１のカソードの近傍
でかつ前記アノードが存在する側とは反対側に設けられ
た第１の磁場発生用コイルと、前記第２のカソードの近
傍に設けられかつ外径が前記第２のカソードの内径より
も小さい第２の磁場発生用コイルと、該第２の磁場発生
用コイルの周囲に設けられかつ内径が前記第２のカソー
ドの外径よりも大きい第３の磁場発生用コイルと、前記
第１および第３の磁場発生用コイルには同一方向の電流
を流し、前記第２の磁場発生用コイルには前記第１およ
び第３の磁場発生用コイルに流す電流とは逆向きの電流
を流すコイル用電源とを具備することが好ましい。
さらに、前記磁場印加手段が前記第１のカソードの近
傍でかつ前記アノードが存在する側とは反対側に設けら
れた第１の磁場発生用コイルと、該第１の磁場発生用コ
イルの周囲に設けられかつ該第１の磁場発生用コイルよ
り直径の大きい第２の磁場発生用コイルと、前記第２の
カソードの近傍に設けられかつ外径が前記第２のカソー
ドの内径よりも小さい第３の磁場発生用コイルと、該第
３の磁場発生用コイルの周囲に設けられかつ内径が前記
第２のカソードの外径よりも大きい第４の磁場発生用コ
イルと、前記第１および第４の磁場発生用コイルには同
一方向の電流を流し、前記第２および第３の磁場発生用
コイルには前記第１および第４の磁場発生用コイルに流
す電流とは逆向きの電流を流すコイル用電源とを具備す
ることが好ましい。
［作用］ 本発明においては、第１および第２のカソードに印加
された高周波電圧による放電の間の干渉を強めるための
手段を設け、あるいは電極構成としたことにより、被エ
ッチング物近傍のプラズマ密度が増大し、被エッチング
物に入射するイオン電流密度が増大する。
また、高周波電源から第１および第２のカソードに印
加される高周波電圧の周波数を等しくすることにより、
第１および第２のカソードに印加される高周波電圧の時
間的変動を防止することができ、また第２のカソードに
印加される高周波電圧の位相を第１の高周波電圧の位相
に対し最適な値に制御することにより、被エッチング物
近傍のプラズマ密度が増大し、被エッチング物に入射す
るイオン電流密度を増大することができる。
高周波電圧による放電の間の干渉を強めるための手段
が第１のカソードと第２のカソードの間隔を6cm以下と
する電極構成である場合は、プラズマが狭い領域に閉じ
込められプラズマ密度が増加する。また、両カソード間
にグリッドなしで両カソードが向かい合うことにより、
両カソードに印加した高周波電圧によるプラズマの干渉
が増大し、両カソードに印加した高周波電圧の間の位相
が−1/4〜1/4波長の範囲に入っているときには、被エッ
チング物近傍のプラズマ密度が増大し、被エッチング物
に入射するイオン電流密度が増大する。さらに、グリッ
ドが無いために、グリッドに起因する微少なエッチング
むらは生じない。
高周波電圧による放電の間の干渉を強めるための手段
が上述の第１および第２のカソードの近傍を磁力線が通
るような磁場を印加する磁場印加手段出ある場合は、プ
ラズマは磁場により閉じ込められプラズマ密度が増大す
る。さらに、電子は磁力線に沿って運動するので、両カ
ソードに印加した高周波電圧によるプラズマの干渉が増
大し、第２のカソードに印加される高周波電圧の位相を
第１のカソードに印加される高周波の位相に対し０〜1/
2波長進ませれば、被エッチング物近傍のプラズマ密度
が増大し、被エッチング物に入射するイオン電流密度が
増大する。
また、上述の磁場印加手段として、第１のカソードの
近傍でかつ第２のカソードが存在する側とは反対側に設
けられた第１の磁場発生用コイルと、第２のカソードの
近傍でかつ第１のカソードが存在する側とは反対側に設
けられた第２の磁場発生用コイルと、第１および第２の
磁場発生用コイルに互いに逆向きの電流を流すコイル用
電源とを具備するものを用いたときは、発生した磁場の
磁束密度の電極面に垂直な方向の成分（Ｚ方向成分）が
零になる面が形成され、このＺ方向成分が零になる面を
第２のカソードの電極面の第１のカソードが存在する側
とは反対側に位置させ、またはＺ方向成分が零になる面
を第１のカソードの電極面でかつ第２のカソードが存在
する側とは反対側に位置させれば、電子が第１および第
２のカソードの軸を中心とした円形のドリフト運動を行
う。
また、第１のカソードに対向して設けられかつ接地さ
れたアノードを具備し、第２のカソードが第１のカソー
ドとアノードとの間に設けられた環状物体であり、かつ
第１のカソード近傍と環状の第２のカソード近傍を磁力
線が通るような磁場を印加する磁場印加手段を設ける
と、第１のカソードに対向して接地されたアノードが存
在するので、第１のカソードとアノードとの間に閉じ込
められたプラズマのポテンシャルの第１のカソードの面
方向での均一性が従来の装置に比べて高くなり、プラズ
マポテンシャルの均一性を確保するために従来用いてき
たグリッドを挿入する必要が無くなる。このため、環状
の第２のカソードに印加した高周波電力により発生した
プラズマが第１のカソード近傍に有効に導かれ、被エッ
チング物に入射するイオン電流密度が増加する。さら
に、グリッドを用いないのでグリッドに起因した微少な
プラズマ密度の不均一がなくなる。
さらにこのとき、磁場印加手段として第１のカソード
近傍でかつアノードとは反対側に設けられた第１の磁場
発生用コイルと、環状の第２のカソード近傍に設けられ
かつ外径がこの第２のカソードの内径よりも小さい第２
の磁場発生用コイルと、第２の磁場発生用コイルの周囲
に設けられかつ内径が第２のカソードの外径よりも大き
い第３の磁場発生用コイルと、第１および第３の磁場発
生用コイルには同一方向の電流を流し、第２の磁場発生
用コイルには第１および第３のコイルに流す電流とは逆
向きの電流を流すコイル用電源とを具備するものを用い
た場合は、第１のカソードに対しほぼ平行に通った磁力
線が環状の第２の電極に対してもほぼ平行になるように
コイルの電流を流すと、両カソード上で放電はマグネト
ロン型となりガスと電子との衝突が促進されプラズマ密
度が増大する。そして、電子は磁力線に沿って運動する
ので、両カソードに印加した高周波電圧によるプラズマ
の干渉が増大する。環状の第２のカソードに印加される
高周波電圧の位相を第１のカソードに印加される高周波
の位相に対し０〜1/2波長進ませるようにすると、被エ
ッチング物近傍のプラズマ密度が増大し、被エッチング
物に入射するイオン電流密度が増大する。さらに、被エ
ッチング物の径方向に磁力線が通るのでその方向の電子
の移動が容易になり、被エッチング物上でのプラズマ密
度の均一性が向上する。
同様に、磁場印加手段として、第１のカソード近傍で
かつアノードとは反対側に設けられた第１の磁場発生用
コイルと、第１の磁場発生用コイルの周囲に設けられか
つ第１の磁場発生用コイルより直径の大きい第２の磁場
発生用コイルと、環状の第２のカソード近傍に設けられ
かつ外径が第２のカソードの内径よりも小さい第３の磁
場発生用コイルと、第３の磁場発生用コイルの周囲に設
けられかつ内径が第２のカソードの外径よりも大きい第
４の磁場発生用コイルと、第１の磁場発生用コイルと第
４の磁場発生用コイルには同一方向の電流を流し、第２
および第３の磁場発生用コイルには第１および第４のコ
イルに流す電流とは逆向きの電流を流すコイル用電源と
を具備するものを用いた場合は、第１のカソードに対し
ほぼ平行に通った磁力線が第２の電極に対してもほぼ平
行になるようにコイルの電流を流すと、３個のコイルを
用いた場合と同様な効果が得られるが、コイル４個の構
成の方がより完全に磁力線の向きを第１および第２のカ
ソードに対して平行にすることができるのでプラズマ密
度の均一性も向上する。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
実施例１ 第１図は本発明の第１の実施例のプラズマエッチング
装置の概略構成を示す。第１図において第11図と同様の
箇所には同一の符号を付す。第１のカソード１および第
２のカソード２にはそれぞれ高周波増幅器16および17が
ブロッキングコンデンサ５を介して接続されている。高
周波増幅器16および17は発振器18と接続されており、高
周波増幅器17と発振器18との間には位相制御器19が設け
られている。高周波増幅器16および17,発振器18および
位相制御器19で高周波電源を構成している。
次に、単結晶シリコンを熱酸化することにより膜厚50
0nmのSiO2膜を形成し、SiO2膜をフォトリソグラフィ工
程、ドライエッチング工程によりパターニングして、単
結晶シリコンの上にSiO2膜のパターンを形成したものを
被エッチング物４として、第１図に示したプラズマエッ
チング装置によりエッチングする場合について説明す
る。
カソード１および２の間隔を6cm以下、例えば3cmとす
る。まず、真空チャンバ21内を真空ポンプ９により排気
した後、ガス導入系８から真空チャンバ21内に反応ガ
ス、例えば塩素ガスを30SCCM導入し、真空チャンバ内の
圧力を0.5Paとする。
次に、高周波増幅器16および17により周波数が13.56M
Hz、電力が150Wの高周波電力をカソード１および２に印
加する。このとき、カソード１および２に印加する高周
波電圧の周波数は同一の発振器18からの高周波であるた
め等しく、かつ高周波の位相は位相制御器19により任意
に変化させることができる。高周波電力印加により真空
チャンバ21内に発生したグロー放電により、反応ガスは
分解・電離してプラズマが発生し、被エッチング物４が
エッチングされる。
この場合、カソード１と２とを近付けることにより、
単位体積当りで消費される電力は大きくなり、プラズマ
密度は増大する。このプラズマエッチング装置において
は、発振器18から高周波増幅器16および高周波増幅器17
に電力が供給されるので、カソード１および２に印加さ
れる高周波電圧の周波数が等しくなるので、被エッチン
グ物４の損傷が大きくなることがない。
カソード１および２に印加される高周波電圧の周波数
が等しくないときには、プラズマ中で周波数の差による
うなりを生じ、カソード１および２に印加された高周波
電圧は第２図に示すように変動する。そして、その変動
の周波数は低く、イオンが追従できる程度の周波数であ
るから、イオンの最大エネルギーが高くなるので被エッ
チング物４の損傷が大きくなる。
これに対して、カソード１および２に印加される高周
波電圧の周波数が等しいときには、プラズマ中でうなり
が生ずることはなく、カソード１および２に印加された
高周波電圧が時間的に変動することはないので、イオン
の最大エネルギーが大きくなることはなく、被エッチン
グ物４の損傷が大きくなることはない。
さらにまた、カソード２に印加する高周波電圧の、カ
ソード１に印加する高周波電圧に対する位相を変化させ
ることにより、カソード１および２に印加した高周波電
圧によって放電の間の干渉を変化させることができ、し
たがってプラズマ密度を変化させることができ、またカ
ソード間でのプラズマ密度分布を変化させることができ
る。
第３図は本発明の第１の実施例の位相差とセルフバイ
アス電圧および発光強度との関係を示す。曲線Ａは、カ
ソード２に印加した高周波電圧とカソード１に印加した
高周波電圧との位相差とカソード１に発生したセルフバ
イアス電圧（直流電圧成分）との関係を示す。曲線Ｂ
は、カソード２に印加した高周波電圧とカソード１に印
加した高周波電圧との位相差とカソード２に発生したセ
ルフバイアス電圧との関係を示す。
曲線Ｃはこの位相差と反応種である塩素ラジカルの発
光強度との関係を示す。塩素ラジカルの発光波長は725.
6nmある。
曲線Ｄは上述の位相差と反応生成物であるシリコンの
発光強度との関係を示したものである。シリコンの発光
波長は251.6nmである。
曲線A,B,CおよびＤからわかるように、位相差によ
り、セルフバイアス電圧および発光強度は大きく変化
し、位相差が−1/4〜1/4波長の間でセルフバイアス電圧
は最小になり、発光強度は最大になる。セルフバイアス
電圧はプラズマ密度が大きいほど小さくなることから、
位相差が−1/4〜1/4の間で両カソードに印加した高周波
電圧による放電の間の干渉が強まりプラズマ密度は最大
となることがわかる。
そして、カソード１のセルフバイアス電圧はカソード
２に印加した高周波電圧の位相が、カソード１に印加し
た高周波電圧の位相に対し進んだ側で最小となり、カソ
ード２のセルフバイアス電圧は逆となっている。この現
象は、プラズマ中のポテンシャル分布の変化による電子
の流れの効果と考えられ、以下のように説明される。
第４図はイオンシースとプラズマを示す。第５図は第
４図に示したカソード１上のイオンシース103に掛かる
高周波電圧（Va）の波形、カソード２上のイオンシース
101に掛かる高周波電圧（Vc）の波形、およびカソード
１上のイオンシース103近傍のプラズマポテンシャルと
カソード２上のイオンシース近傍のプラズマポテンシャ
ルとの差（Vb）の波形である。102はプラズマである。
高周波電圧の位相差がない（θ＝０）ときには、ポテ
ンシャル差は生じない（Vb＝０）のに対し、カソード２
に掛かる高周波電圧の位相が進むと（θ＝π/4）、Vbの
位相はほぼVaに近くなりVcと反対になる。
電子の動きに着目すると、Vaがカソード１の電位とほ
ぼ一致しているときにVbが上昇し、電子がカソード１側
に集まり、被エッチング物４近傍のプラズマ密度を上昇
させる。逆に、カソード２に掛かる高周波電圧の位相が
遅れると（θ＝−π/4）、電子はカソード２近傍に集ま
り、被エッチング物４近傍のプラズマ密度が低下する。
したがって、カソード２に印加した高周波電圧の位相
がカソード１に印加した高周波電圧の位相に比べ若干進
んでいるとき、に最大のイオン電流密度および最小のイ
オンエネルギーでエッチングを行なうことが可能であ
る。
従来の３極型の装置との大きな違いは、グリッド３
（第11図参照）を除いたため生じている。グリッド３が
ある場合にはカソード１および２による放電はグリッド
によりへだてられ、それぞれが独立の空間を持って、グ
リッドの穴を通して干渉しあっているのに対し、本装置
では放電空間を共有しているため、電子の流れの効果よ
り全体のプラズマ密度の上昇の方が顕著になる。
したがって、エッチングレートは増大し、また、イオ
ンの入射方向の乱れが確実に抑制され、しかもイオンエ
ネルギー（セルフバイアス電圧に対応）が減少するの
で、被エッチング物４の損傷が小さくなる。
位相差を例えば0.1波長とし、シリコンをエッチング
したところ、290nm/min.のエッチングレートが得ら
れ、、また、SiO2との選択比は13が得られた。このエッ
チングレートは磁場を印加した後述する他の実施例に比
べ若干低いものの実用的なエッチングレートが得られ
た。
エッチングレートの均一性も±２％以下となり、グリ
ッドが使用されていないのでエッチングむらも見られな
かった。エッチングの均一性は被エッチング物４上のプ
ラズマ密度の均一性、プラズマポテンシャルの均一性で
決まるが本装置では磁場を印加しないためこれらのエッ
チング条件による変化が少なく、加工形状の最適化のた
めに塩素ガス以外の他のガス例えばSiCl4と水素を混合
したり、カソード１および２に印加する高周波電力を変
化してもエッチングの均一性の悪化はみられなかった。
なお、上述の実施例においては、カソード間隔を3cm
としたが、この間隔を狭くするほどプラズマ密度は上昇
し、セルフバイアス電圧は低下してエッチングレートは
増大する。しかしあまり狭くしすぎると両カソード上に
発生するイオンシースが接して放電が不安定になるとと
もに、エッチングの均一性も低下する。また、放電の開
始が難しくなる。
また、上述の実施例においては、真空チャンバ21の圧
力を0.5Paとしたが、真空チャンバ21の圧力は0.1〜100P
aとしてもよい。また、エッチングガスとしては塩素ガ
スあるいはSiCl4と水素との混合ガスを用いたが他のハ
ロゲン含有ガスや酸素含有ガスを用い、被エッチング物
を変えても効果は全く同じである。
実施例２ 第６図は本発明の第２の実施例のプラズマエッチング
装置の概略構成を示す。第６図において第１図と同様の
箇所には同一の符号を付す。第２図において、10は第１
の磁場発生用コイルであり、第２のカソード２が存在す
る側とは反対側の第１のカソード１の近傍に設けられて
いる。11は第２の磁場発生用コイルであり、第１のカソ
ード１が存在する側とは反対側の第２のカソード２の近
傍に設けられている。12および13は磁場発生用コイル10
および11に電流を流すコイル用電源であり、磁場発生用
コイル10および11およびコイル用電源12および13で磁場
印加手段を構成している。
次に、単結晶シリコンを熱酸化することにより膜厚１
μｍのSiO2膜を形成し、SiO2膜をフォトリソグラフィ工
程、ドライエッチング工程によりパターニングして、単
結晶シリコンの上にSiO2のパターンを形成したものを被
エッチング物４として、第６に示したプラズマエッチン
グ装置によりエッチングする場合について説明する。
まず、真空チャンバ21内を真空ポンプ９により排気し
たのち、ガス導入系８から真空チャンバ21内に反応ガ
ス、例えば塩素ガスを40SCCM導入し、真空チャンバ21内
の圧力を0.5Paとするとともに、コイル用電源12および1
3によりそれぞれ磁場発生用コイル10および11に逆向き
の電流を流す。磁場発生用コイル10および11に流す電流
値は、例えばそれぞれ9000Aターンおよび−4000Aターン
である。この電流を流すことにより、カソード１上での
磁束密度が数十〜数百ガウスであり、かつ磁力線がカソ
ード１とカソード２の近傍を通るような磁場を印加す
る。
次に、高周波電源６および７によりカソード１および
２に周波数が13.56MHz、電力がそれぞれ100Wおよび300W
の高周波を印加する。すると、反応ガスである塩素ガス
が分解電離してプラズマが発生し、被エッチング物４が
エッチングされる。
この場合、プラズマ中の電子は磁力線の回りをサイク
ロトロン運動するので電子は磁場に垂直な方向には動き
にくくなり、プラズマが閉じ込められるので、磁場を印
加しない従来のプラズマエッチング装置と比較して、プ
ラズマ密度が増大し、被エッチング物４に入射するイオ
ン電流密度が増大し、エッチングレートが増大する。ま
た、イオンシース幅が低下するのでイオンの入射方向の
乱れが抑制され、しかもイオンエネルギーが減少するの
で、被エッチング物４の損傷が小さくなる。
そして、第６図に示したプラズマエッチング装置によ
りエッチングした場合に、磁場を印加しないときにはイ
オン電電流密度が数100μA/cm2、エッチングレートが約
100nm/min.であったのに対し、磁場を印加したときには
イオン電流密度が約1mA/cm2、エッチングレートが約400
nm/min.であった。
第６図に示した装置におけるグリッド３の機能を説明
する。グリッド３を設けないときには、電子は磁力線を
横切る方向には動きにくく、また、高周波電流は真空チ
ャンバ21の内壁方向に流れるので，カソード１の中心に
近づくほど真空チャンバ21の内壁方向に流れる電子の電
気抵抗が大きくなる。電子と比較してイオンは重いので
磁場に影響されにくく、このため電気抵抗は大きくなら
ない。電子とイオンとのこのような違いにより、プラズ
マのポテンシャルはカソード１の中心に近づくほど低下
することになり、イオンの加速エネルギーはカソード１
の中心ほど低くなってエッチングレートは低下する。
一方、磁場を印加しかつグリッド３を設けたときに
は、グリッド３は磁力線を横切るので高周波電流の流れ
易い方向となり、プラズマのポテンシャルは均一にな
り、エッチングレートも均一になる。そして、第６図に
示したプラズマエッチング装置により直径が10cmのウエ
ハをエッチングしたところ、グリッド３を設けないとき
にはエッチングレートの偏差が約±14％であったのに対
し、グリッド３を設けたときにはエッチングレートの偏
差が±２％以下であった。
また、コイル用電源12および13によりそれぞれ磁場発
生用コイル10および11に、互いに逆向きの電流を流すこ
とにより、磁場はカプス磁場となり、Ｚ方向の磁束密度
が零になる面がカソード１の面とほぼ平行になるので、
磁力線はこの面の近傍で発散する。
電子は磁力線に沿って動き易いので、プラズマは磁力
線に沿って収束、発散する。このため、磁場発生用コイ
ル10および11に流れる電流などを調整することにより、
Ｚ方向の磁束密度が零になる面の位置を変化させれば、
プラズマの密度分布を変化させることができるので、エ
ッチングレートの面内分布を制御できるとともに、エッ
チングの均一性などの最適条件を得ることが容易にでき
る。
そして、Ｚ方向の磁束密度が零になる面をカソード電
極２のカソード１が存在する側とは反対の側に位置させ
たときには、磁束密度はカソード電極１から遠ざかるに
したがって低下する。また、このとき磁束密度はカソー
ド１に平行な成分を有し、磁力線はカソード１の中心か
ら放射状に広がる。しかも、このとき高周波の電界の方
向はカソード２に垂直な方向であるから、電子はカソー
ド２の近傍でドリフトしカソード１の中心を軸に円運動
を行うので、ガス分子と電子との衝突が促進され、プラ
ズマ密度が上昇し、エッチングレートがさらに上昇す
る。
しかも、グリッド３付近の磁束密度もグリッド３の面
と平行な成分を持つのでグリッド３をぬけたプラズマが
電子のドリフトによって混ぜ合わされ、均一なプラズマ
密度が得られるのでグリッド３の穴によるプラズマの不
均一が生じるのを防止することができる。このため、グ
リッド３の穴によって起こるエッチングの微少なむらを
防止することができる。
そして、Ｚ方向の磁束密度が零になる面をカソード電
極１のカソード２が存在する側とは反対の側に位置させ
たときには、磁束密度はカソード電極２から遠ざかるに
したがって低下する。また、このとき磁束密度はカソー
ド１に平行な成分を有し、磁力線はカソード２の中心か
ら放射状に広がる。しかも、このとき高周波の電界の方
向はカソード１に垂直な方向であるから、電子はカソー
ド１の近傍でドリフトしカソード１の中心を軸に円運動
を行うので、被エッチング物４の近傍でプラズマ密度が
上昇し、エッチングレートが更に上昇する。
しかも、グリッド３よりも被エッチング物４に近い側
の磁束密度もグリッド３の面と平行な成分を持つので、
グリッド３をぬけたプラズマが電子のドリフトによって
混ぜ合わされ、均一なプラズマ密度が得られるのでグリ
ッド３の穴によるプラズマの不均一が生じるのを防止す
ることができる。このため、グリッド３の穴によって起
こるエッチングの微少なむらを防止することができる。
本実施例においても、カソード１および２に印加する
高周波電圧の位相差により、それぞれの高周波電圧によ
り発生したプラズマの間の干渉が変化する。
第７図は第６図に示した装置において、カソード２に
印加した高周波電圧のカソード１に印加した高周波電圧
に対する位相差と、カソード１に発生したセルフバイア
ス電圧との関係を示す。第７図から明らかなように、磁
場を印加しない場合（曲線Ｅ）には、グリッド３がある
ので干渉が少なく、位相差が変化したとしてもセルフバ
イアス電圧は余り変化しない。これに対して、磁場を印
加したとき（曲線Ｆ）には、カソード２に印加に印加し
た高周波電圧の位相がカソード１の位相より０〜1/2波
長だけ進んでいるとき、すなわち位相差が０〜＋1/2波
長であるときには、プラズマ密度が上昇する。逆に、位
相差が０〜−1/2波長であるときには、カソード１近傍
のプラズマ密度が小さくなる。
第６図に示す装置において磁場を印加したとき、すな
わち第７図の曲線Ｆは第３図の曲線Ａに比べ、より位相
差が大きい側でセルフバイアス電圧が最小になりプラズ
マ密度が最大になっている。これはそれぞれのカソード
に印加した高周波電圧による放電の間の干渉が、磁場の
ためにより強くなったためと考えられる。
したがって、磁場を印加したときは、位相差制御器19
により位相差を０〜＋1/2波長とすれば、カソード１近
傍のプラズマ密度が大きくなるので、エッチングレート
が大きくなり、またイオンエネルギーが低くなるので被
エッチング物４の損傷が低減する。
なお、第２の実施例においては、磁場印加手段として
２組の磁場発生用コイルを用いたが、１組あるいは３組
以上の磁場発生用コイルを用いてもよい。さらに、上述
の実施例においては、真空チャンバ21内の圧力を0.5Pa
としたが、真空チャンバ21内の圧力を0.1〜100Paとして
もよい。また、エッチングガスとしては塩素ガスを用い
たがハロゲン含有ガスあるいは酸素含有ガスを用い、単
結晶シリコンの上にSiO2のパターンを形成したもの以外
のものを被エッチング物としても効果は全く同じであ
る。
実施例３ 第８図は、本発明の第３の実施例のプラズマエッチン
グ装置の概略構成を示す。第８図において第６図と同様
の箇所には同一の符号を付す。22はカソード１に対向す
る接地されたアノードである。20はカソード１とアノー
ド22の間に設けられた環状の第２のカソードであり、本
実施例では円筒状を用いた。23はカソード１および20を
大地から絶縁するための絶縁物である。
環状の第２のカソード20は、その軸が第１のカソード
１の表面にほぼ垂直になるように配置され、その内径は
第１のカソード１およびアノード22の外径とほぼ同じ大
きさを持っている。
次に、第８図に示したプラズマエッチング装置を用い
て、パターンニングされた有機レジスト膜をマスクとし
て、単結晶Si上に形成されたSiO2膜をエッチングする場
合について説明する。
まず、真空チャンバ21内を真空ポンプ９により排気し
た後、ガス導入系８から真空チャンバ21内に反応ガス例
えばCHF3ガスを50SCCM導入し、真空チャンバ内の圧力を
0.8Paとする。これとともに、コイル用電源12および13
により磁場発生用コイル10および11に、例えば、それぞ
れ9000Aターンおよび−4000Aターンの電流を流し、カソ
ード１上での磁束密度が数十〜数百ガウスであり、かつ
磁力線がカソード１およびカソード20近傍を通る磁場を
形成する。なお、この磁場が形成される方向は、カソー
ド１の表面と厳密に垂直でなくともほぼ垂直な方向であ
ればよい。
次に、高周波増幅器16および17により周波数が13.56M
Hz,電力がそれぞれ150Wおよび200Wの高周波電力をカソ
ード１および20に印加する。高周波電力印加により真空
チャンバ21内に発生したグロー放電により、反応ガスは
分解・電離してプラズマが発生し、被エッチング物４が
エッチングされる。
この場合、カソード20に高周波電力を印加したことに
よって生じた電界はカソード20の近傍ではカソード20に
ほぼ垂直となり、磁場はカソード20の内面に平行な成分
を持つので、電子は磁力線の周りをサイクロトロン運動
しながら電界Ｅと磁束密度Ｂに垂直な方向、すなわちEx
B方向にドリフトする。この方向はカソード20に沿って
カソード１を環状に周回する軌道となる。したがって、
電子はカソード１とアノード22の間に高密度で閉じ込め
られる。
第６図に示した装置（第２の実施例）においてグリッ
ド３が無い場合には、プラズマポテンシャルがカソード
１の中心ほど負になることから、被エッチング物４に入
射するイオンのエネルギーがカソード１の中心ほど低く
なりエッチングの均一性確保が難しかった。そのためグ
リッド３を入れてプラズマポテンシャルの均一性を確保
していた。
本実施例の装置では、カソード１と対向し、かつカソ
ード１に平行にアノード22が設けられている。磁力線の
方向に動きやすい電子にとって流れやすい方向にアノー
ド22があるため、アノード22とカソード１の間で高周波
電流が流れ、カソード１の面上でのプラズマポテンシャ
ルの均一性が高くなる。
このためグリッドは不要になり、グリッドのために生
じる微小なエッチングむらが生じないだけでなく、グリ
ッド挿入によるプラズマ密度の損失も無くなる。
したがって第６図に示した装置と比較してカソードに
印加した高周波が等しくとも、プラズマ密度が増大す
る。被エッチング物４に入射するイオン電流密度が増大
するから、エッチングレートが増大し、また、イオン入
射方向の乱れが確実に抑制され、しかもイオンエネルギ
ーが減少するから、被エッチング物４の損傷が低減す
る。
そして、第８図に示したプラズマエッチング装置によ
りエッチングした場合に、磁場を印加しないときには、
エッチングレートが約80nm/min.であったのに対し、磁
場印加により約500nm/min.に上昇した。
これは、第６図に示した第２の実施例の装置における
約140nm/min.と比較しても非常に大きいエッチングレー
トであった。そして、コイル10および11に流す電流を調
整することによりＺ方向の磁束密度が零になる面をカソ
ード１のカソード２が存在する側とは反対の側に位置さ
せたときには、磁束密度はカソード１に平行な成分を有
し、磁力線はカソード２の中心から放射状に広がり、し
かも高周波の電界の方向はカソード１に垂直な方向であ
るから、電子はカソード１の近傍でドリフトしカソード
１の中心を軸に円運動を行うので、被エッチング物４の
近傍でプラズマ密度が上昇し、エッチングレートがさら
に上昇する。しかもエッチングの均一性も10cmウエハ上
で±２％とすることができた。
また、第８図のプラズマエッチング装置では、第１図
および第６図に示した第１および第２の実施例の装置と
同様に、カソード１および２に印加される高周波電圧の
周波数が等しいので、二つの高周波のうなりによる最大
イオンエネルギーの増大といった問題が生じない。
また、カソード２に印加した高周波電圧のカソード１
に印加した高周波電圧に対する位相が０〜＋1/2波長進
んでいるときには、二つの高周波の干渉によりプラズマ
密度はさらに増大することも、第６図に示した第２の実
施例と同様である。
なお、第３の実施例においては、第２のカソード20と
して円筒状の電極を用いたが、これはカソード１に対し
軸が垂直であれば、例えば多角柱空や長円筒等でもよ
い。また、その一部が繋がっていないような、不完全な
環状電極でもＥ×Ｂによる電子のドリフトが周回状にな
ることを妨げない形であれば問題なく使える。
さらに、第３の実施例においては、真空チャンバ21内
の圧力を0.8Paとしたが、真空チャンバ21内の圧力を0.1
〜100Paとしてもよい。また、エッチングガスとしてはC
HF3を用いたが、他のハロゲン含有ガスあるいは酸素含
有ガスを用い、被エッチング物を変えても効果は全く同
じである。
さらに、第８図のエッチング装置では磁場印加手段と
して２組のコイルを用いたが、これは１組あるいは多数
組でもかまわない。
実施例４ 第９図は本発明の第４の実施例であり、磁場印加手段
として３組のコイルを用いた装置の概略構成を示す。第
９図において第８図と同様の箇所には同一の符号を付
す。24はカソード１の近傍でかつアノード22がある側と
は反対側に設けられた第１の磁場発生用コイルである。
25および26はアノード22を挟んでコイル24とは反対側に
設けられた第２および第３の磁場発生用コイルである。
コイル25およびコイル26の軸はカソード20と一致してお
り、コイル25の外径はカソード20の内径よりも小さく、
コイル26の内径はカソード20の外径よりも大きい。
27,28および29はそれぞれ磁場発生用コイル24,25およ
び26に電流を流すコイル用電源であり、磁場発生用コイ
ル24,25および26およびコイル用電源27,28および29で磁
場印加手段を構成している。本実施例においては、磁場
発生用コイル24および磁場発生用コイル26には同一方向
の電流を流し、磁場発生用コイル25にはコイル24および
コイル26に流す電流とは逆向きの電流を流す。
実施例５ 第10図は本発明の第５の実施例であり、磁場印加手段
として４組のコイルを用いた装置の概略構成を示す。第
10図において第８図および第９図と同様の箇所には同一
の符号を付す。30はカソード１近傍でかつアノード22が
ある側とは反対側に設けられた第１の磁場発生用コイル
である。31は第１の磁場発生用コイル30の周囲を取り囲
むように設けられた第２の磁場発生用コイルである。
32および33はアノード22を挟んでコイル30および31と
は反対側に設けられた第３および第４の磁場発生用コイ
ルである。コイル32およびコイル33の軸はカソード20と
一致しており、コイル32の外径はカソード20の内径より
も小さく、コイル33の内径はカソード20の外径よりも大
きい。
34,35,36および37はそれぞれ磁場発生用コイル30,31,
32および33に電流を流すコイル用電源であり、磁場発生
用コイル30,31,32および33およびコイル用電源34,35,36
および37で磁場印加手段を構成している。本実施例にお
いては、磁場発生用コイル30および磁場発生用コイル33
には同一方向の電流を流し、磁場発生用コイル31および
32には磁場発生用コイル30および33に流す電流とは逆向
きの電流を流す。
第11図にコイルが２組（第８図に示した第３の実施
例）、３組（第９図に示した第４の実施例）および４組
（第10図に示した第５の実施例）の場合のそれぞれの磁
力線の一例を示す。
第11図（Ａ）に示すように、２組のコイルを用いた場
合はカソード20の近傍でかつカソード20に対しほぼ平行
に通った磁力線は、カソード１を横切る形でしか通れな
い。これに対し、第11図（Ｂ）および第11図（Ｃ）に示
すように、３組および４組のコイルを用いた場合は、カ
ソード20の近傍でかつカソード20に対しほぼ平行に通っ
た磁力線は、カソード１の面に対してもほぼ平行に通る
ことができる。特に、４組のコイルを用いた場合には、
コイルに流す電流値の最適化により、磁力線のカソード
１に対する平行性をさらに向上させることができる。
磁場印加手段として３組あるいは４組のコイルを用
い、カソード１およびカソード20の電極面に対してほぼ
平行な磁力線が通るような磁場を印加すると、電力はカ
ソード20に対しては電極面とほぼ平行に周回するドリフ
ト運動を起こし、放電がマグネトロン型となるのでガス
と電子との衝突が促進されてプラズマ密度が上昇する。
また、電子はカソード１に対して電極の中心を軸とした
円運動を起こし、カソード１の面上でもマグネトロン型
の放電となりプラズマ密度が上昇する。さらに、磁力線
がカソード１およびカソード20の近傍を通るので、それ
ぞれのカソードに印加した高周波電圧による放電の間の
干渉が強まり、カソード20に印加した高周波電圧の位相
がカソード１に印加した高周波電圧の位相に対し０〜1/
2波長進んでいるとき、カソード１近傍のプラズマ密度
はさらに上昇する。
プラズマ密度の上昇により、被エッチング物４に入射
するイオン電流密度もさらに上昇するので、エッチング
レートが向上する。エッチングの均一性はカソード１の
近傍を通る磁力線の電極面に対する平行性と大きく関係
しており、この平行性が良いほどエッチングの均一性は
向上する。したがって、４組のコイルを用いた方がより
平行性の良い磁場を得ることができるので、エッチング
の均一性が向上する。
第２ないし第５の実施例における磁場は基本的に静磁
場であり時間的変動を伴わないので、磁場の変動による
イオンエネルギーの変動やイオンの方向の乱れは生じな
い。したがって、被エッチング物に対する損傷が小さ
く、しかも方向性の優れた加工形状を有するエッチング
を速い処理速度で行うことができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、第１および
第２のカソードに印加された高周波電圧による放電の間
の干渉を強めるための手段を設け、あるいは電極構成と
したことにより、被エッチング物近傍のプラズマ密度が
増大し、被エッチング物に入射するイオン電流密度が増
大するので、エッチングレートが増大し、また、被エッ
チング物に入射するイオンの入射方向の乱れが確実に抑
制され、しかもイオンエネルギーが減少するから被エッ
チング物の損傷が少なくなるという効果がある。
また、第１のカソードおよび第２のカソードに印加す
る高周波電力あるいは高周波電圧による放電の間の干渉
の度合等の調整するようにしたので、被エッチング物に
入射するイオンのエネルギー、電流密度およびラジカル
の濃度等を自由に制御でき、このため最適なエッチング
条件を容易に得ることができるという効果がある。
また、本発明に係るプラズマエッチング装置を半導体
装置の製造工程に用いると、高いスループットで従来よ
り微細なパタン幅のエッチングが可能となり、しかも半
導体装置の損傷を低減することができるので、半導体の
製造原価を減少できるとともに、半導体装置の性能を飛
躍的に向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例のプラズマエッチング装
置の概略構成図、 第２図はカソードに印加される高周波電圧の周波数が等
しくないときの高周波電圧の時間的変化を示す図、 第３図は本発明の第２の実施例におけるカソード２に印
加した高周波電圧のカソード１に印加した高周波電圧に
対する位相差と、カソード1,2に発生したセルフバイア
ス電圧との関係、塩素ラジカルの発光強度との関係およ
びシリコンの発光強度との関係を示す図、 第４図は本発明の第１の実施例におけるイオンシースと
プラズマを示す図、 第５図は第４図に示したカソード１上のイオンシースに
掛かる高周波電圧の波形（Va）、カソード２上のイオン
シースに掛かる高周波電圧の波形（Vc）、およびカソー
ド１上のイオンシース近傍のプラズマのポテンシャルと
カソード２上のイオンシース近傍のプラズマポテンシャ
ルとの差の波形（Vb）を示す図、 第６図は本発明の第２の実施例のプラズマエッチング装
置の概略構成図、 第７図は本発明の第２の実施例におけるカソード２に印
加した高周波電圧のカソード２に印加した高周波電圧に
対する位相差と、カソード１に発生したセルフバイアス
電圧との関係を示す図、 第８図は本発明の第３の実施例のプラズマエッチング装
置の概略構成図、 第９図は本発明の第４の実施例のプラズマエッチング装
置の概略構成図、 第10図は本発明の第５の実施例のプラズマエッチング装
置の概略構成図、 第11図は磁場発生用コイルが２組、３組および４組の場
合の磁力線の一例を示す図、 第12図は従来の３極型のプラズマエッチング装置の概略
構成図である。 １……第１のカソード、２……第２のカソード、３……
グリッド、４……被エッチング物、５……ブロッキング
コンデンサ、6,7……高周波電源、８……ガス導入系、
９……真空ポンプ、10,11……磁場発生用コイル、12,13
……コイル用電源、16,17……高周波増幅器、18……発
振器、19……位相制御器、20……環状の第２のカソー
ド、21……真空チャンバ、22……アノード、23……絶縁
物、24,25,26……磁場発生用コイル、27,28,29……コイ
ル用電源、30,31,32,33……磁場発生用コイル、34,35,3
6,37……コイル用電源。

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被エッチング物がその上に載置される第１
    のカソードと、 該第１のカソードと対向して設けられた第２のカソード
    と、 前記第１および第２のカソードに周波数が等しくかつ位
    相が可変の高周波電圧を印加し、グロー放電によるプラ
    ズマを発生させて前記第１および第２のカソードへ向け
    てイオンを加速させる高周波電源を具備し、前記第１お
    よび第２のカソードと前記高周波電源とを組合せて前記
    高周波電圧による放電の間の干渉を強める電極構成とし
    たプラズマエッチング装置において、 前記第１および第２のカソードを6cm以下の距離で対向
    させたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
  2. 【請求項２】前記第２のカソードに印加される高周波電
    圧の位相が前記第１のカソードに印加される高周波電圧
    の位相に対して−1/4〜1/4波長の間にあることを特徴と
    する請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
  3. 【請求項３】被エッチング物がその上に載置される第１
    のカソードと、 該第１のカソードと対向して設けられ、かつ接地された
    アノードと、 前記第１のカソードと前記アノードとの間に設けられた
    環状物体からなる第２のカソードと、 前記第１および第２のカソードに高周波電圧を印加し、
    グロー放電によるプラズマを発生させて前記第１および
    第２のカソードへ向けてイオンを加速させる高周波電源
    と、 前記高周波電圧による放電の間の干渉を強める磁場印加
    手段と を具備したことを特徴とするプラズマエッチング装置。
  4. 【請求項４】前記高周波電源から前記第１および第２の
    カソードに印加される高周波電圧の周波数が等しく、か
    つ該両カソードに印加される高周波電圧間の位相が可変
    であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマエッ
    チング装置。
  5. 【請求項５】前記第２のカソードに印加される高周波電
    圧の位相が前記第１のカソードに印加される高周波電圧
    の位相に対して０〜1/2波長進んでいることを特徴とす
    る請求項４に記載のプラズマエッチング装置。
  6. 【請求項６】前記磁場印加手段が前記第１および第２の
    カソード近傍を磁力線が通るような磁場を印加すること
    を特徴とする請求項３に記載のプラズマエッチング装
    置。
  7. 【請求項７】前記磁場印加手段が前記第１のカソードの
    近傍でかつ前記第２のカソードが存在する側とは反対側
    に設けられた第１の磁場発生用コイルと、前記第２のカ
    ソードの近傍でかつ前記第１のカソードが存在する側と
    は反対側に設けられた第２の磁場発生用コイルと、前記
    第１および第２の磁場発生用コイルに互いに逆向きの電
    流を流すコイル用電源とを具備することを特徴とする請
    求項３に記載のプラズマエッチング装置。
  8. 【請求項８】前記磁場印加手段が前記第１のカソードの
    近傍でかつ前記アノードが存在する側とは反対側に設け
    られた第１の磁場発生用コイルと、前記第２のカソード
    の近傍に設けられかつ外径が前記第２のカソードの内径
    よりも小さい第２の磁場発生用コイルと、該第２の磁場
    発生用コイルの周囲に設けられかつ内径が前記第２のカ
    ソードの外径よりも大きい第３の磁場発生用コイルと、
    前記第１および第３の磁場発生用コイルには同一方向の
    電流を流し、前記第２の磁場発生用コイルには前記第１
    および第３の磁場発生用コイルに流す電流とは逆向きの
    電流を流すコイル用電源とを具備することを特徴とする
    請求項３に記載のプラズマエッチング装置。
  9. 【請求項９】前記磁場印加手段が前記第１のカソードの
    近傍でかつ前記アノードが存在する側とは反対側に設け
    られた第１の磁場発生用コイルと、該第１の磁場発生用
    コイルの周囲に設けられかつ該第１の磁場発生用コイル
    より直径の大きい第２の磁場発生用コイルと、前記第２
    のカソードの近傍に設けられかつ外径が前記第２のカソ
    ードの内径よりも小さい第３の磁場発生用コイルと、該
    第３の磁場発生用コイルの周囲に設けられかつ内径が前
    記第２のカソードの外径よりも大きい第４の磁場発生用
    コイルと、前記第１および第４の磁場発生用コイルには
    同一方向の電流を流し、前記第２および第３の磁場発生
    用コイルには前記第１および第４の磁場発生用コイルに
    流す電流とは逆向きの電流を流すコイル用電源とを具備
    することを特徴とする請求項３に記載のプラズマエッチ
    ング装置。
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