JP2573702B2 - プラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマエッチング装置Info
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- JP2573702B2 JP2573702B2 JP1327384A JP32738489A JP2573702B2 JP 2573702 B2 JP2573702 B2 JP 2573702B2 JP 1327384 A JP1327384 A JP 1327384A JP 32738489 A JP32738489 A JP 32738489A JP 2573702 B2 JP2573702 B2 JP 2573702B2
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- Japan
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- chamber
- sample
- plasma
- central axis
- magnetic field
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3266—Magnetic control means
- H01J37/32688—Multi-cusp fields
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プラズマエッチング装置に係り、特にエ
ッチングの均一性を改善したプラズマエッチング装置に
関する。
ッチングの均一性を改善したプラズマエッチング装置に
関する。
第５図に従来の平行平板電極型のプラズマエッチング
装置を示す。円筒形のチャンバ（１）内に互いに対向す
る上部電極（２）及び下部電極（３）が配置されてい
る。上部電極（２）は接地され、下部電極（３）はチャ
ンバ（１）外部に配置された高周波電源（７）に接続さ
れている。また、下部電極（３）は試料台としても機能
し、その上に半導体基板等の被エッチング試料（４）が
載置されている。チャンバ（１）にはガス導入口（５）
及び排気口（６）が形成されている。チャンバ（１）の
外周部にはチャンバ（１）を囲むように複数の永久磁石
（８）が配置されている。これらの永久磁石（８）は、
第６図に示すように、チャンバ（１）の外周部に沿って
Ｎ極とＳ極とが交互に配列するように配置されている。
これにより、チャンバ（１）内に試料（４）の表面と平
行な磁力線（９）が形成される。
装置を示す。円筒形のチャンバ（１）内に互いに対向す
る上部電極（２）及び下部電極（３）が配置されてい
る。上部電極（２）は接地され、下部電極（３）はチャ
ンバ（１）外部に配置された高周波電源（７）に接続さ
れている。また、下部電極（３）は試料台としても機能
し、その上に半導体基板等の被エッチング試料（４）が
載置されている。チャンバ（１）にはガス導入口（５）
及び排気口（６）が形成されている。チャンバ（１）の
外周部にはチャンバ（１）を囲むように複数の永久磁石
（８）が配置されている。これらの永久磁石（８）は、
第６図に示すように、チャンバ（１）の外周部に沿って
Ｎ極とＳ極とが交互に配列するように配置されている。
これにより、チャンバ（１）内に試料（４）の表面と平
行な磁力線（９）が形成される。
動作時には、まずガス導入口（５）からチャンバ
（１）内にCF4、CCl4等の反応ガスを導入すると共に排
気口（６）からガスを排出してチャンバ（１）内のガス
圧を一定に保持する。この状態で高周波電源（７）から
上部電極（２）及び下部電極（３）間に高周波電圧を印
加し、チャンバ（１）内にガスプラズマを発生させる。
ガスプラズマは永久磁石（８）により形成された磁場に
閉じ込められ、下部電極（３）上に載置された試料
（４）の表面がこのガスプラズマに曝されることにより
エッチングが施される。
（１）内にCF4、CCl4等の反応ガスを導入すると共に排
気口（６）からガスを排出してチャンバ（１）内のガス
圧を一定に保持する。この状態で高周波電源（７）から
上部電極（２）及び下部電極（３）間に高周波電圧を印
加し、チャンバ（１）内にガスプラズマを発生させる。
ガスプラズマは永久磁石（８）により形成された磁場に
閉じ込められ、下部電極（３）上に載置された試料
（４）の表面がこのガスプラズマに曝されることにより
エッチングが施される。
しかしながら、第６図からわかるように、複数の永久
磁石（８）により形成されるプラズマ閉じ込め用の磁力
線（９）は互いに隣接する永久磁石（８）間で出入りす
るため、その磁場強度がチャンバ（１）内周に沿って不
均一に分布していた。さらに、これらの磁力線（９）は
試料（４）の表面と平行に形成されるので、磁力線
（９）の影響が試料（４）の付近にまで及びやすかっ
た。従って、ガスプラズマ中のイオン及びラジカルの密
度も不均一となり、その結果試料（４）のエッチング形
状及びエッチンググレートの均一性が低下するという問
題点があった。
磁石（８）により形成されるプラズマ閉じ込め用の磁力
線（９）は互いに隣接する永久磁石（８）間で出入りす
るため、その磁場強度がチャンバ（１）内周に沿って不
均一に分布していた。さらに、これらの磁力線（９）は
試料（４）の表面と平行に形成されるので、磁力線
（９）の影響が試料（４）の付近にまで及びやすかっ
た。従って、ガスプラズマ中のイオン及びラジカルの密
度も不均一となり、その結果試料（４）のエッチング形
状及びエッチンググレートの均一性が低下するという問
題点があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされ
たもので、均一性の優れたエッチングを行うことができ
るプラズマエッチング装置を提供することを目的とす
る。
たもので、均一性の優れたエッチングを行うことができ
るプラズマエッチング装置を提供することを目的とす
る。
この発明に係るプラズマエッチング装置は、チャンバ
と、チャンバ内に試料を保持するための保持手段と、チ
ャンバ内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生手
段と、チャンバの外周部に配置され且つチャンバと同一
の中心軸を有すると共にその中心軸に垂直な一対の環状
部材とこれら環状部材を互いに連結する複数の柱状部材
とを含むほぼ円筒形の磁心と、磁心の複数の柱状部材の
回りにそれぞれ巻回された複数のコイルと、複数のコイ
ルに電流を流すことにより保持手段に保持された試料の
表面に垂直な方向で且つ磁力線がその試料に達しないよ
うにチャンバの内壁に沿ってチャンバの中心軸と平行に
磁場を形成するための電源装置とを備えたものである。
と、チャンバ内に試料を保持するための保持手段と、チ
ャンバ内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生手
段と、チャンバの外周部に配置され且つチャンバと同一
の中心軸を有すると共にその中心軸に垂直な一対の環状
部材とこれら環状部材を互いに連結する複数の柱状部材
とを含むほぼ円筒形の磁心と、磁心の複数の柱状部材の
回りにそれぞれ巻回された複数のコイルと、複数のコイ
ルに電流を流すことにより保持手段に保持された試料の
表面に垂直な方向で且つ磁力線がその試料に達しないよ
うにチャンバの内壁に沿ってチャンバの中心軸と平行に
磁場を形成するための電源装置とを備えたものである。
この発明においては、磁心、複数のコイル及び電源装
置が、保持手段に保持された試料の表面に垂直な方向で
且つチャンバの内壁に沿って磁場を形成し、この磁場に
よりプラズマ発生手段で発生されたプラズマを閉じ込め
る。
置が、保持手段に保持された試料の表面に垂直な方向で
且つチャンバの内壁に沿って磁場を形成し、この磁場に
よりプラズマ発生手段で発生されたプラズマを閉じ込め
る。
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例に係るプラズマエッチン
グ装置を示す断面図である。円筒形のチャンバ（１）内
でその円筒の中心軸上に互いに対向する上部電極（２）
及び下部電極（３）が配置されている。上部電極（２）
は接地され、下部電極（３）はチャンバ（１）の外部に
配置された高周波電源（７）に接続されている。また、
下部電極（３）は半導体基板等の被エッチング試料
（４）を保持するための保持手段としても機能する。チ
ャンバ（１）の上部及び下部にはそれぞれガス導入口
（５）及び排気口（６）が形成され、ガス導入口（５）
にはガス供給装置（10）が、排気口（６）には排気装置
（11）がそれぞれ接続されている。
グ装置を示す断面図である。円筒形のチャンバ（１）内
でその円筒の中心軸上に互いに対向する上部電極（２）
及び下部電極（３）が配置されている。上部電極（２）
は接地され、下部電極（３）はチャンバ（１）の外部に
配置された高周波電源（７）に接続されている。また、
下部電極（３）は半導体基板等の被エッチング試料
（４）を保持するための保持手段としても機能する。チ
ャンバ（１）の上部及び下部にはそれぞれガス導入口
（５）及び排気口（６）が形成され、ガス導入口（５）
にはガス供給装置（10）が、排気口（６）には排気装置
（11）がそれぞれ接続されている。
チャンバ（１）の外周部にはチャンバ（１）を囲むよ
うに円筒状の電磁石（12）が配置されている。電磁石
（12）は、強磁性体からなる磁心（13）とこの磁心（1
3）に巻き付けられた複数のコイル（14）とを有してお
り、各コイル（14）が電源装置（18）に接続されてい
る。磁心（13）は、第２図に示すように、互いに同一中
心軸上に対向して位置する一対の環状部材（15）及び
（16）とこれらの環状部材（15）及び（16）を連結する
複数の柱状部材（17）とから形成されている。環状部材
（15）及び（16）の互いに対向する面（15a）及び（16
a）上にはそれぞれの内周に沿って段状に突出した環状
の突起部（15b）及び（16b）が形成されている。これら
の突起部（15b）及び（16b）はチャンバ（１）とほぼ等
しい直径を有しており、第１図に示すように、チャンバ
（１）の中心軸方向に関してチャンバ（１）の側壁（1
a）を挟むように配置される。また、第３図に示すよう
に、磁心（13）の各柱状部材（17）にそれぞれコイル
（14）が巻回されている。
うに円筒状の電磁石（12）が配置されている。電磁石
（12）は、強磁性体からなる磁心（13）とこの磁心（1
3）に巻き付けられた複数のコイル（14）とを有してお
り、各コイル（14）が電源装置（18）に接続されてい
る。磁心（13）は、第２図に示すように、互いに同一中
心軸上に対向して位置する一対の環状部材（15）及び
（16）とこれらの環状部材（15）及び（16）を連結する
複数の柱状部材（17）とから形成されている。環状部材
（15）及び（16）の互いに対向する面（15a）及び（16
a）上にはそれぞれの内周に沿って段状に突出した環状
の突起部（15b）及び（16b）が形成されている。これら
の突起部（15b）及び（16b）はチャンバ（１）とほぼ等
しい直径を有しており、第１図に示すように、チャンバ
（１）の中心軸方向に関してチャンバ（１）の側壁（1
a）を挟むように配置される。また、第３図に示すよう
に、磁心（13）の各柱状部材（17）にそれぞれコイル
（14）が巻回されている。
上部電極（２）、下部電極（３）、高周波電源
（７）、ガス供給装置（10）及び排気装置（11）により
プラズマ発生手段が、電磁石（12）及び電源装置（18）
により磁場形成手段がそれぞれ形成されている。
（７）、ガス供給装置（10）及び排気装置（11）により
プラズマ発生手段が、電磁石（12）及び電源装置（18）
により磁場形成手段がそれぞれ形成されている。
次に、この実施例の動作を述べる。まず、下部電極
（３）上にエッチングしようとする試料（４）を保持さ
せる。次に、ガス供給装置（10）からガス導入口（５）
を介してチャンバ（１）内にCF4、CCl4等の反応ガスを
導入すると共に排気装置（11）により排気口（６）を介
して排気し、チャンバ（１）内のガス圧を一定に保持す
る。この状態で、高周波電源（７）から上部電極（２）
及び下部電極（３）間に高周波電圧を印加し、これによ
りチャンバ（１）内にガスプラズマを発生させる。
（３）上にエッチングしようとする試料（４）を保持さ
せる。次に、ガス供給装置（10）からガス導入口（５）
を介してチャンバ（１）内にCF4、CCl4等の反応ガスを
導入すると共に排気装置（11）により排気口（６）を介
して排気し、チャンバ（１）内のガス圧を一定に保持す
る。この状態で、高周波電源（７）から上部電極（２）
及び下部電極（３）間に高周波電圧を印加し、これによ
りチャンバ（１）内にガスプラズマを発生させる。
一方、電源装置（18）から磁石（12）の各コイル（1
4）に所定の大きさの直流電流を流し、磁心（13）を磁
化させる。このとき、磁心（13）の突起部（15b）及び
（18b）が一対の磁極を形成し、これらの磁極により、
第１図に磁力線（19）で示されるように試料（４）の表
面に垂直な方向で且つチャンバ（１）の側壁（1a）内面
に沿った磁場が形成される。チャンバ（１）内に発生し
たガスプラズマはこの磁場によって閉じ込められ、下部
電極（３）上に載置された試料（４）の表面がこのガス
プラズマに曝されることによりエッチングが施される。
4）に所定の大きさの直流電流を流し、磁心（13）を磁
化させる。このとき、磁心（13）の突起部（15b）及び
（18b）が一対の磁極を形成し、これらの磁極により、
第１図に磁力線（19）で示されるように試料（４）の表
面に垂直な方向で且つチャンバ（１）の側壁（1a）内面
に沿った磁場が形成される。チャンバ（１）内に発生し
たガスプラズマはこの磁場によって閉じ込められ、下部
電極（３）上に載置された試料（４）の表面がこのガス
プラズマに曝されることによりエッチングが施される。
電磁石（12）により形成されたガスプラズマ閉じ込め
用の磁場はチャンバ（１）の側壁（1a）近傍のみに集中
すると共にチャンバ（１）の周方向に沿って均一な強度
分布を有する。従って、試料（４）をチャンバ（１）の
中心軸上に配置することにより、試料（４）の近傍にお
いてはプラズマ中のイオン及びラジカルの密度がほぼ一
定に保たれ、その結果試料（４）は均一性よくエッチン
グされることとなる。
用の磁場はチャンバ（１）の側壁（1a）近傍のみに集中
すると共にチャンバ（１）の周方向に沿って均一な強度
分布を有する。従って、試料（４）をチャンバ（１）の
中心軸上に配置することにより、試料（４）の近傍にお
いてはプラズマ中のイオン及びラジカルの密度がほぼ一
定に保たれ、その結果試料（４）は均一性よくエッチン
グされることとなる。
尚、第４図に示すように、磁心（23）の環状の突起部
（25b）及び（26b）がチャンバ（21）の上板（21a）及
び下板（21b）を突き抜けてチャンバ（１）内に露出す
るように構成してもよい。
（25b）及び（26b）がチャンバ（21）の上板（21a）及
び下板（21b）を突き抜けてチャンバ（１）内に露出す
るように構成してもよい。
また、第１図に示される電磁石（12）の代わりに、そ
れぞれ一対の磁極がチャンバ（１）の中心軸方向に関し
てチャンバ（１）の側壁（1a）を挟むような複数の電磁
石をチャンバ（１）の外周部に沿って配列し、これによ
りチャンバ（１）の側壁（1a）内面に沿った磁場を形成
させることもできる。ただし、環状の磁極を有する電磁
石（12）あるいは（22）を用いた方が磁場分布はより均
一なものとなり、均一性に優れたエッチングが可能とな
る。
れぞれ一対の磁極がチャンバ（１）の中心軸方向に関し
てチャンバ（１）の側壁（1a）を挟むような複数の電磁
石をチャンバ（１）の外周部に沿って配列し、これによ
りチャンバ（１）の側壁（1a）内面に沿った磁場を形成
させることもできる。ただし、環状の磁極を有する電磁
石（12）あるいは（22）を用いた方が磁場分布はより均
一なものとなり、均一性に優れたエッチングが可能とな
る。
さらに、この発明は、平行平板電極型のプラズマエッ
チング装置に限るものではなく、マイクロ波プラズマエ
ッチング等の他のプラズマエッチング装置にも適用され
る。
チング装置に限るものではなく、マイクロ波プラズマエ
ッチング等の他のプラズマエッチング装置にも適用され
る。
以上説明したようにこの発明によれば、チャンバと、
チャンバ内に試料を保持するための保持手段と、チャン
バ内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生手段
と、チャンバの外周部に配置され且つチャンバと同一の
中心軸を有すると共にその中心軸に垂直な一対の環状部
材とこれら環状部材を互いに連結する複数の柱状部材と
を含むほぼ円筒形の磁心と、磁心の複数の柱状部材の回
りにそれぞれ巻回された複数のコイルと、複数のコイル
12電流を流すことにより保持手段に保持された試料の表
面に垂直な方向で且つ磁力線がその試料に達しないよう
にチャンバの内壁に沿ってチャンバの中心軸と平行に磁
場を形成するための電源装置とを備えているので、均一
性の優れたエッチングを行うことが可能となる。
チャンバ内に試料を保持するための保持手段と、チャン
バ内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生手段
と、チャンバの外周部に配置され且つチャンバと同一の
中心軸を有すると共にその中心軸に垂直な一対の環状部
材とこれら環状部材を互いに連結する複数の柱状部材と
を含むほぼ円筒形の磁心と、磁心の複数の柱状部材の回
りにそれぞれ巻回された複数のコイルと、複数のコイル
12電流を流すことにより保持手段に保持された試料の表
面に垂直な方向で且つ磁力線がその試料に達しないよう
にチャンバの内壁に沿ってチャンバの中心軸と平行に磁
場を形成するための電源装置とを備えているので、均一
性の優れたエッチングを行うことが可能となる。
第１図はこの発明の一実施例に係るプラズマエッチング
装置を示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、
第３図は第１図のを示す斜視図、第４図は他の実施例の
要部を示す断面図、第５図は従来のプラズマエッチング
装置を示す断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線断面図で
ある。 図において、（１）及び（21）はチャンバ、（２）は上
部電極、（３）は下部電極、（４）は試料、（７）は高
周波電源、（10）はガス供給装置、（11）は排気装置、
（12）及び（22）は電磁石、（18）は電源装置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
装置を示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、
第３図は第１図のを示す斜視図、第４図は他の実施例の
要部を示す断面図、第５図は従来のプラズマエッチング
装置を示す断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線断面図で
ある。 図において、（１）及び（21）はチャンバ、（２）は上
部電極、（３）は下部電極、（４）は試料、（７）は高
周波電源、（10）はガス供給装置、（11）は排気装置、
（12）及び（22）は電磁石、（18）は電源装置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 博之 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 石田 智章 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−19727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−147322（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】チャンバと、 前記チャンバ内に試料を保持するための保持手段と、 前記チャンバ内にプラズマを発生させるためのプラズマ
発生手段と、 前記チャンバの外周部に配置され且つ前記チャンバと同
一の中心軸を有すると共にその中心軸に垂直な一対の環
状部材とこれら環状部材を互いに連結する複数の柱状部
材とを含むほぼ円筒形の磁心と、 前記磁心の複数の柱状部材の回りにそれぞれ巻回された
複数のコイルと、 前記複数のコイルに電流を流すことにより前記保持手段
に保持された試料の表面に垂直な方向で且つ磁力線がそ
の試料に達しないように前記チャンバの内壁に沿って前
記チャンバの中心軸と平行に磁場を形成するための電源
装置と を備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327384A JP2573702B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | プラズマエッチング装置 |
| US07/562,669 US5038013A (en) | 1989-12-19 | 1990-08-03 | Plasma processing apparatus including an electromagnet with a bird cage core |
| DE4034526A DE4034526C2 (de) | 1989-12-19 | 1990-10-30 | Plasmaätzvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1327384A JP2573702B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | プラズマエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190126A JPH03190126A (ja) | 1991-08-20 |
| JP2573702B2 true JP2573702B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=18198546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1327384A Expired - Lifetime JP2573702B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | プラズマエッチング装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5038013A (ja) |
| JP (1) | JP2573702B2 (ja) |
| DE (1) | DE4034526C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3362432B2 (ja) * | 1992-10-31 | 2003-01-07 | ソニー株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US5457298A (en) * | 1993-07-27 | 1995-10-10 | Tulip Memory Systems, Inc. | Coldwall hollow-cathode plasma device for support of gas discharges |
| JP2929275B2 (ja) * | 1996-10-16 | 1999-08-03 | 株式会社アドテック | 透磁コアを有する誘導結合型−平面状プラズマの発生装置 |
| ATE458261T1 (de) * | 1998-12-11 | 2010-03-15 | Surface Technology Systems Plc | Plasmabehandlungsgerät |
| US20020185226A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-12-12 | Lea Leslie Michael | Plasma processing apparatus |
| KR102115038B1 (ko) | 2012-12-27 | 2020-05-25 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 플라즈마 에칭 장치용 실리콘 부재 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘 부재의 제조 방법 |
| KR200484364Y1 (ko) * | 2016-10-28 | 2017-08-29 | 박재규 | 다운샷용 낚시채비 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158032A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Fujitsu Ltd | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
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