JP2969528B2 - 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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- JP2969528B2 JP2969528B2 JP19206090A JP19206090A JP2969528B2 JP 2969528 B2 JP2969528 B2 JP 2969528B2 JP 19206090 A JP19206090 A JP 19206090A JP 19206090 A JP19206090 A JP 19206090A JP 2969528 B2 JP2969528 B2 JP 2969528B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はエッチング室の円筒形の側壁の外周に偶数
個の磁極をもった多極電磁石を配置したプラズマエッチ
ング装置に関するものである。
個の磁極をもった多極電磁石を配置したプラズマエッチ
ング装置に関するものである。
（従来の技術） 従来のプラズマエッチング装置は第６図に示されてお
り、同図において、円筒形の側壁１をもったエッチング
室２の上部は上面板３で覆われ、その上面板３の下部は
ガス噴出口４と兼用になったアース電位の平板な対向電
極５が設けられ、また、上面板３の上部は二重環状電磁
石６が設けられ、平板な対向電極５の背後に二重環状電
磁石６が位置するようになっている。二重環状電磁石６
は中央ヨーク6aの回りに直径の異なる２つの環状ヨーク
6b、6cが同芯状に配列され、そして、中央ヨーク6aと環
状ヨーク6bとの間、および環状ヨーク6bと環状ヨーク6c
との間にそれぞれコイル6d、6eが設けられた構造になっ
ている。エッチング室２の下方には基板７を載置した平
板な基板電極８が位置し、その基板電極８はエッチング
室２内において平板な対向電極５と距離をおいて対向し
ている。ガスはガス導入部９より対向電極５内に流れ込
み、そして、対向電極５のガス噴出口４より基板電極８
方向に噴出するようになっている。なお、図において、
10は基板電極８を冷却する冷却部、11は基板電極８に1
3.56MHzの高周波電力を印加する高周波電源である。
り、同図において、円筒形の側壁１をもったエッチング
室２の上部は上面板３で覆われ、その上面板３の下部は
ガス噴出口４と兼用になったアース電位の平板な対向電
極５が設けられ、また、上面板３の上部は二重環状電磁
石６が設けられ、平板な対向電極５の背後に二重環状電
磁石６が位置するようになっている。二重環状電磁石６
は中央ヨーク6aの回りに直径の異なる２つの環状ヨーク
6b、6cが同芯状に配列され、そして、中央ヨーク6aと環
状ヨーク6bとの間、および環状ヨーク6bと環状ヨーク6c
との間にそれぞれコイル6d、6eが設けられた構造になっ
ている。エッチング室２の下方には基板７を載置した平
板な基板電極８が位置し、その基板電極８はエッチング
室２内において平板な対向電極５と距離をおいて対向し
ている。ガスはガス導入部９より対向電極５内に流れ込
み、そして、対向電極５のガス噴出口４より基板電極８
方向に噴出するようになっている。なお、図において、
10は基板電極８を冷却する冷却部、11は基板電極８に1
3.56MHzの高周波電力を印加する高周波電源である。
このようなプラズマエッチング装置においては、対向
電極５と基板電極８との間で放電が起こり、プラズマが
発生するようになるが、そのプラズマは二重環状電磁石
６の磁場の影響を受けて、対向電極５の近傍で高密度に
なっている。そして、この高密度になっているプラズマ
中のイオンが基板電極８に引き寄せられ、基板電極８上
の基板７と衝突して、基板７を高速度でエッチングする
ようになる。
電極５と基板電極８との間で放電が起こり、プラズマが
発生するようになるが、そのプラズマは二重環状電磁石
６の磁場の影響を受けて、対向電極５の近傍で高密度に
なっている。そして、この高密度になっているプラズマ
中のイオンが基板電極８に引き寄せられ、基板電極８上
の基板７と衝突して、基板７を高速度でエッチングする
ようになる。
（発明が解決しようとする課題） 従来のプラズマエッチング装置は、上記のように二重
環状電磁石６の磁場の影響を受けて発生した高密度なプ
ラズマ中のイオンが基板を高速度でエッチングするよう
になるが、二重環状電磁石６の磁場は均一ではなく、不
均一であるため、エッチングも均一にならない問題が起
きた。そのため、対向電極５と基板電極８との間隔を狭
めることができなくなり、その結果、エッチング速度が
制限されたり、あるいは電極の間隔が広くなって、基板
７に対するイオン衝撃が大きくなり、集積回路の基板の
電気特性を悪くする等の問題を引き起こした。更に、二
重環状電磁石６の磁場の影響を受けながらプラズマを発
生させるときには、圧力が10-3Torr台で行われるため、
プラズマが対向電極５や基板電極８の外にも広がり、そ
の結果、エッチングの効率が落ちたり、あるいは対向電
極５や基板電極８の外側で再重合による堆積を引き起こ
し、これが基板に付着してマスクとなり、エッチング残
りを起こす問題が起きた。更にそのうえ、対向電極５や
基板電極８の外に広がったプラズマによりエッチング室
２の円筒形の側壁１がスパッタされ、その粒子が基板７
に不純物として混入してしまう等の問題も起きた。
環状電磁石６の磁場の影響を受けて発生した高密度なプ
ラズマ中のイオンが基板を高速度でエッチングするよう
になるが、二重環状電磁石６の磁場は均一ではなく、不
均一であるため、エッチングも均一にならない問題が起
きた。そのため、対向電極５と基板電極８との間隔を狭
めることができなくなり、その結果、エッチング速度が
制限されたり、あるいは電極の間隔が広くなって、基板
７に対するイオン衝撃が大きくなり、集積回路の基板の
電気特性を悪くする等の問題を引き起こした。更に、二
重環状電磁石６の磁場の影響を受けながらプラズマを発
生させるときには、圧力が10-3Torr台で行われるため、
プラズマが対向電極５や基板電極８の外にも広がり、そ
の結果、エッチングの効率が落ちたり、あるいは対向電
極５や基板電極８の外側で再重合による堆積を引き起こ
し、これが基板に付着してマスクとなり、エッチング残
りを起こす問題が起きた。更にそのうえ、対向電極５や
基板電極８の外に広がったプラズマによりエッチング室
２の円筒形の側壁１がスパッタされ、その粒子が基板７
に不純物として混入してしまう等の問題も起きた。
この発明の目的は、従来の問題を解決して、エッチン
グを均一にするとともに、イオン衝撃をなくし、堆積に
よる汚染や周囲の側壁からの汚染をエッチング不良のな
い高速エッチングを可能にするプラズマエッチング装置
を提供することにある。
グを均一にするとともに、イオン衝撃をなくし、堆積に
よる汚染や周囲の側壁からの汚染をエッチング不良のな
い高速エッチングを可能にするプラズマエッチング装置
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、上記のよう
なプラズマエッチング装置において、エッチング室の円
筒形の側壁の外周に、偶数個の磁極をもった多極電磁石
の各磁極を所定の間隔で環状に配置し、隣接する磁極を
相互に逆磁性にして、放電を多極電磁石によって封じ込
むと共に、多極電磁石によって形成される多極磁場を制
御可能にしたことを特徴とするものである。
なプラズマエッチング装置において、エッチング室の円
筒形の側壁の外周に、偶数個の磁極をもった多極電磁石
の各磁極を所定の間隔で環状に配置し、隣接する磁極を
相互に逆磁性にして、放電を多極電磁石によって封じ込
むと共に、多極電磁石によって形成される多極磁場を制
御可能にしたことを特徴とするものである。
（作用） この発明のプラズマエッチング装置においては、エッ
チング室の円筒形の側壁の外周に、偶数個の磁極をもっ
た多電磁石の各磁極を所定の間隔で環状に配置し、隣接
する磁極を相互に逆磁性にしているので、カスプ磁場が
形成されるようになる。したがって、対向電極と基板電
極との間の放電によって発生したプラズマはカスプ磁場
の影響を受け、プラズマが周囲に広がるのが抑えられ、
プラズマが対向電極と基板電極との間に集中するように
なる。そのため、エッチングの効率が向上し、均一なエ
ッチングが可能になるとともに、周囲での堆積やスパッ
タがなくなり、基板への不純物の混入が抑制されるよう
になった。更に、多極電磁石によって形成される多極磁
場を制御することによって、カスプ磁場の強度を変え
て、放電が集中する領域を変えることが可能になり、基
板に応じた放電領域を得ることが可能になった。
チング室の円筒形の側壁の外周に、偶数個の磁極をもっ
た多電磁石の各磁極を所定の間隔で環状に配置し、隣接
する磁極を相互に逆磁性にしているので、カスプ磁場が
形成されるようになる。したがって、対向電極と基板電
極との間の放電によって発生したプラズマはカスプ磁場
の影響を受け、プラズマが周囲に広がるのが抑えられ、
プラズマが対向電極と基板電極との間に集中するように
なる。そのため、エッチングの効率が向上し、均一なエ
ッチングが可能になるとともに、周囲での堆積やスパッ
タがなくなり、基板への不純物の混入が抑制されるよう
になった。更に、多極電磁石によって形成される多極磁
場を制御することによって、カスプ磁場の強度を変え
て、放電が集中する領域を変えることが可能になり、基
板に応じた放電領域を得ることが可能になった。
（実施例） 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の実施例を示しており、同図におい
て、従来の装置を示す第５図と同符号のものは同一につ
きその説明を省略するが、この発明の実施例は従来の装
置を改良して、エッチング室２の円筒形の側壁１の外周
に、偶数個の磁極13をもった多極電磁石14の各磁極を所
定の間隔で環状に配置し、隣接する磁極13を相互に逆極
性にしたものである。磁極13は第２図および第３図に示
すようにヨーク15の一部分を内側に当間隔に張り出して
形成した張り出し部15aの回りにコイル16を巻いて作ら
れたものである。磁極13の極性を逆極性にする場合に
は、隣合ったコイルの巻き方を逆にするか、またはコイ
ルへの印加電流を逆向きにするかしてなされる。
て、従来の装置を示す第５図と同符号のものは同一につ
きその説明を省略するが、この発明の実施例は従来の装
置を改良して、エッチング室２の円筒形の側壁１の外周
に、偶数個の磁極13をもった多極電磁石14の各磁極を所
定の間隔で環状に配置し、隣接する磁極13を相互に逆極
性にしたものである。磁極13は第２図および第３図に示
すようにヨーク15の一部分を内側に当間隔に張り出して
形成した張り出し部15aの回りにコイル16を巻いて作ら
れたものである。磁極13の極性を逆極性にする場合に
は、隣合ったコイルの巻き方を逆にするか、またはコイ
ルへの印加電流を逆向きにするかしてなされる。
このような実施例においては、従来と同様に、対向電
極５と基板電極８との間の放電によりプラズマが発生す
るようになるが、そのプラズマは二重環状電磁石６の磁
場の影響を受けて、対向電極５の近傍で高密度になり、
基板７を高速度でエッチングすることが可能になる。だ
が、実施例では従来と異なり、エッチング室２の円筒形
の側壁１の外周に配置した多極電磁石14によって形成さ
れたカスプ磁場により、プラズマが対向電極５と基板電
極８との間の空間に封じ込められ、その空間でのガスの
解離が進み、その空間内でのプラズマの均質化が起こ
り、エッチングの均一性が向上するようになる。また、
カスプ磁場の影響により、プラズマが対向電極５と基板
電極８との間の空間の外に広がるのが抑えられるため、
エッチング室２の円筒形の側壁１をスパッタしたり、あ
るいは堆積がなくなり、基板７への不純物の混入が抑制
されるようになる。更に、多極電磁石14の各磁極13のコ
イル16に流す電流値を制御することによって、カスプ磁
場の強度を抑制することができ、そのため、放電が集中
する領域を変えることが可能になり、基板に応じた放電
領域を得ることが可能になった。
極５と基板電極８との間の放電によりプラズマが発生す
るようになるが、そのプラズマは二重環状電磁石６の磁
場の影響を受けて、対向電極５の近傍で高密度になり、
基板７を高速度でエッチングすることが可能になる。だ
が、実施例では従来と異なり、エッチング室２の円筒形
の側壁１の外周に配置した多極電磁石14によって形成さ
れたカスプ磁場により、プラズマが対向電極５と基板電
極８との間の空間に封じ込められ、その空間でのガスの
解離が進み、その空間内でのプラズマの均質化が起こ
り、エッチングの均一性が向上するようになる。また、
カスプ磁場の影響により、プラズマが対向電極５と基板
電極８との間の空間の外に広がるのが抑えられるため、
エッチング室２の円筒形の側壁１をスパッタしたり、あ
るいは堆積がなくなり、基板７への不純物の混入が抑制
されるようになる。更に、多極電磁石14の各磁極13のコ
イル16に流す電流値を制御することによって、カスプ磁
場の強度を抑制することができ、そのため、放電が集中
する領域を変えることが可能になり、基板に応じた放電
領域を得ることが可能になった。
ところで、上記実施例は基板電極８に13.56MHzの高周
波電力を印加し、対向電極５をアース電位にしている
が、これを反対にして、基板電極８をアース電位にし、
対向電極５に13.56MHzの高周波電力を印加してもよい。
また、第４図に示すように対向電極５とエッチング室２
の円筒形の側壁１とを絶縁物17で絶縁し、その一方をア
ース電位とし、他方に13.56MHzの高周波電力を印加し、
かつ基板電極８に100KHz〜600KHzもしくは13.56MHzの高
周波電力を印加してもよい。更に、多極電磁石の構造を
第５図に示すようなものを使用してもよい。
波電力を印加し、対向電極５をアース電位にしている
が、これを反対にして、基板電極８をアース電位にし、
対向電極５に13.56MHzの高周波電力を印加してもよい。
また、第４図に示すように対向電極５とエッチング室２
の円筒形の側壁１とを絶縁物17で絶縁し、その一方をア
ース電位とし、他方に13.56MHzの高周波電力を印加し、
かつ基板電極８に100KHz〜600KHzもしくは13.56MHzの高
周波電力を印加してもよい。更に、多極電磁石の構造を
第５図に示すようなものを使用してもよい。
（発明の効果） この発明は上記のようにエッチング室の円筒形の側壁
の外周に、偶数個の磁極をもった多極電磁石の各磁極を
所定の間隔で環状に配置し、隣接する磁極を相互に逆磁
性にして、放電を多極電磁石によって封じ込むと共に、
多極電磁石によって形成される多極磁場を制御可能にし
ているから、次のような効果が奏される。
の外周に、偶数個の磁極をもった多極電磁石の各磁極を
所定の間隔で環状に配置し、隣接する磁極を相互に逆磁
性にして、放電を多極電磁石によって封じ込むと共に、
多極電磁石によって形成される多極磁場を制御可能にし
ているから、次のような効果が奏される。
（１）多極電磁石によりカスプ磁場が形成され、プラズ
マが対向電極と基板電極との間の空間に封じ込められ、
その空間でのガスの解離が進み、その空間内でのプラズ
マの均質化が起こり、エッチングの均一性が向上するよ
うになる。
マが対向電極と基板電極との間の空間に封じ込められ、
その空間でのガスの解離が進み、その空間内でのプラズ
マの均質化が起こり、エッチングの均一性が向上するよ
うになる。
（２）カスプ磁場の影響により、プラズマが対向電極と
基板電極との間の空間の外に広がるのが抑えられるた
め、エッチング室の円筒形の側壁をスパッタしたり、あ
るいは堆積がなくなり、基板への不純物の混入が抑制さ
れるようになる。
基板電極との間の空間の外に広がるのが抑えられるた
め、エッチング室の円筒形の側壁をスパッタしたり、あ
るいは堆積がなくなり、基板への不純物の混入が抑制さ
れるようになる。
（３）多極電磁石によって形成される多極磁場を制御す
ることによって、カスプ磁場の強度を変えて、放電が集
中する領域を変えることが可能になり、基板に応じた放
電領域を得ることが可能になる。
ることによって、カスプ磁場の強度を変えて、放電が集
中する領域を変えることが可能になり、基板に応じた放
電領域を得ることが可能になる。
第１図はこの発明の実施例を示す説明図、第２図は第１
図のＩ−Ｉ線で切断した断面図、第３図は第１図の多極
電磁石の磁極の一部を示す斜視図、第４図はこの発明の
その他の実施例を示す説明図、第５図はこの発明のその
他の実施例に用いられる多極電磁石の説明図である。第
６図は従来のプラズマエッチング装置を示す説明図であ
る。 図中、 １……エッチング室の円筒形の側壁 ２……エッチング室 ４……ガス噴出口 ５……対向電極 ６……二重環状電磁石 ７……基板 ８……基板電極 11……高周波電源 13……多極電磁石の磁極 14……多極電磁石 15……ヨーク 15a……ヨークの張り出し部 16……コイル 17……絶縁物
図のＩ−Ｉ線で切断した断面図、第３図は第１図の多極
電磁石の磁極の一部を示す斜視図、第４図はこの発明の
その他の実施例を示す説明図、第５図はこの発明のその
他の実施例に用いられる多極電磁石の説明図である。第
６図は従来のプラズマエッチング装置を示す説明図であ
る。 図中、 １……エッチング室の円筒形の側壁 ２……エッチング室 ４……ガス噴出口 ５……対向電極 ６……二重環状電磁石 ７……基板 ８……基板電極 11……高周波電源 13……多極電磁石の磁極 14……多極電磁石 15……ヨーク 15a……ヨークの張り出し部 16……コイル 17……絶縁物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (4)
- 【請求項１】背後に電磁石を設けた平板な対向電極と、
同じく平板な基板電極とを円筒形の側壁を持ったエッチ
ング室内において距離をおいて対向して配置し、平板な
対向電極のガス噴出口よりガスを平板な基板電極方向に
噴出させ、放電により発生するプラズマによって、基板
電極上の基板をエッチングするプラズマエッチング装置
において、上記エッチング室の円筒形の側壁の外周に、
偶数個の磁極をもった多極電磁石の各磁極を所定の間隔
で環状に配置し、隣接する磁極を相互に逆極性にして、
上記放電を多極電磁石によって封じ込むと共に、多極電
磁石によって形成される多極磁場を制御可能にしたこと
を特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項２】上記電磁石は二重環状電磁石であることを
特徴とする請求項１記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項３】上記対向電極および基板電極のいづれか一
方に13.56MHzの高周波電力を印加し、他方をアース電位
にしたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ
エッチング装置。 - 【請求項４】上記対向電極とエッチング室の円筒形の側
壁とを絶縁し、一方をアース電位とし、他方に13.56MHz
の高周波電力を印加し、かつ上記基板電極に100KHz〜60
0KHzもしくは13.56MHzの高周波電力を印加することを特
徴とする請求項１又は２記載のプラズマエッチング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19206090A JP2969528B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19206090A JP2969528B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | プラズマエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0480384A JPH0480384A (ja) | 1992-03-13 |
| JP2969528B2 true JP2969528B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=16284957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19206090A Expired - Lifetime JP2969528B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969528B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP19206090A patent/JP2969528B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0480384A (ja) | 1992-03-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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