JP2990970B2 - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
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- JP2990970B2 JP2990970B2 JP4249666A JP24966692A JP2990970B2 JP 2990970 B2 JP2990970 B2 JP 2990970B2 JP 4249666 A JP4249666 A JP 4249666A JP 24966692 A JP24966692 A JP 24966692A JP 2990970 B2 JP2990970 B2 JP 2990970B2
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- semiconductor wafer
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- etching apparatus
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング装置に
係わり、特に磁場を印加することにより得られる高密度
プラズマを用いたドライエッチング装置に関する。
係わり、特に磁場を印加することにより得られる高密度
プラズマを用いたドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造において、ドライエッ
チング技術は、微細加工手段として広く用いられてい
る。この中で、磁場を印加することにより得られる高密
度プラズマを用いたドライエッチング装置、すなわち、
マグネトロンエンハンス反応性イオンエッチング装置
（以下、マグネトロンＲＩＥと称す）は、異方性に優
れ、更に、大きなエッチング速度が実現される。
チング技術は、微細加工手段として広く用いられてい
る。この中で、磁場を印加することにより得られる高密
度プラズマを用いたドライエッチング装置、すなわち、
マグネトロンエンハンス反応性イオンエッチング装置
（以下、マグネトロンＲＩＥと称す）は、異方性に優
れ、更に、大きなエッチング速度が実現される。
【０００３】このマグネトロンＲＩＥの一例を図３に示
す。本装置は、チャンバー３０１内に、平行平板の陰極
３０２と陽極３０３を設置し、この電極にＲＦ電源３０
６，ブロッキングコンデンサー３０５から高周波を印加
することにより、プラズマを発生させる。このプラズマ
には磁石３０７から磁場が印加され、プラズマ中の電子
がこの磁場によりドリフト運動を行うことによりプラズ
マ密度を高めることができる。しかしながら、プラズマ
中の電子は、自己バイアス電圧によるシース電界（Ｅ）
と上記印加磁場（Ｂ）で生じたＥ×Ｂ場でドリフトする
ために、試料として陰極３０２上に載置された半導体ウ
ェハー３０４の面上でプラズマ密度に片寄りを生じる。
プラズマ密度の不均一性はエッチング速度を不均一にす
る。
す。本装置は、チャンバー３０１内に、平行平板の陰極
３０２と陽極３０３を設置し、この電極にＲＦ電源３０
６，ブロッキングコンデンサー３０５から高周波を印加
することにより、プラズマを発生させる。このプラズマ
には磁石３０７から磁場が印加され、プラズマ中の電子
がこの磁場によりドリフト運動を行うことによりプラズ
マ密度を高めることができる。しかしながら、プラズマ
中の電子は、自己バイアス電圧によるシース電界（Ｅ）
と上記印加磁場（Ｂ）で生じたＥ×Ｂ場でドリフトする
ために、試料として陰極３０２上に載置された半導体ウ
ェハー３０４の面上でプラズマ密度に片寄りを生じる。
プラズマ密度の不均一性はエッチング速度を不均一にす
る。
【０００４】従来のエッチング装置では、このプラズマ
密度の片寄りによるエッチング速度の不均一性を解消す
るために、回転軸３０９を通してモーター３０８により
磁石３０７を自転させることにより、不均一なプラズマ
を半導体ウェハー３０４面上で回転させ、高密度部と低
密度部をウェハー面内で時間的均一性よく位置させるこ
とにより、不均一性の打ち消しを行っている。
密度の片寄りによるエッチング速度の不均一性を解消す
るために、回転軸３０９を通してモーター３０８により
磁石３０７を自転させることにより、不均一なプラズマ
を半導体ウェハー３０４面上で回転させ、高密度部と低
密度部をウェハー面内で時間的均一性よく位置させるこ
とにより、不均一性の打ち消しを行っている。
【０００５】上述したマグネトロンＲＩＥ装置に於て
は、低真空領域においても高密度プラズマが得られ、更
に、高周波を試料台に印加することにより高速で且つ異
方性の高いエッチングができるといった優れた特徴を有
している。
は、低真空領域においても高密度プラズマが得られ、更
に、高周波を試料台に印加することにより高速で且つ異
方性の高いエッチングができるといった優れた特徴を有
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエッチング装置では、プラズマ密度の片寄よりによ
るエッチング速度の不均一性を解消するために、磁石を
自転させているので均一性は改善されるものの、高密度
なプラズマと低密度プラズマが半導体ウェハー面内で同
時に照射されるために、チャージアップダメージを生
じ、デバイスの劣化を招いている。
うなエッチング装置では、プラズマ密度の片寄よりによ
るエッチング速度の不均一性を解消するために、磁石を
自転させているので均一性は改善されるものの、高密度
なプラズマと低密度プラズマが半導体ウェハー面内で同
時に照射されるために、チャージアップダメージを生
じ、デバイスの劣化を招いている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ装置は、反応ガスを導入した真空容器に高周波を印加
し、更に磁場を印加することにより得られる高密度ガス
プラズマを用い、半導体ウェハーと平行な磁場を形成
し、且つ、半導体ウェハー中心を回転軸としてこの磁場
を公転させるドライエッチング装置であって、両端側に
それぞれＮ極及びＳ極を有し、前記半導体ウェハーの直
径よりも長い棒状の永久磁石と、前記回転軸に一端を結
合する棒状のアームとを具備し、前記棒状の永久磁石の
延在方向が前記棒状のアームの延在方向に対して直角方
向となるように前記永久磁石の中央部を前記アームの他
端により支持し、これにより前記Ｎ極の端と前記Ｓ極の
端とを前記半導体ウェハー中心に対して同一の距離に位
置させ、前記回転軸を中心にして前記アームを回転させ
る。また本発明は公転速度を１０回転／分から２００回
転／分の範囲、望ましくは２０回転以上５０回転以下と
するような回転磁場を用いる。
グ装置は、反応ガスを導入した真空容器に高周波を印加
し、更に磁場を印加することにより得られる高密度ガス
プラズマを用い、半導体ウェハーと平行な磁場を形成
し、且つ、半導体ウェハー中心を回転軸としてこの磁場
を公転させるドライエッチング装置であって、両端側に
それぞれＮ極及びＳ極を有し、前記半導体ウェハーの直
径よりも長い棒状の永久磁石と、前記回転軸に一端を結
合する棒状のアームとを具備し、前記棒状の永久磁石の
延在方向が前記棒状のアームの延在方向に対して直角方
向となるように前記永久磁石の中央部を前記アームの他
端により支持し、これにより前記Ｎ極の端と前記Ｓ極の
端とを前記半導体ウェハー中心に対して同一の距離に位
置させ、前記回転軸を中心にして前記アームを回転させ
る。また本発明は公転速度を１０回転／分から２００回
転／分の範囲、望ましくは２０回転以上５０回転以下と
するような回転磁場を用いる。
【０００８】上記本発明によれば、高密度プラズマ部を
常に半導体ウェハー面に位置することが可能となり、高
速で且つ均一性の高いエッチングを実現するとともにチ
ャージアップダメージを生じないエッチングが実現され
る。
常に半導体ウェハー面に位置することが可能となり、高
速で且つ均一性の高いエッチングを実現するとともにチ
ャージアップダメージを生じないエッチングが実現され
る。
【０００９】
【実施例】次に、本発明を用いて実施例について図面を
参照し説明する。
参照し説明する。
【００１０】図１は本発明の実施例の概要を説明するた
めの装置上面図である。この実施例では、エッチング装
置の磁石関係以外の基本構成は従来例である図３と同じ
であり、図１は本発明の実施例のエッチング装置を上部
から見た場合の構成図である。
めの装置上面図である。この実施例では、エッチング装
置の磁石関係以外の基本構成は従来例である図３と同じ
であり、図１は本発明の実施例のエッチング装置を上部
から見た場合の構成図である。
【００１１】図１に於て、チャンバー上部１０１に永久
磁石１０２が設置されている。永久磁石１０２はアーム
１０６により支持され回転軸１０３の回りを矢印１０７
の方向に公転する。またこの永久磁石を公転させるため
の回転軸１０３による公転軸はチャンバー内部に設置さ
れた半導体ウェハー１０４の中心に一致させる。また、
永久磁石の取付方向としては、本実施例を陰極結合型の
エッチング装置と考え、Ｎ極を右、Ｓ極を左に置いた場
合、半導体ウェハーの中心部が正面に当たるようにす
る。これにより高密度プラズマ部は半導体ウェハー上部
に位置することができる。
磁石１０２が設置されている。永久磁石１０２はアーム
１０６により支持され回転軸１０３の回りを矢印１０７
の方向に公転する。またこの永久磁石を公転させるため
の回転軸１０３による公転軸はチャンバー内部に設置さ
れた半導体ウェハー１０４の中心に一致させる。また、
永久磁石の取付方向としては、本実施例を陰極結合型の
エッチング装置と考え、Ｎ極を右、Ｓ極を左に置いた場
合、半導体ウェハーの中心部が正面に当たるようにす
る。これにより高密度プラズマ部は半導体ウェハー上部
に位置することができる。
【００１２】本エッチング装置は、基本的には平行平板
型である。
型である。
【００１３】試料台には、周波数１３．５６ＭＨｚの高
周波電源を接続し、プラズマを発生させる。この時、基
板上に発生する自己バイアス電圧によるシース電界
（Ｅ）と上記印加磁場（Ｂ）で生じたＥ×Ｂ場で、プラ
ズマ中の電子が半導体ウェハーの中心方向にドリフト
し、半導体ウェハーの上で高密度プラズマが得ることが
できる。
周波電源を接続し、プラズマを発生させる。この時、基
板上に発生する自己バイアス電圧によるシース電界
（Ｅ）と上記印加磁場（Ｂ）で生じたＥ×Ｂ場で、プラ
ズマ中の電子が半導体ウェハーの中心方向にドリフト
し、半導体ウェハーの上で高密度プラズマが得ることが
できる。
【００１４】このようにして形成された高密度プラズマ
の密度分布は、このままではエッチング条件により必ず
しも半導体ウェハー面上で均一でない。そこで、十分な
均一性を確保するために上記磁場を、速度を１０回転／
分から２００回転／分の範囲、望ましく２０回転以上５
０回転以下とするような公転を施し得られる回転磁場を
用いる。これにより、半導体ウェハー面上での片寄りを
是正し、高い均一性を実現させる。更に、高密度プラズ
マを半導体ウェハー中心に位置させるために軸石をささ
えるアーム１０６の長さを変化させることにより、プラ
ズマの位置を移動させることが可能である。
の密度分布は、このままではエッチング条件により必ず
しも半導体ウェハー面上で均一でない。そこで、十分な
均一性を確保するために上記磁場を、速度を１０回転／
分から２００回転／分の範囲、望ましく２０回転以上５
０回転以下とするような公転を施し得られる回転磁場を
用いる。これにより、半導体ウェハー面上での片寄りを
是正し、高い均一性を実現させる。更に、高密度プラズ
マを半導体ウェハー中心に位置させるために軸石をささ
えるアーム１０６の長さを変化させることにより、プラ
ズマの位置を移動させることが可能である。
【００１５】図２は本発明に関連する技術の概要を説明
するための装置上面図である。この技術では、エッチン
グ装置の基本構成に於いて、電磁石以外の構成は従来例
である図３と同じである。図２は本発明のエッチング装
置を上部から見た場合の構成図である。
するための装置上面図である。この技術では、エッチン
グ装置の基本構成に於いて、電磁石以外の構成は従来例
である図３と同じである。図２は本発明のエッチング装
置を上部から見た場合の構成図である。
【００１６】図２に於て、チャンバー２０１を取り囲む
様に六つの電磁石コイル２０２が設置されている。この
六つのコイルは、半導体ウェハー２０３の中心から等距
離に設置されなければならない。また、六つのコイル
は、それぞれとなりあう二つのコイルを一組とし、陰極
結合型のエッチング装置を考えた場合、半導体ウェハー
の中心部が正面に当たるようにＮ極を右、Ｓ極を左に形
成すべくコイルに電流を供給する。この場合高密度プラ
ズマ部はウェハー上部に位置することができる。
様に六つの電磁石コイル２０２が設置されている。この
六つのコイルは、半導体ウェハー２０３の中心から等距
離に設置されなければならない。また、六つのコイル
は、それぞれとなりあう二つのコイルを一組とし、陰極
結合型のエッチング装置を考えた場合、半導体ウェハー
の中心部が正面に当たるようにＮ極を右、Ｓ極を左に形
成すべくコイルに電流を供給する。この場合高密度プラ
ズマ部はウェハー上部に位置することができる。
【００１７】本エッチング装置は、基本的には平行平板
型である。
型である。
【００１８】試料台には、周波数１３．５６ＭＨｚの高
周波電源を接続し、プラズマを発生させる。この時、基
板上に発生する自己バイアス電圧によるシース電界
（Ｅ）と上記印加磁場（Ｂ）で生じたＥ×Ｂ場で、プラ
ズマ中の電子が半導体ウェハー中心方向にドリフトし、
半導体ウェハー面上で高密度プラズマを得ることができ
る。
周波電源を接続し、プラズマを発生させる。この時、基
板上に発生する自己バイアス電圧によるシース電界
（Ｅ）と上記印加磁場（Ｂ）で生じたＥ×Ｂ場で、プラ
ズマ中の電子が半導体ウェハー中心方向にドリフトし、
半導体ウェハー面上で高密度プラズマを得ることができ
る。
【００１９】このようにして形成された高密度プラズマ
の密度分布は、このままではエッチング条件により必ず
しも半導体ウェハー面上で均一でない。そこで、十分な
均一性を確保するために上記六つコイルの電流値を時間
的に制御することにより、発生する磁場を、速度１０回
転／分から２００回転／分の範囲、望ましくは２０回転
以上５０回転以下とするように回転させる。これによ
り、半導体ウェハー面上での片寄りを是正し、高い均一
性を実現させる。更に、高密度プラズマをウェハー中心
に位置させるためにコイルの電流を操作することによ
り、高密度プラズマの発生位置を移動させることが可能
である。
の密度分布は、このままではエッチング条件により必ず
しも半導体ウェハー面上で均一でない。そこで、十分な
均一性を確保するために上記六つコイルの電流値を時間
的に制御することにより、発生する磁場を、速度１０回
転／分から２００回転／分の範囲、望ましくは２０回転
以上５０回転以下とするように回転させる。これによ
り、半導体ウェハー面上での片寄りを是正し、高い均一
性を実現させる。更に、高密度プラズマをウェハー中心
に位置させるためにコイルの電流を操作することによ
り、高密度プラズマの発生位置を移動させることが可能
である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁場を印
加することにより得られる高密度ガスプラズマを用いる
ドライエッチング装置に於いて、試料の半導体ウェハー
と平行な磁場を形成し、且つ、半導体ウェハー中心を回
転軸としてこの磁場を公転させ、更に、自己バイアス電
圧によるシース電界と上記磁場で生じた電子のドリフト
運動方向が半導体ウェハー中心方向を向くように配置
し、また公転速度を１０回転／分から２００回転／分の
範囲、望ましくは２０回転以上５０回転以下とするよう
な回転磁場を用いることにより、高速で且つ均一性の高
いエッチングを実現させるとともにチャージアップダメ
ージを生じないエッチングが実現される。
加することにより得られる高密度ガスプラズマを用いる
ドライエッチング装置に於いて、試料の半導体ウェハー
と平行な磁場を形成し、且つ、半導体ウェハー中心を回
転軸としてこの磁場を公転させ、更に、自己バイアス電
圧によるシース電界と上記磁場で生じた電子のドリフト
運動方向が半導体ウェハー中心方向を向くように配置
し、また公転速度を１０回転／分から２００回転／分の
範囲、望ましくは２０回転以上５０回転以下とするよう
な回転磁場を用いることにより、高速で且つ均一性の高
いエッチングを実現させるとともにチャージアップダメ
ージを生じないエッチングが実現される。
【図１】本発明の実施例の陰極結合型平行平板エッチン
グ装置として永久磁石を用いて形成した場合の装置概要
図である。
グ装置として永久磁石を用いて形成した場合の装置概要
図である。
【図２】本発明に関連する技術の陰極結合型平行平板エ
ッチング装置として電磁石を用いて形成した場合の装置
概要図である。
ッチング装置として電磁石を用いて形成した場合の装置
概要図である。
【図３】従来技術のマグネトロン反応性イオンエッチン
グ装置の装置概要図である。
グ装置の装置概要図である。
１０１ チャンバー上部 １０２ 永久磁石 １０３ 回転軸 １０４ 半導体ウェハー １０５ 高密度プラズマ領域 １０６ アーム １０７ 回転方向 ２０１ チャンバー上部 ２０２ コイル ２０３ 半導体ウェハー ３０１ チャンバー ３０２ 陰極 ３０３ 陽極 ３０４ 半導体ウェハー ３０５ ブロッキングコンデンサー ３０６ ＲＦ電源 ３０７ 磁石 ３０８ モーター ３０９ 回転軸
Claims (3)
- 【請求項１】反応ガスを導入した真空容器に高周波を印
加し、更に磁場を印加することにより得られる高密度ガ
スプラズマを用い、半導体ウェハーと平行な磁場を形成
し、且つ、半導体ウェハー中心を回転軸としてこの磁場
を公転させるドライエッチング装置であって、両端側に
それぞれＮ極及びＳ極を有し、前記半導体ウェハーの直
径よりも長い棒状の永久磁石と、前記回転軸に一端を結
合する棒状のアームとを具備し、前記棒状の永久磁石の
延在方向が前記棒状のアームの延在方向に対して直角方
向となるように前記永久磁石の中央部を前記アームの他
端により支持し、これにより前記Ｎ極の端と前記Ｓ極の
端とを前記半導体ウェハー中心に対して同一の距離に位
置させ、前記回転軸を中心にして前記アームを回転させ
ることを特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項２】 前記公転磁場の公転速度を１０回転／分
から２００回転／分の範囲としたことを特徴とした請求
項１に記載のドライエッチング装置。 - 【請求項３】 前記公転磁場の公転速度を２０回転以上
５０回転以下としたことを特徴とした請求項２に記載の
ドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249666A JP2990970B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249666A JP2990970B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | ドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104212A JPH06104212A (ja) | 1994-04-15 |
| JP2990970B2 true JP2990970B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=17196412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249666A Expired - Fee Related JP2990970B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990970B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201105455D0 (en) | 2011-03-31 | 2011-05-18 | British American Tobacco Co | Blends of a polylactic acid and a water soluble polymer |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249666A patent/JP2990970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06104212A (ja) | 1994-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990914 |
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