JPH0196388A - プラズマによる被覆又はエッチング装置 - Google Patents

プラズマによる被覆又はエッチング装置

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JPH0196388A
JPH0196388A JP63166079A JP16607988A JPH0196388A JP H0196388 A JPH0196388 A JP H0196388A JP 63166079 A JP63166079 A JP 63166079A JP 16607988 A JP16607988 A JP 16607988A JP H0196388 A JPH0196388 A JP H0196388A
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voltage
substrate
pulses
frequency generator
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Heinrich Gruenwald
ハインリヒ・グリューンバルト
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Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
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Leybold AG
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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による被覆又はエツチング装置に関
する。
［従来の技術コ プラズマを使用しての被覆又はエツチングにおいては湿
式法に加えて、乾式法による基板被覆又はエツチングの
使用が増大している。湿式法においては、腐食液又は付
着下地が前記基板の規定場所に被覆されるが、乾式法に
おいては、ガスがイオンとして使用され、基板の一部を
突出させるか又は、化合物の生成中に、基板上に付着さ
せる。
乾式法の利点は化学製品の低コスト、低い環境〆９染度
、高度の自動化にある。
多くの乾式法が既に知られており、どれもガスプラズマ
を共通に使用するが、主としてガスの種類、ガス圧、及
び電極の構成が異なる（Ｓ．Ｊ．Ｆｏｎａｓｈ：　ドラ
イエツチングプロセスの進歩　−　Ａ　　ｒｅｖｉｅｗ
，ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。
Ｊａｎｕａｒｙ　　１９８５、ｐａｇｅｓ　　１５０−
１５８）。これらのプロセスの中で、いわゆる３極プロ
セスが実際−Ｌ大きな役割を果たしている。
３極プロセスにおいては、分離した高周波電圧が基板リ
アクタに供給される（Ｆｏｎａｓｈ。
ｉｂｉｄ．　、ｐａｇｅ　　５２、Ｆｉｇｕｒｅ　　２
、７ｅｇａｌ　　ｐｒｏｃｅｓｓ　　Ｒｅｖｉｅｗ。
Ｍａｙ　　１９８４、Ｖｏ．１、Ｎｏ．１）、第３の電
極は、通常接地され他の２つの電極を包囲するハウジン
グによって構成される。１つの電極における高周波電圧
は例えば、１３．５６ＭＨｚであり、それによってガス
がイオン化される。しかしながら、この程度の高周波に
おいては慣性のため、イオンは基板に到達できない。す
なわち、基板電極の電圧が特に重要性を持つ。周波数が
完全にｌ　Ｍ　Ｈ　ｚ以下に選択された場合は、プラズ
マイオンはこの電圧によって暗黒部及び基板電極を介し
て基板へと加速される。この場合、これらのイオンの運
動エネルギに対する決定要因は、一つは、プラズマの体
積、すなわち、空間電荷の一点と基板電極との間の電位
差であり、さらに一基板電極における高又は中間周波／
電圧のピーク出力電圧である。この電位差については、
存在する空間電荷の状態によって幾分自動的に形成され
る直流電圧を考慮しなければならない。それとは対照的
に基板電極における中間周波電圧は調整可能であり、す
なわちイオン電流を制御できる。
［発明が解決しようする課題］ このような３極構成のプロセスは発生器を使用するため
、ピーク出力電圧を出力と無関係に調整できないという
欠点がある。これは、ピーク出力電圧が変更されるたび
にイオン電流は自動的に変化することを意味する。これ
は、高電圧下においては基板に対して損傷を与えるので
、多くの場合、望ましくない。
それゆえ、本発明は、上記の欠点を除去すべく、プラズ
マの体積と基板との電位差を供給電力とは無関係に制御
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のプラズマによる被
覆又はエツチング装置は、第１電極が被覆又はエツチン
グされる基板に電気結合されると共に第２電極が第１電
極の上方に配設され、前記２つの電極が第３電極として
の処理チャンバ内に配設され、前記第１電極は電流と前
記基板のイオンボンバードとを制御する中間周波発生器
に結合され、前記第２電極は解離の程度及びラジカル種
の形成を制御する高周波発生器に結合され、イオンボン
バードの電流もまた中間周波発生１（１５）のあらかじ
め定められた一定電圧によって制御可能としたものであ
る。
［作用］ 本発明のプラズマによる被覆又はエツチング装置は、プ
ラズマの励起、破砕、イオン化の程度を決定する供給電
力と、基板に当たるイオンのエネルギに関連する中間周
波電圧とは相互に別々に各最適値に設定可能になる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照にして説明
する。
ただ１つの図は、本発明の概略的レイアウトを示す。
ガス出口用バイブ２とガス入口用バイブ３とを持つ処理
チャンバ１が提供される。処理チャンバ１は伝導体４を
介して接地された金属性ハウジングからなる。処理チャ
ンバ１それ自身の中には上方電極５が下方電極６に対向
して配設される。エツチング又は被覆される基板７は電
気的に前記下方電極６に接続される。前記」一方電極５
はマツチングネットワーク８及びパワーメータ９を介し
て高周波発生器１０に接続され、その周波数は例えば、
１ＭＨｚと３０　Ｍ　Ｈｚとの間で自由に選択できる。
あらかじめ中和されたガスは高周波発生器の電圧に半っ
てイオンと電子に解離される。下方電極６はマツチング
ネットワーク１１とパワーメータ１２とを介して高周波
電圧の振幅制御のためのレギュレータ１４によって制御
されるパルス幅変調器１３に接続される。このレギュレ
ータ１４は好ましくは９０から４５０ＫＨｚの周波数で
動作する中間周波発生器１５に接続される。
図に示された構成の動作モードについて次に説明する。
処理チャンバ１はまず、ガス出口バイブ２に接続される
図示せぬポンプアッセンブリによって１０−４の基本圧
力に排気される。その後、処理ガス又は、１対ｌの割合
で混合された例えばＳＦ６とＣＬ２とからなり、例えば
１００ｃｍ３／ｂａｒ、ｍｉｎの流量率を有する処理ガ
ス混合物がガス人口３を介して処理チャンバ１の内部に
連続的に供給される。ポンプアッセンブリの吸引出力を
適当に規制することによって例えば、１５Ｐａの一定圧
に設定される。高周波発生器１０の電圧は１３．５６Ｍ
Ｈかつ４００Ｗｇ）電力に設定され、パワーメータ９及
びマツチングネットワーク８を介して上方電極５に供給
される。同時に、中間周波数発生器１５によって１５０
ＫＨｚの中間周波電圧が発生される。この中間周波電圧
の振幅は、レギュレータ１４によって約３０ボルトの所
定値に設定され、中間周波発生器１５の電力はパルス幅
変調器１３によって１００Ｗに：Ａ整される。それゆえ
、プラズマが下方電極６と下方電極５との間に生成され
、基板７の薄い上層が基板７それ自身を浸蝕することな
しに高い率で所望の大きさにエツチングされる。この薄
い上層は好ましくは、ポリシリコン層であり、その下方
の層はいくつかの層からなっている。−番下の層がシリ
コンからなる実際の基板であり、その上に、０．１ｐの
厚さををし熱５ｉＱ２からなる層が配設される。その上
は０．４４の厚さを有し、１−の厚さのフォトレジスト
層で覆われたポリシリコン層である。上方のポリシリコ
ン層は不均等にかつＩｎ／ｍｉｎ、のエツチング率でエ
ツチングされる。
中間周波電圧が所定の時間間隔内に同じ振幅を有する単
極パルスの形で基板電極６に供給されるので、全てのイ
オンは等加速され、すなわち同じ速度で基板に当たる。
しかしながら、衝突イオンの敗は長期間又は短期間、パ
ルスを供給することによって変化する。パルス幅変調に
関して好ましい実施例が説明されたが、他の種類の全て
の変調が、所定の時間間隔内に全てのパルスに対して一
定の振幅を保証する本発明を実現するのに適している。
明らかに、本発明によればパルスの振幅を変えることが
可能であり、同様の可能性が従来の方法と同じように本
発明によって提供され、さらに、供給電圧のイオン電流
からの分離が得られる。
［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明によれば、プラズマの励
起、破砕、イオン化の程度を決定する供給電力と、基板
に当たるイオンのエネルギに関連する中間周波電圧とは
相互に別々に各最適値に設定可能になる。基板電極以外
の電極は好ましくは１３．５６ＭＨｚの高周波電圧で給
電され、基板電極は正の粒子を含まず、２０Ｖから２０
０ｖに規制される好ましくは９０から４５０ＫＨｚの高
周波電圧で給電されるので中間電圧すなわち、ピーり出
力電圧の大きさを変えないで中間周波発生器によって給
電される電力を規制することが可能になる。すなわち、
あらかじめ定められた時間間隔内にイオンに与えられる
加速は常に一定であるにもかかわらず基板に当たるイオ
ンの数は中間周波電圧を基板電極に間欠的に供給するこ
とによって制御可能となる。このようにして、イオンは
幾分ふさ又は束の形をした基板に向かって加速される。
すなわち、中間周波電圧のピーク出力電圧は基板に損傷
を与えないように低い値に保持される。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の概略的構成図を示す。 １・・・処理チャンバ、２・・・ガス出口用パイプ、３
・・・ガス入口用パイプ、４・・・伝導体、５・・・上
方電極、６・・・下方電極、７・・・基板、８・・・マ
ツチングネットワーク、９・・・パワーメータ、１０・
・・高周波発生器、１１・・・マツチングネットワーク
、１２・・・パワーメータ、１３・・・パルス幅変調器
、１４・・・レギュレータ、１５・・・中間周波発生器
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、プラズマ被覆又はプラズマエッチング装置であり、
    第１電極が被覆又はエッチングされる基板に電気結合さ
    れると共に第２電極が第１電極の上方に配設され、前記
    ２つの電極が第３電極としての処理チャンバ内に配設さ
    れ、前記第１電極は電流と前記基板のイオンボンバード
    とを制御する中間周波発生器に結合され、前記第２電極
    はラジカル種の解離及び形成の程度を制御する高周波発
    生器に結合され、イオンボンバードの電流もまた中間周
    波発生器（１５）のあらかじめ定められた一定電圧によ
    って制御可能であることを特徴とする装置。 ２、中間周波発生器（１５）の電圧が前記第１電極に間
    欠的に供給されることを特徴とする請求の範囲第１項に
    記載の装置。 ３、前記電圧がパルス状で前記第１電極に供給され、前
    記パルスは互いに同じ振幅、同じ幅かつ異なる間隔を有
    する（パルス位相変調）ことを特徴とする請求の範囲第
    １項に記載の装置。 ４、前記電圧がパルス状で前記第１電極に供給され、前
    記パルスが同じ振幅、かつ異なる幅を有する（パルス幅
    変調）ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置
    。 ５、前記電圧がパルス状で前記第１電極に供給され、前
    記パルスは同じ振幅と同じ幅を有し、互いに分離された
    群を形成し、前記パルスは前記群内で互いに等距離にあ
    る（パルスコード変調）ことを特徴とする請求の範囲第
    １項に記載の装置。 ６、前記高周波発生器（１０）の周波数が １ＭＨｚと３０ＭＨｚとの間で調整可能であることを特
    徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ７、前記中間周波発生器（１５）の周波数が９０ＫＨｚ
    と４５０ＫＨｚとの間で調整可能であることを特徴とす
    る請求の範囲第１項に記載の装置。 ８、前記レギュレータ（１４）が前記中間周波電圧の振
    幅を一定値に設定すべく供給されることを特徴とする請
    求の範囲第７項に記載の装置。 ９、前記中間周波発生器（１５）の電圧パルスが単極で
    あることを特徴とする前記請求の範囲の１つ以上に記載
    の装置。 １０、等しい振幅のパルスが群内の幅、間隔、又は数に
    よって前記中間周波数電圧の振幅を表わすことを特徴と
    する前記請求の範囲の１つ以上に記載の装置。 １１、前記パルス幅変調器（１３）が提供され、その幅
    が前記レギュレータ（１４）からの前記中間周波電圧の
    振幅に比例する単極電圧パルスを供給することを特徴と
    する請求の範囲第４項に記載の装置。 １２、マッチング部材（１１）がパルス幅変調器（１３
    ）と前記基板（７）が配設される前記電極（６）との間
    に提供されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載
    の装置。 １３、前記高周波発生器（１０）の周波数が１３．５６
    ＭＨｚに固定されることを特徴とする請求の範囲第６項
    に記載の装置。 １４、前記パルスが負の極性を持つことを特徴とする請
    求の範囲第１項に記載の装置。
JP63166079A 1987-10-01 1988-07-05 プラズマによる被覆又はエッチング装置 Pending JPH0196388A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE3733135.3 1987-10-01

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JP63166079A Pending JPH0196388A (ja) 1987-10-01 1988-07-05 プラズマによる被覆又はエッチング装置

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US (1) US4863549A (ja)
EP (1) EP0309648A1 (ja)
JP (1) JPH0196388A (ja)
KR (1) KR890006845A (ja)
DE (1) DE3733135C1 (ja)

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