JPH03126881A - マグネトロンエッチング装置 - Google Patents

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） 本発明は、ＣＦ２等の弗素系ガスやＣＣｊ！、等の塩素
系ガス等をエツチングガスとして使用するマグネトロン
エツチング装置に関する。

（従来の技術） 従来、第１図及び第２図示のように、エツチング室ａ内
に、アース電位の平板状の対向電極すとＲＦ電源Ｃに接
続された平板状の基板電極ｄとを互に平行に設け、該基
板電極ｄの前面に設けたエツチング処理される基板ｅに
向けてエツチングガスを噴出する多数の噴出口ｆを対向
電極すに形成した枚葉式のエツチング装置が知られてい
る。これの基板電極ｄはエツチング室ａにスペーサーシ
ールドｇを介して取付けられ、基板ｅは仕切バルブｈを
介して外部から該エツチング室ａに搬入される。この装
置に於いて、排気口ｉから該エツチング室ａ内を真空排
気したのちガス導入用バルブｊを開いて対向電極すから
エツチングガスを噴出させ乍らＲＦ電ＩＸｃより基板電
極ｄに高周波電力を印加すると、エツチングガスは高周
波電力により画電極す、ｄ間でプラズマ状態となり、活
性化されたイオン、ラジカルにより基板ｅがエツチング
され、これに伴い発生するエツチング生成物等は、排気
ガスとして排気口ｉから排出される。ｋは環状の防着板
、℃は発光スペクトルモニター、真空計等が設けられる
センサーボートである。

また、該基板電極の背後に磁石を設けて基板電極の前面
に磁場を発生させるようにしたマグネトロンエツチング
装置も知られており（特開昭５７−１３４９３５号公報
）、この形式のものでは磁場により基板電極の前面に高
密度プラズマが発生するのでエツチング速度が向上する
。

更に基板電極の背後でなく、対向電極の背後に磁石を設
け、対向電極の前面に高密度プラズマを発生させ、基板
の均一なエツチングを目指すようにしたものも知られて
いる（特開昭８１−４３４２７　）。

（発明が解決しようとする課題） 近時、ＩＣのエツチング処理工程に於いて、基板を高精
度且つ低ダメージでエツチング処理することが要望され
ており、大口径の基板を均一性よくエツチングすること
の要望がある。こうした要望に応えるには、多数枚の基
板を一度に処理するバッチ方式よりも一枚ずつ基板を処
理する枚葉方式が望ましい。しかし枚葉方式では処理枚
数をバッチ式に匹敵させるためにエツチングの高速化が
必要になる。

第１図示の従来装置によりエツチングを高速化する方法
として、基板電極ｄへの投入パワーを大きくすることが
考えられるが、基板ｅの表面のＳＩＯ□をエツチングす
る場合には３００〜５００Ａ　７ｍ１ｎのエツチング速
度が限界で、これ以上のエツチング速度を得るためにそ
の投入パワーを増大すると、基板ｅに塗布されたレジス
トが焼けたり、レジスト又は下地（Ｓｌ）に対する選択
比の低下が起きる。そこで電極の背後に磁石を設ける形
式の特開昭５７−１３４９３５号公報や特開昭６１−４
３４２７号公報に見られるようなマグネトロンエツチン
グ法が提案された。

このマグネトロンエツチング法によれば、磁場により高
密度プラズマが電極の前面に発生し、イオン電流密度が
増加し、これに伴ない活性ラジカルも増加してエツチン
グ速度が向上する。

しかし、基板電極の背後に磁石を設けると、基板前方の
限定された空間領域に高密度プラズマが発生し、その結
果エツチング速度は基板面の各所で異なり基板面内を均
一にエツチングすることは難しい。これに対し、磁石を
対向電極の背後に設けるど、高密度プラズマは対向電極
の前面に発生するので該高密度プラズマ内で発生する活
性ラジカルが拡散して基板に入射するようになり、基板
面内のエツチングの均一性は改善されるが、圧力等のエ
ツチング条件を変えたときにそれに適合するように磁場
の条件を変えることが出来ず、エツチング特性の最適化
のために圧力等のエツチング条件を変えることは出来な
い不都合があった。

本発明は、高速でエツチング処理可能なマグネトロンエ
ツチングに於けるエツチング特性の最適化のために磁場
条件を調整出来るエツチング装置を提供することを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明では、エツチング室内に、アース電位の平板状の
対向電極とＲＦ電源に接続された平板状の基板電極とを
互に平行に設け、該基板電極面に設けたエツチング処理
される基板に向けてエツチングガスを噴出する多数の噴
出口を該対向電極面に形成するようにしたものに於いて
、該対向電極の背後に、内外２重の環状の電磁石と、該
内側の電磁石の環状内、内外の両電磁石間及び外側の電
磁石の外周に設けたヨークとで構成した２重電磁石を設
けることにより、前記目的を達成するようにした。

（作　用） 基板電極上に基板を載せ、エツチング室内を真空に排気
したのち、対向電極の噴出口から例えばＣＰ４ガスのエ
ツチングガスを噴出させて該室内を２　Ｘ　１０−’Ｔ
ｏｒｒに調整し、内側の電磁石及び外側の電磁石に夫々
個別の電流値を与え乍ら基板電極へＲＦ電源から高周波
電力を印加する。

これにより対向電極の前面に形成される高密度プラズマ
中に於いてエツチングガスが活性化され、発生するイオ
ンやラジカルが基板に突入してその表面の例えば５Ｉ０
２膜を高速でエツチングする。該基板の市内を均一にエ
ツチングするためにエツチングガスの種類に応じてエツ
チング室内の圧力、基板電極のＲＦ電力値が調整される
が、こうしたエツチング条件が変更された場合、内外の
電磁石への電流を調整することにより基板面内の均一な
エツチングを行なえるようにエツチング特性を最適化す
ることが出来る。

（実施例） 本発明の実施例を図面第３図及び第４図に基づき説明す
ると、これらの図面に於いて符号（１）は真空ポンプに
接続される排気口（２）と開閉自在の仕切バルブ（３）
を備えた基板搬送口（４）とが設けられた円形のエツチ
ング室、（５）（６）は該エツチング室（１）の上下に
互に間隔を存して平行に設けられた円板状の対向電極と
基板電極を示す。

該対向電極（５）は、その表面を表面電極材（７）で覆
い、側面にスペーサーシールド（８）を施してアース電
位のエツチング室（１）の室壁に直接取付けられ、エツ
チング室（１）の外部からガス導入用バルブ（９〉を介
して導入したエツチングガス導入管ＧＯが該電極（５）
の表面に多数形成した噴出口（Ｉｖに接続される。

また基板電極（６）はその表面を表面電極材ａ２で覆い
、スペーサーシールドａ３を介してエツチング室（１）
に絶縁して取付けられ、外部のＲＦ電源（Ｉ／Ｄに接続
される。（１５）は電極（５）　（６）の間隔の周囲を
囲むように設けた環状の防着板で、基板搬送口（４）に
対応する個所及びエツチング室（１）に設けたセンサー
ボートｑｅに対応する箇所に夫々透孔（′Ｉ７）を設け
、基板ｃ８１を基板電極（６〉上へ搬出入可能とすると
共にセンサーボート（ＩＯに取付けた光スペクトルモニ
ター、真空計等によるエツチング室（１）内の状況を測
定出来るようにした。

以上の構成は第１図及び第２図示のものと変わりがない
が、本発明のものでは、対向電極（５）の背後に内外２
重の環状の電磁石ａ９■を設けると共に内側の電磁石ａ
９の環状内、内外の電磁石ｑ０■聞及び外側の電磁石■
の外周にヨーク（ハ）を設け、各電磁石０９■の夫々の
電流を制御することにより該対向電極（５）の前面に形
成される磁場の調整を行なえるようにした。

その作動を説明すると、仕切バルブ（３）を開閉して基
板搬入口〈４）から基板電極（６）上に基板ａ８を搬入
し、排気口（２）からエツチング室（１）内を真空に排
気したのちエツチングガスを噴出口（Ｉｖから噴出させ
て室内の圧力を例えば２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに調整
する。そして基板電極（６）にＲＦ電源（ＩΦからの電
力を供給すると共に電磁石Ｃツ■へ通電すると、対向電
極（５）の前面に高密度プラズマが形成され、該高密度
プラズマ中でエツチングガスが活性化されることにより
発生するイオンやラジカルがカソードとなる基板電極（
６）へ突入し、基板ａδの表面が高速でエツチングされ
る。そしてエツチングにより発生する生成物は排気口（
２）から室外へ排出される。該基板（′Ｉａの面内を均
一にエツチングするためにエツチング室（１）内の圧力
と基板電極（６）へのＲＦ電力とが調整され、エツチン
グ条件が最適化されるが、エツチング条件が変わった場
合、前記圧力とＲＦ電力の他に内外２重の各電磁石１１
つ■の電流を調整することによりそのエツチング条件に
於いて最適化を図ることが出来る。

第３図及び第４図示の実施例に於いて、エツチングガス
をＣＰ、　、エツチング室（１）内の圧力を２　Ｘ　１
Ｏ−３Ｔｏｒｒとし、７００ＷのＲＦ電力を基板電極〈
６〉に投入し、６′の基板Ｇ＆の表面のｓ＋０□をエツ
チングする場合に於いて、内側の電磁石０９に４Ａ、外
側の電磁石■に６人、７＾、８Ａ、　９Ａの電流を供給
すると、第５図の曲線Ａ−Ｄに示すように基板（１砂の
面内のエツチング速さが変化した。この図に見られるよ
うに、外側の電磁石■が８Ａ以下の電流値では基板（１
＆の中心部のエツチング速さが、その周辺部よりも速い
傾向にあるが、外側の電磁石■に９Ａの電流値を与える
と、逆に基板Ｉ′ｌＦ！ｊの中心部のエツチング速さが
その周辺部よりも遅くなる傾向がある。従ってエツチン
グ条件が変わった場合、内外２重の電磁石ａω■への電
流値を夫々別個に制御して与えることにより、基板０秒
の面内のエツチング均一性の良いマグネトロンエツチン
グを行なえる。尚、この場合のエツチングレートは約３
０００Ａ　／ｗｉｎで、電磁石（＋！！＋■の電流値が
ＯＶ即ち電磁石ないエツチングの場合よりも約６倍の高
速であった。

（発明の効果） 以上のように本発明によるときは、基板電極と平行に設
けられた対向電極の背後に設ける電磁石を、内外２重の
環状の電磁石で構成し、これらの電磁石の内外にヨーク
を設けるようにしたので、各電磁石への電流値を個別に
制御してほぼ均一なエツチングを行なえるように対向電
極の前面の磁場を制御することが出来、各種のエツチン
グ条件に応えてエツチングを最適となし得、高速でエツ
チングを行なえるので枚葉式のエツチング装置のスルー
ブツトを向上させ且つ均一性の良いエツチングを行なえ
る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエツチング装置の截断側面図、第２図は
第１図の■−■線截断平面図、第３図は本発明の実施例
の截断側面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線截断平面
図、第５図は本発明装置によるエツチング状態の測定図
である。 〈１）・・・エツチング室　　　〈５）・・・対向電極
（６）・・・基板電極　　　　　ｄｉ・・・噴出口０４
１・・・ＲＦ電ｉ　　　　　　（１９・・・内側の電磁
石■・・・外側の電磁石　　　０・・・ヨーク第 図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エッチング室内に、アース電位の平板状の対向電極と
   ＲＦ電源に接続された平板状の基板電極とを互いに平行
   に設け、該基板電極面に設けたエッチング処理される基
   板に向けてエッチングガスを噴出する多数の噴出口を該
   対向電極面に形成するようにしたものに於いて、該対向
   電極の背後に、内外２重の環状の電磁石と、該内側の電
   磁石の環状内、内外の両電磁石間及び外側の電磁石の外
   周に設けたヨークとで構成した２重電磁石を設けたこと
   を特徴とするマグネトロンエッチング装置。