JPH04109619A - Reactive ion etching device - Google Patents

Reactive ion etching device

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Publication number
JPH04109619A
JPH04109619A JP22646990A JP22646990A JPH04109619A JP H04109619 A JPH04109619 A JP H04109619A JP 22646990 A JP22646990 A JP 22646990A JP 22646990 A JP22646990 A JP 22646990A JP H04109619 A JPH04109619 A JP H04109619A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode
etching
lower variable
reaction product
variable electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP22646990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenya Iwasaki
賢也 岩崎
Mamoru Yokoyama
守 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the corrosion of an etching pattern due to a reaction product by forming an upward inclined lower variable electrode around a lower electrode and askew changing the incident angle of ions. CONSTITUTION:An upward inclined lower variable electrode 12 is formed around a lower electrode 8. The lower variable electrode 12 is also made horizontal and etched in the same manner as the lower electrode 8 on normal etching. A reaction product 21 adheres to the sidewalls of an etching pattern 22 at that time. When the lower variable electrode 12 is inclined upward, ions are pulled by the ion sheath of the surface of the lower variable electrode and bent obliquely, and collide with a slant semiconductor wafer 9. Consequently, the reaction product 21 adhering to the sidewalls of the etching pattern 22 can be removed. Accordingly, the corrosion of the etching pattern 22 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、半導体装置の製造に利用されるリアクティ
ブイオンエツチング装置に係り、特に電極構造に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a reactive ion etching apparatus used for manufacturing semiconductor devices, and particularly to an electrode structure.

(従来の技術) 半導体装置の製造に利用される従来のリアクティブイオ
ンエッチング装置を第5図に示す、この図において、上
部電極1はチャンバ2に固定されており、電気的にアー
スされている0反応ガスはマスフローコントローラ3で
流量を調整し、反応ガス導入口4からチャンバ2内に導
入される。チャンバ2内は排気口5を経由して真空ポン
プ6で電圧(10弓−1゜1.〜l O−’mtorj
に引かれており、圧力はコンダクタンスバルブ7により
任意に調整できる。チャンバ2内には上部電極1と対向
して下部電極8が設けられ、その上に半導体ウェハ9が
載置される。下部電極8へは、RF発振器(1,356
MHz’*たは400kl(z)  10で出力された
RFパワーがマツチングシステム11を経由して供給さ
れる。
(Prior Art) A conventional reactive ion etching apparatus used for manufacturing semiconductor devices is shown in FIG. 5. In this figure, an upper electrode 1 is fixed to a chamber 2 and is electrically grounded. The flow rate of the 0 reaction gas is adjusted by a mass flow controller 3, and the reaction gas is introduced into the chamber 2 from a reaction gas inlet 4. The inside of the chamber 2 is supplied with a voltage (10°-1°1.~l O-'mtorj) by a vacuum pump 6 via an exhaust port 5.
The pressure can be adjusted arbitrarily using the conductance valve 7. A lower electrode 8 is provided in the chamber 2 to face the upper electrode 1, and a semiconductor wafer 9 is placed thereon. An RF oscillator (1,356
RF power output at MHz'* or 400 kl (z) 10 is supplied via a matching system 11.

このようなリアクティブイオンエッチング装置において
は、上部電極1と下部電極8の間にプラズマが発生し、
半導体ウェハ9表面近傍にはダークスペースと言われる
電圧降下の大きい部分、いわゆるイオンシースができ、
プラズマ放電で発生したイオンはそのスペース内で加速
され、半導体ウェハ9表面に衝突する。これにより、半
導体ウェハ9表面で異方性の高いエツチングができる。
In such a reactive ion etching apparatus, plasma is generated between the upper electrode 1 and the lower electrode 8,
Near the surface of the semiconductor wafer 9, a dark space, a region with a large voltage drop, a so-called ion sheath, is formed.
Ions generated by the plasma discharge are accelerated within the space and collide with the surface of the semiconductor wafer 9. As a result, highly anisotropic etching can be performed on the surface of the semiconductor wafer 9.

(発明が解決しようとする課B) しかしながら、上記のような従来のリアクティブイオン
エッチング装置では、第6図(a)、(blにエツチン
グ前、エツチング後のウェハ状態を示すように、エツチ
ングに伴い反応生成物21がエツチングパターン22の
側壁に付着し、これを除去できないという問題点がある
。したがって、例えば塩素系ガスを用いてレジスト23
とマスクとしてAZ(アルミニウム)22′のエツチン
グを行った場合は、反応生成物21がとれないため、大
気中に半導体ウェハを取出した際に反応生成物21中の
塩素と大気中の水分が反応してHC1が生成され、Mパ
ターン(エツチングパターン22)が腐食するという問
題が発生した。
(Problem B to be Solved by the Invention) However, in the conventional reactive ion etching apparatus as described above, the wafer state before and after etching is shown in FIGS. Accordingly, there is a problem that the reaction product 21 adheres to the side wall of the etching pattern 22 and cannot be removed.
If AZ (aluminum) 22' is etched as a mask, the reaction product 21 cannot be removed, so when the semiconductor wafer is taken out into the atmosphere, the chlorine in the reaction product 21 reacts with the moisture in the atmosphere. A problem occurred in that HC1 was generated and the M pattern (etched pattern 22) was corroded.

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、エツチング
中にエツチングパターンの側壁に付着した反応生成物を
除去できるリアクティブイオンエツチング装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a reactive ion etching apparatus capable of removing reaction products adhering to the side walls of an etching pattern during etching.

(課題を解決するための手段) この発明は、上部電極と下部電極とを対向して反応室内
に有するリアクティブイオンエツチング装置において、
下部電極の周囲に上方に斜めになる下部可変電極を設け
るようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a reactive ion etching apparatus having an upper electrode and a lower electrode facing each other in a reaction chamber.
A lower variable electrode that is inclined upward is provided around the lower electrode.

(作 用) 通常のエツチング時は、下部可変電極も、下部電極と同
様に水平にする。これにより、イオンは、第3図(a)
、(b)に示すように、下部電極上の半導体ウェハ9に
対して垂直に入射し、異方性の強いエンチングが行われ
る。この時、エツチングパターン22の側壁に反応生成
物21が付着する。次にこれを除去する場合は、下部可
変を極を上方に斜めとする。すると、この下部可変電極
表面のイオンシースにより引張られてイオンは第4図(
a)、(b)に示すように斜めに曲げられ、斜めから半
導体ウェハ9に衝突する。したがって、エツチングパタ
ーン22の側壁に付着している反応生成物21を除去す
ることが可能となる。そして、この反応生成物21を除
去したことにより、半導体ウェハを大気中に取出した時
にHC1などが発生してエツチングパターンを腐食する
ことなどがなくなる。
(Function) During normal etching, the lower variable electrode is also kept horizontal like the lower electrode. As a result, the ions are shown in Figure 3(a).
, (b), the light is incident perpendicularly to the semiconductor wafer 9 on the lower electrode, and highly anisotropic etching is performed. At this time, reaction products 21 adhere to the side walls of the etching pattern 22. Next, if you want to remove this, make the pole of the lower variable diagonal upward. Then, the ions are pulled by the ion sheath on the surface of this lower variable electrode as shown in Figure 4 (
As shown in a) and (b), it is bent obliquely and collides with the semiconductor wafer 9 obliquely. Therefore, it becomes possible to remove the reaction products 21 adhering to the side walls of the etching pattern 22. By removing this reaction product 21, when the semiconductor wafer is taken out into the atmosphere, HC1 and the like will not be generated and corrode the etching pattern.

なお、通常のエツチング中にも下部可変電極を上方に斜
めとしてイオンの入射角度を調整することにより、エツ
チングプロファイルのコントロールも可能となる。
Note that even during normal etching, the etching profile can be controlled by tilting the lower variable electrode upward and adjusting the incident angle of ions.

(実施例) 以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
1図はこの発明の一実施例の構成図である。この図に示
すように、この発明の一実施例のリアクティブイオンエ
ッチング装置は、従来の構成に下部可変電極12、それ
にRFパワーを供給する手段、下部可変電極を駆動する
手段を付加した構成となっている。そこで、以下その付
加部分について詳述し、従来と同一部分は第5図と同一
符号を付して説明を省略する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. As shown in this figure, a reactive ion etching apparatus according to an embodiment of the present invention has a configuration in which a lower variable electrode 12, means for supplying RF power thereto, and means for driving the lower variable electrode are added to the conventional configuration. It has become. Therefore, the additional parts will be described in detail below, and parts that are the same as those in the conventional system will be given the same reference numerals as in FIG. 5, and their explanation will be omitted.

下部可変電極12は、第2図のチャンバ(反応室)底部
平面図に示すように、下部電極8の周囲に4つに分割さ
れて設けられている。この4つの下部可変電極12は、
下部電極8と同一の水平状態と、上方に斜めの状態に変
えられるように、下部電橋部に絶縁して回動自在に取付
けられている。
The lower variable electrode 12 is divided into four parts and provided around the lower electrode 8, as shown in the bottom plan view of the chamber (reaction chamber) in FIG. These four lower variable electrodes 12 are
It is insulated and rotatably attached to the lower electric bridge so that it can be changed between the same horizontal position as the lower electrode 8 and an upwardly inclined position.

また、この4つの下部可変電極I2ば、各々に対応して
設けられたブツシュビンI3により各々独立して上述2
つの杖!!(ただし、斜め角度は任意)に駆動されるよ
うになっている。プ・ノシュビン13はエアーシリンダ
と同様の構成であり、エアーコントロールボックス14
によって制御されたエアーによって動作するようになっ
ている。また、このジンシュピン13内を通して接続さ
れたケーブルにより下部可変電極I2にRFパワーが供
給されるようになっており、この下部可変電極工2に供
給されるRFt力値と下部電極8に供給されるRF電力
値は、RF分配器I5で変えることができる。
Further, these four lower variable electrodes I2 can be independently controlled by the bushing bins I3 provided correspondingly to the above-mentioned two.
Two canes! ! (However, the oblique angle is arbitrary). The pnosbin 13 has the same configuration as an air cylinder, and the air control box 14
It is operated by air controlled by In addition, RF power is supplied to the lower variable electrode I2 by a cable connected through the inside of this pin 13, and the RFt power value supplied to the lower variable electrode 2 and the lower electrode 8 are The RF power value can be varied with the RF distributor I5.

このようなリアクティブイオンエッチング装置は、通常
のエツチング作業後、エンチングパターンの側壁に付着
した反応生成物を除去することができる。以下、通常の
エツチング作業と反応生成物の除去動作について詳述す
る。
Such a reactive ion etching apparatus can remove reaction products attached to the sidewalls of an etching pattern after a normal etching operation. The normal etching operation and reaction product removal operation will be described in detail below.

通常のエツチング時は、第3図(a)に示すように、下
部可変電極12も、下部電極8と同様に水平にする。こ
れにより、イオンは、第3図(a、1.(b)の矢印で
示すように、下部電極8上の半導体ウェハ9に対して垂
直に入射し、異方性の強いエツチングが行われる。この
時、エツチングパターン22の側壁に反応生成物21が
付着する。次に、これを除去する場合は、第4図(a)
に示すように下部可変電極12を順次上方に斜めとする
。すると、この斜めの下部可変電極12表面のイオンシ
ースにより引張られてイオンは特に第4図(b)の矢印
で示すように斜めに曲げられ、斜めから半導体ウェハ9
に衝突する。したがって、エツチングパターン22の側
壁に付着している反応生成物21を除去することができ
る。下部可変電極12は下部電極8の周囲に4枚ある。
During normal etching, the lower variable electrode 12 is also kept horizontal like the lower electrode 8, as shown in FIG. 3(a). As a result, the ions are perpendicularly incident on the semiconductor wafer 9 on the lower electrode 8, as shown by the arrows in FIGS. 3(a) and 1(b), and highly anisotropic etching is performed. At this time, the reaction product 21 adheres to the side wall of the etching pattern 22. Next, when removing this, as shown in FIG.
The lower variable electrode 12 is sequentially tilted upward as shown in FIG. Then, the ions are pulled by the ion sheath on the surface of the oblique lower variable electrode 12 and are bent obliquely as shown by the arrow in FIG.
collide with Therefore, the reaction products 21 attached to the side walls of the etching pattern 22 can be removed. There are four lower variable electrodes 12 around the lower electrode 8.

この4枚の下部可変電極12を順次上方に斜めとし水平
に復帰させることにより、半導体ウェハ9には360”
方向から斜めのイオン入射が生じ、反応生成物21を確
実に除去することができる。そして、この反応生成物2
1を除去したことにより、半導体ウェハ9を大気中に取
出した時にHC1などが発生してエツチングパターン2
2を腐食することなどがなくなる。
By sequentially tilting the four lower variable electrodes 12 upward and returning them horizontally, the semiconductor wafer 9 has a 360"
Ion incidence occurs obliquely from the direction, and the reaction product 21 can be reliably removed. And this reaction product 2
By removing 1, when the semiconductor wafer 9 is taken out into the atmosphere, HC1 etc. are generated and the etching pattern 2 is removed.
2 will not corrode.

なお、1枚の下部可変電極12が上方に斜めとなり、か
つ水平に復帰するまでの時間は10〜30秒程度が適当
である。
The appropriate time for one lower variable electrode 12 to tilt upward and return to the horizontal position is about 10 to 30 seconds.

また、通常のエツチング時は下部可変電極12と下部電
極8に同一電力値のRFパワーを供給するが、反応生成
物除去の際、下部可変電極12と下部電極8に供給され
るRFパワーの電力値をRF分配器15で変えることに
より、イオンの曲げ具合を制御し、反応生成物の除去具
合を制御することができる。
Furthermore, during normal etching, the same RF power is supplied to the lower variable electrode 12 and the lower electrode 8, but when removing reaction products, the RF power supplied to the lower variable electrode 12 and the lower electrode 8 is By changing the value using the RF distributor 15, it is possible to control the degree of bending of ions and the degree of removal of reaction products.

さらに、反応生成物除去時は、エツチングパターン22
の側壁が過度にエツチングされないようにするために、
ガス系は、Arを主体として若干のC!を添加したガス
とする方がよい。
Furthermore, when removing reaction products, the etching pattern 22
To prevent the sidewalls from being excessively etched,
The gas system is mainly composed of Ar and some C! It is better to use a gas with added .

また、上記説明は、反応生成物の除去についてであるが
、通常のエツチング中にも下部可変電極12を上方に斜
めとしてイオンの入射角度を調整することにより、エツ
チングプロファイルのコントロールも可能となる。
Further, although the above explanation is about the removal of reaction products, it is also possible to control the etching profile by tilting the lower variable electrode 12 upward and adjusting the incident angle of ions even during normal etching.

(発明の効果) 以上詳述したように、この発明のリアクティブイオンエ
ッチング装置によれば、下部電極の周囲に上方に斜めと
なる下部可変電極を設けて、イオンの入射角を斜めに変
化できるようにしたので、エツチング中にエンチングパ
ターンの側壁に付着した反応生成物を除去でき、該反応
生成物に原因するエツチングパターンの腐食を防止でき
る。また、通常のエツチング中にも下部可変電極によっ
てイオンの入射角度を調整することにより、エツチング
プロファイルのコントロールも可能となる。
(Effects of the Invention) As detailed above, according to the reactive ion etching apparatus of the present invention, the lower variable electrode that is tilted upward is provided around the lower electrode, so that the incident angle of ions can be changed diagonally. This makes it possible to remove reaction products adhering to the side walls of the etching pattern during etching, and to prevent corrosion of the etching pattern caused by the reaction products. Further, even during normal etching, the etching profile can be controlled by adjusting the ion incidence angle using the lower variable electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のリアクティブイオンエッチング装置
の一実施例を示す構成図、第2図は上記装置のチャンバ
底部平面図、第3図は通常エツチング時の電極状態およ
びイオンの入射状態を示す正面図、第4図は反応生成物
除去時の電極状態およびイオンの入射状態を示す正面図
、第5図は従来のリアクティブイオンエッチング装置の
構成図、第6図はエツチング前およびエツチング後のウ
ェハ状態を示す正面図である。 1・・・上部電極、2・・・チャンバ、8・・・下部電
極、12・・・下部可変電極。
Fig. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the reactive ion etching apparatus of the present invention, Fig. 2 is a bottom plan view of the chamber of the above-mentioned apparatus, and Fig. 3 shows the state of the electrodes and the incident state of ions during normal etching. 4 is a front view showing the electrode state and ion incident state during reaction product removal, FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional reactive ion etching apparatus, and FIG. 6 is before etching and after etching. It is a front view showing a wafer state. 1... Upper electrode, 2... Chamber, 8... Lower electrode, 12... Lower variable electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 上部電極と下部電極とを対向して反応室内に有するリア
クティブイオンエッチング装置において、下部電極の周
囲に上方に斜めになる下部可変電極を設けたことを特徴
とするリアクティブイオンエッチング装置。
What is claimed is: 1. A reactive ion etching apparatus having an upper electrode and a lower electrode facing each other in a reaction chamber, characterized in that a lower variable electrode that is inclined upward is provided around the lower electrode.
JP22646990A 1990-08-30 1990-08-30 Reactive ion etching device Pending JPH04109619A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006000945A (en) * 2004-06-15 2006-01-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Plasma etching method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4534010B2 (en) * 2004-06-15 2010-09-01 独立行政法人産業技術総合研究所 Plasma etching method

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