JPH0457091B2 - - Google Patents

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JPH0457091B2
JPH0457091B2 JP60236455A JP23645585A JPH0457091B2 JP H0457091 B2 JPH0457091 B2 JP H0457091B2 JP 60236455 A JP60236455 A JP 60236455A JP 23645585 A JP23645585 A JP 23645585A JP H0457091 B2 JPH0457091 B2 JP H0457091B2
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JP
Japan
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cathode
cathodes
substrate
polymer material
etched
Prior art date
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JP60236455A
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JPS6297329A (ja
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Akira Ishibashi
Kyuzo Nakamura
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Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば半導体製造プロセスにおいて
利用され得るドライエツチング装置に関するもの
である。
[従来の技術] 近年、超LSIの集積化に伴い微細加工プロセス
において溶液を用いる湿式エツチングに代つてド
ライエツチングが主流となつてきている。ドライ
エツチングには、イオン衝撃を利用して機械的に
エツチングを行なうスパツタエツチング、ラジカ
ルと基板の化学反応を利用したプラズマエツチン
グおよび反応性イオンの陰極付近での加速を利用
した反応性イオンエツチング等があり、それぞれ
種々な型式のドライエツチング装置が提案されて
いる。
従来、例えば、集積回路の配線、絶縁膜および
ゲート材のドライエツチングには、ハロゲンを含
む反応性ガスのプラズマが用いられてきた。この
プロセスでは多量の反応性ガスを用いるため反応
室や配管中にハロゲン化水素が発生し、反応室や
配管が腐蝕したりポンプ油が劣化するという問題
があつた。そこで先に、陰極上の基板の周囲にハ
ロゲンを含む高分子材を配置してこの高分子材を
不活性ガスでスパツタしたり、また高分子材から
発生するガスで高分子材自体をセルフスパツタさ
せることにより発生する活性種を用いて基板をエ
ツチングするドライエツチング方法を提案した。
この方法で例えば高分子材として四フツ化エチレ
ン樹脂(テフロン)を用いてコンタクトホールの
エツチングを行なう場合には、フツ化水素の発生
がなく、従来問題となつていたポンプ油の劣化等
の心配がない。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、このような高分子材のセルフスパツ
タリングで発生する活性種によつてエツチングを
行なう方法では、フツ化水素の発生がなく、装置
を長期間安定して使用することができるが、高分
子材がエツチング処理すべき基板の周囲に配置さ
れているため、基板に対する活性種の供給が均一
ではなく、エツチングの均一性の点で問題があ
る。
またエツチングに十分な活性種を発生させるた
めには、陰極上で高分子材の占める面積を十分に
とらなければならない。バツチ式装置にこの方法
を用いる場合には陰極上で高分子材の占める面積
が大きいため問題ないが、ウエハの大口径化に伴
い必要となる枚葉式装置ではこの方法を用いると
陰極が大型化してしまい、装置が小型で済むとい
う枚葉式の長所を十分生かすことができない。さ
らに、活性種の発生量はエツチングの選択性に大
きく影響し、例えば、テフロンを用いたコンタク
トホールのエツチングにおいてテフロンより発生
するCF系の活性種はSi上でポリマーを形成し、
Siのエツチングを妨げる働きをするため、高周波
電力を増加させたりしてテフロンのスパツタ量を
増加させれば、SiO/Si選択比は向上させること
ができる。このことからも陰極上での高分子材の
占める面積を十分大きくする必要がある。
高分子材を用いてエツチングを行なうとき、十
分な活性種を発生させなければならないが、陰極
に投入する高周波電力を増加させて高分子材のス
パツタ量を増加させると、基板かかるバイアスも
同時に増加し、エツチング条件が影響を受けてし
まうという問題がある。すなわち、高分子材から
の活性種の発生と基板のエツチングとを独立して
制御することができない。
そこで、本発明の目的は、陰極の大型化を必要
とせずにエツチング処理すべき基板に対して十分
な活性種を均一に供給でき、しかも高分子材のス
パツタリングとエツチングとを独立して制御でき
るドライエツチング装置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明によるド
ライエツチング装置は、アースされた真空処理室
内に、それぞれ高周波電界の印加される対向した
二つの陰極を設け、一方の陰極の表面にフツ素ま
たは塩素を含む高分子材を配置し、他方の陰極の
表面にエツチング処理すべき基板を装着し、一方
の陰極の表面に配置した高分子材のスパツタリン
グにより発生する活性種で他方の陰極の表面上の
基板をエツチングするようにしたことを特徴とし
ている。
本発明の別の特徴によれば、対向して設けられ
た二つの陰極に対して、高密度プラズマを発生さ
せる垂直な磁界を形成する磁界発生装置が設けら
れる。
また、対向した二つの陰極は、互いに接近させ
て配置され得、それにより両陰極間での電子の螺
旋状往復運動により高密度プラズマを発生させる
ようにされ得る。
[作用] このように構成した本発明によるドライエツチ
ング装置においては、対向した二つの陰極の一方
にフツ素または塩素を含む高分子材を配置し、他
方の陰極の表面にエツチング処理すべき基板を装
着したことにより、一方の陰極の表面に配置され
た高分子材のスパツタリングにより発生する活性
種は、他方の陰極上の基板に対し均一に供給さ
れ、それにより均一なエツチングを保証すること
ができる。
また高分子材を基板の周囲ではなく、対向した
陰極表面に配置するため、陰極を大型化する必要
なしに、十分な活性種を発生させることができ
る。この場合、両陰極を互いに接近させて配置す
るか、または対向して設けられた二つの陰極に対
して垂直な磁界を形成する磁界発生装置を設ける
ことにより、前者の場合には陰極間での電子の往
復運動、また後者の場合にはペニング放電を起さ
せることにより、低電圧大電流の高密度プラズマ
が発生され、高分子材のスパツタリング速度を大
きくすることができると共に低ダメージで高速の
エツチングを行なうことができる。
さらに、それぞれの陰極に投入する高周波電力
を別々に制御することができるため、高分子材の
十分なスパツタリングを行ないながら、基板にか
かるバイアスを小さくしてダメージのないエツチ
ングを行なうことができる。
なお、それぞれの陰極に印加する高周波の位相
差を180°に選べば、さらに高密度のプラズマを形
成することができる。
[実施例] 以下、添附図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
第1図には、本発明によるドライエツチング装
置の一実施例を概略的に示し、1は真空容器で電
気的には接地されている。真空容器1内には二つ
の高周波陰極2,3が対向して配置されており、
これらの高周波陰極2,3はそれぞれ分割、位相
反転回路4および図示してないブロツキングコン
デンサを介して高周波電源5に接続され、この高
周波電源5から180°の位相差で高周波電界が印加
される。この実施例では高周波陰極2,3は好ま
しくは互いに接近されて配置され、これにより、
高周波陰極2,3間で電子の往復運動を生じさ
せ、高密度のプラズマを発生するようにされ得
る。高周波陰極2,3は、陰極材料のスパツタリ
ングによる汚染を防ぐためAl、Al2O3またはSiO2
等の非磁性体6で被覆されている。高周波陰極2
にはハロゲンを含む高分子材7が配置され、また
高周波陰極3にはエツチング処理すべき基板8が
装着される。
このように構成した図示装置において、高周波
陰極2,3にそれぞれ分割、位相反転回路4およ
び図示してないブロツキングコンデンサを介して
高周波電源5から180°の位相差で高周波電界を印
加することによつて、高密度のプラズマが発生さ
れ、この高密度のプラズマにより高周波陰極2上
の高分子材7がスパツタされる。これによりプラ
ズマ中で分解されて活性種が発生され、この活性
種によつて対向した高周波陰極3上の基板8がエ
ツチングされる。
第2図には高周波陰極に対して垂直な磁界を形
成する磁界発生装置を設けた本発明の別の実施例
を示し、第1図の実施例の場合と同様に電気的に
は接地されている真空容器9内には二つの高周波
陰極10,11が対向して配置されており、これ
らの高周波陰極10,11はそれぞれ分割、位相
反転回路12および図示してないブロツキングコ
ンデンサを介して高周波電源13に接続され、
180°の位相差で高周波電界が印加される。高周波
陰極10,11の各々の裏側にはそれぞれ永久磁
石14,15が取付けられ、これらの永久磁石1
4,15は各高周波陰極に対して垂直な磁界を発
生し、電子が対向した高周波陰極10,11間で
螺旋状のペニング放電運動をしながら往復運動す
るようにされる。これにより高密度のプラズマが
得られる。こうして設けられた高周波陰極10と
永久磁石14の組立て体および高周波陰極11と
永久磁石15の組立て体はそれぞれ、陰極材料の
スパツタリングによる汚染を防ぐためAl、Al2O3
またはSiO2等の非磁性体16で被覆されている。
高周波陰極10にはハロゲンを含む高分子材17
が配置され、また高周波陰極11にはエツチング
処理すべき基板18が装着される。
[発明の効果] 以上説明してきたように、本発明によるドライ
エツチング装置においては、対向した二つの陰極
の一方にフツ素または塩素を含む高分子材を配置
し、他方の陰極の表面にエツチング処理すべき基
板を装着し、一方の陰極の表面に配置された高分
子材のスパツタリングにより発生する活性種を用
いて、他方の陰極上の基板をエツチングするよう
に構成しているので、発生する活性種は基板に均
一に供給され、エツチングを均一に進行させるこ
とができる。また高分子材を基板の周囲ではな
く、対向した陰極表面に配置するため、陰極を大
型化する必要なしに、十分な活性種を発生させる
ことができ、従つて、装置を小型、枚葉式化する
のに適している。
また本発明による装置では、両陰極を互いに接
近させて配置するか、または対向して設けられた
二つの陰極に対して垂直な磁界を形成する磁界発
生装置を設けることにより、前者の場合には陰極
間での電子の往復運動、また後者の場合にはペニ
ング放電を起させることにより、低電圧大電流の
高密度プラズマが発生され、高分子材のスパツタ
リング速度を大きくすることができると共に低ダ
メージで高速のエツチングを行なうことができ
る。従つて、枚葉式の処理装置として応用しても
十分な生産性を得ることができる。
さらに、それぞれの陰極に投入する高周波電力
を別々に制御することができるため、本発明によ
る装置では高分子材の十分なスパツタリングを行
ないながら、基板にかかるバイアスを小さくして
ダメージのないエツチングを行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略線図、第
2図は本発明の別の実施例を示す概略線図であ
る。 図中、1,9:真空容器、2,3,10,1
1:高周波陰極、4,12:分割、位相反転回
路、5,13:高周波電源、6,16:非磁性体
6,7,17:高分子材8,18:エツチング処
理すべき基板、14,15:永久磁石。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アースされた真空処理室内に、それぞれ高周
    波電界の印加される対向した二つの陰極を設け、
    一方の陰極の表面にフツ素または塩素を含む高分
    子材を配置し、他方の陰極の表面にエツチング処
    理すべき基板を装着し、一方の陰極の表面に配置
    した高分子材のスパッタリングにより発生する活
    性種で他方の陰極の表面上の基板をエツチングす
    るようにしたことを特徴とするドライエツチング
    装置。 2 対向した二つの陰極を互いに接近させて配置
    し、両陰極間での電子の往復運動により高密度プ
    ラズマを発生させるようにした特許請求の範囲第
    1項に記載のドライエツチング装置。 3 アースされた真空処理室内に、それぞれ高周
    波電界の印加される対向した二つの陰極を設け、
    一方の陰極の表面にフツ素または塩素を含む高分
    子材を配置し、他方の陰極の表面にエツチング処
    理すべき基板を装着し、また対向して設けられた
    二つの陰極に対して垂直な磁界を形成する磁界発
    生装置を設け、電子の螺旋状運動による高密度プ
    ラズマを発生させることにより、一方の陰極の表
    面に配置した高分子材のスパツタリングにより発
    生する活性種で他方の陰極の表面上の基板をエツ
    チングするようにしたことを特徴とするドライエ
    ツチング装置。
JP23645585A 1985-10-24 1985-10-24 ドライエツチング装置 Granted JPS6297329A (ja)

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JPS6297329A JPS6297329A (ja) 1987-05-06
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JP2790878B2 (ja) * 1988-11-16 1998-08-27 治久 木下 ドライプロセス装置
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JPS60130186A (ja) * 1983-12-17 1985-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置

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