JPH05283372A - エッチング装置 - Google Patents
エッチング装置Info
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- JPH05283372A JPH05283372A JP7986292A JP7986292A JPH05283372A JP H05283372 A JPH05283372 A JP H05283372A JP 7986292 A JP7986292 A JP 7986292A JP 7986292 A JP7986292 A JP 7986292A JP H05283372 A JPH05283372 A JP H05283372A
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- Japan
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- etching
- chamber
- electrode plate
- etched
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被エッチング物に対するイオン流の指向性、
中性ガス分子流の指向性が高められるとともに高真空下
でエッチングが行われ、それによって異方性エッチング
が円滑になされるエッチング装置を提供する。 【構成】 所定の真空度を得ることができる真空チャン
バ１と、チャンバ１内に配置されて該チャンバ内をプラ
ズマ室３とエッチング室４に分け、所定厚さを有すると
ともに複数のエッチング種引出し貫通孔２１を有する高
周波電極板２と、電極板２に対してプラズマ室３に配置
した接地電極５と、電極板２に対してエッチング室４に
配置した被エッチング物支持ホルダ６と、電極板２に高
周波電圧を印加する高周波電源２２と、ホルダ６に支持
される被エッチング物Ａに少なくとも電極板２の自己バ
イアスによる電圧と同電圧又はそれより低い電圧を選択
印加できる電源６１とを備えたエッチング装置。
中性ガス分子流の指向性が高められるとともに高真空下
でエッチングが行われ、それによって異方性エッチング
が円滑になされるエッチング装置を提供する。 【構成】 所定の真空度を得ることができる真空チャン
バ１と、チャンバ１内に配置されて該チャンバ内をプラ
ズマ室３とエッチング室４に分け、所定厚さを有すると
ともに複数のエッチング種引出し貫通孔２１を有する高
周波電極板２と、電極板２に対してプラズマ室３に配置
した接地電極５と、電極板２に対してエッチング室４に
配置した被エッチング物支持ホルダ６と、電極板２に高
周波電圧を印加する高周波電源２２と、ホルダ６に支持
される被エッチング物Ａに少なくとも電極板２の自己バ
イアスによる電圧と同電圧又はそれより低い電圧を選択
印加できる電源６１とを備えたエッチング装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエッチング装置、特にプ
ラズマを利用したエッチング装置に関する。
ラズマを利用したエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマを利用するエッチング装置は、
図４に例示するように、通常、エッチングチャンバ９１
内に配置した平行平板電極９２、９３の一方にＲＦ電源
（１３．５６ＭＨｚ）９４にて高周波電圧を印加し、そ
れによってガス導入部９６から該電極間に導入したエッ
チング用ガスをプラズマ化し、該プラズマＰの自己バイ
アスに相当するエネルギをもってイオンを被エッチング
物９５に衝突させ、該被エッチング物表面をエッチング
する。この場合、エッチング用中性ガスの電離効率は通
常１０-4程度である。
図４に例示するように、通常、エッチングチャンバ９１
内に配置した平行平板電極９２、９３の一方にＲＦ電源
（１３．５６ＭＨｚ）９４にて高周波電圧を印加し、そ
れによってガス導入部９６から該電極間に導入したエッ
チング用ガスをプラズマ化し、該プラズマＰの自己バイ
アスに相当するエネルギをもってイオンを被エッチング
物９５に衝突させ、該被エッチング物表面をエッチング
する。この場合、エッチング用中性ガスの電離効率は通
常１０-4程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来装置で
は一般にガスの流れの方向を制御する手段は採用され
ず、従って、方向の定まらない中性ガス分子によるエッ
チングが生じ、エッチングの異方性が悪化していた。こ
こで、先ず、ガス分子の被エッチング物への流入という
問題を取り上げてみる。
は一般にガスの流れの方向を制御する手段は採用され
ず、従って、方向の定まらない中性ガス分子によるエッ
チングが生じ、エッチングの異方性が悪化していた。こ
こで、先ず、ガス分子の被エッチング物への流入という
問題を取り上げてみる。
【０００４】圧力Ｐ、温度Ｔの条件での被エッチング物
への流入ガス分子数Ｆ0 は以下のように定義される。 Ｆ0 ＝ｎ・ｃ／４ ｃ：平均分子速度 ｃ＝（８ｋＴ／πｍ）1/2 （但し、ｋはステファン−ボルツマン定数） ｎ：ガス密度 ｎ＝９．６×１０18×Ｐ／Ｔ （Ｐ：ｔｏｒｒ、
Ｔ：゜Ｋ） 例えばアルゴン分子において圧力１００ｍｍｔｏｒｒで
温度３００゜Ｋの場合、被エッチング物への流入分子数
は次の通りである。
への流入ガス分子数Ｆ0 は以下のように定義される。 Ｆ0 ＝ｎ・ｃ／４ ｃ：平均分子速度 ｃ＝（８ｋＴ／πｍ）1/2 （但し、ｋはステファン−ボルツマン定数） ｎ：ガス密度 ｎ＝９．６×１０18×Ｐ／Ｔ （Ｐ：ｔｏｒｒ、
Ｔ：゜Ｋ） 例えばアルゴン分子において圧力１００ｍｍｔｏｒｒで
温度３００゜Ｋの場合、被エッチング物への流入分子数
は次の通りである。
【０００５】Ｆ0 ＝３×１０19ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ 一方、通常プラズマ密度は１０10ｎ／ｃｍ3 とみなされ
ている。１００ｍｍｔｏｒｒでのガス分子密度は３×１
０15ｎ／ｃｍ3 であるから、電離効率は１０-3〜１０-4
と考えられる。従って、被エッチング物へのイオンの流
入量Ｆi は以下のようになる。
ている。１００ｍｍｔｏｒｒでのガス分子密度は３×１
０15ｎ／ｃｍ3 であるから、電離効率は１０-3〜１０-4
と考えられる。従って、被エッチング物へのイオンの流
入量Ｆi は以下のようになる。
【０００６】Ｆi ＝ｎi ・ｖ／４ ｎi ：イオン密度 ｖ ：バイアス電圧によりイオンが被エッチング物に到
達する速度 例えば５００Ｖのバイアス電圧によりイオンが被エッチ
ング物に到達すると仮定すると、 Ｆi ＝１×１０16ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ となる。
達する速度 例えば５００Ｖのバイアス電圧によりイオンが被エッチ
ング物に到達すると仮定すると、 Ｆi ＝１×１０16ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ となる。
【０００７】つまりガス分子の流入に対して２桁から３
桁低いイオン流によりエッチングが行われていることに
なる。このことは、方向の揃っていないガス分子による
エッチングは効率が悪いが、ガス分子が大量に流入する
ためエッチングの異方性が損なわれることを意味してい
る。さらに、ガス分子の流入そのものを抑制するため高
真空下でのエッチングが求められることを示している。
桁低いイオン流によりエッチングが行われていることに
なる。このことは、方向の揃っていないガス分子による
エッチングは効率が悪いが、ガス分子が大量に流入する
ためエッチングの異方性が損なわれることを意味してい
る。さらに、ガス分子の流入そのものを抑制するため高
真空下でのエッチングが求められることを示している。
【０００８】次に、イオンの方向性を揃える上で真空度
がどのように寄与するかを述べる。今、平行な分子流が
距離Ｘだけ走行中に残留ガス分子と衝突せずに方向を代
えない確立は次のように定義できる。 Ｐ（Ｘ）＝ｅｘｐ（−Ｘ／λ） λ：平均自由行程 分子直径を３．７Å、温度を２０℃とすると、 λ＝０．００５／Ｐ（ｃｍ） 今、プラズマから被エッチング物までのシース距離を１
ｃｍ程度と仮定すると、圧力に対する分子の方向性を変
えない確率の変化は以下のようになる。
がどのように寄与するかを述べる。今、平行な分子流が
距離Ｘだけ走行中に残留ガス分子と衝突せずに方向を代
えない確立は次のように定義できる。 Ｐ（Ｘ）＝ｅｘｐ（−Ｘ／λ） λ：平均自由行程 分子直径を３．７Å、温度を２０℃とすると、 λ＝０．００５／Ｐ（ｃｍ） 今、プラズマから被エッチング物までのシース距離を１
ｃｍ程度と仮定すると、圧力に対する分子の方向性を変
えない確率の変化は以下のようになる。
【０００９】 このことから真空度を良くすればするほどプラズマから
引き出されるイオンは方向を変えずに被エッチング物に
入射することになる。
引き出されるイオンは方向を変えずに被エッチング物に
入射することになる。
【００１０】通常１０〜１００ｍｍｔｏｒｒの範囲でエ
ッチングが行われているが、これではほとんどのイオン
がガス分子と衝突して被エッチング物に入射しているこ
とになる。このため、エッチングの異方性が悪くなるの
である。そこで本発明は、被エッチング物に対するイオ
ン流の指向性、中性ガス分子流の指向性が高められると
ともに高真空下でエッチングが行われ、それによって異
方性エッチングが円滑になされるエッチング装置を提供
することを目的とする。
ッチングが行われているが、これではほとんどのイオン
がガス分子と衝突して被エッチング物に入射しているこ
とになる。このため、エッチングの異方性が悪くなるの
である。そこで本発明は、被エッチング物に対するイオ
ン流の指向性、中性ガス分子流の指向性が高められると
ともに高真空下でエッチングが行われ、それによって異
方性エッチングが円滑になされるエッチング装置を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、所定の真空度を得ることができる真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に配置されて該チャンバ内をプラズ
マ室とエッチング室に分け、所定厚さを有するとともに
複数のエッチング種引出し貫通孔を有する高周波電極板
と、前記高周波電極板に対して前記プラズマ室に配置し
た接地電極と、前記高周波電極板に対して前記エッチン
グ室に配置した被エッチング物支持ホルダと、前記高周
波電極板に高周波電圧を印加する手段と、前記ホルダに
支持される被エッチング物に少なくとも前記高周波電極
板の自己バイアスによる電圧と同電圧又はそれより低い
電圧を選択印加できる手段とを備えたことを特徴とする
エッチング装置を提供するものである。
い、所定の真空度を得ることができる真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に配置されて該チャンバ内をプラズ
マ室とエッチング室に分け、所定厚さを有するとともに
複数のエッチング種引出し貫通孔を有する高周波電極板
と、前記高周波電極板に対して前記プラズマ室に配置し
た接地電極と、前記高周波電極板に対して前記エッチン
グ室に配置した被エッチング物支持ホルダと、前記高周
波電極板に高周波電圧を印加する手段と、前記ホルダに
支持される被エッチング物に少なくとも前記高周波電極
板の自己バイアスによる電圧と同電圧又はそれより低い
電圧を選択印加できる手段とを備えたことを特徴とする
エッチング装置を提供するものである。
【００１２】前記エッチング種とは、エッチングに寄与
するイオン等である。前記高周波電極板の貫通孔内面に
はエッチング種による損傷を防止するため、エッチング
種に応じて例えばアルミニゥム膜等の適当な保護膜を形
成してもよい。高周波電極板の貫通孔内径と該電極板の
厚さの比（厚さ／内径）は、他の条件にもよるが、５〜
１００程度が考えられる。
するイオン等である。前記高周波電極板の貫通孔内面に
はエッチング種による損傷を防止するため、エッチング
種に応じて例えばアルミニゥム膜等の適当な保護膜を形
成してもよい。高周波電極板の貫通孔内径と該電極板の
厚さの比（厚さ／内径）は、他の条件にもよるが、５〜
１００程度が考えられる。
【００１３】ここで、高周波電極板の貫通孔によるガス
分子束の流れの方向性について述べる。先ず、ガス分子
の指向性を制御するために貫通孔の孔径と電極板の厚さ
（孔の長さ）をどのように選択すれば良いかについて述
べる。当然のこととして、電極板から流れ出た分子の平
均自由行程（λ）は電極板と被エッチング物との距離
（ξ）より十分長くなければならない（λ＞ξ）。
分子束の流れの方向性について述べる。先ず、ガス分子
の指向性を制御するために貫通孔の孔径と電極板の厚さ
（孔の長さ）をどのように選択すれば良いかについて述
べる。当然のこととして、電極板から流れ出た分子の平
均自由行程（λ）は電極板と被エッチング物との距離
（ξ）より十分長くなければならない（λ＞ξ）。
【００１４】いま、アルゴン分子の場合、室温では平均
自由行程と圧力（ｔｏｒｒ）との関係は次のように表現
できる。 λ＝０．０５／Ｐ （ｍｍ） 従って被エッチング物周辺の圧力の条件は以下のように
なる。 Ｐ＜０．０５／ξ 例えばξ＝５０ｍｍの場合、圧力は１ｍｍｔｏｒｒ以下
でなければならない。
自由行程と圧力（ｔｏｒｒ）との関係は次のように表現
できる。 λ＝０．０５／Ｐ （ｍｍ） 従って被エッチング物周辺の圧力の条件は以下のように
なる。 Ｐ＜０．０５／ξ 例えばξ＝５０ｍｍの場合、圧力は１ｍｍｔｏｒｒ以下
でなければならない。
【００１５】ここでノズルから噴射する分子束の角度分
布に関する情報を以下に示す。経験的に角度分布は以下
のような関数形で表現できる。 ｆ（θ）＝ｅｘｐ（−Ａｓｉｎθ2 ） また、この関数のＡはクヌーセン数（Ｋｎ）と、ノズル
の長さＬと径ｄの比（Ｌ／ｄ）によって変わる。
布に関する情報を以下に示す。経験的に角度分布は以下
のような関数形で表現できる。 ｆ（θ）＝ｅｘｐ（−Ａｓｉｎθ2 ） また、この関数のＡはクヌーセン数（Ｋｎ）と、ノズル
の長さＬと径ｄの比（Ｌ／ｄ）によって変わる。
【００１６】関数形がＫｎとＬ／ｄによってどのように
変化するかを計算する。角度分布の半値半幅（ＨＷＨ
Ｍ）が１度程度になるためには次のよう環境が必要であ
ることが分かる。 Ｋｎ＞１０ Ｌ／ｄ 約１００ この環境はまず次のようにして実現できる。
変化するかを計算する。角度分布の半値半幅（ＨＷＨ
Ｍ）が１度程度になるためには次のよう環境が必要であ
ることが分かる。 Ｋｎ＞１０ Ｌ／ｄ 約１００ この環境はまず次のようにして実現できる。
【００１７】 Ｌ＝１００ｍｍ ｄ＝１ｍｍ 一方、Ｋｎは次のように定義される。 Ｋｎ＝λ／ｄ 電極と被エッチング物との距離ξが５０ｍｍの場合、真
空度は１ｍｍｔｏｒｒ以下が好ましかった。従って１ｍ
ｍｔｏｒｒの場合の平均自由行程は５０ｍｍとなる。こ
うしてＫｎは１０以上の値を持つことになる。
空度は１ｍｍｔｏｒｒ以下が好ましかった。従って１ｍ
ｍｔｏｒｒの場合の平均自由行程は５０ｍｍとなる。こ
うしてＫｎは１０以上の値を持つことになる。
【００１８】次に被エッチング物周辺、つまりエッチン
グ室の真空度が１ｍｍｔｏｒｒ以下になるかどうか調べ
てみる。例えば被エッチング物が８インチの基板である
とき、これをエッチングできるための電極の大きさは直
径３０ｃｍ必要であると考えられる。この領域内に貫通
孔が何個開けられるかを計算すると、直径１ｍｍの孔を
１ｍｍピッチで開けると仮定すると、３０ｃｍ角内にお
ける孔の数Ｎは次のとおりである。
グ室の真空度が１ｍｍｔｏｒｒ以下になるかどうか調べ
てみる。例えば被エッチング物が８インチの基板である
とき、これをエッチングできるための電極の大きさは直
径３０ｃｍ必要であると考えられる。この領域内に貫通
孔が何個開けられるかを計算すると、直径１ｍｍの孔を
１ｍｍピッチで開けると仮定すると、３０ｃｍ角内にお
ける孔の数Ｎは次のとおりである。
【００１９】Ｎ＝１５０×１５０＝２２２５００ 円の直径と同じ長さの辺を持つ正方形の面積比が０．７
８５であることを考慮すると、直径３０ｃｍ内の孔の数
は以下のとおりである。 Ｎ＝１７７００ 次に貫通孔のコンダクタンスを求める。
８５であることを考慮すると、直径３０ｃｍ内の孔の数
は以下のとおりである。 Ｎ＝１７７００ 次に貫通孔のコンダクタンスを求める。
【００２０】２０℃、分子量Ｍの気体の場合の長い円形
導管のコンダクタンスは次の通りである。 ｃｏ．＝６５／Ｍ1/2 ・ｄ3 ／Ｌ アルゴンを仮定すると、 ｃｏ．＝１０-3リットル／ｓｅｃ 電極全体のコンダクタンスＣは、 Ｃ＝ｃｏ．×Ｎ＝１７．７リットル／ｓｅｃ このコンダクタンスを用いてシステムの真空度を評価す
る。
導管のコンダクタンスは次の通りである。 ｃｏ．＝６５／Ｍ1/2 ・ｄ3 ／Ｌ アルゴンを仮定すると、 ｃｏ．＝１０-3リットル／ｓｅｃ 電極全体のコンダクタンスＣは、 Ｃ＝ｃｏ．×Ｎ＝１７．７リットル／ｓｅｃ このコンダクタンスを用いてシステムの真空度を評価す
る。
【００２１】図３において、Ｃ ：プラズマ室とエッチ
ング室を接続する各貫通孔のコンダクタンス Ｐ1 ：プラズマ室の真空度 Ｐ2 ：エッチング室の真空度 Ｑ ：プラズマ室へのガス導入量 Ｓ ：エッチング室からのポンプ排気速度 これらパラメータの関係は次のようになる。
ング室を接続する各貫通孔のコンダクタンス Ｐ1 ：プラズマ室の真空度 Ｐ2 ：エッチング室の真空度 Ｑ ：プラズマ室へのガス導入量 Ｓ ：エッチング室からのポンプ排気速度 これらパラメータの関係は次のようになる。
【００２２】Ｑ＝Ｃ・（Ｐ1 −Ｐ2 ）＝Ｐ2 ・Ｓ いま、排気速度Ｓを６０００リットル／分とすると、 Ｓ＝６０００／６０＝１００リットル／ｓｅｃ エッチング室の真空度は１ｍｍｔｏｒｒであったため、 Ｑ＝１０-3×１００＝１０-1ｔｏｒｒリットル／ｓｅｃ 従ってプラズマ室の真空度は次の値を持つ。
【００２３】 Ｐ1 ＝Ｑ／Ｃ＋Ｐ2 Ｐ1 ＝７×１０-3ｔｏｒｒ この真空度で高周波放電は十分可能である。電離効率が
１０-4と仮定すると、プラズマ密度は次の値を持つ。 ｎo ＝２．２×１０14ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ （ｎo ：中性
ガス密度） ｎi ＝２．２×１０10ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ （ｎi ：中性
ガスのうち電離したイオン密度） 被エッチング物への流入分子数は以下の値を持つ。
１０-4と仮定すると、プラズマ密度は次の値を持つ。 ｎo ＝２．２×１０14ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ （ｎo ：中性
ガス密度） ｎi ＝２．２×１０10ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ （ｎi ：中性
ガスのうち電離したイオン密度） 被エッチング物への流入分子数は以下の値を持つ。
【００２４】ＦO ＝２．１×１０18ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ 直径３０ｃｍの領域に単位時間に流入する分子数ＲO は
以下のとおりとなる。 ＲO ＝１．５×１０21ｎ／ｓｅｃ 先に計算したように、５００Ｖのバイアス電圧でイオン
が電極を通過すると仮定すると、いまの場合イオンの流
入数は次の値を持つ。
以下のとおりとなる。 ＲO ＝１．５×１０21ｎ／ｓｅｃ 先に計算したように、５００Ｖのバイアス電圧でイオン
が電極を通過すると仮定すると、いまの場合イオンの流
入数は次の値を持つ。
【００２５】Ｆi ＝２．２×１０16ｎ／ｃｍ2 ｓｅｃ 電極の透過率は面積比（孔の総面積／電極面積）で２０
％である。従って被エッチング物に到達する率は以下の
とおりである。 Ｒi ＝３．１×１０18ｎ／ｓｅｃ 従来の装置では、イオン流入数と分子流入数の比γは、 γ＝Ｒi ／ＲO ＝１×１０-2 本発明装置では、 γ＝Ｒi ／ＲO ＝２×１０-3 となる。
％である。従って被エッチング物に到達する率は以下の
とおりである。 Ｒi ＝３．１×１０18ｎ／ｓｅｃ 従来の装置では、イオン流入数と分子流入数の比γは、 γ＝Ｒi ／ＲO ＝１×１０-2 本発明装置では、 γ＝Ｒi ／ＲO ＝２×１０-3 となる。
【００２６】このことは本発明装置の方がイオンによる
エッチングが少ないことを示しているが、中性ガスの指
向性が良いため、結果的に異方性よくエッチングされ
る。
エッチングが少ないことを示しているが、中性ガスの指
向性が良いため、結果的に異方性よくエッチングされ
る。
【００２７】
【作用】本発明エッチング装置によると、真空チャンバ
が所定真空度に維持されるとともにプラズマ室にエッチ
ング用ガスが導入され、高周波電極板に高周波電圧が印
加されることで該ガスがプラズマ化される。一方、エッ
チング室においては被エッチング物に前記高周波電極板
の自己バイアス電圧と同じかそれより低い電圧が印加さ
れる。
が所定真空度に維持されるとともにプラズマ室にエッチ
ング用ガスが導入され、高周波電極板に高周波電圧が印
加されることで該ガスがプラズマ化される。一方、エッ
チング室においては被エッチング物に前記高周波電極板
の自己バイアス電圧と同じかそれより低い電圧が印加さ
れる。
【００２８】プラズマ室に生成されたイオンは高周波電
極板の自己バイアスのエネルギをもって高周波電極板の
貫通孔を通り、方向を揃えられてエッチング室へ導入さ
れる。同時に、プラズマ室内の中性ガスも該貫通孔を通
り、方向を揃えられてエッチング室へ導入される。エッ
チング室に導入されたイオン及び中性ガスは、そこの圧
力が十分低いので、そこでの残留ガスとの衝突が少な
く、従って貫通孔により与えられた方向性を殆ど損なう
ことなく被エッチング物表面に入射され、異方性エッチ
ングに供される。
極板の自己バイアスのエネルギをもって高周波電極板の
貫通孔を通り、方向を揃えられてエッチング室へ導入さ
れる。同時に、プラズマ室内の中性ガスも該貫通孔を通
り、方向を揃えられてエッチング室へ導入される。エッ
チング室に導入されたイオン及び中性ガスは、そこの圧
力が十分低いので、そこでの残留ガスとの衝突が少な
く、従って貫通孔により与えられた方向性を殆ど損なう
ことなく被エッチング物表面に入射され、異方性エッチ
ングに供される。
【００２９】被エッチング物には前述のように自己バイ
アス電圧と同じかそれより低い電圧が印加されるが、自
己バイアス電圧と同電圧印加のときは、イオンは貫通孔
からの入射エネルギをもってそのまま被エッチング物に
到達するが、自己バイアス電圧より低いバイアス電圧が
印加されていると、それだけ高エネルギで被エッチング
物に到達するので、それだけエッチング効率がよくな
る。
アス電圧と同じかそれより低い電圧が印加されるが、自
己バイアス電圧と同電圧印加のときは、イオンは貫通孔
からの入射エネルギをもってそのまま被エッチング物に
到達するが、自己バイアス電圧より低いバイアス電圧が
印加されていると、それだけ高エネルギで被エッチング
物に到達するので、それだけエッチング効率がよくな
る。
【００３０】なお、被エッチング物に正の電圧を印加す
ると、イオンの到達を制限してガス分子のみによるエッ
チングも可能となる。前記高周波電極板の貫通孔内面に
エッチング種による損傷を防止する保護膜を形成してあ
るときは、該電極の寿命がそれだけ長くなる。
ると、イオンの到達を制限してガス分子のみによるエッ
チングも可能となる。前記高周波電極板の貫通孔内面に
エッチング種による損傷を防止する保護膜を形成してあ
るときは、該電極の寿命がそれだけ長くなる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は一実施例であるエッチング装置の断面図で
あり、図２は該装置における高周波電極板の平面図であ
る。この装置は排気装置７にて排気可能の円筒形の真空
チャンバ１を備えており、該チャンバ１内の中央部に高
周波電極板２が設けてあり、それによってチャンバ内が
プラズマ室３とエッチング室４に分けられている。
する。図１は一実施例であるエッチング装置の断面図で
あり、図２は該装置における高周波電極板の平面図であ
る。この装置は排気装置７にて排気可能の円筒形の真空
チャンバ１を備えており、該チャンバ１内の中央部に高
周波電極板２が設けてあり、それによってチャンバ内が
プラズマ室３とエッチング室４に分けられている。
【００３２】プラズマ室３には、電極２に対向させて接
地電極５を設けてあり、エッチング室４には、電極２に
対向させて被エッチング物Ａのホルダ６を設けてある。
ホルダ６の上面周縁部にはバリア６２を設けてある。プ
ラズマ室３には、また、エッチング用の反応性ガスの導
入部３１を設けてある。
地電極５を設けてあり、エッチング室４には、電極２に
対向させて被エッチング物Ａのホルダ６を設けてある。
ホルダ６の上面周縁部にはバリア６２を設けてある。プ
ラズマ室３には、また、エッチング用の反応性ガスの導
入部３１を設けてある。
【００３３】電極板２は円形をしており、厚さ１００ｍ
ｍのもので、厚さ方向に揃えて多数のエッチング種引出
し用の貫通孔２１を形成してある。各孔２１の内径は１
ｍｍである。また、電極板２とホルダ６上に支持される
被エッチング物との距離が約５０ｍｍとなるようにして
ある。電極板２には高周波電源（ＲＦ電源 １３．５６
ＭＨｚ）２２が接続してあり、ホルダ６には電圧調整可
能の電源６１が接続してある。
ｍのもので、厚さ方向に揃えて多数のエッチング種引出
し用の貫通孔２１を形成してある。各孔２１の内径は１
ｍｍである。また、電極板２とホルダ６上に支持される
被エッチング物との距離が約５０ｍｍとなるようにして
ある。電極板２には高周波電源（ＲＦ電源 １３．５６
ＭＨｚ）２２が接続してあり、ホルダ６には電圧調整可
能の電源６１が接続してある。
【００３４】以上説明したエッチング装置によると、例
えば被エッチング物として、表面に適当なマスク材でエ
ッチングパターンを描かれ、塩素ガス、フッ素ガス等の
反応性ガスのプラズマによりエッチングされる基板Ａを
ホルダ６上に設置し、チャンバ１内を図示しない排気装
置にて所定真空度に維持するとともに、プラズマ室３に
ガス導入部３１から反応性ガスを導入し、電極板２に高
周波電源２２にて高周波電圧を印加することでこのガス
をプラズマＰ化する。
えば被エッチング物として、表面に適当なマスク材でエ
ッチングパターンを描かれ、塩素ガス、フッ素ガス等の
反応性ガスのプラズマによりエッチングされる基板Ａを
ホルダ６上に設置し、チャンバ１内を図示しない排気装
置にて所定真空度に維持するとともに、プラズマ室３に
ガス導入部３１から反応性ガスを導入し、電極板２に高
周波電源２２にて高周波電圧を印加することでこのガス
をプラズマＰ化する。
【００３５】一方、エッチング室４においては、基板Ａ
にホルダ６を介して電源６１から高周波電極板２の自己
バイアス電圧と同じかそれより低い負の電圧を印加す
る。プラズマ室３に生成されたイオンＩｎは高周波電極
板２の自己バイアスのエネルギをもって高周波電極板２
の貫通孔２１を通り、方向を揃えられてエッチング室４
へ導入される。同時に、プラズマ室３内の反応性ガスｇ
も該貫通孔を通り、方向を揃えられてエッチング室４へ
導入される。各貫通孔２１を出たイオン流、ガス分子流
の発散角は１度程度に抑制されている。
にホルダ６を介して電源６１から高周波電極板２の自己
バイアス電圧と同じかそれより低い負の電圧を印加す
る。プラズマ室３に生成されたイオンＩｎは高周波電極
板２の自己バイアスのエネルギをもって高周波電極板２
の貫通孔２１を通り、方向を揃えられてエッチング室４
へ導入される。同時に、プラズマ室３内の反応性ガスｇ
も該貫通孔を通り、方向を揃えられてエッチング室４へ
導入される。各貫通孔２１を出たイオン流、ガス分子流
の発散角は１度程度に抑制されている。
【００３６】エッチング室４に導入されたイオンＩｎ及
びガスｇは、そこの圧力が十分低い（１ｍｍｔｏｒｒ程
度である）ので、そこでの残留ガスとの衝突が少なく、
従って貫通孔２１により与えられた方向性を殆ど損なう
ことなく基板Ａに入射され、該基板は異方性良く円滑に
エッチングされる。基板Ａには前述のように電極板２の
自己バイアス電圧と同じかそれより低い電圧が印加され
るが、自己バイアス電圧と同電圧が印加されるときは、
イオンは貫通孔２１からの入射エネルギをもってそのま
ま基板Ａに到達するが、自己バイアス電圧より低いバイ
アス電圧が印加されていると、それだけ高エネルギで基
板Ａに到達するので、それだけエッチング効率がよくな
る。
びガスｇは、そこの圧力が十分低い（１ｍｍｔｏｒｒ程
度である）ので、そこでの残留ガスとの衝突が少なく、
従って貫通孔２１により与えられた方向性を殆ど損なう
ことなく基板Ａに入射され、該基板は異方性良く円滑に
エッチングされる。基板Ａには前述のように電極板２の
自己バイアス電圧と同じかそれより低い電圧が印加され
るが、自己バイアス電圧と同電圧が印加されるときは、
イオンは貫通孔２１からの入射エネルギをもってそのま
ま基板Ａに到達するが、自己バイアス電圧より低いバイ
アス電圧が印加されていると、それだけ高エネルギで基
板Ａに到達するので、それだけエッチング効率がよくな
る。
【００３７】なお、本例では、基板Ａに正の電圧を印加
することもでき、正の電圧を印加すると、イオンの到達
を制限してガス分子のみによるエッチングも可能とな
る。また、これによって、エッチングの機構を解明する
ことに役立てることも可能である。
することもでき、正の電圧を印加すると、イオンの到達
を制限してガス分子のみによるエッチングも可能とな
る。また、これによって、エッチングの機構を解明する
ことに役立てることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によると、被エッチング物に対す
るイオン流の指向性、中性ガス分子流の指向性が高めら
れるとともに高真空下でエッチングが行われ、それによ
って異方性エッチングが円滑になされるエッチング装置
を提供することができる。
るイオン流の指向性、中性ガス分子流の指向性が高めら
れるとともに高真空下でエッチングが行われ、それによ
って異方性エッチングが円滑になされるエッチング装置
を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の断面図である。
【図２】図１の実施例における高周波電極板の平面図で
ある。
ある。
【図３】本発明原理を説明するための図である。
【図４】従来例の断面図である。
１ 真空チャンバ ２ 高周波電極板 ２１ 電極板２のエッチング種引出し貫通孔 ２２ 高周波電源 ３ プラズマ室 ３１ ガス導入部 ４ エッチング室 ５ 接地電極 ６ ホルダ ６１ ホルダに接続した電源
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の真空度を得ることができる真空チ
ャンバと、前記真空チャンバ内に配置されて該チャンバ
内をプラズマ室とエッチング室に分け、所定厚さを有す
るとともに複数のエッチング種引出し貫通孔を有する高
周波電極板と、前記高周波電極板に対して前記プラズマ
室に配置した接地電極と、前記高周波電極板に対して前
記エッチング室に配置した被エッチング物支持ホルダ
と、前記高周波電極板に高周波電圧を印加する手段と、
前記ホルダに支持される被エッチング物に少なくとも前
記高周波電極板の自己バイアスによる電圧と同電圧又は
それより低い電圧を選択印加できる手段とを備えたこと
を特徴とするエッチング装置。 - 【請求項２】 前記高周波電極板の貫通孔内面にエッチ
ング種による損傷を防止する保護膜を形成した請求項１
記載のエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7986292A JPH05283372A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | エッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7986292A JPH05283372A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | エッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283372A true JPH05283372A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13702017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7986292A Withdrawn JPH05283372A (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | エッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283372A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076483A (en) * | 1997-03-27 | 2000-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus using a partition panel |
| US6167835B1 (en) | 1997-03-27 | 2001-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Two chamber plasma processing apparatus |
| KR20180077274A (ko) * | 2016-01-06 | 2018-07-06 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 가스 공급 장치 |
-
1992
- 1992-04-01 JP JP7986292A patent/JPH05283372A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076483A (en) * | 1997-03-27 | 2000-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus using a partition panel |
| US6167835B1 (en) | 1997-03-27 | 2001-01-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Two chamber plasma processing apparatus |
| KR20180077274A (ko) * | 2016-01-06 | 2018-07-06 | 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 | 가스 공급 장치 |
| US11453945B2 (en) | 2016-01-06 | 2022-09-27 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Gas supply apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |