JPH0547709A - プラズマエツチング方法および装置 - Google Patents
プラズマエツチング方法および装置Info
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- JPH0547709A JPH0547709A JP19773191A JP19773191A JPH0547709A JP H0547709 A JPH0547709 A JP H0547709A JP 19773191 A JP19773191 A JP 19773191A JP 19773191 A JP19773191 A JP 19773191A JP H0547709 A JPH0547709 A JP H0547709A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】パターン寸法がミリメートル単位の化学的エッ
チングを行う加工要素技術に関する。 【構成】高周波電極２と被処理材１を適当な間隔に保
ち、圧力及び印加する高周波電力４を制御し、かつ高周
波電極２の構造により、あるいは両者の間にマスクスペ
−サを設ける構成とすることで局所的なエッチングを行
うもので、また被処理材と高周波電極のいずれかを水平
移動させることにより２次元的なエッチングプロファイ
ルを、さらには高周波電極と被処理材との間隔を制御す
ることで、高周波電極の形状を被処理材に転写したよう
な３次元エッチングプロファイルを形成できる方法、装
置である。
チングを行う加工要素技術に関する。 【構成】高周波電極２と被処理材１を適当な間隔に保
ち、圧力及び印加する高周波電力４を制御し、かつ高周
波電極２の構造により、あるいは両者の間にマスクスペ
−サを設ける構成とすることで局所的なエッチングを行
うもので、また被処理材と高周波電極のいずれかを水平
移動させることにより２次元的なエッチングプロファイ
ルを、さらには高周波電極と被処理材との間隔を制御す
ることで、高周波電極の形状を被処理材に転写したよう
な３次元エッチングプロファイルを形成できる方法、装
置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパタ−ン寸法がミリメ−
トル単位の化学的エッチングを行う加工要素技術に関す
る。
トル単位の化学的エッチングを行う加工要素技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的なプラズマエッチングの利用目的
は任意の微細パタ−ン形成である。そのプロセスは、フ
ォトエッチングで形成されたレジスト等をマスクとし被
処理材全域にプラズマを発生させ、マスクされてない部
分をエッチングしてパタ−ンを形成するというものが広
く知られている。
は任意の微細パタ−ン形成である。そのプロセスは、フ
ォトエッチングで形成されたレジスト等をマスクとし被
処理材全域にプラズマを発生させ、マスクされてない部
分をエッチングしてパタ−ンを形成するというものが広
く知られている。
【０００３】また、ウエットでのエッチングでもレジス
ト等のマスクを必要とする。
ト等のマスクを必要とする。
【０００４】マスクを必要としないパタ−ン形成方法と
して物理的な現象を利用したイオンビ−ムエッチング等
がある。
して物理的な現象を利用したイオンビ−ムエッチング等
がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
では、比較的ラフなパタ−ン形成を目的としたものでも
化学的現象を利用したエッチングでは必ずフォトエッチ
ング工程が必要であり、プロセスが長くかつ高価なもの
となるという問題を有する。また物理的なエッチングで
はエッチング速度が遅い、被処理材にダメ−ジを与える
等の問題を有する。
では、比較的ラフなパタ−ン形成を目的としたものでも
化学的現象を利用したエッチングでは必ずフォトエッチ
ング工程が必要であり、プロセスが長くかつ高価なもの
となるという問題を有する。また物理的なエッチングで
はエッチング速度が遅い、被処理材にダメ−ジを与える
等の問題を有する。
【０００６】さらには、従来技術ではエッチングの深さ
方向のプロファイル制御が著しく困難である。
方向のプロファイル制御が著しく困難である。
【０００７】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは被処理材の所望する
箇所をフォトマスク無しで化学的なパタ−ン形成方法、
および装置を提供するところにある。
るもので、その目的とするところは被処理材の所望する
箇所をフォトマスク無しで化学的なパタ−ン形成方法、
および装置を提供するところにある。
【０００８】さらには、フォトレジストそのものの露
光、現像に代わる局所エッチングも可能であり、また高
周波電極構造で深さ方向のエッチングプロファイル制御
も行えるという従来にない加工におけるプラズマの利用
方法、装置を提供するところにある。
光、現像に代わる局所エッチングも可能であり、また高
周波電極構造で深さ方向のエッチングプロファイル制御
も行えるという従来にない加工におけるプラズマの利用
方法、装置を提供するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマエッチ
ング方法は、ハロゲンなど電気陰性度の大きなガス雰囲
気内で、高周波電極に高周波を印加して被処理材をエッ
チングするドライエッチング方法において、前記高周波
電極と近接した該被処理材との一部にプラズマを発生さ
せ、そのプラズマの発生した部分を主としてエッチング
することを特徴とする。
ング方法は、ハロゲンなど電気陰性度の大きなガス雰囲
気内で、高周波電極に高周波を印加して被処理材をエッ
チングするドライエッチング方法において、前記高周波
電極と近接した該被処理材との一部にプラズマを発生さ
せ、そのプラズマの発生した部分を主としてエッチング
することを特徴とする。
【００１０】該被処理材と対面する位置に配置した前記
被処理材よりも小さい露出した高周波電極との間にプラ
ズマを発生させ、エッチングを行うことを特徴とする。
被処理材よりも小さい露出した高周波電極との間にプラ
ズマを発生させ、エッチングを行うことを特徴とする。
【００１１】また、露出した前記高周波電極と該被処理
材との間隔が場所により異なる場合、その間隔、ガス
圧、及び高周波電力によってプラズマ発生領域を制御し
て、エッチング箇所を任意に選択可能ならしめることを
特徴とする。
材との間隔が場所により異なる場合、その間隔、ガス
圧、及び高周波電力によってプラズマ発生領域を制御し
て、エッチング箇所を任意に選択可能ならしめることを
特徴とする。
【００１２】さらに、露出した前記高周波電極と該被処
理材との間にマスクスペ−サを設け、前記スペ−サの開
口形状、前記高周波電極あるいは被処理材との間隔によ
ってプラズマ発生領域を制御して、エッチング箇所を任
意に選択可能ならしめることを特徴とする。
理材との間にマスクスペ−サを設け、前記スペ−サの開
口形状、前記高周波電極あるいは被処理材との間隔によ
ってプラズマ発生領域を制御して、エッチング箇所を任
意に選択可能ならしめることを特徴とする。
【００１３】露出した前記高周波電極と該被処理材との
間のマスクスペ−サを被処理材に極力近づけ、あるいは
接触させ、前記高周波電極とマスクスペ−サ及びマスク
スペ−サの開口部から覗く該被処理材との間でプラズマ
を発生せしめ、前記マスクスペ−サの開口部から覗く該
被処理材の一部をエッチングすることを特徴とする。そ
して、エッチングの進行と共に、前記高周波電極か該被
処理材かの少なくともどちらかを水平方向に移動させ
て、２次元のエッチングを行うこと、水平移動速度を制
御して、場所によるエッチング深さを任意にコントロ−
ルすることを特徴とする。
間のマスクスペ−サを被処理材に極力近づけ、あるいは
接触させ、前記高周波電極とマスクスペ−サ及びマスク
スペ−サの開口部から覗く該被処理材との間でプラズマ
を発生せしめ、前記マスクスペ−サの開口部から覗く該
被処理材の一部をエッチングすることを特徴とする。そ
して、エッチングの進行と共に、前記高周波電極か該被
処理材かの少なくともどちらかを水平方向に移動させ
て、２次元のエッチングを行うこと、水平移動速度を制
御して、場所によるエッチング深さを任意にコントロ−
ルすることを特徴とする。
【００１４】高周波電極を被処理材の回転半径外に設
け、その被処理材を回転させてエッチングを行うことを
特徴とする。
け、その被処理材を回転させてエッチングを行うことを
特徴とする。
【００１５】また、エッチングの進行と共に、前記高周
波電極か該被処理材かの少なくともどちらかを垂直方向
に移動させて、両者の距離を任意に調節してエッチング
を行うことを特徴とする。
波電極か該被処理材かの少なくともどちらかを垂直方向
に移動させて、両者の距離を任意に調節してエッチング
を行うことを特徴とする。
【００１６】さらに、前記高周波電極の形状が該被処理
材に対して平板ではなく、球面、凹凸等の形状を有する
非平面の電極形状とし、この電極形状で深さ方向のエッ
チングプロファイルを制御することを特徴とする。
材に対して平板ではなく、球面、凹凸等の形状を有する
非平面の電極形状とし、この電極形状で深さ方向のエッ
チングプロファイルを制御することを特徴とする。
【００１７】本発明のプラズマエッチング装置は、高周
波を印加する高周波電極と被処理材とを設けた容器内
に、ハロゲンなど電気陰性度の大きなガスを流してエッ
チングを行うドライエッチング装置において、前記高周
波電極とそれより大きな該被処理材との一部を近接する
構成としたことを特徴とする。
波を印加する高周波電極と被処理材とを設けた容器内
に、ハロゲンなど電気陰性度の大きなガスを流してエッ
チングを行うドライエッチング装置において、前記高周
波電極とそれより大きな該被処理材との一部を近接する
構成としたことを特徴とする。
【００１８】該被処理材と対面する位置に配置した前記
被処理材よりも小さい露出した高周波電極とを具備した
ことを特徴とする。
被処理材よりも小さい露出した高周波電極とを具備した
ことを特徴とする。
【００１９】加えて、露出した前記高周波電極と該被処
理材との間隔、ガス圧、及び高周波電力を制御する手段
を具備したことを特徴とする。
理材との間隔、ガス圧、及び高周波電力を制御する手段
を具備したことを特徴とする。
【００２０】また、露出した前記高周波電極と該被処理
材との間に任意の開口形状をもったマスクスペ−サを具
備したことを特徴とする。
材との間に任意の開口形状をもったマスクスペ−サを具
備したことを特徴とする。
【００２１】前記マスクスペ−サが被処理材に接触して
なることを特徴とする。
なることを特徴とする。
【００２２】さらに、エッチングの進行と共に、前記高
周波電極か該被処理材かの少なくともどちらかを水平方
向に移動させ得る手段、水平移動速度を制御する手段を
設けたことを特徴とする。
周波電極か該被処理材かの少なくともどちらかを水平方
向に移動させ得る手段、水平移動速度を制御する手段を
設けたことを特徴とする。
【００２３】高周波電極を被処理材の回転半径外に設
け、エッチングしながら被処理材を回転する手段を具備
したことを特徴とする。
け、エッチングしながら被処理材を回転する手段を具備
したことを特徴とする。
【００２４】また、エッチングの進行と共に、前記高周
波電極か該被処理材かの少なくともどちらかを垂直方向
に移動させて、両者の距離を任意に調節する手段を設け
たことを特徴とする。
波電極か該被処理材かの少なくともどちらかを垂直方向
に移動させて、両者の距離を任意に調節する手段を設け
たことを特徴とする。
【００２５】さらには、前記高周波電極の形状が該被処
理材に対して必ずしも平板ではなく球面あるいは凹凸を
有する等の非平面形状であることを特徴とする。
理材に対して必ずしも平板ではなく球面あるいは凹凸を
有する等の非平面形状であることを特徴とする。
【００２６】
【実施例】以下、本発明について図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
【００２７】実施例１ 図１は本発明のひとつの実施例を示す模式図である。
【００２８】被処理材１にシリコン基板を用い、４〜６
ｍｍ離して該被処理材１と対面する面積が前記被処理材
１より小さい高周波電極２を配置する。前記高周波電極
２から１ｍｍ離れた外周部をア−スシ−ルド３で覆う。
前記高周波電極２、ア−スシ−ルド３共ステンレス製
で、高周波電極２には高周波電源４が接続され、またア
−スシ−ルド３はア−ス接地されている。このような構
成を容器内に設けその容器内を真空排気する。その後、
容器内に電気陰性度の高いガスを流しつつ真空排気を行
い所定のガス圧に保つ。本実施例ではフレオンガスを用
い、圧力は７０Ｐａとした。高周波電極２に高周波電源
４より図示しない高周波マッチング回路を介して高周波
電力を印加すると、前記高周波電極２と被処理材１とに
挟まれた空間５にプラズマが発生する。ガス圧が低いと
プラズマは被処理材の横方向に広がるが、圧力が高くな
るに従って広がりは小さくなる。また、プラズマ発生と
ともに生成されるラジカルは横方向に拡散するが、平均
自由行程が著しく短いことからそのエネルギ−を失いエ
ッチャントとしては活性でなくなる。このようにして、
活性なラジカルを高周波電極２と被処理材１に挟まれた
空間５内に閉じ込めることができ、そのラジカルに晒さ
れる前記被処理材１の一部１１がラジカルと化学的に反
応し、反応生成物は蒸気圧が高いことからガス状となり
容器外へ放出される。こうして局所的なエッチングが成
立する。したがって、レジスト等のマスクを必要としな
い局所エッチングが可能となる。
ｍｍ離して該被処理材１と対面する面積が前記被処理材
１より小さい高周波電極２を配置する。前記高周波電極
２から１ｍｍ離れた外周部をア−スシ−ルド３で覆う。
前記高周波電極２、ア−スシ−ルド３共ステンレス製
で、高周波電極２には高周波電源４が接続され、またア
−スシ−ルド３はア−ス接地されている。このような構
成を容器内に設けその容器内を真空排気する。その後、
容器内に電気陰性度の高いガスを流しつつ真空排気を行
い所定のガス圧に保つ。本実施例ではフレオンガスを用
い、圧力は７０Ｐａとした。高周波電極２に高周波電源
４より図示しない高周波マッチング回路を介して高周波
電力を印加すると、前記高周波電極２と被処理材１とに
挟まれた空間５にプラズマが発生する。ガス圧が低いと
プラズマは被処理材の横方向に広がるが、圧力が高くな
るに従って広がりは小さくなる。また、プラズマ発生と
ともに生成されるラジカルは横方向に拡散するが、平均
自由行程が著しく短いことからそのエネルギ−を失いエ
ッチャントとしては活性でなくなる。このようにして、
活性なラジカルを高周波電極２と被処理材１に挟まれた
空間５内に閉じ込めることができ、そのラジカルに晒さ
れる前記被処理材１の一部１１がラジカルと化学的に反
応し、反応生成物は蒸気圧が高いことからガス状となり
容器外へ放出される。こうして局所的なエッチングが成
立する。したがって、レジスト等のマスクを必要としな
い局所エッチングが可能となる。
【００２９】ガス圧をさらに高くして１０００Ｐａ位に
すると、図１で示したア−スシ−ルド３を取り除いて
も、プラズマを高周波電極２と被処理材１とに挟まれた
空間５内に閉じ込めることができる（図２）。むしろア
−スシ−ルド３は邪魔である。なぜなら、更にガス圧を
高くすると、前記高周波電極２とア−スシ−ルド３との
間で放電を起こすからである。
すると、図１で示したア−スシ−ルド３を取り除いて
も、プラズマを高周波電極２と被処理材１とに挟まれた
空間５内に閉じ込めることができる（図２）。むしろア
−スシ−ルド３は邪魔である。なぜなら、更にガス圧を
高くすると、前記高周波電極２とア−スシ−ルド３との
間で放電を起こすからである。
【００３０】実施例２ 図３はふたつめの実施例を示す模式図である。
【００３１】高周波電極２は被処理材１に対して凹凸を
有した面形状で、ステンレス製である。被処理材１はシ
リコン基板、エッチングガスはフレオンである。該被処
理材１と前記高周波電極２の凸部との間隔は６ｍｍ、凹
部との間隔は２ｍｍである。前記実施例１同様に高周波
電極２に高周波電源４より図示しない高周波マッチング
回路を介して高周波電力を印加すると、ガス圧が７００
Ｐａ位では（ａ）に示すように、プラズマは高周波電極
２と被処理材１に挟まれた空間５に閉じ込められる。す
なわち、高周波電極２の凹凸は無視され、高周波電極２
と向かい合った被処理材１の一部１１がエッチングされ
る。
有した面形状で、ステンレス製である。被処理材１はシ
リコン基板、エッチングガスはフレオンである。該被処
理材１と前記高周波電極２の凸部との間隔は６ｍｍ、凹
部との間隔は２ｍｍである。前記実施例１同様に高周波
電極２に高周波電源４より図示しない高周波マッチング
回路を介して高周波電力を印加すると、ガス圧が７００
Ｐａ位では（ａ）に示すように、プラズマは高周波電極
２と被処理材１に挟まれた空間５に閉じ込められる。す
なわち、高周波電極２の凹凸は無視され、高周波電極２
と向かい合った被処理材１の一部１１がエッチングされ
る。
【００３２】圧力をさらに高くして３０００Ｐａ位にす
ると、（ｂ）に示すように放電領域（プラズマ発生領
域）は高周波電極２の凹部６と被処理材１とで挟まれた
空間７となる。そして、空間７に発生するラジカルに晒
された被処理材１の一部１２がエッチングされる。
ると、（ｂ）に示すように放電領域（プラズマ発生領
域）は高周波電極２の凹部６と被処理材１とで挟まれた
空間７となる。そして、空間７に発生するラジカルに晒
された被処理材１の一部１２がエッチングされる。
【００３３】さらに、圧力を高くしていくと１３．５６
ＭＨｚの電源周波数では放電の維持は困難となる。ここ
で電源周波数を４００ＭＨｚにし、圧力を３００００Ｐ
ａに保つ。プラズマは高周波電極２の近傍１ｍｍ位の領
域８にしか発生せず、前記高周波電極２の表面形状その
ものがプラズマの発生形状となる。そして、このプラズ
マにより生成されたラジカルは圧力が高いことから拡散
する可能性はきわめて低い。本実施例の場合、高周波電
極２の凸部９が被処理材１に最も近く、この凸部に対面
する被処理材１の一部１３が主としてエッチングされ
る。
ＭＨｚの電源周波数では放電の維持は困難となる。ここ
で電源周波数を４００ＭＨｚにし、圧力を３００００Ｐ
ａに保つ。プラズマは高周波電極２の近傍１ｍｍ位の領
域８にしか発生せず、前記高周波電極２の表面形状その
ものがプラズマの発生形状となる。そして、このプラズ
マにより生成されたラジカルは圧力が高いことから拡散
する可能性はきわめて低い。本実施例の場合、高周波電
極２の凸部９が被処理材１に最も近く、この凸部に対面
する被処理材１の一部１３が主としてエッチングされ
る。
【００３４】このように、処理圧力を変化させることに
より被処理材１のエッチング領域を変えることが可能で
あることが確認された。
より被処理材１のエッチング領域を変えることが可能で
あることが確認された。
【００３５】上記実施例では被処理材１と高周波電極２
との間隔、高周波電極に印加する高周波電力とを一定に
して、フレオンガスすなわち処理ガスの圧力を変化させ
た。圧力と高周波印可電力一定の下では被処理材１と高
周波電極２との間隔を、また圧力と前記両者の間隔とを
一定の下では印加する高周波電力の大小を制御すること
により、前記同様のエッチング領域コントロ−ルが可能
である。例えば、高周波印加電力を大きくすれば放電領
域を広く、すなわち圧力を低くした時に類似し、逆に小
さくすれば圧力を高くしたときに似たエッチングパタ−
ンを示す。
との間隔、高周波電極に印加する高周波電力とを一定に
して、フレオンガスすなわち処理ガスの圧力を変化させ
た。圧力と高周波印可電力一定の下では被処理材１と高
周波電極２との間隔を、また圧力と前記両者の間隔とを
一定の下では印加する高周波電力の大小を制御すること
により、前記同様のエッチング領域コントロ−ルが可能
である。例えば、高周波印加電力を大きくすれば放電領
域を広く、すなわち圧力を低くした時に類似し、逆に小
さくすれば圧力を高くしたときに似たエッチングパタ−
ンを示す。
【００３６】実施例３ 図４に３つめの実施例の模式図を示す。
【００３７】実施例１、２と同様に被処理材１はシリコ
ン基板、エッチングガスはフレオン、高周波電極２はス
テンレス製である。これも実施例１同様に前記高周波電
極２と該被処理材１ととの間隔は４〜６ｍｍである。こ
のような構成で高周波電源４より高周波電力を高周波電
極２に印加したものが実施例１であったが、ここでは前
記高周波電極２と該被処理材１との間に１ｍｍ厚のマス
クスペ−サ１０を設けた。マスクスペ−サ１０はステン
レス製で、該被処理材１の所望のエッチングプロファイ
ルに対応した間口が開いている。７０Ｐａ位の圧力に保
つと、プラズマは前記高周波電極２と該被処理材１との
間で、かつマスクスペ−サ１０の開口部のみの領域１４
に発生する。したがってラジカルもここの領域で生成さ
れ、被処理材１の一部１５と反応しその場所はエッチン
グが進行する。
ン基板、エッチングガスはフレオン、高周波電極２はス
テンレス製である。これも実施例１同様に前記高周波電
極２と該被処理材１ととの間隔は４〜６ｍｍである。こ
のような構成で高周波電源４より高周波電力を高周波電
極２に印加したものが実施例１であったが、ここでは前
記高周波電極２と該被処理材１との間に１ｍｍ厚のマス
クスペ−サ１０を設けた。マスクスペ−サ１０はステン
レス製で、該被処理材１の所望のエッチングプロファイ
ルに対応した間口が開いている。７０Ｐａ位の圧力に保
つと、プラズマは前記高周波電極２と該被処理材１との
間で、かつマスクスペ−サ１０の開口部のみの領域１４
に発生する。したがってラジカルもここの領域で生成さ
れ、被処理材１の一部１５と反応しその場所はエッチン
グが進行する。
【００３８】ここでは、マスクスペ−サ１０の位置は該
被処理材１と前記高周波電極２との中央付近とした。こ
のマスクスペ−サ１０を被処理材１に限りなく近づけ
る、あるいは接触させると、図５に示すようにプラズマ
は前記高周波電極２と、マスクスペ−サ１０及びマスク
スペ−サ１０の開口部から覗く被処理材１とで挟まれた
空間２２に発生する。マスクスペ−サ１０としてエッチ
ングガスと反応しづらい材質を選択することで、該被処
理材１のプラズマに晒された部分２１のみを局所的にエ
ッチングすることができる。いわゆる蒸着とかスパッタ
でよく行われているマスク蒸着、マスクスパッタのエッ
チングへの応用である。
被処理材１と前記高周波電極２との中央付近とした。こ
のマスクスペ−サ１０を被処理材１に限りなく近づけ
る、あるいは接触させると、図５に示すようにプラズマ
は前記高周波電極２と、マスクスペ−サ１０及びマスク
スペ−サ１０の開口部から覗く被処理材１とで挟まれた
空間２２に発生する。マスクスペ−サ１０としてエッチ
ングガスと反応しづらい材質を選択することで、該被処
理材１のプラズマに晒された部分２１のみを局所的にエ
ッチングすることができる。いわゆる蒸着とかスパッタ
でよく行われているマスク蒸着、マスクスパッタのエッ
チングへの応用である。
【００３９】以上３つの実施例を用いて、レジストマス
クを要しない局所的なプラズマの発生方法、装置、その
コントロ−ル方法、及びプラズマは局所的ではないがマ
スクスペ−サを利用した局所的なエッチング方法、装置
を説明した。被処理材１はレジストそのものでもよく、
レジストの露光、現像に代わり得ることは用意に想像で
き説明を必要としない。
クを要しない局所的なプラズマの発生方法、装置、その
コントロ−ル方法、及びプラズマは局所的ではないがマ
スクスペ−サを利用した局所的なエッチング方法、装置
を説明した。被処理材１はレジストそのものでもよく、
レジストの露光、現像に代わり得ることは用意に想像で
き説明を必要としない。
【００４０】実施例４ 図６に４つめの実施例の模式図を示す。
【００４１】前に述べた３つの方法で局所プラズマを発
生させ、前記高周波電極２と被処理材１とのどちらか、
あるいは両方、もしくはスペ−サ１０を水平方向に移動
しながらエッチングパタ−ンを形成するのが目的であ
る。
生させ、前記高周波電極２と被処理材１とのどちらか、
あるいは両方、もしくはスペ−サ１０を水平方向に移動
しながらエッチングパタ−ンを形成するのが目的であ
る。
【００４２】本実施例では高周波電極２、被処理材１の
材質、両者の間隔等は全て実施例１と同じくしてある。
被処理材１はＸ−Ｙ移動テ−ブル１６上にセットする。
エッチングしながら前記Ｘ−Ｙ移動テ−ブル１６を操作
して被処理材１を任意に移動させることにより、所望の
２次元的なエッチングパタ−ンが得られた。また、図７
に示すように、エッチングのオン、オフすなわちプラズ
マの発生を制御する高周波電力のオン、オフと、被処理
材１の移動タイミングとを組み合わせることで、同一パ
タ−ンの繰り返しエッチングが可能となった。
材質、両者の間隔等は全て実施例１と同じくしてある。
被処理材１はＸ−Ｙ移動テ−ブル１６上にセットする。
エッチングしながら前記Ｘ−Ｙ移動テ−ブル１６を操作
して被処理材１を任意に移動させることにより、所望の
２次元的なエッチングパタ−ンが得られた。また、図７
に示すように、エッチングのオン、オフすなわちプラズ
マの発生を制御する高周波電力のオン、オフと、被処理
材１の移動タイミングとを組み合わせることで、同一パ
タ−ンの繰り返しエッチングが可能となった。
【００４３】実施例５ 実施例４の装置構成で前記被処理材１の停止時間を制御
することで図８に示すエッチングプロファイルが得られ
た。被処理材１の任意箇所１７が高周波電極２の直下の
位置に調整された時、前記Ｘ−Ｙ移動テ−ブル１６を停
止しエッチングを行う。５分後、被処理材１の別の任意
箇所１８が高周波電極２の直下位置までくるようにエッ
チングしながら移動させ、ここの位置で１０分エッチン
グを行った。
することで図８に示すエッチングプロファイルが得られ
た。被処理材１の任意箇所１７が高周波電極２の直下の
位置に調整された時、前記Ｘ−Ｙ移動テ−ブル１６を停
止しエッチングを行う。５分後、被処理材１の別の任意
箇所１８が高周波電極２の直下位置までくるようにエッ
チングしながら移動させ、ここの位置で１０分エッチン
グを行った。
【００４４】また、移動速度を徐々に小さくすることで
図９に示すエッチングプロファイルとなった。
図９に示すエッチングプロファイルとなった。
【００４５】このように本プラズマエッチング方法、及
び装置を用いれば、従来の化学的なエッチングでは困難
であった一回のプロセスでの場所によるエッチング深さ
制御が可能となる。
び装置を用いれば、従来の化学的なエッチングでは困難
であった一回のプロセスでの場所によるエッチング深さ
制御が可能となる。
【００４６】また、実施例４、５の水平移動手段として
Ｘ−Ｙ移動テ−ブル１６を用いたが、モ−タを使用して
円を描くこともできる。
Ｘ−Ｙ移動テ−ブル１６を用いたが、モ−タを使用して
円を描くこともできる。
【００４７】実施例６ 図１０に６つめの実施例の模式図を示す。
【００４８】円筒状の被処理材１はアルミニュウムの母
材の表面にアモルファスシリコンが形成されたものであ
る。この円筒状の被処理材１の中心軸を回転軸として、
図示しない容器外部に設けたモ−タで回転駆動させる。
高周波電極２は被処理材の外周部と同じく円弧状の形状
とし、回転する被処理材１の外側にセットする。両者の
間隔は前記同様４〜６ｍｍである。高周波電極２に高周
波電力を印加すると前記高周波電極２と被処理材１との
挟まれた空間１９にプラズマが発生し、被処理材１を回
転させることにより該被処理材１の一部２０が同心円状
にエッチングされる。
材の表面にアモルファスシリコンが形成されたものであ
る。この円筒状の被処理材１の中心軸を回転軸として、
図示しない容器外部に設けたモ−タで回転駆動させる。
高周波電極２は被処理材の外周部と同じく円弧状の形状
とし、回転する被処理材１の外側にセットする。両者の
間隔は前記同様４〜６ｍｍである。高周波電極２に高周
波電力を印加すると前記高周波電極２と被処理材１との
挟まれた空間１９にプラズマが発生し、被処理材１を回
転させることにより該被処理材１の一部２０が同心円状
にエッチングされる。
【００４９】本プラズマエッチング方法、及び装置を用
いれば、レジストを塗布あるいは露光しずらい形状の被
処理材１でも化学的な局所エッチングが可能となる。
いれば、レジストを塗布あるいは露光しずらい形状の被
処理材１でも化学的な局所エッチングが可能となる。
【００５０】実施例７ 図１１に７つめの実施例の模式図を示す。
【００５１】高周波電極２はパイプを半分に切った様な
形状、すなわちその断面は半円である。前記高周波電極
２と被処理材１との最短間隔は５ｍｍである。フレオン
の圧力を高く（３００００Ｐａ以上）して、高周波電源
４の電源周波数を４００ＭＨｚにしてプラズマを発生さ
せる。プラズマは前記高周波電極２表面に発生し、平面
の被処理材１は高周波電極２の最も近い場所が主として
エッチングされる。エッチングされることにより両者の
間隔は広がる。そこでエッチングの進行と共に高周波電
極２を被処理材１へ近ずける。そうするうちに、被処理
材１と高周波電極２との最短間隔部は線では無く面とな
り、しかも円弧状に広がってくる。そして、被処理材１
のエッチング面も広がる。やがて被処理材１内に高周波
電極２が入り込むと、前記高周波電極２の形状であるパ
イプを半分に切ったようなエッチングプロファイルとな
る。本プラズマエッチング方法、及び装置を用いれば、
高周波電極２の形状を被処理材１に転写できることにな
る。
形状、すなわちその断面は半円である。前記高周波電極
２と被処理材１との最短間隔は５ｍｍである。フレオン
の圧力を高く（３００００Ｐａ以上）して、高周波電源
４の電源周波数を４００ＭＨｚにしてプラズマを発生さ
せる。プラズマは前記高周波電極２表面に発生し、平面
の被処理材１は高周波電極２の最も近い場所が主として
エッチングされる。エッチングされることにより両者の
間隔は広がる。そこでエッチングの進行と共に高周波電
極２を被処理材１へ近ずける。そうするうちに、被処理
材１と高周波電極２との最短間隔部は線では無く面とな
り、しかも円弧状に広がってくる。そして、被処理材１
のエッチング面も広がる。やがて被処理材１内に高周波
電極２が入り込むと、前記高周波電極２の形状であるパ
イプを半分に切ったようなエッチングプロファイルとな
る。本プラズマエッチング方法、及び装置を用いれば、
高周波電極２の形状を被処理材１に転写できることにな
る。
【００５２】以上述べてきた実施例を組み合わせたプラ
ズマエッチングの方法、及び装置を駆使すれば、任意の
３次元パタ−ンの化学的エッチングが可能となる。
ズマエッチングの方法、及び装置を駆使すれば、任意の
３次元パタ−ンの化学的エッチングが可能となる。
【００５３】また、本発明はプラズマエッチングの方
法、及び装置だけではなく、プラズマ表面処理、プラズ
マＣＶＤに応用できることは簡単に想像できる。
法、及び装置だけではなく、プラズマ表面処理、プラズ
マＣＶＤに応用できることは簡単に想像できる。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高周
波電極と被処理材を適当な間隔に保ち、圧力及び印加す
る高周波電力を制御し、かつ高周波電極の構造により、
あるいは両者の間にマスクスペ−サを設ける構成とする
ことで局所的なプラズマを発生させることにより、レジ
スト等を用いないで局所エッチングができるという効果
を有する。
波電極と被処理材を適当な間隔に保ち、圧力及び印加す
る高周波電力を制御し、かつ高周波電極の構造により、
あるいは両者の間にマスクスペ−サを設ける構成とする
ことで局所的なプラズマを発生させることにより、レジ
スト等を用いないで局所エッチングができるという効果
を有する。
【００５５】前記マスクスペ−サを被処理材に接触させ
ることにより、プラズマは局所的ではないがエッチング
パタ−ンは局所的にできるという効果を有する。
ることにより、プラズマは局所的ではないがエッチング
パタ−ンは局所的にできるという効果を有する。
【００５６】また、被処理材と高周波電極との間隔を一
定に保ちつつ両者のいずれかを、あるいはスペ−サを水
平移動させることにより２次元的なエッチングプロファ
イルを、さらにはその移動速度、あるいは静止状態とプ
ラズマ発生のための印加電力オン、オフとの組合せを制
御することにより、被処理材の場所によるエッチング深
さのコントロ−ルが可能となる効果を有する。
定に保ちつつ両者のいずれかを、あるいはスペ−サを水
平移動させることにより２次元的なエッチングプロファ
イルを、さらにはその移動速度、あるいは静止状態とプ
ラズマ発生のための印加電力オン、オフとの組合せを制
御することにより、被処理材の場所によるエッチング深
さのコントロ−ルが可能となる効果を有する。
【００５７】さらには、高周波電極と被処理材との間隔
を制御することで、高周波電極の形状を被処理材に転写
したようなエッチングプロファイルを形成でき、従って
前記高周波電極の構造を変えることで任意に３次元的な
エッチングプロファイルを得られるという効果を有す
る。
を制御することで、高周波電極の形状を被処理材に転写
したようなエッチングプロファイルを形成でき、従って
前記高周波電極の構造を変えることで任意に３次元的な
エッチングプロファイルを得られるという効果を有す
る。
【図１】 本発明の局所的にプラズマを発生させる一実
施例を示す模式図。
施例を示す模式図。
【図２】 本発明の局所的にプラズマを発生させる一実
施例を示す模式図。
施例を示す模式図。
【図３】 本発明の局所的にプラズマを発生させる一実
施例を示す模式図。
施例を示す模式図。
【図４】 本発明の局所的にプラズマを発生させる一実
施例を示す模式図。
施例を示す模式図。
【図５】 本発明の局所的で無いプラズマを用いて局所
的なエッチングを行う実施例を示す模式図。
的なエッチングを行う実施例を示す模式図。
【図６】 本発明の水平方向移動をしながらエッチング
を行う実施例を示す模式図。
を行う実施例を示す模式図。
【図７】 本発明の水平移動しながらエッチングを行っ
た時のエッチングプロファイル。
た時のエッチングプロファイル。
【図８】 本発明の水平移動しながらエッチングを行っ
た時のエッチングプロファイル。
た時のエッチングプロファイル。
【図９】 本発明の水平移動しながらエッチングを行っ
た時のエッチングプロファイル。
た時のエッチングプロファイル。
【図１０】 本発明の被処理材を回転しながらエッチン
グを行う実施例を示す模式図。
グを行う実施例を示す模式図。
【図１１】 本発明の垂直方向移動をしながらエッチン
グを行う実施例示す模式図。
グを行う実施例示す模式図。
１ 被処理材 ２ 高周波電極 ３ ア−スシ−ルド ４ 高周波電源 ５、７、８、１４、１９、２２ プラズマ発生空間 ６ 高周波電極凹部 ９ 高周波電極凸部 １０ マスクスペ−サ １１、１２、１３、１５、２０、２１ エッチング箇所 １６ Ｘ−Ｙ移動テ−ブル １７、１８ 被処理材任意箇所
Claims (20)
- 【請求項１】 ハロゲンなど電気陰性度の大きなガス雰
囲気内で、高周波電極に高周波を印加して被処理材をエ
ッチングするドライエッチング方法において、前記高周
波電極と近接した該被処理材との一部にプラズマを発生
させ、そのプラズマの発生した部分を主としてエッチン
グすることを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】 該被処理材と対面する位置に配置した前
記被処理材よりも小さい露出した高周波電極との間にプ
ラズマを発生させ、エッチングを行うことを特徴とする
請求項１記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項３】 露出した前記高周波電極と該被処理材と
の間隔が場所により異なる場合、その間隔、ガス圧、及
び高周波電力によってプラズマ発生領域を制御して、エ
ッチング箇所を任意に選択可能ならしめることを特徴と
する請求項１記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項４】 露出した前記高周波電極と該被処理材と
の間にマスクスペ−サを設け、前記マスクスペ−サの開
口形状、前記高周波電極あるいは被処理材との間隔によ
ってプラズマ発生領域を制御して、エッチング箇所を任
意に選択可能ならしめることを特徴とする請求項１記載
のプラズマエッチング方法。 - 【請求項５】 露出した前記高周波電極と該被処理材と
の間のマスクスペ−サを被処理材に極力近づけ、あるい
は接触させ、前記高周波電極とマスクスペ−サ及びマス
クスペ−サの開口部から覗く該被処理材との間でプラズ
マを発生せしめ、前記マスクスペ−サの開口部から覗く
該被処理材の一部をエッチングすることを特徴とするプ
ラズマエッチング方法。 - 【請求項６】 エッチングの進行と共に、前記高周波電
極か該被処理材かの少なくともどちらかを水平方向に移
動させて、エッチングを行うことを特徴とするプラズマ
エッチング方法。 - 【請求項７】 前記水平移動速度を制御して、場所によ
るエッチング深さを任意にコントロ−ルすることを特徴
とする請求項６記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項８】 被処理材の回転半径外に高周波電極を設
け、該被処理材を回転させながらエッチングを行うこと
を特徴とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項９】 エッチングの進行と共に、前記高周波電
極か該被処理材かの少なくともどちらかを垂直方向に移
動させて、両者の距離を任意に調節して行うことを特徴
とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項１０】 前記高周波電極の形状が該被処理材に
対して平板ではなく、球面、凹凸の形状などを有する非
平面の電極形状とし、この電極形状で深さ方向のエッチ
ングプロファイルを制御することを特徴とする請求項９
記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項１１】 高周波を印加する高周波電極と被処理
材とを設けた容器内に、ハロゲンなど電気陰性度の大き
なガスを流してエッチングを行うドライエッチング装置
において、前記高周波電極とそれより大きな該被処理材
との一部を近接する構成としたことを特徴とするプラズ
マエッチング装置。 - 【請求項１２】 該被処理材と対面する位置に配置した
前記被処理材よりも小さい露出した高周波電極とを具備
したことを特徴とする請求項１１記載のプラズマエッチ
ング装置。 - 【請求項１３】 露出した前記高周波電極と該被処理材
との間隔、ガス圧、及び高周波電力を制御する手段を具
備したことを特徴とする請求項１１記載のプラズマエッ
チング装置。 - 【請求項１４】 露出した前記高周波電極と該被処理材
との間に任意の開口形状をもったマスクスペ−サを具備
したことを特徴とする請求項１１記載のプラズマエッチ
ング装置。 - 【請求項１５】 前記マスクスペ−サが被処理材に接触
してなることを特徴とする請求項１４記載のプラズマエ
ッチング装置。 - 【請求項１６】 エッチングの進行と共に、前記高周波
電極か該被処理材かの少なくともどちらかを水平方向に
移動させ得る手段を具備したことを特徴とするプラズマ
エッチング装置。 - 【請求項１７】 前記水平移動速度を制御する手段を設
けたことを特徴とする請求項１６記載のプラズマエッチ
ング装置。 - 【請求項１８】 被処理材の回転半径外に高周波電極を
設け、該被処理材を回転する手段を具備したことを特徴
とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項１９】 エッチングの進行と共に、前記高周波
電極か該被処理材かの少なくともどちらかを垂直方向に
移動させて、両者の距離を任意に調節する手段を設けた
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項２０】 前記高周波電極の形状が該被処理材に
対して必ずしも平板ではなく球面あるいは凹凸を有する
等の非平面形状であることを特徴とする請求項１９記載
のプラズマエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19773191A JPH0547709A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | プラズマエツチング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19773191A JPH0547709A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | プラズマエツチング方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547709A true JPH0547709A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16379407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19773191A Pending JPH0547709A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | プラズマエツチング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547709A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123796A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理室用構造物、プラズマ処理室、及びプラズマ処理装置 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP19773191A patent/JPH0547709A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123796A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理室用構造物、プラズマ処理室、及びプラズマ処理装置 |
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