JPH0551775A - Plasma etching device - Google Patents

Plasma etching device

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Publication number
JPH0551775A
JPH0551775A JP21373891A JP21373891A JPH0551775A JP H0551775 A JPH0551775 A JP H0551775A JP 21373891 A JP21373891 A JP 21373891A JP 21373891 A JP21373891 A JP 21373891A JP H0551775 A JPH0551775 A JP H0551775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrodes
plasma
plasma etching
solenoid coil
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21373891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Yanagi
謙一 柳
Mitsuo Kato
光雄 加藤
Kazuya Tsurusaki
一也 鶴崎
Toshio Taguchi
俊夫 田口
Ritsuo Hashimoto
律男 橋本
Heizaburo Furukawa
平三郎 古川
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.)
RIYOOSEN ENGINEERS KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
RIYOOSEN ENGINEERS KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by RIYOOSEN ENGINEERS KK, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical RIYOOSEN ENGINEERS KK
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Abstract

PURPOSE:To provide a plasma etching device possible to increase etching speed without using a permanent magnet or an electro-magnet. CONSTITUTION:The solenoid coil 1 possible to generate magnetic field is one of an electrode and a material to be etched, which is another electrode, is arranged in the inside of the solenoid coil 1, and plasma density increases by electron cyclotron movement between the solenoid coil 1 and the material to be etched 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマエッチング装
置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma etching apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のエッチング装置を図2に示す。こ
のエッチング装置は、プラズマ励起によって生起された
活性種とイオンを用いており、プラズマエッチング装置
と呼ばれるものである。即ち、図2に示すように真空雰
容器8中には、一対の電極1,7が対向して配置されて
おり、電極1は接地される一方、電極7は高周波又は直
流電源3に接続している。電極7にはワーク12が載置
されている。真空槽8は真空排気用ポンプ10に接続し
真空状態にあると共に配管9を介してエッチング用ガス
が導入されている。従って、電極1,7の間の電位によ
り、その間に放電プラズマが発生して維持されており、
エッチング用ガスは正イオンと負イオンに分かれ(プラ
ズマ状態)、図3に示すように正イオンは負電位側の電
極に衝突し、物理的にワーク表面にエッチングする。こ
こで、エッチング速度を上げるには、磁場を使った電子
サイクロトロン運動を利用し、電子と中性粒子との衝突
頻度を多くし、プラズマ密度を大きくすることが考えら
れる。電子サイクロトロン運動とは、磁場による電子を
旋回運動させることである。プラズマエッチング装置に
おいて、電子サイクロトロン運動させるため磁石として
は、例えば、図4(a)(b)に示す複数の円環状の永久磁石
13又は直方体状の永久磁石13の組み合わせが考えら
れている。図中、7は電極、14は磁石を相互に接続す
るためのポールピースである。
2. Description of the Related Art A conventional etching apparatus is shown in FIG. This etching device uses active species and ions generated by plasma excitation, and is called a plasma etching device. That is, as shown in FIG. 2, in a vacuum atmosphere container 8, a pair of electrodes 1 and 7 are arranged so as to face each other. ing. A work 12 is placed on the electrode 7. The vacuum chamber 8 is connected to a vacuum exhaust pump 10 and is in a vacuum state, and an etching gas is introduced through a pipe 9. Therefore, due to the potential between the electrodes 1 and 7, discharge plasma is generated and maintained between them,
The etching gas is divided into positive ions and negative ions (plasma state), and as shown in FIG. 3, the positive ions collide with the negative potential side electrode and physically etch the work surface. Here, in order to increase the etching rate, it is considered that electron cyclotron motion using a magnetic field is used to increase the frequency of collision between electrons and neutral particles and increase the plasma density. The electron cyclotron motion is a swirling motion of electrons due to a magnetic field. In the plasma etching apparatus, a combination of a plurality of annular permanent magnets 13 or rectangular parallelepiped permanent magnets 13 shown in FIGS. 4A and 4B is considered as a magnet for performing electron cyclotron motion. In the figure, 7 is an electrode, and 14 is a pole piece for connecting magnets to each other.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように磁石13を
使用するマグネトロン型のプラズマエッチング装置は、
磁場を利用してエッチング速度を上げるため、永久磁石
又は電磁石を電極付近に設置する必要があり、装置の複
雑化、大型化を招く不都合がある。本発明は、上記従来
技術に鑑みて成されたものであり、永久磁石又は電磁石
を不要とし同等の効果を得ることのでき、かつ、高周波
電源を利用する場合には、ワークを加熱しながらエッチ
ングが可能なプラズマエッチング装置を提供することを
目的とする。
Thus, the magnetron type plasma etching apparatus using the magnet 13 is as follows.
Since a magnetic field is used to increase the etching rate, it is necessary to install a permanent magnet or an electromagnet in the vicinity of the electrodes, which has the disadvantage of increasing the complexity and size of the device. The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, can obtain the same effect without the need for permanent magnets or electromagnets, and, when using a high frequency power supply, etching while heating the work. An object of the present invention is to provide a plasma etching apparatus capable of performing the above.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は一対の電極の配置された真空槽内にエッチ
ング用ガスを導入し、前記電極間においてプラズマ状態
となった前記ガスの正イオンを前記電極のうち相対的に
負電位のものへ衝突させることによりプラズマエッチン
グを行うプラズマエッチング装置において、前記電極の
うち相対的に正電位となる電極として、磁場を発生でき
るソレノイド型コイルを使用し、且つ、前記電極のうち
相対的に負電位となる電極としてエッチング対象物を前
記ソレノイド型コイルの内側に配置することを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems The structure of the present invention which achieves such an object is to introduce an etching gas into a vacuum chamber in which a pair of electrodes are arranged, and to introduce a gas in a plasma state between the electrodes. In a plasma etching apparatus that performs plasma etching by causing positive ions to collide with a relatively negative potential among the electrodes, a solenoid coil that can generate a magnetic field is used as an electrode having a relatively positive potential among the electrodes. It is characterized in that an etching object is arranged inside the solenoid coil as an electrode which is used and has a relatively negative potential among the electrodes.

【0005】[0005]

【作用】一方の電極をソレノイド型コイルとするため、
コイルが囲む空間に強い磁場を発生することができ、ま
た、ソレノイド型コイルを相対的に正電位とする為、従
来の永久磁石又は電磁石が不要となる。ソレノイド型コ
イルと、それに囲まれるエッチング対象物との間には、
電位差がある為、プラズマエッチング作用がある。
[Operation] Since one electrode is a solenoid type coil,
A strong magnetic field can be generated in the space surrounded by the coil, and since the solenoid type coil has a relatively positive potential, the conventional permanent magnet or electromagnet is not required. Between the solenoid type coil and the etching target surrounded by it,
Since there is a potential difference, it has a plasma etching action.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図1に本発明の一実施例を示
す。本実施例は、ワーク7をエッチングしながら誘導加
熱する例を示すものである。即ち、真空槽8内には、一
対の電極となるソレノイド型コイル1及びワーク7が配
置されている。真空槽8は、真空排気用ポンプ10によ
り真空状態となると共に配管9を介してエッチングガス
が導入されている。ワーク7は、ソレノイド型コイル1
に囲まれ、接地されている。ソレノイド型コイル1は、
電流を流し得る導体から構成され、直流電源2に接続す
ると共にコンデンサ及びトランス6から構成される整合
器4を介して高周波電源5に接続している。従って、直
流電源2によりソレノイド型コイル1に、例えば、1000
〜2000Vの正の電圧を印加することで、ワーク7とソレ
ノイド型コイル1の間に放電を起こすことができ、プラ
ズマ状態を発生させることが可能となると共に図6に示
すように磁場15を発生させることができる。また、高
周波電源5からソレノイド型コイル1に高周波電流を流
すことにより、ワーク7を誘電加熱することが可能であ
る。尚、ソレノイド型コイル1をワーク7に対して常に
正の電位を保つ為、整合器4のトランス6は、整合用と
絶縁用とを兼ねている。上記構成を有する本実施例のプ
ラズマエッチング装置においては、ソレノイド型コイル
1は直流電源2により1000〜2000Vの常に正の電圧が印
加される為、ワーク7の内側がプラズマ状態となると共
に500〜1000ガウス程度の磁場15が発生する。この
為、電子は、電子サイクロトロン運動により周波数109H
z程度の旋回運動を起こし、プラズマ密度が増大する。
更に、プラズマ中の正イオンはソレノイド型コイル1に
対して-1000 〜-2000 Vの負の電位となったワーク7へ
向けて衝突し、エッチング作用を起こすことになる。
尚、ソレノイド型コイル1は、常に正の電位を維持する
ため、ソレノイド型コイル1に対しては、エッチング作
用は起こさない。また、ソレノイド型コイル1には高周
波電源5から高周波電流が流れるため、その内側に位置
するワーク7は誘導加熱されることとなる。特に、ワー
ク7としてライン上で搬送される薄板を使用する場合に
は、次工程における加熱を兼用することができることに
なる。次に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、
ソレノイド型コイル1として平板状のものを使用する例
である。このようにすると、ソレノイド型コイル1の表
面積が広がるため、プラズマ密度を一層向上させること
が可能となる。尚、その他の構成は、前述した実施例と
同様な構成であり、同様の作用効果を生じる。上記実施
例において、電源としては直流電源と高周波電源とを併
用したが、ワークの誘導加熱が不要な場合には、直流電
源のみを使用することが可能であり、その場合には高周
波電源、トランス及び整合器が不要となる利点がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. This embodiment shows an example in which the work 7 is induction-heated while being etched. That is, in the vacuum chamber 8, the solenoid coil 1 and the work 7 which are a pair of electrodes are arranged. The vacuum chamber 8 is brought into a vacuum state by a vacuum exhaust pump 10 and an etching gas is introduced through a pipe 9. Work 7 is solenoid coil 1
Surrounded by and grounded. The solenoid coil 1 is
It is composed of a conductor through which a current can flow, and is connected to the DC power supply 2 and is also connected to the high frequency power supply 5 via the matching unit 4 composed of the capacitor and the transformer 6. Therefore, for example, 1000 is applied to the solenoid coil 1 by the DC power supply 2.
By applying a positive voltage of up to 2000 V, a discharge can be generated between the work 7 and the solenoid type coil 1, a plasma state can be generated, and a magnetic field 15 is generated as shown in FIG. Can be made Further, the work 7 can be dielectrically heated by passing a high-frequency current from the high-frequency power supply 5 to the solenoid coil 1. Since the solenoid coil 1 is always kept at a positive potential with respect to the work 7, the transformer 6 of the matching device 4 serves both for matching and for insulating. In the plasma etching apparatus of the present embodiment having the above-mentioned configuration, the solenoid coil 1 is constantly applied with a positive voltage of 1000 to 2000 V by the DC power source 2, so that the inside of the work 7 is in a plasma state and 500 to 1000. A magnetic field 15 of about Gauss is generated. For this reason, the electron has a frequency of 10 9 H due to electron cyclotron motion.
A swirling motion of about z occurs and the plasma density increases.
Further, the positive ions in the plasma collide with the solenoid type coil 1 toward the work 7 having a negative potential of -1000 to -2000 V, which causes an etching action.
Since the solenoid type coil 1 always maintains a positive potential, the solenoid type coil 1 does not have an etching action. Further, since a high-frequency current flows from the high-frequency power source 5 to the solenoid coil 1, the work 7 positioned inside the high-frequency current is induction-heated. In particular, when a thin plate conveyed on a line is used as the work 7, the heating in the next step can be used also. Next, another embodiment of the present invention will be described. In this example,
In this example, a flat coil is used as the solenoid coil 1. By doing so, the surface area of the solenoid coil 1 is increased, so that the plasma density can be further improved. The other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same effects are produced. In the above embodiment, the DC power source and the high frequency power source were used together as the power source, but when induction heating of the work is not necessary, it is possible to use only the DC power source, and in that case, the high frequency power source and the transformer. Also, there is an advantage that a matching device is unnecessary.

【0007】[0007]

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明はソレノイド型コイルを一方の電極と
し、他方の電極をワークとしてエッチングする為、永久
磁石及び電磁石を使用しなくても磁場を発生させて電子
サイクロトロン運動により、プラズマ密度を上げてエッ
チング速度を向上させることができる。
As described above in detail with reference to the embodiments, in the present invention, the solenoid type coil is used as one electrode and the other electrode is used as a workpiece for etching. Therefore, a permanent magnet and an electromagnet are not used. However, by generating a magnetic field and electron cyclotron motion, the plasma density can be increased and the etching rate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るプラズマエッチング装
置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のプラズマエッチング装置の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional plasma etching apparatus.

【図3】物理的エッチングの様子を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of physical etching.

【図4】同図(a)(b)は何れもマグネトロン型プラズマエ
ッチング装置に使用される電極及び磁石の斜視図であ
る。
4A and 4B are perspective views of electrodes and magnets used in a magnetron type plasma etching apparatus.

【図5】本発明の他の実施例に係るプラズマエッチング
装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図6】同図(a)(b)は、それぞれ本発明の一実施例にお
いて磁場の発生する様子を示す斜視図、平面図である。
6 (a) and 6 (b) are respectively a perspective view and a plan view showing how a magnetic field is generated in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ソレノイド型コイル 2 電流 3 直流電源 4 整合器 5 高周波電源 6 トランス 7 ワーク 8 真空槽 9 配管 10 真空排気ポンプ 12 ワーク 13 永久磁石 14 ポールピース 15 磁場 1 Solenoid type coil 2 Current 3 DC power supply 4 Matching device 5 High frequency power supply 6 Transformer 7 Work 8 Vacuum tank 9 Piping 10 Vacuum exhaust pump 12 Work 13 Permanent magnet 14 Pole piece 15 Magnetic field

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴崎 一也 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 田口 俊夫 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 橋本 律男 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 古川 平三郎 広島県広島市西区南観音六丁目4番31号 株式会社リヨーセンエンジニアズ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuya Tsurusaki 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Research Laboratory (72) Inventor Toshio Taguchi 4 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture 6-22 No. 6 Hiroshima Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Ritsuo Hashimoto, 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Hiroshima Prefecture (72) Inventor Heisaburo Furukawa Hiroshima City, Hiroshima Prefecture 6-31 Minamikannon, Nishi-ku, Ryosen Engineers Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の電極の配置された真空槽内にエッ
チング用ガスを導入し、前記電極間においてプラズマ状
態となった前記ガスの正イオンを前記電極のうち相対的
に負電位のものへ衝突させることによりプラズマエッチ
ングを行うプラズマエッチング装置において、前記電極
のうち相対的に正電位となる電極として、磁場を発生で
きるソレノイド型コイルを使用し、且つ、前記電極のう
ち相対的に負電位となる電極としてエッチング対象物を
前記ソレノイド型コイルの内側に配置することを特徴と
するプラズマエッチング装置。
1. An etching gas is introduced into a vacuum chamber in which a pair of electrodes are arranged, and positive ions of the gas in a plasma state between the electrodes are made to have relatively negative potential among the electrodes. In a plasma etching apparatus that performs plasma etching by colliding, a solenoid coil that can generate a magnetic field is used as an electrode having a relatively positive potential among the electrodes, and a relatively negative potential is used among the electrodes. A plasma etching apparatus, wherein an object to be etched is arranged inside the solenoid coil as an electrode.
JP21373891A 1991-08-26 1991-08-26 Plasma etching device Withdrawn JPH0551775A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19923018A1 (en) * 1999-05-19 2000-11-30 Univ Dresden Tech Plasma treatment apparatus, for strip materials or linked individual flat substrates, comprises a screened rectangular passage with a wound internal conductor enclosing a moving workpiece

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19923018A1 (en) * 1999-05-19 2000-11-30 Univ Dresden Tech Plasma treatment apparatus, for strip materials or linked individual flat substrates, comprises a screened rectangular passage with a wound internal conductor enclosing a moving workpiece
DE19923018C2 (en) * 1999-05-19 2001-09-27 Univ Dresden Tech Device for processing band-shaped workpieces using resonant high-frequency plasmas

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Effective date: 19981112