JPH059937B2 - - Google Patents

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JPH059937B2
JPH059937B2 JP59010573A JP1057384A JPH059937B2 JP H059937 B2 JPH059937 B2 JP H059937B2 JP 59010573 A JP59010573 A JP 59010573A JP 1057384 A JP1057384 A JP 1057384A JP H059937 B2 JPH059937 B2 JP H059937B2
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JP
Japan
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temperature
etching
chamber
heat exchanger
sample
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Expired - Lifetime
Application number
JP59010573A
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JPS60154529A (ja
Inventor
Kazuhiro Tanaka
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS60154529A publication Critical patent/JPS60154529A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、微細パターン形成に必要なドライ
エツチング装置に関するものである。
〔従来技術〕
半導体集積回路等の半導体装置を製造するに際
して、微細パターン形成のために、写真製版技術
は不可欠である。この写真製版プロセスのドライ
化が種々の利点を有することから、各方面で研究
開発が行なわれている。
第1図は従来のドライエツチング装置の構成を
示す模式断面図で、1は真空チヤンバー、2は排
気口、3は真空バルブ、4は反応ガス導入口、5
a,5bは反応ガス容器、6は反応ガス調整バル
ブ、7は電極、8は高周波電源、9は試料台、1
0はその上に置かれた試料である。
次に、被エツチング試料10としてクロム薄膜
の場合を例に挙げて説明する。
この装置では、まず、真空バルブ3を開き、図
示しない真空ポンプによつて排気口2からチヤン
バー1内を排気して約10-5Torrの真空状態にす
る。次に、真空バルブ3を閉じ、反応ガス調整バ
ルブ6を開いて反応ガス容器5a,5bから反応
ガス〔この場合、四塩化炭素(CCl4)、酸素
(O2)〕を反応ガス導入口4からチヤンバー1内
に供給する。これと同時に高周波電源8から高周
波電力を電極7に供給する。この高周波電源8は
出力周波数が13.56MHzに調整されており、その
出力電力は可変になつており、これを約300Wと
する。そうすると、チヤンバー1内では、反応ガ
スが高周波出力により遊離し、ガスプラズマ状態
となる。このプラズマ状態となつた反応ガスは試
料10(クロム薄膜)と反応し、化学反応が進行
しエツチングされる。
この装置では反応ガスは、エツチングする材料
により、各種のガスを使用できる機構になつてお
り、また、各種のガス流量と混合比とを調節で
き、各種の被エツチング材に適用ができる。最近
のエツチング装置では円筒形エツチング装置、平
行平板形エツチング装置、またはリアクテイブイ
オンエツチング装置などが利用されているが、ス
パツター効果の大小を除いてはほとんど同じ反応
機構となつている。
このように従来のドライエツチング装置におい
ては、温度調整機能が付いていないため、種々の
欠点があつた。その一例としてチヤンバー温度が
低い状態にてエツチングを開始するとチヤンバー
内の温度がある一定の温度に到達しないとエツチ
ングが開始されず、エツチングのバラつきが大き
かつた。また、連続してエツチングを続けた場合
チヤンバー内の温度がかなり高温となり、プラズ
マイオンが安定して供給されないので、エツチン
グの進行が停止することがあつた。さらに、試料
の基板温度を調節することが不可能であつたた
め、適切なエツチング選択比をエツチング中に持
たせることが不可能であつた。
また例えば特開昭57−67173号公報のように真
空チヤンバーの内壁および試料台を加熱するドラ
イエツチング装置があつたが、それらを個別に温
度上昇させて、吸着される反応生成物を加熱遊離
させようとするものである。
[課題を解決するための手段] 真空雰囲気中に反応ガスを導入し、これに高周
波電界を加えてガスプラズマ状態に遊離させ、こ
の遊離した反応ガスで試料をエツチングするドラ
イエツチング装置において、上記反応ガスを導入
する真空チヤンバーの周囲を完全に取り巻き該チ
ヤンバーの温度を変化させることができる熱交換
器と、この熱交換器に用いられる第1の温度調節
器と、試料台の温度を変化させることができる熱
交換器と、この熱交換器に用いられる第2の温度
調節器とを有し、これらの温度調節器の調節によ
つてエツチングを均一にすることを特徴とするド
ライエツチング装置。
〔発明の実施例〕
第2図はこの発明の一実施例の構成を示す模式
断面図で、第1図の従来例と同一符号は同等部分
を示し、その重複説明は避ける。第2図におい
て、11はチヤンバー1の温度を変化させること
ができる熱交換器、12は第1の温度調節器、1
3は第1の循環ポンプである。更に、試料台9A
も熱交換器を有しており、14はこの系に用いる
第2の温度調整器、15は同じくこの系に用いる
第2の循環ポンプである。
次にこの実施例装置の使用方法について説明す
る。エツチングのメカニズムおよびエツチング方
法は、従来と同様である。まず、チヤンバー1の
温度が低い場合について説明する。チヤンバー1
の温度が約25℃と低い場合、反応ガスは飽和蒸気
圧分だけチヤンバー1に供給され、高周波電力に
より、ガスが遊離される。この際試料10の基板
温度を第2の温度調節器14により約60℃まで上
げ、遊離したガスと反応させる。このようなエツ
チング方法を行なえば、プラズマイオンは十分供
給される。一方、基板温度が上昇するので、プラ
ズマ化したイオンと被エツチング試料10との化
学反応が早く進行し、エツチングが短時間で完了
する。また基板温度を調整することにより適度な
エツチングスピードを設定することができるので
エツチングの均一性も良好となつた。次にエツチ
ングを続けるに従い、チヤンバー1の温度も上昇
してくる。従来ではチヤンバー1の温度が上昇し
120℃程度の高温になると反応ガスの供給が飽和
蒸気圧分しか供給されずプラズマイオンの量が少
なくエツチングが進行しなくなつた。この装置で
はチヤンバー1の温度を第1の温度調節器12お
よびチヤンバー用熱交換器11により調節するこ
とができるので、エツチング枚数の増加とともに
チヤンバー1の温度が高温になつた場合、チヤン
バー1の温度を約60℃まで低くし、反応ガスの供
給を十分に行ない、遊離するプラズマイオンの量
を増加させることができる。一方、試料10の基
板温度は前述したようにエツチングの均一性が最
良となる温度の約80℃に設定する。このような装
置により、どのような温度条件下においても、二
種の温度調節器を駆使することにより、エツチン
グが可能となり、エツチング時間の短縮およびエ
ツチングの均一性が得られる。さらに、通常のエ
ツチング方法では、選択ドライエツチングが不可
能であつた被エツチング材に対しても、試料の基
板温度を変化させることにより、レジストと被エ
ツチング材とのエツチング選択性を向上させる条
件を見い出すことが可能となつた。
なお、上記実施例では、試料としてクロム薄膜
反応ガスとしてCCl4とO2の混合ガスの場合につ
いて述べたが、これ以外の試料についても、それ
に適した反応ガスを用いて同様の効果が得られ
る。基板温度、チヤンバー温度については80℃と
60℃の場合について述べたが、これ以外でエツチ
ングが均一かつ、短時間にエツチングが行なわれ
る温度であればよいことは勿論である。試料温度
を変化させる方法においては、直接ヒーター等に
よる温度調節方法でもよく、真空雰囲気の温度調
節方法において、上記実施例ではチヤンバーの温
度を変化させることについて述べたが、真空雰囲
気の温度を直接制御する方法でもよく同様の効果
を奏する。また上記実施例では円筒形プラズマエ
ツチング装置について述べたが平行平板形、リア
クテイブスパツタエツチング装置など他のドライ
エツチング装置にもこの発明は適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明になるドライエ
ツチング装置では被エツチング試料の温度および
真空雰囲気の温度を調整できるようにしたので、
従来不可能であつた装置運転開始直後からエツチ
ングが可能となり、しかも、その当初から均一に
短時間でエツチングが可能である。しかも長時間
運転した場合でも、均一な短時間エツチングが可
能である。このように装置を有効に利用できるの
で、スループツトが向上し、これを用いて製造さ
れる製品のコスト低減につながる。また、従来選
択エツチングが困難な材料に対しても、各種条件
を調整することによつてマスク被膜との間のよい
選択比を得る条件を見出すこともできる。更に、
この装置ではエツチング速度およびプラズマイオ
ンの生成量をコントロールすることができるの
で、微細パターンのエツチング、生成パターンの
寸法精度向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のドライエツチング装置の構成を
示す模式断面図、第2図はこの発明の一実施例の
構成を示す模式断面図である。 図において、1はチヤンバー、2は排気口、3
は真空バルブ、4は反応ガス導入口、5a,5b
は反応ガス容器、6は反応ガス調整バルブ、7は
電極、8は高周波電源、9Aは熱交換器付試料
台、10は試料、11はチヤンバー用熱交換器、
12,14は温度調節器、13,15は循環ポン
プである。なお、図中同一符号は同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 真空雰囲気中に反応ガスを導入し、これに高
    周波電界を加えてガスプラズマ状態に遊離させ、
    この遊離した反応ガスで試料をエツチングするド
    ライエツチング装置において、上記反応ガスを導
    入する真空チヤンバーの周囲を完全に取り巻き該
    チヤンバーの温度を変化させることができる熱交
    換器と、この熱交換器に用いられる第1の温度調
    節器と、試料台の温度を変化させることができる
    熱交換器と、この熱交換器に用いられる第2の温
    度調節器とを有し、これらの温度調節器の調節に
    よつてエツチングを均一にすることを特徴とする
    ドライエツチング装置。
JP1057384A 1984-01-23 1984-01-23 ドライエツチング装置 Granted JPS60154529A (ja)

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JPS60154529A JPS60154529A (ja) 1985-08-14
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JPS5767173A (en) * 1980-10-09 1982-04-23 Mitsubishi Electric Corp Plasma etching device
JPS58153332A (ja) * 1982-03-08 1983-09-12 Mitsubishi Electric Corp ドライエツチング装置

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