JPH07193046A - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
- Publication number
- JPH07193046A JPH07193046A JP33029593A JP33029593A JPH07193046A JP H07193046 A JPH07193046 A JP H07193046A JP 33029593 A JP33029593 A JP 33029593A JP 33029593 A JP33029593 A JP 33029593A JP H07193046 A JPH07193046 A JP H07193046A
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- Japan
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- etched
- magnetic field
- plasma
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- Pending
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】マグネトロン型ドライエッチング装置のプラズ
マ中の電子分布を均一化し、プラズマの密度分布を均一
にする。 【構成】被エッチング基板１１に平行に磁界１４を印加
し、その磁界と垂直でかつ、被エッチング基板１１に平
行な電界を印加してエッチングする。電子は基板面内方
向でどちらかに片寄るのではなく、基板に垂直方向に片
寄る。そのため基板面内での電子分布の片寄りはなく均
一な電子分布となりプラズマの密度も均一となる。従っ
てイオンの斜め入射や、素子損傷を緩和できる。
マ中の電子分布を均一化し、プラズマの密度分布を均一
にする。 【構成】被エッチング基板１１に平行に磁界１４を印加
し、その磁界と垂直でかつ、被エッチング基板１１に平
行な電界を印加してエッチングする。電子は基板面内方
向でどちらかに片寄るのではなく、基板に垂直方向に片
寄る。そのため基板面内での電子分布の片寄りはなく均
一な電子分布となりプラズマの密度も均一となる。従っ
てイオンの斜め入射や、素子損傷を緩和できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子デバイス等の製造プ
ロセスに用いるドライエッチング装置に関するものであ
る。
ロセスに用いるドライエッチング装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】マグネトロン型ドライエッチング装置で
は、電界と磁界とを直行させることでイオン化率を高
め、高密度プラズマを生成し材料をエッチングすること
が可能である。（例えば、T.Arikado et al.Proc.8th S
ymp.Dry Process Tokyo 1986 p.42 ）従来のマグネトロ
ン型エッチング装置では、基板に磁界を平行に印加し電
界を垂直に印加している。このとき電界は基板と垂直方
向に印加している。この際プラズマが発生し、基板に高
周波電界を印加しているため自己バイアス電位が発生し
イオンが基板に垂直に入射し異方性形状のエッチングが
達成できる。
は、電界と磁界とを直行させることでイオン化率を高
め、高密度プラズマを生成し材料をエッチングすること
が可能である。（例えば、T.Arikado et al.Proc.8th S
ymp.Dry Process Tokyo 1986 p.42 ）従来のマグネトロ
ン型エッチング装置では、基板に磁界を平行に印加し電
界を垂直に印加している。このとき電界は基板と垂直方
向に印加している。この際プラズマが発生し、基板に高
周波電界を印加しているため自己バイアス電位が発生し
イオンが基板に垂直に入射し異方性形状のエッチングが
達成できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のマグネトロン型
ドライエッチング装置では、電界が基板に垂直に印加さ
れ、磁界が基板に平行に印加されており、電子は、電界
と磁界に垂直な方向に力を受ける。このため、電子は基
板上の平行方向に移動し被エッチング材料の表面上の片
側に集結し、結果的に基板面内で電子の片寄りが発生す
る。この為、電子密度の濃淡が生まれる。この電子密度
の濃淡がプラズマ密度の片寄りを生じ、プラズマ電位の
面内不均一の原因となる。このためどんなに平行に均一
な磁界を基板表面近傍で基板に平行に形成しても均一な
プラズマが得られず、基板へのイオンの斜め入射や、基
板面内での電位分布の不均一性からくる素子の電気的な
損傷が発生する。
ドライエッチング装置では、電界が基板に垂直に印加さ
れ、磁界が基板に平行に印加されており、電子は、電界
と磁界に垂直な方向に力を受ける。このため、電子は基
板上の平行方向に移動し被エッチング材料の表面上の片
側に集結し、結果的に基板面内で電子の片寄りが発生す
る。この為、電子密度の濃淡が生まれる。この電子密度
の濃淡がプラズマ密度の片寄りを生じ、プラズマ電位の
面内不均一の原因となる。このためどんなに平行に均一
な磁界を基板表面近傍で基板に平行に形成しても均一な
プラズマが得られず、基板へのイオンの斜め入射や、基
板面内での電位分布の不均一性からくる素子の電気的な
損傷が発生する。
【０００４】本発明の目的は、マグネトロン型ドライエ
ッチング装置のプラズマ中の電子分布を均一化し、プラ
ズマの密度分布を均一にしたドライエッチング装置を提
供することにある。
ッチング装置のプラズマ中の電子分布を均一化し、プラ
ズマの密度分布を均一にしたドライエッチング装置を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は被エッチング基
板に平行に磁界を印加し、しかもその磁界と垂直でかつ
被エッチング基板に平行な電界を印加できるマグネトロ
ン型ドライエッチング装置である。
板に平行に磁界を印加し、しかもその磁界と垂直でかつ
被エッチング基板に平行な電界を印加できるマグネトロ
ン型ドライエッチング装置である。
【０００６】
【作用】本発明は、電界と磁界が直行するＥＸＢ配置を
形成する点では従来のマグネトロン型エッチング装置と
原理的には同じである。しかし本発明では、基板に平行
に電界を印加する。この場合、先に述べた理由で電子は
基板面内方向でどちらかに片寄るのではなく、基板に垂
直方向に片寄る。このため被エッチング基板面内での電
子分布の片寄りはなく均一な電子分布が得られ、プラズ
マの密度も均一である。プラズマの不均一性に起因する
と考えられるイオンの斜め入射や基板面内での電位分布
の不均一性に起因する素子損傷等の問題を緩和できる。
形成する点では従来のマグネトロン型エッチング装置と
原理的には同じである。しかし本発明では、基板に平行
に電界を印加する。この場合、先に述べた理由で電子は
基板面内方向でどちらかに片寄るのではなく、基板に垂
直方向に片寄る。このため被エッチング基板面内での電
子分布の片寄りはなく均一な電子分布が得られ、プラズ
マの密度も均一である。プラズマの不均一性に起因する
と考えられるイオンの斜め入射や基板面内での電位分布
の不均一性に起因する素子損傷等の問題を緩和できる。
【０００７】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１を用いて説明す
る。被エッチング材料１２は、フローティングされた基
板１１上に置く。フローティングされた基板１１と平行
に電界が印加できる電極１３が対向してある。高周波電
力はマッチングボックス１６を介して高周波電源１７よ
り印加する。本実施例では、周波数は１３．５６ＭＨｚ
とした。磁界１４は、ソレノイドコイル（図示せず）に
より基板１１に平行でかつ電極１３で形成される電界に
平行である。本実施例では、基板１１、電極１３を真空
排気可能で所望のエッチングガスが所望の流量導入で
き、放電圧力を制御できる排気コンダクタンス可変バル
ブを接続した石英ベルジャー１５の中に置く。本実施例
では、被エッチング材料１２は６インチ、基板１１は８
インチの外径をもつ。真空排気は、石英ベルジャー１５
と基板１１の間から行なう。
る。被エッチング材料１２は、フローティングされた基
板１１上に置く。フローティングされた基板１１と平行
に電界が印加できる電極１３が対向してある。高周波電
力はマッチングボックス１６を介して高周波電源１７よ
り印加する。本実施例では、周波数は１３．５６ＭＨｚ
とした。磁界１４は、ソレノイドコイル（図示せず）に
より基板１１に平行でかつ電極１３で形成される電界に
平行である。本実施例では、基板１１、電極１３を真空
排気可能で所望のエッチングガスが所望の流量導入で
き、放電圧力を制御できる排気コンダクタンス可変バル
ブを接続した石英ベルジャー１５の中に置く。本実施例
では、被エッチング材料１２は６インチ、基板１１は８
インチの外径をもつ。真空排気は、石英ベルジャー１５
と基板１１の間から行なう。
【０００８】塩素ガスをエッチングガスとし、流量１０
０ＳＣＣＭ、エッチング圧力は、１０ｍＴｏｒｒ、高周
波電力５００Ｗ、磁界強度１２０ガウスにて、ポリシリ
コンが異方向に良好にエッチングでき、対酸化膜選択比
４０倍が得られた。アンテナＭＯＳキャパシターを用い
てチャージアップ損傷を評価した。アンテナ比５０００
倍、ゲート酸化膜厚１００Ａである。その結果、耐圧劣
化は全く観測されず良好であった。
０ＳＣＣＭ、エッチング圧力は、１０ｍＴｏｒｒ、高周
波電力５００Ｗ、磁界強度１２０ガウスにて、ポリシリ
コンが異方向に良好にエッチングでき、対酸化膜選択比
４０倍が得られた。アンテナＭＯＳキャパシターを用い
てチャージアップ損傷を評価した。アンテナ比５０００
倍、ゲート酸化膜厚１００Ａである。その結果、耐圧劣
化は全く観測されず良好であった。
【０００９】次に第２の実施例を図２に示した。これ
は、放電原理は、第１の実施例と同じであるが、被エッ
チング材料に高周波電力を印加し被エッチング基板に入
射するイオンのエネルギーを制御できるようにしたもの
である。基本的には放電は、被エッチング材料と平行に
存在する磁場と電界によりマグネトロン放電が起こる。
基板に印加する高周波電力により印加電界を増加すると
イオンエネルギーを増加させることが可能である。図２
において、基本構成は、第１の実施例と同じである。被
エッチング材料２２は、高周波電力が印加できる基板２
１上にある。この高周波電力は高周波電源２９、本実施
例では、マッチングボックス２８を介して４００ＫＨｚ
を印加した。第１の実施例と同様、基板２１と平行に電
界を印加できる対向する電極２３には、マッチングボッ
クス２６を介し高周波電源２７より１３．５６ＭＨｚを
印加できる。基板２１と平行に磁界２４をソレノイドコ
イルにより印加した。基板２１、電極２３は、石英ベル
ジャー２５内に位置する。各部分の大きさは、第１の実
施例と同じである。
は、放電原理は、第１の実施例と同じであるが、被エッ
チング材料に高周波電力を印加し被エッチング基板に入
射するイオンのエネルギーを制御できるようにしたもの
である。基本的には放電は、被エッチング材料と平行に
存在する磁場と電界によりマグネトロン放電が起こる。
基板に印加する高周波電力により印加電界を増加すると
イオンエネルギーを増加させることが可能である。図２
において、基本構成は、第１の実施例と同じである。被
エッチング材料２２は、高周波電力が印加できる基板２
１上にある。この高周波電力は高周波電源２９、本実施
例では、マッチングボックス２８を介して４００ＫＨｚ
を印加した。第１の実施例と同様、基板２１と平行に電
界を印加できる対向する電極２３には、マッチングボッ
クス２６を介し高周波電源２７より１３．５６ＭＨｚを
印加できる。基板２１と平行に磁界２４をソレノイドコ
イルにより印加した。基板２１、電極２３は、石英ベル
ジャー２５内に位置する。各部分の大きさは、第１の実
施例と同じである。
【００１０】塩素ガスをエッチングガスとし、流量１２
０ＳＣＣＭ、エッチング圧力は、１５ｍＴｏｒｒ、高周
波電力４００Ｗ、磁場強度１２０ガウス、基板２１に印
加する高周波電力を５０Ｗにて、ポリシリコンが異方向
に良好にエッチングでき、対酸化膜選択比４５倍が得ら
れた。アンテナＭＯＳキャパシターを用いチャージアッ
プ損傷を評価した。アンテナ比５０００倍、ゲート酸化
膜厚１００Ａである。その結果、耐圧劣化は全く観測さ
れず良好であった。しかし、基板２１に印加する高周波
電力を２００Ｗ程度まで増加すると周辺部で耐圧劣化が
観測された。これは、基板２１に印加した高周波電界が
大きすぎるため電極２３との間で放電を起こすためプラ
ズマの均一性が悪化したものと考えられる。実際のエッ
チング条件では、基板２１にこのような高い電力を印加
することはないため問題とはならない。
０ＳＣＣＭ、エッチング圧力は、１５ｍＴｏｒｒ、高周
波電力４００Ｗ、磁場強度１２０ガウス、基板２１に印
加する高周波電力を５０Ｗにて、ポリシリコンが異方向
に良好にエッチングでき、対酸化膜選択比４５倍が得ら
れた。アンテナＭＯＳキャパシターを用いチャージアッ
プ損傷を評価した。アンテナ比５０００倍、ゲート酸化
膜厚１００Ａである。その結果、耐圧劣化は全く観測さ
れず良好であった。しかし、基板２１に印加する高周波
電力を２００Ｗ程度まで増加すると周辺部で耐圧劣化が
観測された。これは、基板２１に印加した高周波電界が
大きすぎるため電極２３との間で放電を起こすためプラ
ズマの均一性が悪化したものと考えられる。実際のエッ
チング条件では、基板２１にこのような高い電力を印加
することはないため問題とはならない。
【００１１】基板に印加する高周波電力の周波数は、本
実施例では、４００ＫＨｚを用いたが、マッチングボッ
クスを変更することで通常一般的に用いられている他の
周波数である８００ＫＨｚや、２ＭＨｚ等でもエッチン
グパラメータは異なるが本願の効果は発揮できる。ま
た、磁界と直行する電界を発生させる電極に印加する周
波数は、本実施例では、１３．５６ＭＨｚを用いたが、
他の放電できる周波数でも問題はないがマッチングボッ
クス、電源の品種等から判断すると一般的にドライエッ
チングで広く用いられている本周波数が使いやすいと考
えられる。一方、本実施例では石英ベルジャーを用いた
が、セラミックスのような絶縁物であればよい。実際に
は、外側を金属製チャンバーで取り囲んでいるが、強
度、真空度の問題で本発明の本質ではない。
実施例では、４００ＫＨｚを用いたが、マッチングボッ
クスを変更することで通常一般的に用いられている他の
周波数である８００ＫＨｚや、２ＭＨｚ等でもエッチン
グパラメータは異なるが本願の効果は発揮できる。ま
た、磁界と直行する電界を発生させる電極に印加する周
波数は、本実施例では、１３．５６ＭＨｚを用いたが、
他の放電できる周波数でも問題はないがマッチングボッ
クス、電源の品種等から判断すると一般的にドライエッ
チングで広く用いられている本周波数が使いやすいと考
えられる。一方、本実施例では石英ベルジャーを用いた
が、セラミックスのような絶縁物であればよい。実際に
は、外側を金属製チャンバーで取り囲んでいるが、強
度、真空度の問題で本発明の本質ではない。
【００１２】
【発明の効果】本発明により従来問題となっていたマグ
ネトロン型ドライエッチング装置の周辺部分の耐圧劣化
が観測されず、良好な耐圧分布を示した。また、エッチ
ング形状も周辺、中心部ともに差はなく良好てあった。
これは、本発明の構成を用いることにより電子の被エッ
チング基板面内での電子の片寄りが解消され、均一なプ
ラズマが生成されたものと理解できる。本発明の第１の
実施例では、基板をフローティングしているためプラズ
マ中でのフローティング電位でイオンが入射する。その
際、サイドエッチングが制御できない材料については、
第２の実施例である基板に高周波電力を印加する方法
で、イオンエネルギーを制御することでサイドエッチン
グが抑制できる。
ネトロン型ドライエッチング装置の周辺部分の耐圧劣化
が観測されず、良好な耐圧分布を示した。また、エッチ
ング形状も周辺、中心部ともに差はなく良好てあった。
これは、本発明の構成を用いることにより電子の被エッ
チング基板面内での電子の片寄りが解消され、均一なプ
ラズマが生成されたものと理解できる。本発明の第１の
実施例では、基板をフローティングしているためプラズ
マ中でのフローティング電位でイオンが入射する。その
際、サイドエッチングが制御できない材料については、
第２の実施例である基板に高周波電力を印加する方法
で、イオンエネルギーを制御することでサイドエッチン
グが抑制できる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す説明図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す説明図。
１１，２１ 基板 １２，２２ 被エッチング材料 １３，２３ 電極 １４，２４ 磁界 １５，２５ 石英ベルジャー １６，２６，２８ マッチングボックス １７，２７，２９ 高周波電源
Claims (2)
- 【請求項１】 被エッチング材料を置いた基板に平行に
磁界を印加し、しかも、その磁界と垂直でかつ基板に平
行な高周波電界を印加することを特徴とするマグネトロ
ン型ドライエッチング装置。 - 【請求項２】 被エッチング材料にも高周波電界を印加
する請求項１に記載のマグネトロン型ドライエッチング
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33029593A JPH07193046A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33029593A JPH07193046A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193046A true JPH07193046A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18231059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33029593A Pending JPH07193046A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07193046A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5965436A (ja) * | 1982-10-06 | 1984-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマエツチング装置および方法 |
| JPH01137632A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Hitachi Ltd | プラズマエッチング装置 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33029593A patent/JPH07193046A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5965436A (ja) * | 1982-10-06 | 1984-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマエツチング装置および方法 |
| JPH01137632A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Hitachi Ltd | プラズマエッチング装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971028 |