JPH07193049A - Etching apparatus and etching method - Google Patents

Etching apparatus and etching method

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JPH07193049A
JPH07193049A JP33096593A JP33096593A JPH07193049A JP H07193049 A JPH07193049 A JP H07193049A JP 33096593 A JP33096593 A JP 33096593A JP 33096593 A JP33096593 A JP 33096593A JP H07193049 A JPH07193049 A JP H07193049A
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etching
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etched
power supply
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高廣 黒田
Hiroaki Kawamura
裕明 川村
Kyuzo Nakamura
久三 中村
Yoshifumi Ota
賀文 太田
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Abstract

PURPOSE:To perform etching without charge-up. CONSTITUTION:An AC power supply 28, which is a plasma generating means, is connected to an electrode 22, which is arranged in a reaction tank. A material to be etched 31 is arranged at the electrode. Dry etching is performed with plasma 32 of reaction gas, which is introduced into the reaction tank 20. At this time, a pulse power supply 26 is connected to the electrode, to which the AC power supply is connected. Thus, an etching apparatus and an etching method, which apply the positive voltage pulses in etching, are obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエッチング装置、及びエ
ッチング方法に関し、特にプラズマによって被エッチン
グ物をエッチングするエッチング装置、及びエッチング
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching apparatus and an etching method, and more particularly to an etching apparatus and an etching method for etching an object to be etched by plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子等の集積度の増大に伴って近
年は、パターンの微細化による高密度化が急速に進展し
てきた。特に、DRAM等の技術分野では、ハーフミク
ロン以下の加工精度が要求されており、高精度加工に対
応し得るエッチング技術が必要とされ、そのため、ドラ
イエッチング技術が広く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in the degree of integration of semiconductor elements and the like, the densification by pattern miniaturization has rapidly progressed. Particularly, in the technical field of DRAM and the like, a processing precision of half micron or less is required, and an etching technique capable of coping with high precision processing is required. Therefore, the dry etching technique is widely used.

【0003】このドライエッチング技術とは、一般に、
ガスプラズマを使用して被加工材料のマスキングされて
いない部分を選択的にエッチングする技術をいい、エッ
チングのうちには、プラズマ中の活性ガスの化学的作用
によるものと、加速イオンの物理的作用によるものと、
その両方の作用によるものとが含まれる。いずれの方法
によっても、薬液を用いた、いわゆるウェットエッチン
グ技術に比し、エッチングの異方性に優れているので、
微細パターンの加工に最適であり、半導体産業では必須
技術となっている。
Generally, this dry etching technique is
A technology that selectively etches the unmasked part of the material to be processed using gas plasma. Among the etching processes, the chemical action of the active gas in the plasma and the physical action of accelerated ions Due to
It is due to both effects. By any method, as compared with the so-called wet etching technique using a chemical solution, it has excellent etching anisotropy,
It is most suitable for processing fine patterns and has become an essential technology in the semiconductor industry.

【0004】このドライエッチング技術に用いられる装
置は、その電極配置の相違やプラズマ発生方法の相違に
より、図5(a)から(d)のように大別されている。図5
(a)の装置は「円筒型プラズマエッチング装置」、図5
(b)の装置は「リアクティブエッチング装置」、図(c)
の装置は「ケミカルドライエッチング装置」、図(d)の
装置は「マイクロ波プラズマエッチング装置」と呼ばれ
ている。
Apparatuses used in this dry etching technique are roughly classified as shown in FIGS. 5A to 5D due to the difference in electrode arrangement and the difference in plasma generation method. Figure 5
The apparatus of (a) is a "cylindrical plasma etching apparatus", FIG.
The device of (b) is a "reactive etching device", Fig. (c)
The apparatus of (1) is called a "chemical dry etching apparatus", and the apparatus of Fig. (D) is called "a microwave plasma etching apparatus".

【0005】図5(a)の円筒型プラズマエッチング装置
a1は、反応槽e1の外部に電極c1を配置し、前記反応
槽e1内部に配置された円筒b1中に被エッチング物であ
るウェハー基板w1を置き、前記電極c1に接続された交
流電源d1によってRF放電を行ってプラズマを発生さ
せ、前記ウェハー基板w1の表面を選択的にエッチング
するものである。
In the cylindrical plasma etching apparatus a1 shown in FIG. 5 (a), an electrode c1 is arranged outside a reaction chamber e1, and a wafer substrate w1 to be etched is contained in a cylinder b1 arranged inside the reaction chamber e1. The surface of the wafer substrate w1 is selectively etched by performing RF discharge by an AC power source d1 connected to the electrode c1 to generate plasma.

【0006】図5(b)のリアクティブエッチング装置a
2は、反応槽e2内に設けられたカソード電極c2上にウ
ェハー基板w2を配置し、前記カソード電極d2に接続さ
れた交流電源d2によりRF放電を行ってプラズマを発
生させ、前記ウェハー基板w2の表面を選択的にエッチ
ングするものである。
The reactive etching apparatus a shown in FIG. 5B.
In the second example, a wafer substrate w2 is placed on a cathode electrode c2 provided in a reaction chamber e2, an AC power source d2 connected to the cathode electrode d2 performs RF discharge to generate plasma, and the wafer substrate w2 The surface is selectively etched.

【0007】図5(c)のケミカルドライエッチング装置
a3は、導波管f3から導入されるマイクロ波g3により
プラズマを発生させ、該プラズマ中の活性ガスにより、
反応槽e3内に配置されたウェハー基板w3の表面を選択
的にエッチングするものである。
The chemical dry etching apparatus a3 shown in FIG. 5 (c) generates plasma by the microwave g3 introduced from the waveguide f3, and by the active gas in the plasma,
The surface of the wafer substrate w3 placed in the reaction chamber e3 is selectively etched.

【0008】図5(d)のマイクロ波プラズマエッチング
装置a4は、導波管f4により、マグネトロン電極h4で
発生させたマイクロ波g4を反応槽e4内に導入してプラ
ズマを発生させると共に、前記反応槽e4に電磁石j4で
磁場を印加してプラズマの均一性を保ち、電極c4上に
配置したウェハー基板w4に交流電源d4で交番電圧を印
加しながらその表面を選択的にエッチングするものであ
る。
In the microwave plasma etching apparatus a4 of FIG. 5 (d), the microwave f4 generated by the magnetron electrode h4 is introduced into the reaction chamber e4 by the waveguide f4 to generate plasma, and the reaction is performed. A magnetic field is applied to the tank e4 by an electromagnet j4 to maintain plasma uniformity, and the surface of the wafer substrate w4 placed on the electrode c4 is selectively etched while an alternating voltage is applied by an AC power source d4.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のドライエッチング装置によりエッチングを行う場合
には、エッチング時に被エッチング物がチャージアップ
してしまう。
However, when etching is performed by the conventional dry etching apparatus, the material to be etched is charged up during etching.

【0010】このチャージアップの程度は、例えばMO
S構造の半導体素子をエッチングした場合には、MOS
キャパシタのフラットバンド電圧(Vfb)のシフト量ΔV
fbで表すことができる。具体的には、図5(a)の円筒型
プラズマエッチング装置では、ウェハー中心付近におい
て絶対値で4.1VだけのΔVfbが生じることが知られ
ている。
The degree of this charge-up is, for example, MO
When an S-structure semiconductor element is etched,
Capacitor flat band voltage (Vfb) shift amount ΔV
It can be represented by fb. Specifically, in the cylindrical plasma etching apparatus of FIG. 5A, it is known that ΔVfb of 4.1 V in absolute value occurs near the center of the wafer.

【0011】このようなチャージアップが大きくなる
と、半導体素子等の被エッチング物の特性が劣化する
他、ついにはアーク放電が発生して被エッチング物を損
傷する場合等、不都合も多く、その解決が望まれてい
た。
If the charge-up becomes large, the characteristics of the object to be etched such as a semiconductor element are deteriorated, and finally, the object to be etched is damaged by an arc discharge, which causes many problems. Was wanted.

【0012】本発明は上記従来技術の抱える問題点を解
決すべく創作されたもので、その目的は、被エッチング
物がチャージアップをすることなく、従って、被エッチ
ング物を損傷することなくエッチングできるエッチング
装置、及びエッチング方法を提供することにある。
The present invention was created to solve the problems of the prior art described above, and the purpose thereof is to perform etching without causing the object to be etched to be charged up and therefore to damage the object to be etched. An etching device and an etching method are provided.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1記載の発明装置は、反応槽内の電極に配置し
た被エッチング物を反応ガスのプラズマによってエッチ
ングするエッチング装置において、前記電極に正電圧パ
ルスを印加するパルス電源を接続したことを特徴とし、
請求項2記載の発明装置は、請求項1記載のエッチング
装置において、前記パルス電源は50Hz以上の周波数
で前記正電圧パルスを発生することを特徴とし、請求項
3記載の発明装置は、請求項1または請求項2記載のエ
ッチング装置において、前記正電圧パルスを印加してい
る間は前記反応ガスのプラズマの生成を停止することを
特徴とし、請求項4記載の発明方法は、反応槽内の電極
に配置した被エッチング物を反応ガスのプラズマによっ
てエッチングするエッチング方法において、前記電極に
正電圧パルスを印加することを特徴とし、請求項5記載
の発明方法は、請求項4記載のエッチング方法におい
て、前記正電圧パルスを50Hz以上の周波数で印加す
ることを特徴とし、請求項6記載の発明方法は、請求項
4または請求項5記載のエッチング方法において、前記
正電圧パルスが発生している期間は前記プラズマの生成
を停止することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention apparatus according to claim 1 is an etching apparatus for etching an object to be etched arranged in an electrode in a reaction tank by plasma of a reaction gas, wherein the electrode Is characterized by connecting a pulsed power supply for applying a positive voltage pulse to
The invention apparatus according to claim 2 is the etching apparatus according to claim 1, wherein the pulse power source generates the positive voltage pulse at a frequency of 50 Hz or higher, and the invention apparatus according to claim 3 is The etching apparatus according to claim 1 or 2, wherein generation of plasma of the reaction gas is stopped while the positive voltage pulse is applied, and the method of the invention according to claim 4 is characterized in that: An etching method of etching an object to be etched arranged on an electrode by plasma of a reaction gas, wherein a positive voltage pulse is applied to the electrode, and the method of the invention of claim 5 is the etching method of claim 4. The positive voltage pulse is applied at a frequency of 50 Hz or higher, and the invention method according to claim 6 is the method according to claim 4 or claim 5. In the process of etching, the period of the positive voltage pulse is generated is characterized by stopping the generation of the plasma.

【0014】[0014]

【作用】本発明の原理を、高周波電源によりプラズマを
発生する場合を例にとって、図面を用いて説明する。図
4(a)は、被エッチング物をドライエッチングする状態
を模式的に示した図である。1はシリコンウェハーやガ
ラス基板等の基板であり、該基板1の表面には絶縁膜2
と導電膜3が順に成膜されており、この導電体3の表面
にパターンニングしたレジスト膜4が成膜され、これを
保護膜に使用して、前記導電膜3のドライエッチングを
行う。
The principle of the present invention will be described with reference to the drawings by taking the case of generating plasma by a high frequency power source as an example. FIG. 4A is a diagram schematically showing a state in which the object to be etched is dry-etched. 1 is a substrate such as a silicon wafer or a glass substrate, and an insulating film 2 is formed on the surface of the substrate 1.
And a conductive film 3 are sequentially formed, and a patterned resist film 4 is formed on the surface of the conductor 3, and the conductive film 3 is dry-etched by using this as a protective film.

【0015】このドライエッチングに用いられるエッチ
ング装置は、第1電極であるアノード電極8と、第2電
極であるカソード電極6とを有し、前記アノード電極8
と前記カソード電極6の間に交流電源5を接続し、前記
アノード電極8をグラウンド10に接続して、接地電位
としている。
The etching apparatus used for this dry etching has an anode electrode 8 that is a first electrode and a cathode electrode 6 that is a second electrode.
An AC power source 5 is connected between the cathode electrode 6 and the cathode electrode 6, and the anode electrode 8 is connected to the ground 10 to have a ground potential.

【0016】前記カソード電極6上に前記基板1を配置
し、図示しない反応槽内に反応ガスを導入し、約13.
56MHzの周波数に設定された前記交流電源5が起動
すると前記反応ガスのプラズマ9が発生する。
The substrate 1 is placed on the cathode electrode 6 and a reaction gas is introduced into a reaction tank (not shown),
When the AC power supply 5 set to the frequency of 56 MHz is activated, plasma 9 of the reaction gas is generated.

【0017】そして、前記プラズマ9のうち前記基板1
の近傍にあるイオンシース(ion sheath)7から、前記導
電膜3に反応ガスのイオンが供給され、ドライエッチン
グが開始される。
Then, the substrate 1 of the plasma 9
Ions of the reaction gas are supplied to the conductive film 3 from the ion sheath 7 located near the ion conductive layer 7, and dry etching is started.

【0018】その際、前記交流電源5の周波数が高く、
また、反応ガスのイオンの質量と電子の質量の差に起因
して両者の易動度も大きく異なるので、前記第2電極6
上に配置された導電膜3近傍に電子雲が発生し、これに
より、前記カソード電極6は自己バイアスされ、多くの
場合負側へ電位がシフトする。このとき、前記基板1が
絶縁物である場合には、前記導電膜3と前記カソード電
極6との間には該基板1と前記絶縁膜2があるので、導
電膜3は正電位にチャージアップしてしまう。すると、
前記導電膜3上に位置する前記レジスト膜4と前記基板
1は正電位にチャージアップする。
At this time, the frequency of the AC power source 5 is high,
Further, the mobilities of the ions of the reaction gas and the mass of the electrons are significantly different due to the difference between the masses of the ions.
An electron cloud is generated in the vicinity of the conductive film 3 arranged above, whereby the cathode electrode 6 is self-biased, and in many cases the potential shifts to the negative side. At this time, when the substrate 1 is an insulator, since the substrate 1 and the insulating film 2 are present between the conductive film 3 and the cathode electrode 6, the conductive film 3 is charged up to a positive potential. Resulting in. Then,
The resist film 4 and the substrate 1 located on the conductive film 3 are charged up to a positive potential.

【0019】このようなチャージアップ現象は、交流電
源が200kHz以上の高周波の場合に発生し、約1
3.56MHzの周波数を使用するドライエッチング装
置では普通に観察される現象である。
Such a charge-up phenomenon occurs when the AC power source has a high frequency of 200 kHz or more, and the charge-up phenomenon is about 1
This is a phenomenon commonly observed in a dry etching apparatus using a frequency of 3.56 MHz.

【0020】そして、このチャージアップが進行する
と、前記基板1の端面では、負電位にチャージアップし
たカソード電極6と正電位にチャージアップした前記基
板1との間で放電が発生する場合がある。また、前記基
板1の中央部分では、正電位にチャージアップした前記
レジスト膜4と負電位にチャージアップした導電膜3と
の間で沿面放電が発生し、これが成長してアーク放電に
到る場合があり、これら放電が発生すると、素子の破壊
を引き起こし、製品不良となる場合が多い。
When this charge-up progresses, discharge may occur between the cathode electrode 6 charged to a negative potential and the substrate 1 charged to a positive potential on the end face of the substrate 1. Further, in the central portion of the substrate 1, a creeping discharge is generated between the resist film 4 charged up to a positive potential and the conductive film 3 charged to a negative potential, which grows to reach an arc discharge. When these discharges occur, the device is often destroyed, resulting in a defective product.

【0021】また、沿面放電が発生しない場合でも、エ
ッチングの進行に伴って、局所的にインピーダンスの小
さい部分が生じ、この部分でアーク放電が発生したり、
アーク放電に到らない場合でも、素子の機能が劣化した
りする場合がある。
Even when creeping discharge does not occur, a portion with a small impedance locally occurs as the etching progresses, and arc discharge occurs at this portion.
Even if the arc discharge is not reached, the function of the element may deteriorate.

【0022】図4(b)は本発明がこのようなチャージア
ップ現象を解消できる、電気的な原理を示した図であ
る。
FIG. 4B is a diagram showing an electrical principle by which the present invention can eliminate such a charge-up phenomenon.

【0023】Vcathodeは、前記カソード電極6に印加
される交流電圧の波形であり、Vp-pで示す電圧の大き
さを持っている。このVcathodeに、Vpulseで示す波形
の正電圧パルスを印加すると、その正電圧パルスに対応
して、Icathodeのような電流が流れる。このIcathode
は、被エッチング物のチャージアップを解消する方向に
流れる電流であるので、前記基板1、絶縁膜2、導電膜
3、レジスト膜4のチャージアップが除去されることと
なる。
Vcathode is the waveform of the AC voltage applied to the cathode electrode 6, and has the magnitude of the voltage indicated by Vp-p. When a positive voltage pulse having a waveform indicated by Vpulse is applied to this Vcathode, a current such as Icathode flows corresponding to the positive voltage pulse. This Icathode
Is a current flowing in a direction that eliminates the charge-up of the object to be etched, so that the charge-up of the substrate 1, the insulating film 2, the conductive film 3, and the resist film 4 is removed.

【0024】このようなチャージアップ解消の原理は、
高周波電源によりプラズマを発生させてエッチングを行
う場合も、直流電源によりプラズマを発生させる場合
も、マイクロ波によりプラズマを発生させる場合も同様
である。
The principle of such charge-up elimination is as follows.
The same applies when etching is performed by generating plasma with a high frequency power source, when plasma is generated with a direct current power source, and when plasma is generated with a microwave.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
1(a)は本発明装置の第1の実施例であり、リアクティ
ブエッチングを行うエッチング装置である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A shows a first embodiment of the apparatus of the present invention, which is an etching apparatus for performing reactive etching.

【0026】図1(a)を参照して、20は反応槽であ
り、該反応槽20内に、第1電極21と、第2電極22
を設け、前記第2電極にブロッキングコンデンサ25を
介して13.56MHzの交流電源28の一端を接続
し、この交流電源28の他端と前記第1電極21をグラ
ウンド24に接続して接地電位としたエッチング装置で
ある。
With reference to FIG. 1A, reference numeral 20 is a reaction tank, and in the reaction tank 20, a first electrode 21 and a second electrode 22 are provided.
Is provided, one end of an AC power supply 28 of 13.56 MHz is connected to the second electrode via a blocking capacitor 25, the other end of the AC power supply 28 and the first electrode 21 are connected to the ground 24, and ground potential is established. It is the etching device.

【0027】前記第2電極に被エッチング物31を配置
し、前記反応槽20内に反応ガスを導入し、前記交流電
源28の起動によりプラズマ32を発生させ、このプラ
ズマによってドライエッチングを行う。
An object to be etched 31 is placed on the second electrode, a reaction gas is introduced into the reaction tank 20, a plasma 32 is generated by starting the AC power supply 28, and dry etching is performed by the plasma.

【0028】パルス電源26の一端を、フィルター27
を介して前記第2電極22に接続し、他端を前記グラウ
ンド24に接続し、前記第2電極に正電圧パルスが印加
されるように構成した。
One end of the pulse power supply 26 is connected to the filter 27.
The second end is connected to the second electrode 22 through the other end, the other end is connected to the ground 24, and a positive voltage pulse is applied to the second electrode.

【0029】図1(b)に、本発明の第2の実施例である
エッチング装置を示す。
FIG. 1B shows an etching apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【0030】図1(b)に示したものは、反応槽40内
に、第1電極41と、第2電極42を設け、前記第2電
極にブロッキングコンデンサ45を介して13.56M
Hzの交流電源48の一端を接続し、この交流電源48
の他端と前記第1電極41をグラウンド44に接続して
接地電位とし、前記第1電極41に被エッチング物51
を配置し、前記反応槽40内に反応ガスを導入し、前記
交流電源48の起動によりプラズマ52を発生させ、こ
のプラズマによってドライエッチングを行うエッチング
装置であり、前記図1(a)に示した装置と異なるところ
は、接地電位にある前記第1電極上に被エッチング物5
1が配置されている点にある。
As shown in FIG. 1 (b), a reaction tank 40 is provided with a first electrode 41 and a second electrode 42, and a blocking capacitor 45 is provided to the second electrode for 13.56M.
Connect one end of the AC power supply 48 of
And the other end of the first electrode 41 to the ground 44 to connect them to the ground potential.
Is an etching apparatus in which a reaction gas is introduced into the reaction tank 40, plasma 52 is generated by activation of the AC power supply 48, and dry etching is performed by the plasma, which is shown in FIG. 1A. The difference from the apparatus is that the object to be etched 5 is placed on the first electrode at ground potential.
1 is located.

【0031】前記第1の実施例と同様に、パルス電源4
6の一端を、フィルター47を介して前記第2電極42
に接続し、他端を前記グラウンド44に接続し、前記第
2電極に正電圧パルスが印加されるように構成した。
Similar to the first embodiment, the pulse power source 4
6 through one end of the second electrode 42 through the filter 47.
And the other end is connected to the ground 44, and a positive voltage pulse is applied to the second electrode.

【0032】図1(c)に本発明の第3の実施例のエッチ
ング装置を示す。図1(c)に示したエッチング装置は本
発明をマグネトロンRIE方式の装置に適用した場合で
ある。
FIG. 1C shows an etching apparatus according to the third embodiment of the present invention. The etching apparatus shown in FIG. 1C is a case where the present invention is applied to a magnetron RIE type apparatus.

【0033】図1(c)を参照して、61はプラズマ生成
手段であるマグネトロンであり、該マグネトロン61で
発生したマイクロ波62は、導波管63により、反応槽
70内に導かれる。このとき、電界と直交する磁界がソ
レノイドコイル64により与えられているので、電子は
サイクロイド運動を行い、1Pa程度の低圧力下でも高
密度のプラズマ82を発生させることができる。
With reference to FIG. 1C, 61 is a magnetron which is a plasma generating means, and the microwave 62 generated by the magnetron 61 is guided into the reaction tank 70 by the waveguide 63. At this time, since a magnetic field orthogonal to the electric field is given by the solenoid coil 64, the electrons can perform a cycloid motion and generate a high density plasma 82 even under a low pressure of about 1 Pa.

【0034】この反応槽70内には、第3電極73が設
けられており、該第3電極73上には被エッチング物8
1が配置され、ガス導入孔75から導入した反応ガス7
6のプラズマ82により、前記被エッチング物81のリ
アクティブイオンエッチングを行う。
A third electrode 73 is provided in the reaction tank 70, and the object to be etched 8 is placed on the third electrode 73.
1 is arranged and the reaction gas 7 introduced from the gas introduction hole 75
The plasma 82 of No. 6 performs reactive ion etching of the etching object 81.

【0035】前記第3電極73には、ブロッキングコン
デンサ85を介して13.56MHzの交流電源88の
一端が接続されており、その他端はグラウンド84に接
続され、接地電位におかれている。
One end of a 13.56 MHz AC power supply 88 is connected to the third electrode 73 through a blocking capacitor 85, and the other end is connected to the ground 84 and is at ground potential.

【0036】また、この第3電極73には、パルス電源
86の一端がフィルター87を介して接続され、その他
端が前記グラウンド84に接続され、前記第3電極に正
電圧パルスが印加されるように構成している。
Further, one end of a pulse power supply 86 is connected to the third electrode 73 through a filter 87, the other end is connected to the ground 84, and a positive voltage pulse is applied to the third electrode. Is configured.

【0037】これらパルス電源26、46、86の設定
条件の具体的な例として、パルス周波数10kHz、パ
ルス印加時間10μsec、印加電圧10〜30Vの条件
が挙げられる。
Specific examples of the setting conditions of the pulse power supplies 26, 46 and 86 include a pulse frequency of 10 kHz, a pulse application time of 10 μsec, and an applied voltage of 10 to 30 V.

【0038】図2に、前記パルス電源26、46、86
の周波数と、前記被エッチング物31、51、81内に
配置されたMNOSキャパシタのフラットバンド電圧
(Vfb)のシフト量ΔVfbとの関係を示す。周波数が50
Hz以上でΔVfbを小さくすることができることが分か
る。従って、50Hz以上の周波数で正電圧パルスを印
加する場合には、チャージアップは解消され、被エッチ
ング物に損傷は見られない。
FIG. 2 shows the pulse power supplies 26, 46, 86.
Frequency and the flat band voltage of the MNOS capacitors arranged in the objects 31, 51, 81 to be etched.
The relationship between (Vfb) and the shift amount ΔVfb is shown. Frequency is 50
It can be seen that ΔVfb can be reduced above Hz. Therefore, when the positive voltage pulse is applied at a frequency of 50 Hz or higher, the charge-up is eliminated and no damage is seen on the etching target.

【0039】このときの反応ガスはCF4ガスとO2ガス
の混合物であり、流量は300SCCM、圧力は20mTorr
であり、rfパワー(rf-Power denshit
y)は、1W/cm2であった。
The reaction gas at this time was a mixture of CF 4 gas and O 2 gas, the flow rate was 300 SCCM, and the pressure was 20 mTorr.
And the rf power (rf-Power density)
y) was 1 W / cm 2 .

【0040】また、rfパワーと、前記フラットバンド
電圧のシフト量ΔVfbとの関係を図3(a)に示す。曲線
L1と曲線L2は、正電圧パルスを印加しない従来技術の
エッチングの場合であり、rfパワーが大きくなるとΔ
Vfbの絶対値も大きくなってくる。
The relationship between the rf power and the shift amount ΔVfb of the flat band voltage is shown in FIG. 3 (a). The curves L1 and L2 are the case of the conventional etching in which the positive voltage pulse is not applied, and when the rf power becomes large, Δ
The absolute value of Vfb also becomes large.

【0041】曲線L3と曲線L4は、本発明装置によるエ
ッチングの場合であり、正電圧パルスを印加した場合に
は、rfパワーを大きくしてもΔVfbは大きくならない
ことが分かる。
The curves L3 and L4 are the case of etching by the device of the present invention, and it can be seen that when the positive voltage pulse is applied, ΔVfb does not increase even if the rf power is increased.

【0042】なお、曲線L1と曲線L3は圧力20mTor
r、曲線L2と曲線L4は圧力50mTorrにおける実測値で
あり、このときの反応ガスには、CF4ガスとO2ガス
(10%)の混合物を用いた。また、正電圧パルスを印加
するパルス電源26、46、86のパルス周波数は10
kHz、パルス波高値は20Vに設定してエッチングを
行った。
The curves L1 and L3 have a pressure of 20 mTor.
r, the curve L2 and the curve L4 are measured values at a pressure of 50 mTorr, and the reaction gas at this time is CF 4 gas and O 2 gas.
A mixture of (10%) was used. Further, the pulse frequency of the pulse power supplies 26, 46, 86 for applying the positive voltage pulse is 10
Etching was performed with the kHz and pulse peak value set to 20V.

【0043】このように、被エッチング物のチャージア
ップが防止できる結果、静電気によって被エッチング物
31、51、81に付着するパーティクル数が激減し
た。図3(b)に、エッチング実行回数(Run回数)と、
被エッチング物に付着するφ0.3μ以上のパーティク
ル数との関係を示す。
As described above, as a result of preventing the charge-up of the object to be etched, the number of particles adhering to the object to be etched 31, 51, 81 due to static electricity is drastically reduced. In FIG. 3B, the number of etching executions (number of Runs) and
The relationship with the number of particles of φ0.3 μ or more attached to the object to be etched is shown.

【0044】曲線L11は、従来技術のエッチングの場合
であり、曲線L12は本発明装置によるエッチングの場合
である。本発明によれば、パーティクル数を小さくでき
ることが分かる。なお、被エッチング物の測定面積は7
00cm2であり、このときは、クラス1000のクリ
ーンルーム内で大気開放後に測定をおこなった。
Curve L11 is for the prior art etching and curve L12 is for the etching according to the device of the invention. According to the present invention, it can be seen that the number of particles can be reduced. The measured area of the object to be etched is 7
It was 00 cm 2 , and at this time, the measurement was performed after opening to the atmosphere in a class 1000 clean room.

【0045】なお、正電圧パルスを印加する際に、プラ
ズマの生成を停止するようにすれば、特に効果的にチャ
ージアップの解消ができることが確認されている。
It has been confirmed that when the generation of plasma is stopped when a positive voltage pulse is applied, charge-up can be eliminated particularly effectively.

【0046】以上の実施例において、パルス電源と交流
電源とをグラウンドに接続し、接地電位としたが、この
接地電位は基準となる電位をどこの電位とするかで変わ
り得る相対的なものであり、例えば地球の電位であるア
ース電位でもよいし、その電位に直流的なバイアス電圧
がかけられた電位でもよい。また、本発明は前記交流電
源と前記パルス電源とを同じ電位に接続する場合には限
定されず、いずれか一方または両方に直流的なバイアス
電圧を印加するエッチング装置、エッチング方法も本発
明に含まれる。
In the above embodiments, the pulse power supply and the AC power supply are connected to the ground to set the ground potential, but this ground potential is a relative one that can be changed depending on where the reference potential is set. For example, it may be the earth potential which is the potential of the earth, or a potential obtained by applying a DC bias voltage to the potential. Further, the present invention is not limited to the case where the AC power source and the pulse power source are connected to the same potential, and an etching apparatus and an etching method for applying a DC bias voltage to either one or both are also included in the present invention. Be done.

【0047】図6(a)はTCP(transformer coupled p
lasma)装置に本発明を適用した一実施例を示す。
FIG. 6A shows a TCP (transformer coupled p).
An example in which the present invention is applied to a laser device is shown.

【0048】図6(a)を参照して、109はプラズマ生
成手段である高周波電源であり、誘電板100を介して
高密度プラズマ102を発生させる。被エッチング物1
01は第3電極103上に置かれており、該第3電極に
は高周波電源108が接続されている。この第3電極に
はフィルター107を介してパルス電源106が接続さ
れている。
With reference to FIG. 6A, reference numeral 109 is a high frequency power source which is a plasma generating means and generates high density plasma 102 through the dielectric plate 100. Etching object 1
01 is placed on the third electrode 103, and the high frequency power supply 108 is connected to the third electrode 103. A pulse power supply 106 is connected to the third electrode via a filter 107.

【0049】図6(b)はヘリコンプラズマエッチング装
置に本発明を適用した場合の一実施例を示す。図6(b)
を参照して、119はプラズマ生成手段であるコイルで
あり、高密度プラズマ112を発生させる。被エッチン
グ物111は第3電極113上に置かれており、該第3
電極には高周波電源118が接続されている。この第3
電極にはフィルター117を介してパルス電源116が
接続されている。
FIG. 6B shows an embodiment in which the present invention is applied to a helicon plasma etching apparatus. Figure 6 (b)
With reference to, 119 is a coil that is a plasma generating means and generates high density plasma 112. The object to be etched 111 is placed on the third electrode 113.
A high frequency power supply 118 is connected to the electrodes. This third
A pulse power supply 116 is connected to the electrodes via a filter 117.

【0050】図6(a)、(b)のいずれの場合もパルス電
源106、116によってパルスを印加すれば、被エッ
チング物101、111のチャージアップを解消するこ
とができる。
In both cases of FIGS. 6 (a) and 6 (b), it is possible to eliminate the charge-up of the objects to be etched 101, 111 by applying a pulse by the pulse power supplies 106, 116.

【0051】なお、本発明は、高周波電源やマイクロ波
等でプラズマを生成する場合には限定されず、誘導励起
等のプラズマ励起手段や直流電源でプラズマを発生する
エッチング装置にも適用できることは言うまでもない。
It is needless to say that the present invention is not limited to the case where plasma is generated by a high frequency power supply or microwaves, but can be applied to a plasma excitation means such as induction excitation or an etching apparatus which generates plasma by a DC power supply. Yes.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、エッチング中に被エッ
チング物のチャージアップを解消することができるの
で、被エッチング物が損傷したり、ダメージを受けたり
するようなことがない。
According to the present invention, the charge-up of the object to be etched can be eliminated during etching, so that the object to be etched is not damaged or damaged.

【0053】また、パーティクルの付着を防止できるの
で、製品歩留まりを向上させることができる。
Further, since the adhesion of particles can be prevented, the product yield can be improved.

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

【図1】 (a)本発明装置の第1の実施例、(b)第2の
実施例、(c)第3の実施例
FIG. 1 (a) is a first embodiment of the device of the present invention, (b) is a second embodiment, and (c) is a third embodiment.

【図2】 本発明のパルス電源の周波数とフラットバン
ド電圧のシフト量の関係を示したグラフ
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the frequency of the pulse power supply of the present invention and the shift amount of the flat band voltage.

【図3】 (a)rfパワーとフラットバンド電圧のシフ
ト量の関係を示したグラフ、(b)Run回数と付着パー
ティクル数との関係を示したグラフ
3A is a graph showing a relationship between an rf power and a flat band voltage shift amount, and FIG. 3B is a graph showing a relationship between the number of Runs and the number of adhered particles.

【図4】 (a)被エッチング物にチャージアップが生じ
る原理図、(b)本発明によりチャージアップが解消され
る原理を電流波形で示した図
FIG. 4A is a diagram showing a principle that charge-up occurs in an object to be etched, and FIG. 4B is a diagram showing a principle of eliminating charge-up according to the present invention with a current waveform.

【図5】 従来技術による各種のエッチング装置を示し
た図
FIG. 5 is a diagram showing various etching apparatuses according to the prior art.

【図6】 (a)本発明の第4の実施例、(b)第5の
実施例
6A is a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21、51……第1電極 22、52……第2電極 73、103、113……第3電極 20、40、7
0……反応槽 26、46、86、106、116……パルス電源 28、48、88……交流電源 31、51、81…
…被エッチング物 32、52、82、102、112……反応ガスのプラ
ズマ 61、109、119……プラズマ生成手段
21, 51 ... First electrode 22, 52 ... Second electrode 73, 103, 113 ... Third electrode 20, 40, 7
0 ... Reactor 26, 46, 86, 106, 116 ... Pulse power supply 28, 48, 88 ... AC power supply 31, 51, 81 ...
... Etching object 32, 52, 82, 102, 112 ... Plasma of reaction gas 61, 109, 119 ... Plasma generating means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 太田 賀文 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hisami Nakamura 523 Yokota, Yamatake-cho, Sanmu-gun, Chiba Japan Vacuum Technology Co., Ltd. Chiba Institute for Super Materials (72) Inventor Kafumi Ota 523 Yokota, Yamatake-cho, Sanmu-gun, Chiba Prefecture Japan Vacuum Technology Co., Ltd. Chiba Institute for Super Materials

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応槽内の電極に配置した被エッチング
物を反応ガスのプラズマによってエッチングするエッチ
ング装置において、 前記電極に正電圧パルスを印加するパルス電源を接続し
たことを特徴とするエッチング装置。
1. An etching apparatus for etching an object to be etched placed in an electrode in a reaction tank by plasma of a reaction gas, wherein a pulse power source for applying a positive voltage pulse is connected to the electrode.
【請求項2】 前記パルス電源は50Hz以上の周波数
で前記正電圧パルスを発生することを特徴とする請求項
1記載のエッチング装置。
2. The etching apparatus according to claim 1, wherein the pulse power supply generates the positive voltage pulse at a frequency of 50 Hz or higher.
【請求項3】 前記正電圧パルスを印加している間は前
記反応ガスのプラズマの生成を停止することを特徴とす
る請求項1または請求項2記載のエッチング装置。
3. The etching apparatus according to claim 1, wherein the plasma generation of the reaction gas is stopped while the positive voltage pulse is being applied.
【請求項4】 反応槽内の電極に配置した被エッチング
物を反応ガスのプラズマによってエッチングするエッチ
ング方法において、 前記電極に正電圧パルスを印加することを特徴とするエ
ッチング方法。
4. An etching method for etching an object to be etched arranged in an electrode in a reaction tank by plasma of a reaction gas, wherein a positive voltage pulse is applied to the electrode.
【請求項5】 前記正電圧パルスを50Hz以上の周波
数で印加することを特徴とする請求項4記載のエッチン
グ方法。
5. The etching method according to claim 4, wherein the positive voltage pulse is applied at a frequency of 50 Hz or higher.
【請求項6】 前記正電圧パルスが発生している期間は
前記プラズマの生成を停止することを特徴とする請求項
4または請求項5記載のエッチング方法。
6. The etching method according to claim 4, wherein the generation of the plasma is stopped while the positive voltage pulse is being generated.
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WO1997011207A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-27 Hitachi, Ltd. Dry etching method
US6231777B1 (en) * 1994-11-01 2001-05-15 Hitachi, Ltd. Surface treatment method and system
JP2006093669A (en) * 2004-08-18 2006-04-06 Nanofilm Technologies Internatl Pte Ltd Method and device for removing material from substrate surface
US7482694B2 (en) 2002-04-03 2009-01-27 Nec Coporation Semiconductor device and its manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6231777B1 (en) * 1994-11-01 2001-05-15 Hitachi, Ltd. Surface treatment method and system
WO1997011207A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-27 Hitachi, Ltd. Dry etching method
US7482694B2 (en) 2002-04-03 2009-01-27 Nec Coporation Semiconductor device and its manufacturing method
JP2006093669A (en) * 2004-08-18 2006-04-06 Nanofilm Technologies Internatl Pte Ltd Method and device for removing material from substrate surface

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