JPH0729695A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
- Publication number
- JPH0729695A JPH0729695A JP5169909A JP16990993A JPH0729695A JP H0729695 A JPH0729695 A JP H0729695A JP 5169909 A JP5169909 A JP 5169909A JP 16990993 A JP16990993 A JP 16990993A JP H0729695 A JPH0729695 A JP H0729695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetron
- waveguide
- microwave
- spacer
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】マグネトロンの動作領域を積極的にコントロー
ルできるようにし、以てより安定側で且つ高出力側での
使用を可能にする。 【構成】一様な断面形状を有する金属管（ウエーブガイ
ド）の一端側に挿入したマグネトロン出力アンテナの挿
入長を調節してマグネトロンの最適マッチングをとり、
該マグネトンからのマイクロ波を用いて試料をエッチン
グすることを特徴とし、又はこの調節に加えてウエーブ
ガイドの長さを調節することを特徴とする。前記調節
は、λ／４以下の板厚を持つスペーサを使用して行うこ
とが望ましい。
ルできるようにし、以てより安定側で且つ高出力側での
使用を可能にする。 【構成】一様な断面形状を有する金属管（ウエーブガイ
ド）の一端側に挿入したマグネトロン出力アンテナの挿
入長を調節してマグネトロンの最適マッチングをとり、
該マグネトンからのマイクロ波を用いて試料をエッチン
グすることを特徴とし、又はこの調節に加えてウエーブ
ガイドの長さを調節することを特徴とする。前記調節
は、λ／４以下の板厚を持つスペーサを使用して行うこ
とが望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンの最適マ
ッチングをとった状態で試料をエッチングするエッチン
グ方法に関し、特に、プラズマエッチング装置のマイク
ロ波発生源に用いられるマグネトロンの最適マッチング
をとる技術に関する。低温プラズマを用いたドライエッ
チングは、ＶＬＳＩの微細加工にとっていまや不可欠な
技術であり、より高性能で効率の良いプラズマエッチン
グ装置が求められている。
ッチングをとった状態で試料をエッチングするエッチン
グ方法に関し、特に、プラズマエッチング装置のマイク
ロ波発生源に用いられるマグネトロンの最適マッチング
をとる技術に関する。低温プラズマを用いたドライエッ
チングは、ＶＬＳＩの微細加工にとっていまや不可欠な
技術であり、より高性能で効率の良いプラズマエッチン
グ装置が求められている。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチング装置はチャンバ内の
反応ガスに短波長域のマイクロ波を照射してプラズマを
発生し、このプラズマを用いて試料（例えば半導体ウエ
ハ）をエッチングするもので、例えば２．４５ＧＨｚの
マイクロ波の場合には、マイクロ波発生源としてマグネ
トロン発振管（以下、単に「マグネトロン」と言う）が
使用される。
反応ガスに短波長域のマイクロ波を照射してプラズマを
発生し、このプラズマを用いて試料（例えば半導体ウエ
ハ）をエッチングするもので、例えば２．４５ＧＨｚの
マイクロ波の場合には、マイクロ波発生源としてマグネ
トロン発振管（以下、単に「マグネトロン」と言う）が
使用される。
【０００３】一般に、マグネトロンは、高効率で大出力
が得られ、動作も比較的安定である反面、発振周波数の
制御（微調整）が困難であるという短所を有している。
マグネトロンの出力は、マイクロ波の波長λに合わせて
最適設計されたウエーブガイド（矩形や円形といった一
様な断面形状を有する金属管で導波管とも呼ばれる）を
介してチャンバに導かれるが、実際のマイクロ波は周波
数誤差（例えば２．４５ＧＨｚの場合で±２００ＭＨｚ
程度）を含むから、適宜にマイクロ波伝送系の整合（マ
ッチング）をとる必要がある。
が得られ、動作も比較的安定である反面、発振周波数の
制御（微調整）が困難であるという短所を有している。
マグネトロンの出力は、マイクロ波の波長λに合わせて
最適設計されたウエーブガイド（矩形や円形といった一
様な断面形状を有する金属管で導波管とも呼ばれる）を
介してチャンバに導かれるが、実際のマイクロ波は周波
数誤差（例えば２．４５ＧＨｚの場合で±２００ＭＨｚ
程度）を含むから、適宜にマイクロ波伝送系の整合（マ
ッチング）をとる必要がある。
【０００４】このため、従来は、ウエーブガイドの一部
にスタブ整合器やねじ整合器等のインピーダンス整合要
素を介在させ、この整合要素を調節することによって、
マグネトロン個々のバラツキに対処していた。
にスタブ整合器やねじ整合器等のインピーダンス整合要
素を介在させ、この整合要素を調節することによって、
マグネトロン個々のバラツキに対処していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の方法にあっては、マイクロ波伝送系のインピーダ
ンスマッチングだけを調節するものであったため、マグ
ネトロンの出力電力と負荷からの反射電力との比、いわ
ゆる電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を抑制するといった点で
は有効なものの、マグネトロンの動作領域を積極的にコ
ントロールして、より安定側で、且つ高出力側で使用す
るという点で見ると不十分であり、未だ改善の余地があ
った。 ［目的］そこで、本発明は、マグネトロンの動作領域を
積極的にコントロールできるようにし、以てより安定側
で且つ高出力側での使用を可能にすることを目的とす
る。
従来の方法にあっては、マイクロ波伝送系のインピーダ
ンスマッチングだけを調節するものであったため、マグ
ネトロンの出力電力と負荷からの反射電力との比、いわ
ゆる電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を抑制するといった点で
は有効なものの、マグネトロンの動作領域を積極的にコ
ントロールして、より安定側で、且つ高出力側で使用す
るという点で見ると不十分であり、未だ改善の余地があ
った。 ［目的］そこで、本発明は、マグネトロンの動作領域を
積極的にコントロールできるようにし、以てより安定側
で且つ高出力側での使用を可能にすることを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一様な断面形状を有する金属管（ウエー
ブガイド）の一端側に挿入したマグネトロン出力アンテ
ナの挿入長を調節してマグネトロンの最適マッチングを
とり、該マグネトンからのマイクロ波を用いて試料をエ
ッチングすることを特徴とし、又はこの調節に加えてウ
エーブガイドの長さを調節することを特徴とする。前記
調節は、λ／４以下の板厚を持つスペーサを使用して行
うことが望ましい。
成するために、一様な断面形状を有する金属管（ウエー
ブガイド）の一端側に挿入したマグネトロン出力アンテ
ナの挿入長を調節してマグネトロンの最適マッチングを
とり、該マグネトンからのマイクロ波を用いて試料をエ
ッチングすることを特徴とし、又はこの調節に加えてウ
エーブガイドの長さを調節することを特徴とする。前記
調節は、λ／４以下の板厚を持つスペーサを使用して行
うことが望ましい。
【０００７】
【作用】本発明では、ウエーブガイド内へのマグネトロ
ン出力アンテナの挿入長が調節され、この調節に応じて
マグネトロンの動作領域が可変制御される。従って、マ
グネトロンの動作領域を適正化でき、より安定側で且つ
高出力側での使用が可能になる。
ン出力アンテナの挿入長が調節され、この調節に応じて
マグネトロンの動作領域が可変制御される。従って、マ
グネトロンの動作領域を適正化でき、より安定側で且つ
高出力側での使用が可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図５は本発明に係るマグネトロンの最適マ
ッチング方法の一実施例を示す図である。まず、構成を
説明する。図１において、１はシールドボックスであ
り、ボックス１には、第１のウエーブガイド２の一端側
が引き込まれており、この第１のウエーブガイド２の一
端側に、厚さＴ1 の第１のスペーサ３を介して出力アン
テナ４ａを挿入したマグネトロン４が取り付けられてい
る。なお、マグネトロン４の発振周波数は２．４５ＧＨ
ｚ（λ＝１４７ｍｍ）、許容誤差は±２００ＭＨｚであ
る。
する。図１〜図５は本発明に係るマグネトロンの最適マ
ッチング方法の一実施例を示す図である。まず、構成を
説明する。図１において、１はシールドボックスであ
り、ボックス１には、第１のウエーブガイド２の一端側
が引き込まれており、この第１のウエーブガイド２の一
端側に、厚さＴ1 の第１のスペーサ３を介して出力アン
テナ４ａを挿入したマグネトロン４が取り付けられてい
る。なお、マグネトロン４の発振周波数は２．４５ＧＨ
ｚ（λ＝１４７ｍｍ）、許容誤差は±２００ＭＨｚであ
る。
【０００９】第１のウエーブガイド２は、方向性結合器
５、厚さＴ2 の第２のスペーサ６、インピーダンス整合
要素７、及び第２のウエーブガイド８を介してプラズマ
発光室（チャンバ）９のアルミナ窓１０に接続されてお
り、プラズマ発光室９の内部には反応ガスが充填され、
さらにこのガス雰囲気中に試料が載置されている。方向
性結合器５は、マグネトロン４の出力電力ＰOUTと負荷
（図ではアルミナ窓１０）からの反射電力ＰREFとを所
定の減衰器を通してとり出すもので、これらの電力はマ
イクロ波電力計１１に与えられ、このマイクロ波電力計
１１により、出力電力ＰOUT やＶＳＷＲの計測が行われ
る。例えば、ＰOUT を１００としたときにＰREF が２５
（すなわちＰREF の大きさがＰOUT の２５％）であれば
ＶＳＷＲは３．００となる。
５、厚さＴ2 の第２のスペーサ６、インピーダンス整合
要素７、及び第２のウエーブガイド８を介してプラズマ
発光室（チャンバ）９のアルミナ窓１０に接続されてお
り、プラズマ発光室９の内部には反応ガスが充填され、
さらにこのガス雰囲気中に試料が載置されている。方向
性結合器５は、マグネトロン４の出力電力ＰOUTと負荷
（図ではアルミナ窓１０）からの反射電力ＰREFとを所
定の減衰器を通してとり出すもので、これらの電力はマ
イクロ波電力計１１に与えられ、このマイクロ波電力計
１１により、出力電力ＰOUT やＶＳＷＲの計測が行われ
る。例えば、ＰOUT を１００としたときにＰREF が２５
（すなわちＰREF の大きさがＰOUT の２５％）であれば
ＶＳＷＲは３．００となる。
【００１０】インピーダンス整合要素７は、一般的なス
タブ整合器やねじ整合器であり、例えば、スタブ整合器
は、断面矩形の導波管のＨ面（短辺側の面）とＥ面（長
辺側の面）に分岐管を取り付け、その分岐管内の終端ブ
ロックの位置、すなわち分岐面から終端ブロックまでの
距離（λ／４に相当）を制御し得るようにしたいわゆる
ＥＨチューナである。磁界（Ｈ面）と電界（Ｅ面）のそ
れぞれの整合を個別にとることができる。また、ねじ整
合器は、導波管の管壁に１本又は複数本のねじを取り付
け、このねじの管内挿入長を調節することによって整合
をとるものである。
タブ整合器やねじ整合器であり、例えば、スタブ整合器
は、断面矩形の導波管のＨ面（短辺側の面）とＥ面（長
辺側の面）に分岐管を取り付け、その分岐管内の終端ブ
ロックの位置、すなわち分岐面から終端ブロックまでの
距離（λ／４に相当）を制御し得るようにしたいわゆる
ＥＨチューナである。磁界（Ｈ面）と電界（Ｅ面）のそ
れぞれの整合を個別にとることができる。また、ねじ整
合器は、導波管の管壁に１本又は複数本のねじを取り付
け、このねじの管内挿入長を調節することによって整合
をとるものである。
【００１１】このような構成において、マグネトロン４
の出力アンテナ４ａの導波管内挿入長Ｌ1 は、第１のス
ペーサ３の板厚Ｔ1 によって調節できる。図２はＴ1 ＝
０ｍｍとした場合（すなわち第１のスペーサ３を使用し
ない場合）のリーケ図である。なお、リーケ図の円周は
λ／２（ここでは７３．５ｍｍ）に相当し、同心円はＶ
ＳＷＲ（中心で１．０）の値、例えば同心円の「イ」は
ＶＳＷＲ＝１．４、「ロ」は２．０、「ハ」は３．０、
「ニ」は４．０、「ホ」は５．０、「ヘ」は１０．０を
表している。太線で示す特性線Ａ1 〜Ｄ1 は、プラズマ
発光室９に入力するマイクロ波電力の実測値であり、内
側から順に５００Ｗ、４００Ｗ、３００Ｗ及び２００Ｗ
である。Ａ1 を除く他の特性線Ｂ1 〜Ｄ1 は、約０．０
５λから約０．２λの範囲で開放している。この開放領
域は、マグネトロン４の動作が不安定となる領域（発振
不能な領域）であり、マイクロ波電力の測定ができなか
った領域である。
の出力アンテナ４ａの導波管内挿入長Ｌ1 は、第１のス
ペーサ３の板厚Ｔ1 によって調節できる。図２はＴ1 ＝
０ｍｍとした場合（すなわち第１のスペーサ３を使用し
ない場合）のリーケ図である。なお、リーケ図の円周は
λ／２（ここでは７３．５ｍｍ）に相当し、同心円はＶ
ＳＷＲ（中心で１．０）の値、例えば同心円の「イ」は
ＶＳＷＲ＝１．４、「ロ」は２．０、「ハ」は３．０、
「ニ」は４．０、「ホ」は５．０、「ヘ」は１０．０を
表している。太線で示す特性線Ａ1 〜Ｄ1 は、プラズマ
発光室９に入力するマイクロ波電力の実測値であり、内
側から順に５００Ｗ、４００Ｗ、３００Ｗ及び２００Ｗ
である。Ａ1 を除く他の特性線Ｂ1 〜Ｄ1 は、約０．０
５λから約０．２λの範囲で開放している。この開放領
域は、マグネトロン４の動作が不安定となる領域（発振
不能な領域）であり、マイクロ波電力の測定ができなか
った領域である。
【００１２】これに対し、図３及び図４はＴ1 をそれぞ
れ３ｍｍと５ｍｍに設定した場合のリーケ図であり、こ
れらの図では、２つの特性線Ｃ2 、Ｄ2 （図４では
Ｃ3 、Ｄ 3 ）に不安定領域が見られるが、その範囲は明
らかに図２よりも狭い。特に、Ｔ 1 ＝５ｍｍに設定した
場合（図４）の不安定領域が最も狭くなっている。従っ
て、第１のスペーサ３の板厚Ｔ1 を調節することによ
り、マグネトロン４の動作領域を適正化できるから、プ
ラズマ発光室９に入力するマイクロ波電力を最適化し
て、プラズマ発光室９の内部に載置された試料のエッチ
ングレートを向上させることができる。
れ３ｍｍと５ｍｍに設定した場合のリーケ図であり、こ
れらの図では、２つの特性線Ｃ2 、Ｄ2 （図４では
Ｃ3 、Ｄ 3 ）に不安定領域が見られるが、その範囲は明
らかに図２よりも狭い。特に、Ｔ 1 ＝５ｍｍに設定した
場合（図４）の不安定領域が最も狭くなっている。従っ
て、第１のスペーサ３の板厚Ｔ1 を調節することによ
り、マグネトロン４の動作領域を適正化できるから、プ
ラズマ発光室９に入力するマイクロ波電力を最適化し
て、プラズマ発光室９の内部に載置された試料のエッチ
ングレートを向上させることができる。
【００１３】なお、プラズマ発光室９に入力するマイク
ロ波電力の最適化は、上記第１のスペーサ３の板厚Ｔ1
だけでなく、インピーダンス整合要素７や第２のスペー
サ６の板厚Ｔ2 の調節との併用で行われる。図５はＴ1
及びＴ2 と試料のエッチングレートとの対応関係を示す
グラフである。グラフの縦軸は試料（ここではポリシリ
コン）のエッチング深さ、横軸はＴ 2 であり、３本の特
性線は、Ｔ1 ＝０ｍｍ（○印）、Ｔ1 ＝３ｍｍ（×
印）、Ｔ 1 ＝５ｍｍ（△印）としたときのそれぞれの実
測値である。
ロ波電力の最適化は、上記第１のスペーサ３の板厚Ｔ1
だけでなく、インピーダンス整合要素７や第２のスペー
サ６の板厚Ｔ2 の調節との併用で行われる。図５はＴ1
及びＴ2 と試料のエッチングレートとの対応関係を示す
グラフである。グラフの縦軸は試料（ここではポリシリ
コン）のエッチング深さ、横軸はＴ 2 であり、３本の特
性線は、Ｔ1 ＝０ｍｍ（○印）、Ｔ1 ＝３ｍｍ（×
印）、Ｔ 1 ＝５ｍｍ（△印）としたときのそれぞれの実
測値である。
【００１４】この実測例では、Ｔ1 ＝５ｍｍ及びＴ2 ＝
１０ｍｍとしたときに最も高いエッチングレートが得ら
れている。従って、かかる条件下で最も高速なエッチン
グ処理を行うことができる。なお、上記実施例で使用し
たＴ1 やＴ2 の値は、説明の便宜上のものであり、マグ
ネトロンの種類やマイクロ波伝送系の構成によって様々
な値をとり得ることは言うまでもない。
１０ｍｍとしたときに最も高いエッチングレートが得ら
れている。従って、かかる条件下で最も高速なエッチン
グ処理を行うことができる。なお、上記実施例で使用し
たＴ1 やＴ2 の値は、説明の便宜上のものであり、マグ
ネトロンの種類やマイクロ波伝送系の構成によって様々
な値をとり得ることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、ウエーブガイドの一端
側に挿入したマグネトロン出力アンテナの挿入長を調節
するようにしたので、マグネトロンの動作領域を積極的
にコントロールできるようになり、より安定側で且つ高
出力側での使用を可能にして、エッチング処理の効率化
及び高速化を図ることができる。
側に挿入したマグネトロン出力アンテナの挿入長を調節
するようにしたので、マグネトロンの動作領域を積極的
にコントロールできるようになり、より安定側で且つ高
出力側での使用を可能にして、エッチング処理の効率化
及び高速化を図ることができる。
【図１】一実施例の構成図である。
【図２】Ｔ1 を０ｍｍに設定した場合のリーケ図であ
る。
る。
【図３】Ｔ1 を３ｍｍに設定した場合のリーケ図であ
る。
る。
【図４】Ｔ1 を５ｍｍに設定した場合のリーケ図であ
る。
る。
【図５】Ｔ1 及びＴ2 と試料のエッチングレートとの対
応関係を示すグラフである。
応関係を示すグラフである。
２：第１のウエーブガイド（ウエーブガイド） ３：第１のスペーサ（スペーサ） ４：マグネトロン ４ａ：出力アンテナ ６：第２のスペーサ（スペーサ）
Claims (3)
- 【請求項１】一様な断面形状を有する金属管（ウエーブ
ガイド）の一端側に挿入したマグネトロン出力アンテナ
の挿入長を調節してマグネトロンの最適マッチングをと
り、該マグネトンからのマイクロ波を用いて試料をエッ
チングすることを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法に加えてウエーブガイ
ドの長さを調節することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項３】前記調節は、λ／４以下の板厚を持つスペ
ーサを使用して行うことを特徴とする請求項１又は２記
載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169909A JPH0729695A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169909A JPH0729695A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729695A true JPH0729695A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15895219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169909A Withdrawn JPH0729695A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729695A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394994B1 (ko) * | 2000-01-13 | 2003-08-19 | 홍용철 | 전자파를 이용한 플라즈마토치 |
| JP2008041323A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置と方法 |
| US20090283516A1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-11-19 | Decamillis Clayton R | Stable high-Q magnetron power supply |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP5169909A patent/JPH0729695A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394994B1 (ko) * | 2000-01-13 | 2003-08-19 | 홍용철 | 전자파를 이용한 플라즈마토치 |
| JP2008041323A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置と方法 |
| US20090283516A1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-11-19 | Decamillis Clayton R | Stable high-Q magnetron power supply |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |