JPH0729894A - Porous gas-introducing mechanism - Google Patents

Porous gas-introducing mechanism

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JPH0729894A
JPH0729894A JP19800393A JP19800393A JPH0729894A JP H0729894 A JPH0729894 A JP H0729894A JP 19800393 A JP19800393 A JP 19800393A JP 19800393 A JP19800393 A JP 19800393A JP H0729894 A JPH0729894 A JP H0729894A
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JP
Japan
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chamber
gas
electrode
lep
upper lid
Prior art date
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Application number
JP19800393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigehiro Fujita
穣太 藤田
Yoshitaka Sasamura
義孝 笹村
Norihiko Tamaoki
徳彦 玉置
Mitsuhiro Okuni
充弘 大國
Ichiro Nakayama
一郎 中山
Masabumi Kubota
正文 久保田
Noboru Nomura
登 野村
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the utilizing efficiency of an etching gas and increase the longitudinal and lateral uniformities of a plasma density in a chamber, by providing just below an upper cover present in the upper part of the chamber a porous plate having a number of fine holes, and by introducing the etching gas into the chamber from the upper cover. CONSTITUTION:In the inside upper part of a chamber 1, an LEP electrode 3 is provided, and in the lower part of the chamber 1, a lower electrode 4 is provided, and further, a wafer 5 is put on the lower electrode 4. A punched plate 12 is provided horizontally in the periphery of the lower electrode 4. Just below an upper cover 2, a porous plate 14 is provided. The material of the porous plate 14 is such an arbitrary one as a metal, ceramic or plastic, and the number of holes, and the diameters and distribution of the holes of the porous plate 14 are arbitrary too, but a uniform gas stream jetted downward from the porous plate 14 is made possible. The etching gas introduced from a gas inlet 13 into a gas accumulating part 15 stays therein once, and a uniform pressure is given to the etching gas. The etching gas is jetted downward through the holes of the porous plate 14, and a plasma is excited by the LEP electrode 3. Since the etching gas is subjected to the action of the LEP electrode 3 almost extensively, the utilizing efficiency of the etching gas is improved.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、回転電界を利用しガ
スをプラズマにするドライエッチング装置におけるエッ
チングガスの導入機構に関する。半導体集積回路の高密
度化を一層推し進めるために、フォトリソグラフィ技
術、エッチング技術の進歩が不可欠である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching gas introduction mechanism in a dry etching apparatus that utilizes a rotating electric field to convert gas into plasma. Advances in photolithography technology and etching technology are indispensable in order to further advance the density of semiconductor integrated circuits.

【0002】[0002]

【従来の技術】ドライエッチングはガスをプラズマにし
てこれを加速し基板に当てて、基板上のレジストによっ
て覆われていない半導体部分を物理的化学的作用により
除去するものである。レジストによって覆われていない
部分をなるべく垂直にエッチングするのが望ましい。他
の分野で使われることのある湿式のエッチングは等方的
にエッチングが進む。これに対して、レジスト面に対し
て垂直にのみエッチングが進行するのを異方性エッチン
グという。乾式のエッチングは異方性に優れている。先
述の性質は異方性が高いということで表現できる。
2. Description of the Related Art Dry etching is a method in which a gas is used as a plasma to accelerate the gas, which is then applied to a substrate to remove a semiconductor portion on the substrate which is not covered with a resist by a physical chemical action. It is desirable to etch the portion not covered by the resist as vertically as possible. Wet etching which is used in other fields isotropically proceeds. On the other hand, that the etching progresses only perpendicularly to the resist surface is called anisotropic etching. Dry etching has excellent anisotropy. The properties described above can be expressed by the high anisotropy.

【0003】現在最も広く用いられているエッチング方
法は、反応性イオンエッチング(RIE)である。ガス
としてハロゲンのガスを用いて化学反応により半導体を
除去して行く。これは平行平板電極などを用いてハロゲ
ンガスなどに高周波を印加してプラズマとしこれにより
半導体部分をエッチングする。微細なレジストの穴にお
いて垂直に半導体を削るようにするためには、イオンの
入射方向が基板面に直角でなければならない。このため
にはイオンの平均自由工程を長くし散乱確率を減らせば
良い。そのために真空度を上げる必要がある。しかし真
空度を上げると高周波放電が起こり難くなる。するとエ
ッチングレ−トが低くなる。
The most widely used etching method at present is reactive ion etching (RIE). The semiconductor is removed by a chemical reaction using a halogen gas as the gas. This uses a parallel plate electrode or the like to apply a high frequency to halogen gas or the like to generate plasma, which etches the semiconductor portion. In order to cut a semiconductor vertically in a fine resist hole, the incident direction of ions must be perpendicular to the substrate surface. For this purpose, the mean free path of the ions may be lengthened to reduce the scattering probability. Therefore, it is necessary to increase the degree of vacuum. However, if the degree of vacuum is increased, high frequency discharge becomes difficult to occur. Then, the etching rate becomes low.

【0004】これを解決するために、マグネトロン反応
性イオンエッチング法や、ECRエッチング法が開発さ
れてきている。マグネトロン反応性イオンエッチング法
は、従来の平行平板電極の周囲に例えば4の電磁石を設
け、電磁石の励磁電流の位相を2π/4ずつ変化させる
ことにより、チャンバ内に回転磁場を発生させ、これに
より電子のサイクロトロン運動を起こさせ、イオン化効
率を上げようとするものである。
In order to solve this, a magnetron reactive ion etching method and an ECR etching method have been developed. In the magnetron reactive ion etching method, for example, four electromagnets are provided around a conventional parallel plate electrode, and the phase of the exciting current of the electromagnets is changed by 2π / 4 to generate a rotating magnetic field in the chamber. It is intended to raise the ionization efficiency by causing the cyclotron motion of electrons.

【0005】ECRエッチング法は、例えばチャンバの
外部にコイルを設け直流磁場を縦方向に発生させる。
2.45GHzのマイクロ波を外部からチャンバに導入
する。直流磁場によって、電子はサイクロトロン運動す
るが、これの周期とマイクロ波の周期を同じにすると電
子がマイクロ波を共鳴吸収する。運動エネルギ−を得た
電子がガス原子、分子に衝突してこれをイオンにするの
で、やはりイオン化率が向上する。
In the ECR etching method, for example, a coil is provided outside the chamber to generate a DC magnetic field in the vertical direction.
2.45 GHz microwave is externally introduced into the chamber. Electrons undergo cyclotron motion due to the DC magnetic field, but if the period of the electrons is the same as the period of the microwaves, the electrons resonate and absorb the microwaves. Electrons having kinetic energy collide with gas atoms and molecules to turn them into ions, so that the ionization rate is also improved.

【0006】しかしマグネトロン反応性イオンエッチン
グ法は、回転磁場の密度が空間的に一様でない。ために
プラズマ密度が空間的に不均一になる。ECRエッチン
グ法は磁場がやはり空間的に不均一であるから、プラズ
マ密度が空間的に不均一になる。
However, in the magnetron reactive ion etching method, the density of the rotating magnetic field is not spatially uniform. Therefore, the plasma density becomes spatially non-uniform. In the ECR etching method, since the magnetic field is also spatially non-uniform, the plasma density becomes spatially non-uniform.

【0007】このように高真空中でも放電を維持しイオ
ン化率を高くする方法があるが、いずれも磁場の空間的
不均一のためにプラズマ密度が不均一になるという難点
がある。プラズマやラジカルの作用で半導体部分を除去
するのであるから、プラズマが空間的に一様でないと、
エッチング速度も空間的に一様でないことになる。もし
も大口径のウエハをエッチングしようとすると、ウエハ
の面内でのエッチング速度が不均一になる。だからこれ
らの方法は大口径ウエハのエッチングには不向きであ
る。
As described above, there is a method of maintaining discharge even in a high vacuum and increasing the ionization rate, but all of them have a drawback that the plasma density becomes non-uniform due to the spatial non-uniformity of the magnetic field. Since the semiconductor part is removed by the action of plasma and radicals, if the plasma is not spatially uniform,
The etching rate will also be spatially non-uniform. If a large-diameter wafer is to be etched, the etching rate within the plane of the wafer becomes non-uniform. Therefore, these methods are not suitable for etching large-diameter wafers.

【0008】そこで、回転電界を用いたドライエッチン
グ法が本発明者らによって発明された。特開平4−26
8727号、特開平4−290226号などに開示され
る。n枚の電極に位相が2π/nだけ異なる高周波電圧
を印加して、チャンバ内に回転電界を発生しこれによっ
て電子を縦軸回りに回転させ加速しガス原子を叩いてプ
ラズマにしこのプラズマによって基板をエッチングす
る。
Therefore, the present inventors have invented a dry etching method using a rotating electric field. JP-A-4-26
No. 8727 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-290226. A high frequency voltage having a phase difference of 2π / n is applied to the n electrodes to generate a rotating electric field in the chamber, which causes electrons to rotate around the vertical axis to accelerate and hit gas atoms to form a plasma. To etch.

【0009】これはチャンバ内に、上下の平行平板電極
と、n枚のLEP電極を設けたものである。下の平行平
板電極にエッチングすべき基板を載せる。LEP電極は
回転対称になるように互いに対向するように設けられ
る。上下の平行平板電極は上下方向に交番電界を発生す
る。側方のLEP電極は、水平方向に回転電界を発生す
る。上下の平行平板電極に掛ける高周波は、例えば50
MHz、水平の回転電界のための高周波は300MHz
である。
This is one in which upper and lower parallel plate electrodes and n LEP electrodes are provided in the chamber. The substrate to be etched is placed on the lower parallel plate electrode. The LEP electrodes are provided so as to face each other so as to be rotationally symmetrical. The upper and lower parallel plate electrodes generate an alternating electric field in the vertical direction. The lateral LEP electrodes generate a rotating electric field in the horizontal direction. The high frequency applied to the upper and lower parallel plate electrodes is, for example, 50
MHz, high frequency for horizontal rotating electric field is 300 MHz
Is.

【0010】先述のように反応性イオンエッチングは平
行平板電極だけを利用している。これに比較すると中間
側方に設けるLEP電極が増えている。マグネトロン反
応性イオンエッチング法は上下の平行平板電極と中間側
方の電磁石からなるから、これに比較すると、電磁石が
電極に置き換えられているということになる。
As mentioned above, reactive ion etching utilizes only parallel plate electrodes. Compared to this, the number of LEP electrodes provided on the intermediate side increases. Since the magnetron reactive ion etching method is composed of upper and lower parallel plate electrodes and electromagnets on the side of the middle, it means that the electromagnets are replaced by electrodes.

【0011】このような回転電界を利用するエッチング
法を、本発明者はLEP法と名付けた。エッチング装置
の全体をLEP装置と呼び、側方の回転対称の電極をL
EP電極ということにした。一般名称になっている訳で
はない。LEPということもあるし、リサ−ジュプラズ
マエッチング装置ということもある。リサ−ジュ図形と
いうのは、互いに垂直な方向の単振動を合成した2次元
運動の軌跡のことである。フランスのLISSAJOUS が考案
した機械で描けるのでこの名前がある。
The inventor named the etching method utilizing such a rotating electric field the LEP method. The entire etching system is called the LEP system, and the laterally symmetrical electrodes are L
We decided to call it an EP electrode. It is not a generic name. It may be called LEP or Lissajous plasma etching apparatus. A Lissajous figure is a locus of two-dimensional motion that combines simple vibrations in mutually perpendicular directions. It has this name because it can be drawn with a machine designed by LISSAJOUS in France.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図1は本発明が対象に
するドライエッチングの概略構成図である。チャンバ1
は真空にひくことのできる容器である。これは上部に上
蓋2を有する。チャンバ内部の上方にはLEP電極3
(または上部電極)が設けられる。これは3以上であれ
ば良いが、ここでは4枚のLEP電極3を用いる例が示
される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of dry etching targeted by the present invention. Chamber 1
Is a container that can be evacuated. It has a top lid 2 on top. The LEP electrode 3 is provided above the inside of the chamber.
(Or an upper electrode) is provided. This may be 3 or more, but an example using four LEP electrodes 3 is shown here.

【0013】チャンバ下方には、下部電極4が設けられ
る。この上に半導体ウエハ5が戴置される。これがエッ
チングの対象となる。レジストを塗付しフォトリソグラ
フィによってレジストの微細パタ−ンが描かれている。
チャンバ1の底面はベ−ス板6によって閉じられる。チ
ャンバ1の側方にはエッチングガスを導入するためのガ
ス入口7がある。チャンバ1の底部にはガスを排出する
ためのガス出口8がある。
A lower electrode 4 is provided below the chamber. The semiconductor wafer 5 is placed on this. This is the subject of etching. A fine pattern of the resist is drawn by applying a resist and photolithography.
The bottom surface of the chamber 1 is closed by a base plate 6. On the side of the chamber 1 is a gas inlet 7 for introducing an etching gas. At the bottom of the chamber 1 is a gas outlet 8 for discharging gas.

【0014】LEP電極3には位相の異なる高周波が印
加される。このために高周波電源9が設けられる。前述
の場合これの周波数は300MHzであったが、任意の
周波数の高周波を利用できる。移相器10が高周波を2
π/n(nはLEP電極の数)ずつ位相をずらせて各L
EP電極3に印加するようになっている。
High frequencies having different phases are applied to the LEP electrode 3. For this purpose, a high frequency power supply 9 is provided. In the above case, the frequency was 300 MHz, but a high frequency of any frequency can be used. The phase shifter 10 applies a high frequency of 2
Each L by shifting the phase by π / n (n is the number of LEP electrodes)
It is adapted to be applied to the EP electrode 3.

【0015】下部電極4にも別異の高周波電源11があ
り、これが例えば50MHzの高周波を下部電極に印加
する。下部電極4が過熱されるのでこれを防ぐために、
冷却機構16があって、冷却水または冷媒を循環させて
下部電極を冷却している。
The lower electrode 4 also has a different high-frequency power source 11, which applies a high frequency of, for example, 50 MHz to the lower electrode. Since the lower electrode 4 is overheated, in order to prevent this,
There is a cooling mechanism 16, which circulates cooling water or a coolant to cool the lower electrode.

【0016】図2は同じもののガス流を主に示す図であ
る。ガス入口はチャンバの下半部にある。ひとつの時も
あるし、二つあるいはそれ以上のこともある。ガスの出
口は底面にありこれもひとつのこともあり二つのことも
ある。
FIG. 2 is a diagram mainly showing the same gas flow. The gas inlet is in the lower half of the chamber. Sometimes it's one, sometimes two or more. The gas outlet is on the bottom and this is one thing and two things.

【0017】下部電極4のウエハ5とほぼ同じ高さにパ
ンチングプレート12が水平に設けられる。これはウエ
ハの近傍で電界をウエハにほぼ直角にするものである。
チャンバは接地電位であり底面も接地電位である。
A punching plate 12 is horizontally provided at substantially the same height as the wafer 5 of the lower electrode 4. This makes the electric field near the wafer nearly perpendicular to the wafer.
The chamber is at ground potential and the bottom is also at ground potential.

【0018】ところが下部電極は高周波を印加するの
で、負電圧にバイアスされる。プラズマ中の正イオンは
電界によって加速されるので、電気力線に沿って進む。
負電圧にバイアスされた下部電極はその面にほぼ直角に
電気力線が入ってゆく。そのままであると、下部電極の
上面のみならず、側面にも電気力線が入るので、正イオ
ンが下部電極の側面に当たる。これはエッチングに寄与
しないのでイオンの浪費ということになる。
However, since the lower electrode applies a high frequency, it is biased to a negative voltage. The positive ions in the plasma are accelerated by the electric field and thus travel along the lines of electric force.
The lower electrode, which is biased to a negative voltage, has electric lines of force entering the surface almost at right angles. If left as it is, electric force lines enter not only the upper surface of the lower electrode but also the side surface thereof, so that the positive ions hit the side surface of the lower electrode. This is a waste of ions because it does not contribute to etching.

【0019】これを防ぐためにパンチングプレート12
をほぼ下部電極の上面と同じ高さに設けるのである。チ
ャンバの側面、パンチングプレート、上蓋が全て接地電
位である。下部電極4が負電圧である。プラズマ中の正
イオンは、接地電位であるパンチングプレートよりも、
下部電極4の上面につまりウエハ面に引き寄せられる。
つまりイオンが下部電極の側面に当たらず浪費されない
のである。導体の板であれば良いがガスを通す必要があ
るのでパンチングプレートとなっている。
In order to prevent this, the punching plate 12
Is provided at substantially the same height as the upper surface of the lower electrode. The side surface of the chamber, punching plate, and top lid are all at ground potential. The lower electrode 4 has a negative voltage. Positive ions in plasma are more
It is attracted to the upper surface of the lower electrode 4, that is, the wafer surface.
That is, the ions do not hit the side surface of the lower electrode and are not wasted. It may be a conductor plate, but it is a punching plate because it needs to pass gas.

【0020】エッチングガスはCl2 などの反応性ガス
である。LEPは、従来のRIEのように対向電極(ア
−ス電極)が存在せず、ECRのようにチャンバを石英
製にする必要がない為、ガス吹き出し孔の設計に自由度
が高い。しかし、エッチングガスがチャンバ側面のガス
入口7から吹き込まれ、出口が下方にある場合、ガスの
一部のみが上方に向かい、LEP電極によって発生した
高周波電界によりプラズマに励起される。パンチングプ
レート12による抵抗があるので、ガスが直接に入口か
ら出口に抜けるということはない。しかし入口と出口が
接近しているので、利用されずに排出されるガスが多
く、ガスの利用効率が悪い。
The etching gas is a reactive gas such as Cl 2 . The LEP does not have a counter electrode (ground electrode) unlike the conventional RIE, and does not require the chamber to be made of quartz unlike the ECR, and therefore has a high degree of freedom in designing the gas blowing holes. However, when the etching gas is blown from the gas inlet 7 on the side surface of the chamber and the outlet is at the lower side, only a part of the gas goes upward and is excited into plasma by the high frequency electric field generated by the LEP electrode. Due to the resistance of the punching plate 12, the gas does not directly escape from the inlet to the outlet. However, since the inlet and the outlet are close to each other, a large amount of gas is discharged without being used, resulting in poor gas utilization efficiency.

【0021】もう一つはプラズマ密度の不均一である。
これは二つの不均一性がある。チャンバの側方よりガス
を入れるので、プラズマに励起される前のガスがチャン
バの中央より下部に停滞し、LEP電極の作用により、
ラジカルとイオン、電子を含む活性のプラズマになった
ものがチャンバの上方に滞留するという難点がある。こ
れは一層ガスの利用効率を低下させる。
The other is the non-uniform plasma density.
This has two non-uniformities. Since the gas is introduced from the side of the chamber, the gas before being excited by the plasma stays below the center of the chamber, and by the action of the LEP electrode,
There is a drawback that the active plasma containing radicals, ions and electrons stays above the chamber. This further reduces the gas utilization efficiency.

【0022】もう一つは水平面内でのプラズマの不均一
性である。水平面内でプラズマ密度が一様でないので、
ウエハの面内でのエッチング速度が違ってくる。そうす
ると1枚のウエハから同等の集積回路素子を多数製造す
ることが難しくなる。
The other is the non-uniformity of the plasma in the horizontal plane. Since the plasma density is not uniform in the horizontal plane,
The etching rate in the plane of the wafer is different. Then, it becomes difficult to manufacture a large number of equivalent integrated circuit devices from one wafer.

【0023】このような難点を解決し、エッチングガス
の利用効率を高め、チャンバ内のプラズマ密度の縦方
向、横方向の均一性を高揚したガス導入機構を提供する
のが本発明の目的である。
It is an object of the present invention to solve the above problems, to improve the utilization efficiency of etching gas, and to provide a gas introduction mechanism which enhances the uniformity of plasma density in the chamber in the vertical and horizontal directions. .

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ装置は、チャンバの上部で上蓋の直ぐ下に微細な穴を
多数有する多孔板を設け、上蓋の一部にガス入口を設
け、上蓋からエッチングガスを導入する。上蓋と多孔板
とチャンバの側壁で囲まれる水平に広い空間が生ずる。
多孔板を通り抜ける場合の抵抗が大きいので、エッチン
グガスは一旦この空間で平衡状態に達する。
The dry etching apparatus of the present invention comprises a perforated plate having a large number of fine holes just below the upper lid in the upper part of the chamber, and a gas inlet provided in a part of the upper lid to etch from the upper lid. Introduce gas. A wide horizontal space is created which is surrounded by the upper lid, the perforated plate and the side wall of the chamber.
Since the resistance when passing through the perforated plate is large, the etching gas once reaches an equilibrium state in this space.

【0025】つまりこのガス溜り部での圧力が一定にな
る。そして均一または分布を持たせた微細な穴からガス
が下向きに出てゆき、チャンバ内に均一に吹き出され
る。多孔板の材料、穴の大きさ、穴の数は任意である
が、穴の分布はエッチング均一性に大きく影響する。穴
は上蓋全面に開口する必要がある。また、ガス出口はチ
ャンバの底面またはこの近くに設ける。
That is, the pressure in this gas reservoir becomes constant. Then, the gas is discharged downward from the fine holes that are uniform or distributed, and is uniformly blown into the chamber. The material of the perforated plate, the size of the holes, and the number of holes are arbitrary, but the distribution of the holes greatly affects the etching uniformity. The holes need to be opened on the entire top cover. Also, the gas outlet is provided at or near the bottom of the chamber.

【0026】[0026]

【作用】従来のように、ガスをチャンバの側面から導入
するのではなく、上方から入れる。出口は下方にあるの
で、すべてのエッチングガスが、LEP電極の間を通過
する。全てのガスがプラズマに励起される。全てのガス
がエッチングに寄与するようになる。ために、ガスの利
用効率が著しく高揚する。
The gas is not introduced from the side of the chamber as in the conventional case, but is introduced from above. Since the outlet is at the bottom, all etching gas passes between the LEP electrodes. All gases are excited by the plasma. All gases come to contribute to the etching. Therefore, the gas utilization efficiency is significantly enhanced.

【0027】多孔板の微細な穴はガスの流路抵抗を高
め、ガス溜り部での圧力を平衡させるので、穴から吹き
出るガスの速度は一定である。従ってチャンバの水平面
内で一様な密度でガスを上から下へ吹き出すことができ
る。LEP電極に位相の異なる高周波を印加することに
よりガスをプラズマにするが、ガスの速度が水平面内で
一様であるから、プラズマの密度がLEP電極で囲まれ
る空間内で均一になる。ためにプラズマの均一性が高く
なる。従って、ウエハ面内でのエッチングの速度が均一
になり、良好なエッチングを行うことができる。
Since the fine holes in the perforated plate increase the flow path resistance of the gas and balance the pressure in the gas reservoir, the velocity of the gas blown out from the hole is constant. Therefore, the gas can be blown from the top to the bottom with a uniform density in the horizontal plane of the chamber. Gas is made into plasma by applying high-frequency waves having different phases to the LEP electrode. Since the velocity of the gas is uniform in the horizontal plane, the density of plasma becomes uniform in the space surrounded by the LEP electrode. Therefore, the uniformity of plasma is increased. Therefore, the etching rate on the wafer surface becomes uniform, and good etching can be performed.

【0028】[0028]

【実施例】図3は本発明の実施例に係るドライエッチン
グ装置の概略構成図である。チャンバ1は円筒形または
多角形の空間である。上には上蓋2、下にはベ−ス板6
があり、密封された閉空間になっている。チャンバ1の
内部上方には4枚のLEP電極3が回転対称の位置に設
けられる。チャンバの下方には、下部電極4が設けられ
る。これはウエハ5を戴置する。パンチングプレート1
2が下部電極4の周囲に水平に設けられる。これはチャ
ンバと同様に接地電位になる。ベ−ス板6にガスの出口
8がある。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention. The chamber 1 is a cylindrical or polygonal space. Upper lid 2 on top, base plate 6 on bottom
There is a closed space. Above the inside of the chamber 1, four LEP electrodes 3 are provided at rotationally symmetrical positions. A lower electrode 4 is provided below the chamber. This places the wafer 5. Punching plate 1
2 is provided horizontally around the lower electrode 4. It will be at ground potential as well as the chamber. The base plate 6 has a gas outlet 8.

【0029】上蓋2の適当な箇所にガス入口13があ
る。これはひとつでも複数でも良い。上蓋2の直ぐ下に
多孔板14がある。これは、微細な多くの穴を形成した
板である。材料は金属、セラミック、プラスチックなど
任意である。穴の数や、穴の直径や、穴の分布は任意で
あるが、実質的に均一なガス流を下方に吹き出すことが
できるようになっていれば良い。穴径が大きい場合は、
ガス入口13の直下に穴が来ないようにする。
There is a gas inlet 13 at a suitable location on the top lid 2. This may be one or more. There is a perforated plate 14 just below the upper lid 2. This is a plate in which many fine holes are formed. The material is arbitrary such as metal, ceramic and plastic. The number of holes, the diameter of the holes, and the distribution of the holes are arbitrary, but it is sufficient that a substantially uniform gas flow can be blown downward. If the hole diameter is large,
Make sure there are no holes directly under the gas inlet 13.

【0030】穴径が小さい場合はガス入口13の直下に
穴が有っても差し支えない。多孔板の穴は微細であるの
で、上蓋2、多孔板14、チャンバの側周で囲まれた扁
平な空間は、準閉空間となる。これをここではガス溜り
部15と呼ぶことにする。
If the hole diameter is small, it does not matter if there is a hole directly below the gas inlet 13. Since the holes of the perforated plate are minute, the flat space surrounded by the upper lid 2, the perforated plate 14, and the side periphery of the chamber is a semi-closed space. This will be referred to as the gas reservoir 15 here.

【0031】ガス入口13からガス溜り部15に入った
エッチングガスは、ここで一旦滞留し同一の圧力とな
る。チャンバ1の下方の部分は、もっと低い圧力になっ
ているので、ガスが多孔板の微細な穴を通って下方へ吹
き出す。これがLEP電極3によりプラズマに励起され
る。プラズマの内部には、正イオン、電子、ラジカルが
あるが、これがウエハの表面に衝突しこれをエッチング
する。エッチングの異方性を高めるためにはチャンバ内
の真空度を上げる必要がある。イオン、ラジカルの平均
自由行程を長くするためである。高真空でもLEP電極
の作用でガスをプラズマにすることができる。
The etching gas entering the gas reservoir 15 through the gas inlet 13 once stays at the same pressure. Since the lower part of the chamber 1 has a lower pressure, the gas blows downward through the fine holes of the perforated plate. This is excited into plasma by the LEP electrode 3. Inside the plasma, there are positive ions, electrons and radicals, which collide with the surface of the wafer and etch it. In order to increase the etching anisotropy, it is necessary to increase the degree of vacuum in the chamber. This is because the mean free path of ions and radicals is lengthened. The gas can be turned into plasma by the action of the LEP electrode even in high vacuum.

【0032】上方からエッチングガスを導入し、LEP
電極がガスの流路の途中にあるから、エッチングガスが
殆ど全てLEP電極の作用を受けてプラズマ状態にな
る。そのままチャンバから排出されるというようなこと
はない。また、ガスは上から下へ向けての一様流となる
から、ガスが上と下に分離して滞留するということもな
い。エッチングガスの利用効率が高い。また、穴は多孔
板の面内で均一に穿孔してあるので、上から下へ向かう
ガス流の密度などが一定になる。ガスの利用効率が高
く、しかもガス流の密度が均一になるので、ガスの消費
量を節約することができる。前述したように、LEPで
はその構成上ガス吹き出し孔の設計に高い自由度があ
り、RIEやECRのような制約を受けることがない
為、上記した構成により高いエッチング均一性を確保す
ることができる。
Introducing an etching gas from above, LEP
Since the electrode is in the middle of the gas flow path, almost all the etching gas is subjected to the action of the LEP electrode to be in the plasma state. It is not discharged from the chamber as it is. Moreover, since the gas has a uniform flow from the top to the bottom, the gas does not stay separately from the top and the bottom. Use efficiency of etching gas is high. Further, since the holes are uniformly formed in the plane of the perforated plate, the density of the gas flow from the top to the bottom is constant. Since the gas utilization efficiency is high and the density of the gas flow is uniform, the gas consumption can be saved. As described above, the LEP has a high degree of freedom in the design of the gas blowing holes due to its structure and is not restricted by RIE and ECR. Therefore, the above structure can ensure high etching uniformity. .

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、ガスの一部がそのまま
排気されるというような不都合を防ぐことができエッチ
ングガスの利用効率が高まる。同じプラズマを形成する
ためにより少ないガス量で済むようになる。このため、
ランニングコストを下げることができる。さらにガス処
理装置をより小形にすることが可能になる。
According to the present invention, it is possible to prevent the disadvantage that a part of the gas is exhausted as it is, and the utilization efficiency of the etching gas is improved. Since the same plasma is formed, a smaller amount of gas is required. For this reason,
Running costs can be reduced. Further, it becomes possible to make the gas treatment device smaller.

【0034】またプラズマ密度が空間的に一様になるの
で、ウエハ面内でのエッチング速度が一様になる。この
ために品質の一定した多くの集積回路素子を1枚のウエ
ハから製造できる。大口径のウエハに多数の集積回路素
子を製造する場合、面内でエッチング速度が同じである
ということは極めて重要なことである。
Since the plasma density is spatially uniform, the etching rate on the wafer surface is uniform. For this reason, many integrated circuit devices of constant quality can be manufactured from one wafer. When manufacturing a large number of integrated circuit devices on a large-diameter wafer, it is extremely important that the etching rate is the same in the plane.

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

【図1】回転電界を用いるドライエッチング装置の概略
構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a dry etching apparatus using a rotating electric field.

【図2】従来装置においてガスの出入り経路を示す図。FIG. 2 is a view showing gas inflow / outflow paths in a conventional device.

【図3】本発明の装置におけるガスの通過を説明する
図。
FIG. 3 is a diagram for explaining gas passage in the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ 2 上蓋 3 LEP電極 4 下部電極 5 ウエハ 6 ベ−ス板 7 ガス入口 8 ガス出口 9 高周波電源 10 移相器 11 高周波電源 12 パンチングプレート 13 ガス入口 14 多孔板 15 ガス溜り部 16 冷却機構 1 Chamber 2 Upper Lid 3 LEP Electrode 4 Lower Electrode 5 Wafer 6 Base Plate 7 Gas Inlet 8 Gas Outlet 9 High Frequency Power Supply 10 Phase Shifter 11 High Frequency Power Supply 12 Punching Plate 13 Gas Inlet 14 Perforated Plate 15 Gas Reservoir 16 Cooling Mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉置 徳彦 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 大國 充弘 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 中山 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 久保田 正文 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 野村 登 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tokuhiko Tamaki, 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Mitsuhiro Oguni, 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Ichiro Nakayama 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Masafumi Kubota 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Noboru Nomura 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筒型のチャンバと、チャンバの上部を閉
じる上蓋と、チャンバの下端を閉じるベ−ス板と、チャ
ンバ内部の上方に互いに対向して回転対称の位置に設け
られる3枚以上のLEP電極と、LEP電極に位相をず
らせた高周波電圧を印加する高周波電源と、チャンバの
下方に設けられエッチングすべき半導体ウエハを戴置す
べき下部電極と、下部電極に高周波を印加する高周波電
源とを含む回転電界を利用するドライエッチング装置で
あって、チャンバ内にエッチングガスを導入するため上
蓋に設けられたガス入口と、チャンバからガスを排出す
るため、チャンバの底面またはその近傍に設けたガス出
口と、チャンバ内において上蓋の直下に多孔板を設け、
ガス入口から導入されたエッチングガスは多孔板と上蓋
の間のガス溜り部に一旦滞留してから多孔板の穴を通っ
てLEP電極の横を通過し、ここでプラズマになるよう
にしたことを特徴とする多孔式ガス導入機構。
1. A cylindrical chamber, an upper lid that closes the upper part of the chamber, a base plate that closes the lower end of the chamber, and three or more sheets provided above the inside of the chamber facing each other at rotationally symmetrical positions. A LEP electrode, a high frequency power source for applying a high frequency voltage with a phase shift to the LEP electrode, a lower electrode provided below the chamber on which a semiconductor wafer to be etched is to be placed, and a high frequency power source for applying a high frequency to the lower electrode. A dry etching apparatus utilizing a rotating electric field including a gas inlet provided on the upper lid for introducing an etching gas into the chamber, and a gas provided on or near the bottom surface of the chamber for discharging the gas from the chamber. Provide a perforated plate just below the upper lid in the outlet and the chamber,
The etching gas introduced from the gas inlet once stays in the gas reservoir between the perforated plate and the upper lid and then passes through the hole of the perforated plate to the side of the LEP electrode, where it becomes plasma. Characteristic porous gas introduction mechanism.
【請求項2】 筒型のチャンバと、チャンバの上部を閉
じる上蓋と、チャンバの下端を閉じるベ−ス板と、チャ
ンバ内部の上方に互いに対向して回転対称の位置に設け
られるn枚のLEP電極(n≧3)と、LEP電極に2
π/nずつ位相をずらせた高周波電圧を印加する高周波
電源と、チャンバの下方に設けられエッチングすべき半
導体ウエハを戴置すべき下部電極と、下部電極に高周波
を印加する高周波電源とを含む回転電界を利用するドラ
イエッチング装置であって、チャンバ内にCl2 よりな
るエッチングガスを導入するため上蓋に設けられたガス
入口と、チャンバからガスを排出するため、チャンバの
底面またはその近傍に設けたガス出口と、チャンバ内に
おいて上蓋の直下に多孔板を設け、ガス入口から導入さ
れたエッチングガスは多孔板と上蓋の間のガス溜り部に
一旦滞留してから多孔板の穴を通ってLEP電極の横を
通過し、ここでプラズマになるようにしたことを特徴と
する多孔式ガス導入機構。
2. A cylindrical chamber, an upper lid that closes the upper part of the chamber, a base plate that closes the lower end of the chamber, and n LEPs provided inside the chamber and facing each other at rotationally symmetrical positions. 2 for the electrode (n ≧ 3) and LEP electrode
Rotation including a high-frequency power source for applying a high-frequency voltage whose phase is shifted by π / n, a lower electrode provided below the chamber on which a semiconductor wafer to be etched is to be placed, and a high-frequency power source for applying a high frequency to the lower electrode A dry etching apparatus utilizing an electric field, which is provided at a gas inlet provided on an upper lid for introducing an etching gas of Cl 2 into the chamber and at a bottom surface of the chamber or in the vicinity thereof for discharging gas from the chamber. A perforated plate is provided immediately below the upper lid in the chamber and inside the chamber, and the etching gas introduced from the gas inlet temporarily stays in the gas reservoir between the perforated plate and the upper lid and then passes through the hole in the perforated plate to form the LEP electrode. The porous gas introduction mechanism is characterized in that the gas passes through the side of the chamber and becomes a plasma here.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100255088B1 (en) * 1997-04-14 2000-05-01 윤종용 Apparatus for treating plasma
JP2002203843A (en) * 2000-10-03 2002-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Plasma treatment method and device
US7817426B2 (en) 2008-04-02 2010-10-19 Tamura Corporation Heatsink for heat-producing device
US9455609B2 (en) 2010-09-16 2016-09-27 Robert Bosch Gmbh Electric motor with a power output stage and with efficient heat transport and method
CN111128803A (en) * 2019-12-25 2020-05-08 Tcl华星光电技术有限公司 Etching apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100255088B1 (en) * 1997-04-14 2000-05-01 윤종용 Apparatus for treating plasma
JP2002203843A (en) * 2000-10-03 2002-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Plasma treatment method and device
US7817426B2 (en) 2008-04-02 2010-10-19 Tamura Corporation Heatsink for heat-producing device
US9455609B2 (en) 2010-09-16 2016-09-27 Robert Bosch Gmbh Electric motor with a power output stage and with efficient heat transport and method
CN111128803A (en) * 2019-12-25 2020-05-08 Tcl华星光电技术有限公司 Etching apparatus

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