JPH0831799A - エッチング装置 - Google Patents

エッチング装置

Info

Publication number
JPH0831799A
JPH0831799A JP16093694A JP16093694A JPH0831799A JP H0831799 A JPH0831799 A JP H0831799A JP 16093694 A JP16093694 A JP 16093694A JP 16093694 A JP16093694 A JP 16093694A JP H0831799 A JPH0831799 A JP H0831799A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
sample
etching
region
processed
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.)
Pending
Application number
JP16093694A
Other languages
English (en)
Inventor
Katanobu Yokogawa
賢悦 横川
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16093694A priority Critical patent/JPH0831799A/ja
Publication of JPH0831799A publication Critical patent/JPH0831799A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】デジタルエッチングやハイブリッド加工に必要
な2種類の処理を単一のプラズマ形成手段で実現する。 【構成】単一の放電管1を引き出し電極5によりイオン
引き出し領域8と被加工試料側領域9に分離し、プラズ
マ形成に用いる磁場またはマイクロ波電力の分布を二領
域で調整することでそれぞれのプラズマを独自に形成す
るようした。またプラズマ形成領域の切り替えに同期し
て導入ガスの種類を変える機構や被加工試料12に高周
波電位または直流電位を印加する手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置材料の微細加
工を行う半導体製造装置に係り、露光装置等により描画
された微細パターンどおりに半導体材料のエッチングを
行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタルエッチングに代表されるラジカ
ル供給とイオンビーム供給を交互に行う加工法では、従
来ラジカル発生用プラズマ源とイオンビーム形成用プラ
ズマ源の2プラズマ源を用い被加工試料をプラズマ源間
で移動させることによりラジカル供給とイオンビーム供
給を交互に行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術ではラジカル
供給用とイオンビーム用の二組のプラズマ源が必要であ
り、装置が大型となりコストも高くなる。また機械的に
被加工試料かプラズマ源を移動させなくてはならないた
め処理時間が移動時間分長くなったり、駆動部から生じ
るダストにより被加工試料が汚染されるという問題があ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では単一の放電管
をイオン引き出し電極によりイオン引き出し側領域と被
加工試料側領域に分離し、プラズマ形成に用いる磁場ま
たはマイクロ波電力の分布を二領域で調整することでそ
れぞれのプラズマを独自に形成するようした。
【0005】
【作用】本発明により磁場分布またはマイクロ波電力の
伝送特性を調節することで単一放電管をイオン源とラジ
カル源に切り替えることができ、装置の小型化および低
コスト化を達成できる。本発明では機械的駆動部無しで
イオン源またはラジカル源プラズマの切り替えができる
ため、移動時間に伴う処理速度の低減が緩和され、さら
に駆動部から生じるダストの問題も無くなる。
【0006】また本発明による装置は通常のプラズマに
よる加工とイオンビーム(または中性ビーム)を用いた
加工や、エッチングとレジスト除去を同一装置で行う様
な場合のハイブリッド化にも適している。
【0007】
【実施例】図1に本発明のブロック図を示す。石英で形
成された釣鐘状の放電管1の周辺に磁場発生用コイル
2,3が配置されている。放電管1には導波管4により
マイクロ波電力が供給されている。また、放電管1の中
央部付近にイオンを引き出す引き出し電極5が設置され
ている。導波管4にはマイクロ波調整用チューナ6が設
置されている。放電管1内にはマイクロ波と磁場発生用
コイルによる磁場によりプラズマが形成される。
【0008】図2に放電管1内部での磁場分布によるプ
ラズマの形成状態の違いを示す。図2の各グラフは図1
中に示した放電管中心部の磁場測定範囲7の測定結果で
ある。プラズマの形成状態には、(1)イオン引き出し
領域8のみプラズマが点火する状態、(2)被加工試料
側領域9のみプラズマが点火している状態、(3)両プ
ラズマ領域共プラズマが点火している状態、の三状態が
ある。
【0009】図2には各プラズマ領域が単独に形成され
る場合のみの磁場条件を示した。両プラズマ領域共プラ
ズマが点火している状態はその状態が安定に形成される
磁場条件範囲が狭く、どちらか一方のプラズマのみ点火
している状態を維持するのは容易である。図2からイオ
ン引き出し領域8と被加工試料側領域9のプラズマ形成
を制御するには点火したい領域に電子サイクロトロン共
鳴条件を満たす磁場を分布させればよいことが分かる。
本実施例では2.45GHz のマイクロ波を用いている
ので電子サイクロトロン共鳴条件を満たす磁場は875
Gauss である。
【0010】図1の装置を用いてデジタルエッチングを
行う場合の説明を記す。デジタルエッチングとはラジカ
ル供給とイオンビーム照射を交互に行い、吸着したラジ
カルをイオンビームで励起しエッチング反応を誘起する
方法である。イオンビーム照射によるエッチング量は最
初に吸着させたラジカル量で決まるためラジカル吸着量
を制御することで、ラジカル供給とイオンビーム照射の
1サイクルのエッチング量が規定できる。よってデジタ
ルエッチングではラジカル供給とイオンビーム照射のサ
イクル数により正確にエッチング量を制御できる。
【0011】まず最初に磁場発生用コイル2,3の制御
装置10により被加工試料側領域9にプラズマが点火す
る状態とする。この時は導入ガス切り替え手段11で反
応性ガスである塩素等のハロゲンガスを供給し被加工試
料12に塩素ラジカルを供給する。次に、磁場発生用コ
イル2,3の制御装置10によりイオン引き出し領域8
にプラズマが点火する状態とする。この時は導入ガスを
導入ガス切り替え手段11によりハロゲンガスからアル
ゴンガスに切り替える。イオン引き出し領域8に形成さ
れたアルゴンプラズマから引き出し電極5によりイオン
を引き出し、エッチングを行う。引き出し電極5への直
流電位印加は直流電位制御部13で制御される。磁場分
布の制御,導入ガスの切り替え,引き出し電極の直流電
位制御は連動して中央制御部14により制御される。
【0012】このラジカル吸着とイオンビーム照射のサ
イクルを何回か繰り返すことで所望のエッチング量を正
確に得ることができる。図1の装置により被加工試料1
2またはプラズマ源の機械的移無しでデジタルエッチン
グが可能となり、従来装置で問題となっていた移動に伴
う時間軽減と駆動部からのダストの低減を図る。
【0013】図3により本発明を通常のプラズマエッチ
ングと中性ビームエッチングのハイブリッドエッチング
に適用した場合の実施例を説明する。本実施例では超L
SIの層間絶縁膜のコンタクトホール加工を行う場合の
例について説明する。従来ではプラズマ中に被加工試料
を挿入し、被加工試料に高周波電位を印加することで加
速したイオンを入射させエッチングを行っていた。従来
方式では高速エッチングが可能であるがコンタクトホー
ル形成後の下地の配線に荷電粒子が流れ込み配線に接続
される能動素子を劣化させるという問題がある。
【0014】この能動素子の損傷を低減するため、荷電
粒子を用いず中性ビームにより層間絶縁膜の加工を行う
方法がある。しかし、中性ビームを用いた装置は加工速
度が遅いという問題がある。
【0015】これら従来方式の問題を解決するため図3
の装置では最初に図1の実施例と同様な手段で被加工試
料側領域9のみにプラズマを点火させ従来のプラズマエ
ッチングと同様な層間絶縁膜エッチングを行う。このエ
ッチング中には被加工試料に高周波電位印加手段16に
より高周波電位が印加されており高速なエッチングを行
うことができる。次にエッチング終了直前にイオン引き
出し領域8にプラズマ形成を切り替える。引き出し電極
5に必要な直流加速電位を印加することでイオンビーム
が形成される。引き出されたイオンビームは気相中を飛
行中にその一部が電荷交換反応により中性ビームとな
る。
【0016】またイオン引き出し領域8にプラズマ形成
を切り替えた時、同時にバイアス制御部17で被加工試
料12に印加していた高周波電位を正の直流電位に切り
替える。この直流電位を引き出し電極5により引き出さ
れたイオンビームのエネルギより高くすることで中性化
しなかったイオンの入射を阻止し、中性ビームのみ被加
工試料へ入射させることができる。
【0017】以上の効果により、従来のプラズマエッチ
ングと同様な高速エッチングで、かつ素子損傷の無いコ
ンタクトホール加工を行うことができる。
【0018】図3では層間絶縁膜がシリコン酸化膜の場
合の実施例である。よって導入するガスをCHF3 等の
フロンガスとした。またフロンガスとアルゴンガスの混
合ガスを用いた場合も同様な効果がある。図3の実施例
でも図1の実施例と同様に磁場分布の制御,引き出し電
極の直流電位の制御,被加工試料のバイアス制御および
導入ガス切り替え制御は中央制御部14により連動して
制御される。
【0019】次に半導体材料のエッチング加工とエッチ
ングのマスクとして用いているレジスト膜の除去を行う
実施例を記す。装置構成を図4に示す。最初に被加工試
料側領域9のみ反応性ガスのプラズマを形成し、プラズ
マによりエッチングを行う。実施例と同様にエッチング
を行う時、必要に応じて被加工試料12に高周波電位を
印加する。
【0020】エッチング終了後、導入ガスを酸素に切り
替え、さらにイオン引き出し領域8のみにプラズマが形
成されるように磁場分布を変える。イオン引き出し領域
8に形成された酸素プラズマから引き出し電極孔を介し
て酸素ラジカルが被加工試料に供給されレジスト膜の除
去が行われる。このレジスト膜除去の時、引き出し電極
に適当な直流電位を印加することで被加工試料側への荷
電粒子の流入が低減され低損傷なレジスト除去が実現で
きる。
【0021】以上の効果により単一の装置でエッチング
とレジスト除去が可能となり加工時間の短縮および装置
コストの低減が可能となる。
【0022】図4の実施例ではエッチングの対象がシリ
コンの場合、被加工試料側領域9にSF6 プラズマまた
は塩素プラズマを形成する。またエッチングの対象がシ
リコン酸化膜の場合はフロンガスまたはフロンとアルゴ
ンの混合ガスプラズマを形成する。図4の実施例でも図
1の実施例と同様に磁場分布の制御,引き出し電極の直
流電位の制御,被加工試料のバイアス制御および導入ガ
ス切り替え制御は中央制御部14により連動して制御さ
れる。
【0023】
【発明の効果】本発明によりデジタルエッチングやハイ
ブリッド加工に必要な2種類の処理を単一プラズマ源で
達成できる。しかも、機械的駆動部がないため移動に伴
う加工時間のロスがなく、また駆動部から生じるダスト
も無くすことができる。これにより比較的小型の装置で
上記の加工が可能となりスループットの増大および装置
コストの低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタルエッチングを行う場合の実施
例のブロック図。
【図2】放電管内での磁場分布と各磁場分布によるプラ
ズマ形成状態の説明図。
【図3】本発明をハイブリッドエッチング装置に適用し
た場合の一実施例のブロック図。
【図4】本発明をハイブリッドエッチング装置に適用し
た場合の第二実施例のブロック図。
【符号の説明】
1…放電管、2…磁場発生用コイル、3…磁場発生用コ
イル、4…導波管、5…引き出し電極、6…マイクロ波
調整用チューナ、7…磁場測定範囲、8…イオン引き出
し領域、9…被加工試料側領域、10…制御装置、11
…導入ガス切り替え手段、12…被加工試料、13…直
流電位制御部、14…中央制御部、15…被加工試料
台。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁場とマイクロ波領域の電磁波を用いプラ
    ズマを形成し、前記プラズマ中の粒子を用いて半導体装
    置材料のエッチングを行うエッチング装置において、プ
    ラズマを形成する放電管をイオンを引き出す引き出し電
    極によりイオン引き出し領域と被加工試料側領域に分割
    し、前記二領域の磁場分布または電磁波強度を調節する
    手段により前記二領域でのプラズマ形成状態を調節する
    ことを特徴とするエッチング装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記磁場分布を調節す
    る手段により前記イオン引き出し領域のみプラズマを形
    成する状態と前記被加工試料側領域のみプラズマを形成
    する状態を切り替えることが可能であるエッチング装
    置。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記磁場分布を調節す
    る手段により前記イオン引き出し領域のみプラズマを形
    成する状態と前記被加工試料側領域のみプラズマを形成
    する状態を切り替え、前記二状態を交互に形成すること
    でイオンビーム照射と反応性ラジカル供給を同一気相内
    で交互に行うエッチング装置。
  4. 【請求項4】請求項1,2または3において、前記イオ
    ン引き出し領域のみプラズマを形成する状態と前記被加
    工試料側領域のみプラズマを形成する状態を切り替える
    とき、同時に導入するガスの種類も切り替えることが可
    能な手段を有するエッチング装置。
  5. 【請求項5】請求項1または2において、前記被加工試
    料側領域のみプラズマを形成する状態とし前記プラズマ
    により前記被加工試料のエッチングを行い、つづいてエ
    ッチング終点直前でイオン引き出し領域のみプラズマを
    形成する状態に切り替えイオンビームを引き出し、さら
    に前記被加工試料を設置する試料台にイオンを反射する
    直流電位を印加することで、前記イオンビームの内気相
    中で中性化した中性ビームのみを入射させ残りのエッチ
    ングを行うエッチング装置。
  6. 【請求項6】請求項5において、前記被加工試料を設置
    する試料台が高周波電位を印加する手段を有し、前記被
    加工試料側領域のみプラズマを形成する状態でエッチン
    グを行っている時に高周波電位を印加しエッチングの効
    率を高めるエッチング装置。
  7. 【請求項7】請求項2,3または4において、前記被加
    工試料側プラズマ領域のみプラズマを形成する状態の時
    はハロゲンガスを導入し、イオン引き出し用プラズマ領
    域のみプラズマを形成する状態ではアルゴンガスを導入
    するエッチング装置。
  8. 【請求項8】請求項5または6において、導入するガス
    にフロンガス単体またはフロンガスとアルゴンガスの混
    合ガスを用い、シリコン酸化膜のエッチングを行うエッ
    チング装置。
  9. 【請求項9】請求項1または2において、前記被加工試
    料側領域のみプラズマを形成させ反応性ガスにより被加
    工試料のエッチングを行い、エッチング終了後導入ガス
    を酸素に変え、さらにイオン引き出領域のみプラズマが
    形成される状態とし、酸素プラズマから引き出し電極の
    引き出し孔をへて拡散してくる酸素ラジカルによりレジ
    スト膜の除去を行うエッチング装置。
  10. 【請求項10】請求項9において、前記被加工試料側領
    域のみプラズマを形成しているときに前記被加工試料ま
    たは前記被加工試料を設置する試料台に高周波電位印加
    手段により高周波電位を印加し、エッチングの効率を高
    めるエッチング装置。
  11. 【請求項11】請求項9において、イオン引き出し領域
    から被加工試料側に荷電流粒子が流入するのを低減する
    ため引き出し電極に直流電位を印加するエッチング装
    置。
  12. 【請求項12】請求項1において、イオン引き出し領域
    と被加工試料側領域の電磁波強度を調節する手段が棒状
    の誘電体または導体を電磁波の導波管内に挿入すること
    で行われるエッチング装置。
  13. 【請求項13】請求項2において、磁場分布を調節する
    手段が磁場発生用コイルに流す電流量を調節する手段で
    あるエッチング装置。
  14. 【請求項14】請求項1,2,3,4,5,6,7,
    8,9,10,11,12または13において、磁場分
    布の制御と電磁波強度の制御と導入ガス切り替え制御お
    よび被加工試料または試料台に印加する高周波電位また
    は直流電位の制御を連動して制御する手段を有するエッ
    チング装置。
  15. 【請求項15】請求項9において、導入する反応性ガス
    にSF6 を用い、シリコンのエッチングを行うエッチン
    グ装置。
  16. 【請求項16】請求項9において、導入する反応性ガス
    に塩素を用い、シリコンのエッチングを行うエッチング
    装置。
  17. 【請求項17】請求項9において、導入する反応性ガス
    にフロンまたはフロンとアルゴンの混合ガスを用い、シ
    リコン酸化膜のエッチングを行うエッチング装置。
  18. 【請求項18】請求項1または2において、磁場分布を
    制御しイオン引き出し領域と被加工試料側領域のプラズ
    マ形成状態を制御する時、プラズマを形成したい領域の
    みの磁場を電子サイクロトロン共鳴条件とするエッチン
    グ装置。
JP16093694A 1994-07-13 1994-07-13 エッチング装置 Pending JPH0831799A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16093694A JPH0831799A (ja) 1994-07-13 1994-07-13 エッチング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16093694A JPH0831799A (ja) 1994-07-13 1994-07-13 エッチング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0831799A true JPH0831799A (ja) 1996-02-02

Family

ID=15725446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16093694A Pending JPH0831799A (ja) 1994-07-13 1994-07-13 エッチング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0831799A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067205C (zh) * 1997-04-14 2001-06-13 鸿友科技股份有限公司 图像处理装置
JP2009049078A (ja) * 2007-08-15 2009-03-05 Elpida Memory Inc 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067205C (zh) * 1997-04-14 2001-06-13 鸿友科技股份有限公司 图像处理装置
JP2009049078A (ja) * 2007-08-15 2009-03-05 Elpida Memory Inc 半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6777037B2 (en) Plasma processing method and apparatus
KR101044391B1 (ko) 기판 접합 방법 및 이에 이용되는 입자 빔의 조사 방법
JPH03218627A (ja) プラズマエッチング方法及び装置
KR970005035B1 (ko) 플라즈마발생방법 및 그 장치
JPH0770532B2 (ja) プラズマ処理装置
KR100333220B1 (ko) 자기적으로강화된다중용량성플라즈마발생장치및관련된방법
US5824602A (en) Helicon wave excitation to produce energetic electrons for manufacturing semiconductors
Fujiwara et al. Cold and low-energy ion etching (COLLIE)
KR20200098386A (ko) 드라이 에칭 방법 및 드라이 에칭 장치
JPH0831799A (ja) エッチング装置
JPH03263827A (ja) デジタルエツチング装置
JP3294839B2 (ja) プラズマ処理方法
US5470426A (en) Plasma processing apparatus
JP3205542B2 (ja) プラズマ装置
JP3685461B2 (ja) プラズマ処理装置
JPH0715899B2 (ja) プラズマ処理方法及び装置
KR100364636B1 (ko) 상호유도작용에 의한 전력공급이 가능하도록 한유도결합형 플라즈마 발생장치
KR100253274B1 (ko) 플라즈마 식각장치
JPH0414822A (ja) マイクロ波プラズマエッチング方法
JPH0724761B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2514328B2 (ja) 半導体製造装置
JPH0521391A (ja) マイクロ波プラズマ装置
JPS63292625A (ja) プラズマ制御方法
KR20000001982A (ko) 반도체 웨이퍼 식각장비의 듀얼바이어스정전척
JPH1098025A (ja) プラズマエッチング装置