JPH097999A

JPH097999A - ドライエッチング装置

Info

Publication number: JPH097999A
Application number: JP15337895A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Tono; 野秀史東
Original assignee: Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1997-01-10
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JP2768916B2

Abstract

(57)【要約】【目的】プラズマがプラズマ発生室からはみ出すこと
がなく、大型のＬＣＤ基板やシリコンウエハを迅速かつ
適切にエッチングすることができるドライエッチング装
置を提供する。【構成】本発明によるドライエッチング装置は、エッ
チングガスを励起させてラジカルを生成するプラズマ発
生室（１４）と、被処理物（Ｓ）をエッチング処理する
エッチング室（２）と、前記プラズマ発生室（１４）と
前記エッチング室（２）とを連通するガス輸送管（９、
１０）とを備えている。そして、磁場形成手段（２０）
を前記プラズマ発生室（１４）の出口近傍に磁場を形成
するようにして設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング装置に
係わり、特にプラズマ発生室とエッチング室とが分離さ
れたケミカルドライエッチング装置（以下、「ＣＤＥ装
置」と呼ぶ。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤＥ装置は、エッチングガスをマイク
ロ波で励起することによって生成された長寿命の活性種
（ラジカル）を真空状態のエッチング室内に導入し、液
晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板や半導体製造用
シリコンウエハといった被処理物を等方的にエッチング
する装置であり、プラズマ発生室とエッチング室とが分
離されている点に大きな特徴がある。このようにプラズ
マ発生室とエッチング室とを分離することによって、被
処理物がプラズマにさらされることがなく、プラズマに
よる被処理物の直接ダメージを防止することができる。

【０００３】図４に従来のＣＤＥ装置の一例の概要を示
す。図４において符号１は真空容器を示し、この真空容
器１の内部にエッチング室２が形成されている。真空容
器１の内部にはエッチングテーブル３が設けられてお
り、このエッチングテーブル３の上には被処理物である
基板Ｓが載置されている。真空容器１の底板４には排気
口５が穿設されており、この排気口５には、一端が真空
ポンプ（図示を省略）に接続された排気管６が取り付け
られている。真空容器１の天板７にはガス導入口８が穿
設されており、このガス導入口８にはテフロン材料で形
成された連絡配管９が取り付けられている。この連絡配
管９には石英管１０の一端が接続されており、この石英
管１０の他端にはガス流路を備えた封止部材１１が取り
付けられている。石英管１０の途中には導波管１２を備
えたプラズマ発生装置１３が石英管１０を取り囲むよう
にして設けられており、このプラズマ発生装置１３によ
って取り囲まれた石英管１０の内部にプラズマ発生室１
４が形成されている。

【０００４】このような構成を備えたＣＤＥ装置におい
て、まず、排気管６及び排気口５を介して真空容器１の
内部を真空ポンプによって真空状態にする。次に、ガス
流路を備えた封止部材１１を介してエッチングガスを石
英管１０の一端から導入し、プラズマ発生装置１３の導
波管１２を介してプラズマ発生室１４にマイクロ波を照
射する。すると、プラズマ発生室１４の内部にグロー放
電が生じてプラズマＰが発生し、エッチングガスが励起
されて活性種が生成される。この活性種を石英管１０及
び連絡配管９を介してガス導入口８からエッチング室２
の内部に供給する。エッチング室２の内部に供給された
活性種は、エッチングテーブル３の上に載置された基板
Ｓの表面に到達して基板Ｓの表面をエッチングする。

【０００５】従来、ＣＤＥ装置は各種の被処理物をエッ
チングするために広く用いられてきたが、近年、ＬＣＤ
基板やシリコンウエハの面積の大型化がさらに進み、こ
のように大型の被処理物を迅速かつ適切にエッチングで
きるＣＤＥ装置が求められている。

【０００６】ここで、被処理物の面積が大型化した場
合、それに応じてエッチャントである活性種を増加させ
なければ、面積が増大した分だけエッチング速度が低下
してエッチングの所要時間が長期化してしまう。そこ
で、被処理物への活性種の供給量を増加させてエッチン
グ速度の向上を図る必要があり、そのためには以下のよ
うな方法が考えられる。エッチングガスの流量を増やす。活性化のエネルギー源であるマイクロ波の電力を増
大させる。生成された活性種を効率よく被処理物に供給する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記いずれ
かの方法を実施した場合、プラズマＰが大きくなり、こ
のため、プラズマ発生室１４からプラズマＰがはみ出し
易くなり、はみ出したプラズマに起因するノイズによっ
てＣＤＥ装置のセンサが誤信号を発したり、連絡配管９
のようなテフロン等の低耐熱性材料で形成された部材が
熱損傷を受けたり、さらに、マイクロ波が装置外部に漏
洩するといった種々の問題が生じる。

【０００８】また、プラズマ発生室１４からのプラズマ
のはみ出しは、エッチングガスの流れ方向、つまりエッ
チング室２の側に生じ易く、エッチング室２の側に設け
られた各種のセンサやテフロン部材が影響を受けやす
い。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述した問題点
を解消し、プラズマがプラズマ発生室からはみ出すこと
がなく、大型のＬＣＤ基板やシリコンウエハ等を迅速か
つ適切にエッチングすることができるドライエッチング
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、エッチングガ
スを励起させて活性種を生成するプラズマ発生室と、被
処理物をエッチング処理するエッチング室と、前記プラ
ズマ発生室と前記エッチング室とを連通するガス輸送管
とを備えたドライエッチング装置において、磁場形成手
段を前記プラズマ発生室の出口近傍に磁場を形成するよ
うにして設けたことを特徴とする。また、前記磁場形成
手段に、前記ガス輸送管の前記プラズマ発生室に近い部
分に挿通されたリング状磁石を設けることもできる。

【００１１】

【作用】このような構成を備えた本発明においては、エ
ッチングガス流量の増加やマイクロ波電力の増加等によ
ってプラズマが大きくなり、プラズマ発生室の出口部か
らプラズマがはみ出そうとした場合でも、プラズマ発生
室の出口付近には磁場形成手段によって磁場が形成され
ているので、この磁場を形成する磁力線によってプラズ
マを構成する荷電粒子が捕捉され、プラズマがエッチン
グ室の側へはみ出すことがない。一方、プラズマ発生室
で生成された活性種は電荷を帯びていないので、磁力線
によって捕捉されることなくエッチング室へ供給され
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明によるドライエッチング装置の
第１の実施例について図面を参照して説明する。なお、
図４に示した従来例と同一部材については同一符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００１３】図１において符号２０は、プラズマ発生室
１４の出口付近に設けられた磁場形成装置であり、この
磁場形成装置２０の詳細が図２に示されている。図２に
示したように、プラズマ発生装置１３のエッチング室２
側の端部には取付フランジ２１が設けられており、この
取付フランジ２１を介して磁場形成装置２０がプラズマ
発生装置１３の端部に取り付けられている。

【００１４】磁場形成装置２０は、アルミニウム材料で
形成された略リング状の第１及び第２の磁石ホルダー２
２、２３を備えており、このうちの第１の磁石ホルダー
２２は取付フランジ２１にボルト２４によって固着され
ている。これらの磁石ホルダー２２、２３の内側には磁
石を受け入れるための凹部がそれぞれ形成されており、
これらの凹部にはリング状の磁石２５がそれぞれはめ込
まれている。これらのリング状磁石２５の極性は、エッ
チング室２の側の面がＮ極、プラズマ発生室１４の側の
面がＳ極となっている。また、第１及び第２の磁石ホル
ダー２２、２３は、鉄鋼材料で形成したリング状のスペ
ーサ２６を両側から挟み込むようにしてボルト２７で一
体化されている。そして、磁場形成装置２０は全体とし
てリング形状を成しており、そのリングの中心部を石英
管１０が貫通している。

【００１５】また、磁場形成手段２０は、プラズマ発生
装置１３に設けられた取付フランジ２１にボルト２４に
よって固着されており、磁石ホルダー２２と取付フラン
ジ２１とが高い面圧で面接触しているので、磁場形成手
段２０とプラズマ発生装置１３とは電気的に接続されて
同電位となり、マイクロ波に対するアースが形成されて
いる。ここで、プラズマ発生装置１３はドライエッチン
グ装置の本体と電気的に接続されているので、磁場形成
手段２０はドライエッチング装置の本体と同電位にな
る。

【００１６】このような構成を備えた本実施例において
は、エッチングガス流量の増加やマイクロ波電力の増加
等によってプラズマが大きくなり、プラズマ発生室１４
の出口部からプラズマがはみ出そうとした場合でも、プ
ラズマ発生室１４の出口付近には磁場形成手段２０によ
って磁場が形成されているので、この磁場を形成する磁
力線によってプラズマを構成する荷電粒子が捕捉され、
プラズマがエッチング室２の側へはみ出すことがない。
一方、プラズマ発生室１４で生成された活性種は電荷を
帯びていないので、磁力線によって捕捉されることなく
エッチング室２へ供給される。

【００１７】このように本実施例によれば、エッチング
速度を向上させるために、エッチングガス流量の増大、
マイクロ波電力の増大といった方法を実施した場合にお
いても、プラズマがプラズマ発生室１４からはみ出すこ
とがないので、プラズマによるノイズによってセンサが
誤信号を発したり、テフロンで形成された連絡配管９が
熱損傷を受けたりすることがなく、大型基板を迅速かつ
適切にエッチングすることができる。なお、リング状の
磁石２５の極性を逆にしても同様の効果が得られる。

【００１８】次に、本実施例によるドライエッチング装
置の第２の実施例について図３を参照して説明する。本
実施例においては、一対の磁石３０ａ、３０ｂによって
磁場形成手段が構成されている。そして、プラズマ発生
装置１４の出口付近の石英管１０の上方には、一方の磁
石３０ａがＮ極を下にして設けられており、石英管１０
の下方には、他方の磁石３０ｂがＳ極を上にして設けら
れている。

【００１９】そして、本実施例によれば、一対の磁石３
０ａ、３０ｂによってプラズマ発生室１４の出口付近に
磁場が形成されるので、エッチング速度を向上させるた
めに、エッチングガス流量の増大、マイクロ波電力の増
大といった方法を実施した場合においても、プラズマが
プラズマ発生室１４からはみ出すことがないので、プラ
ズマによるノイズによってセンサが誤信号を発したり、
テフロンで形成された連絡配管９が熱損傷を受けたりす
ることがなく、大型基板を迅速かつ適切にエッチングす
ることができる。なお、磁石３０ａ、３０ｂの極性を逆
にしても同様の効果が得られる。

【００２０】以上、本発明によるドライエッチング装置
の第１及び第２の実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、プラズマ発生室
１４の出口付近に磁場を形成する構成を備えたすべての
ものを含むものである。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、プラ
ズマ発生室の出口近傍に磁場を形成するようにしたの
で、エッチング速度を向上させるために、エッチングガ
ス流量の増大、マイクロ波電力の増大といった方法でエ
ッチャントを増加させたりした場合においても、プラズ
マがプラズマ発生室からはみ出すことがないので、プラ
ズマによるノイズによってセンサが誤信号を発したり、
テフロン等の低耐熱性材料で形成された部材が熱損傷を
受けたりすることがなく、大型の被処理物を迅速かつ適
切にエッチングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるドライエッチング装置の第１実施
例の概略を示した縦断面図。

【図２】同実施例の要部を示した縦断面図。

【図３】本発明によるドライエッチング装置の第２実施
例の要部を示した縦断面図。

【図４】従来のドライエッチング装置の概略を示した縦
断面図。

【符号の説明】

１真空容器２エッチング室９連絡配管１０石英管１２導波管１３プラズマ発生装置１４プラズマ発生室２０磁場形成装置２１取付フランジ２２第１の磁石ホルダー２３第２の磁石ホルダー２５リング状の磁石２６スペーサ３０ａ、３０ｂ磁石Ｓ基板Ｐプラズマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチングガスを励起させて活性種を生成
するプラズマ発生室と、被処理物をエッチング処理する
エッチング室と、前記プラズマ発生室と前記エッチング
室とを連通するガス輸送管とを備えたドライエッチング
装置において、磁場形成手段を前記プラズマ発生室の出
口近傍に磁場を形成するようにして設けたことを特徴と
するドライエッチング装置。
【請求項２】前記磁場形成手段は、前記ガス輸送管の前
記プラズマ発生室に近い部分に挿通されたリング状磁石
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のドライ
エッチング装置。