JPS5812339B2 - Ion etching method - Google Patents
Ion etching methodInfo
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- JPS5812339B2 JPS5812339B2 JP9872775A JP9872775A JPS5812339B2 JP S5812339 B2 JPS5812339 B2 JP S5812339B2 JP 9872775 A JP9872775 A JP 9872775A JP 9872775 A JP9872775 A JP 9872775A JP S5812339 B2 JPS5812339 B2 JP S5812339B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は真空中でイオンにより基板をエッチングするイ
オンエッチング方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ion etching method for etching a substrate with ions in a vacuum.
真空中で基板をエッチングすることの出来るイオンエッ
チング装置において、アルゴン(Ar)などめ不活性ガ
ス中で、イオン源で生成した不活性ガスイオンを引き出
し、基板に衝突させエッチングを行なう装置、平行平板
電極に直流又は高岡波電庄を印加してグロー放電を起こ
し、これによりスパツタエッチングする装置、真空容器
外周の電極に高周波電圧を印加し、該真空容器内部にグ
ロー放電を起こし、これによりエッチングを行なう装置
など種々のエッチング装置が既に公知となっている。In an ion etching apparatus that can etch a substrate in a vacuum, a parallel plate is an apparatus that extracts inert gas ions generated in an ion source in an inert gas such as argon (Ar) and causes them to collide with the substrate for etching. A device that applies direct current or Takaoka wave electric current to an electrode to cause a glow discharge, thereby performing sputter etching.A high-frequency voltage is applied to an electrode on the outer periphery of a vacuum container to cause a glow discharge inside the vacuum container, thereby performing etching. Various etching apparatuses, such as apparatuses for performing etching, are already known.
真空中でのイオンエッチング装置は、エッチングの工程
が簡単であり、基板の汚れを少なく出来、微細なパター
ンを正確にエッチング出来、多くの基板構成物質に対し
てエッチングが可能であるなどの特徴がある。Vacuum ion etching equipment has the following characteristics: the etching process is simple, it can reduce contamination of the substrate, it can accurately etch fine patterns, and it can etch many substrate constituent materials. be.
しかしながら、従来のアルゴンを用いた高周波スパツタ
エッチングでは、一般に実用的なエッチング速度は10
0λ/ninである。However, in conventional high-frequency sputter etching using argon, the practical etching rate is generally 10
It is 0λ/nin.
これ以上エッチング速度をあげるためには、RF電力を
あげれ?よいが、とれには必然的に基板の温度上昇が伴
い、特に有機物から成るフォトレジストマスクを用いる
場合には、マスクがこの温度上昇に耐えられない。Should I increase the RF power to further increase the etching speed? However, cracking inevitably involves an increase in the temperature of the substrate, and especially when using a photoresist mask made of an organic material, the mask cannot withstand this temperature increase.
また温度上昇、基板の損傷を無視して投入高廟波電力を
上げても、現在の電極構造では1000λ/min以上
にエッチング速度をあげることは困難である。Furthermore, even if the input high-frequency power is increased while ignoring temperature rise and damage to the substrate, it is difficult to increase the etching rate to 1000λ/min or more with the current electrode structure.
これは、従来のスパツタエッチングを行うための電極で
はイオン化の割合に上限があり濃い密度のプラズマを利
用出来赴かったためである。This is because conventional electrodes for sputter etching have an upper limit to their ionization rate, making it impossible to utilize dense plasma.
これに対して特願昭第48−89647号では従来のス
パツタエッチング方法の改良として従来の高廟波スパツ
タエッチングの電極構造でアルゴンガスのかわりに弗化
塩化炭化水素を用いることを提唱している。On the other hand, Japanese Patent Application No. 48-89647 proposed the use of fluorochlorinated hydrocarbon instead of argon gas in the electrode structure of the conventional high wave sputter etching as an improvement to the conventional sputter etching method. ing.
この改良されたエッチング方法は旧来のエツ挙ングに比
較するとほぼ同一条件のもとて約1桁大きなエッチング
速度を与える。This improved etching method provides approximately an order of magnitude higher etching rate under approximately the same conditions as compared to conventional etching.
しかしながら、この値も深いエッチングを行う場合には
充分ではない。However, this value is also not sufficient when performing deep etching.
本発明の目的は従来のイオンエッチング方法では困難で
あった、エッチング速度を飛躍的に増大するととの出来
るイオンエッチングの方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide an ion etching method that can dramatically increase the etching rate, which has been difficult with conventional ion etching methods.
本発明によるイオンエッチング方法は、帛空容器内に正
又は負の電圧を印加することの出来る中空筒電極を設け
、該真空容器内に弗化塩化炭化水素ガスを導入し、中空
筒電極内でこの弗化塩化炭化水素ガスをイオン焦し、イ
オン化粒子を基板に衝突させ、イオンエッチング速度を
増大させることを特徴とする。In the ion etching method according to the present invention, a hollow cylindrical electrode to which a positive or negative voltage can be applied is provided in a fabric container, a fluorochlorinated hydrocarbon gas is introduced into the vacuum container, and a fluorochlorinated hydrocarbon gas is introduced into the hollow cylindrical electrode. The method is characterized in that the fluorochlorohydrocarbon gas is ion-scorched to cause ionized particles to collide with the substrate, thereby increasing the ion etching rate.
以下図面により本発明を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明によるイオンエッチング装置の実怖例の
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an actual example of an ion etching apparatus according to the present invention.
図において、真空容器11は導管12を経て接続されて
いる真空ポンプなどの排気装置(図示せず)によって真
空に排気される。In the figure, a vacuum vessel 11 is evacuated to a vacuum by an evacuation device (not shown) such as a vacuum pump connected via a conduit 12.
次に、ここにガス導入管13から弗化塩化炭化水素ガス
を導入し、真空容器内圧力を104〜10−1Torr
に設定する。Next, fluorochloride hydrocarbon gas is introduced here from the gas introduction pipe 13, and the pressure inside the vacuum container is set to 104 to 10-1 Torr.
Set to .
この圧力状態における弗化塩化炭化水素ガスは中空・円
筒電極14に直流電唾15により印加した電圧により該
中空円筒電極内でその一部がイオン化する。A portion of the fluorinated chlorinated hydrocarbon gas in this pressure state is ionized within the hollow cylindrical electrode 14 by the voltage applied to the hollow cylindrical electrode 14 by the DC electrode 15 .
この中空円筒電極内でイオン化した弗化塩化炭化水素ガ
スのイオン化粒子は該真空容器と同電位の基板16に向
って加速され、該基板をエッチングする。Ionized particles of the fluorinated chlorinated hydrocarbon gas ionized within this hollow cylindrical electrode are accelerated toward the substrate 16 having the same potential as the vacuum vessel, etching the substrate.
絶縁体11は真空容器11と中空円筒電極14との間の
不要な放電と短絡を防止するた妙のものである。The insulator 11 is a material that prevents unnecessary discharge and short circuit between the vacuum container 11 and the hollow cylindrical electrode 14.
中空電極は一般に真空放電を扱う分野において電極に与
えられる電位によりホローアノードまたはホローカソー
ドとして知られている。Hollow electrodes are generally known as hollow anodes or hollow cathodes in the field of vacuum discharge, depending on the potential applied to the electrode.
この原甥は充分には解明されていないがこのような構造
により極めて効率よく電離が行われ密度の高いプラズマ
が得られている。This structure is not fully understood, but this structure allows extremely efficient ionization and produces a highly dense plasma.
このように弗化塩化炭化水素ガスを用いることによる基
板16との化学反応性が増大することによりエッチング
速度を大幅に増木することを可能ならしめる。As described above, the chemical reactivity with the substrate 16 by using the fluorochlorinated hydrocarbon gas increases, making it possible to significantly increase the etching rate.
!2図は杏発明の方法による他の実症例の断面図である
。! Figure 2 is a sectional view of another actual case using the method of An's invention.
図において真空容器11は導管12を経て真空に排気さ
れる。In the figure, a vacuum vessel 11 is evacuated to a vacuum via a conduit 12.
次にここにバリアブルリークバルブ23を経て給気導管
13より弗化塩化炭化水素ガスが真空容器内9基板16
,円筒14,底板27より囲まれた空間内に数Torr
〜数mTorrとなるように導入される。Next, fluorinated chlorinated hydrocarbon gas is supplied to the 9 substrates 16 in the vacuum container from the air supply pipe 13 via the variable leak valve 23.
, several Torr in the space surrounded by the cylinder 14 and the bottom plate 27.
~ several mTorr.
この状態で、該基板及び該円筒に直流電源15により該
底板に対して負の電位を与えると該空間内で弗化塩化炭
化水素ガスはイオン化され、イオン化粒子は基板に向っ
て加速され、基板をエッチングする。In this state, when a negative potential is applied to the substrate and the cylinder with respect to the bottom plate by the DC power source 15, the fluorochlorinated hydrocarbon gas is ionized in the space, the ionized particles are accelerated toward the substrate, and the etching.
該空間内のプラズマ密度は非常に高くかつ、弗化塩化炭
化水素ガスを用いることによる基板との化学反応性が増
大することによりエッチング速度を大幅に増大すること
は、第1図の実症例の場合と同様である。The plasma density in this space is very high, and the etching rate can be greatly increased by increasing the chemical reactivity with the substrate by using fluorochlorohydrocarbon gas, as shown in the actual case shown in Figure 1. Same as in case.
第3図は本発明による別の実柿例における電極構造を示
す。FIG. 3 shows the electrode structure in another persimmon example according to the present invention.
図において14は中空筒状陽極、15は陽極に電圧を印
加する直流電源、16はエッチングすべき基板である。In the figure, 14 is a hollow cylindrical anode, 15 is a DC power source that applies voltage to the anode, and 16 is a substrate to be etched.
この界症例に於ては一つのエッチング装置の中に多数の
筒状電極14が組込まれ同時に多数個の基板のエッチン
グが可能である。In this case, a large number of cylindrical electrodes 14 are incorporated into one etching apparatus, making it possible to simultaneously etch a large number of substrates.
第4図は本発明による別の実癩例における電極構造を示
す。FIG. 4 shows an electrode structure in another example of leprosy according to the present invention.
第3図の場合と同様多数の円筒状電極より構盛されてい
るが筒状電極の極性が第3図の場合と逆になっている点
が異る。As in the case of FIG. 3, it is composed of a large number of cylindrical electrodes, but the difference is that the polarity of the cylindrical electrodes is reversed.
第5図は本発明による別の実症例における電極構造であ
る。FIG. 5 shows an electrode structure in another actual case according to the present invention.
図において、14は中空筒状一極、15は陽極に電圧を
印加するDC電源、16はエッチングすがき基板であり
、51は両面開放の中空筒状陽極、である。In the figure, 14 is a hollow cylindrical single pole, 15 is a DC power source that applies voltage to the anode, 16 is an etching substrate, and 51 is a hollow cylindrical anode with both sides open.
この実癩例においても単一装置内に基板を非常に多数収
納できるため、大量生産用として非常に有効である。This example also allows a large number of substrates to be stored in a single device, making it very effective for mass production.
次の表は本発明により使用された弗化塩化炭化水素Jス
の種類とこれによるシリコンのエッチング速度を、同一
条件でアルゴンを用いた場合と比較して示したものであ
る。The following table shows the types of fluorochlorinated hydrocarbons used in accordance with the present invention and the etching rate of silicon using them, in comparison to when argon was used under the same conditions.
このように本発明によれば、中空筒状電極による放電を
利用するため、イオン化の確率が非常に高く、プラズマ
密度が高いため、基板に衝突するイオン化粒子が増大し
、その衝突によるエッチング速度が非常に犬となるばか
りでなく、弗化塩化炭化水素ガスを用いてイオン化して
いるため、弗化塩化炭化水素ガスから発生した塩素イオ
ン及び弗素イオンなどと基板構成物質との間で化学反応
が起こり、揮発生物質が生成し、これによりエッチング
速度が飛躍的に増大する効果がある。As described above, according to the present invention, since the discharge from the hollow cylindrical electrode is utilized, the probability of ionization is very high and the plasma density is high, so the number of ionized particles that collide with the substrate increases, and the etching rate due to the collision increases. Not only does it become extremely toxic, but because it is ionized using fluorochlorohydrocarbon gas, chemical reactions occur between chlorine ions, fluoride ions, etc. generated from the fluorochloride hydrocarbon gas and the substrate constituent materials. This occurs and volatile substances are generated, which has the effect of dramatically increasing the etching rate.
本発明の実捲例では中空円筒状電極を用いたがこの電極
は円筒である必要はなく、多角形型でも良く、又、中空
を形成する壁面は全て閉じてある必要はなく、プラズマ
が漏れない程度の空間が随所に存在していても良い。Although a hollow cylindrical electrode was used in the actual winding example of the present invention, this electrode does not have to be cylindrical and may be polygonal, and the walls forming the hollow do not need to be all closed to prevent plasma from leaking. There may be spaces everywhere.
又、筒状電極の電位は正でも負でもいずれでも良いこと
はいうまでもない。Further, it goes without saying that the potential of the cylindrical electrode may be either positive or negative.
さらに、電源として高周波電源を用いてプラズマを筒状
電極内に発生させても同様な効果を生ぜしめることはも
ちろんである。Furthermore, it goes without saying that the same effect can be produced even if plasma is generated within the cylindrical electrode using a high frequency power source as the power source.
第1図〜第5図は本発明による第1〜第5の実癩方法を
示すイオンエッチング装置の構成図である。
図において、11・・・・・・真空容器、12・・・・
・・導管、13・・・・・・ガス導入管、14・・・・
・・中空円筒電極、15・・・・・・直流電源、16・
・・・・・基板、17・・・・・・絶縁体、23・・・
・・・バリアブルリークバルブ、27・・・・・・底板
、51・・・・・・両面開放筒状電極である。1 to 5 are configuration diagrams of an ion etching apparatus showing first to fifth leprosy methods according to the present invention. In the figure, 11... vacuum container, 12...
... Conduit, 13... Gas introduction pipe, 14...
...Hollow cylindrical electrode, 15...DC power supply, 16.
...Substrate, 17...Insulator, 23...
... variable leak valve, 27 ... bottom plate, 51 ... double-sided open cylindrical electrode.
Claims (1)
された中空筒状電極および基板g;該真空容器内にエッ
チングガスを導入するガス導入系とからなるイオンエッ
チング装置を用いて該基板のエッチングを行うイオンエ
ッチング方法において、該エッチングガスとして弗化塩
化炭化水素ガスを該真空容器内に導入し、該中空筒状電
極内でグロー放電を発生させこれによりエッチングを行
うイオンエッチング方法。1. The substrate is etched using an ion etching apparatus consisting of a vacuum container that can be evacuated, a hollow cylindrical electrode and the substrate g arranged in the vacuum container, and a gas introduction system that introduces etching gas into the vacuum container. An ion etching method for etching, wherein a fluorochlorohydrocarbon gas is introduced into the vacuum container as the etching gas, and a glow discharge is generated within the hollow cylindrical electrode, thereby etching.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9872775A JPS5812339B2 (en) | 1975-08-13 | 1975-08-13 | Ion etching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9872775A JPS5812339B2 (en) | 1975-08-13 | 1975-08-13 | Ion etching method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5221232A JPS5221232A (en) | 1977-02-17 |
JPS5812339B2 true JPS5812339B2 (en) | 1983-03-08 |
Family
ID=14227545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9872775A Expired JPS5812339B2 (en) | 1975-08-13 | 1975-08-13 | Ion etching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5812339B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62141345U (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-07 | ||
JPH0327628U (en) * | 1989-07-20 | 1991-03-20 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5687665A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-16 | Toshiba Corp | Ion etching method |
JPH0426170Y2 (en) * | 1986-10-06 | 1992-06-24 |
-
1975
- 1975-08-13 JP JP9872775A patent/JPS5812339B2/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62141345U (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-07 | ||
JPH0327628U (en) * | 1989-07-20 | 1991-03-20 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5221232A (en) | 1977-02-17 |
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