JPS5812346B2 - plasma etching equipment - Google Patents

plasma etching equipment

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JPS5812346B2
JPS5812346B2 JP1765281A JP1765281A JPS5812346B2 JP S5812346 B2 JPS5812346 B2 JP S5812346B2 JP 1765281 A JP1765281 A JP 1765281A JP 1765281 A JP1765281 A JP 1765281A JP S5812346 B2 JPS5812346 B2 JP S5812346B2
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JP
Japan
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plasma
plasma etching
electrode
etching
frequency power
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JP1765281A
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Japanese (ja)
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JPS57131373A (en
Inventor
佐藤政明
中村宏明
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造工程におけるドライエッチン
グ用プラズマエッチング装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma etching apparatus for dry etching in the manufacturing process of semiconductor devices.

従来、対向電極型(例えば平行平板型)プラズマエッチ
ング装置としては、カソードカップル型装置及びアノー
ドカップル型装置の二種類が用いられている。
Conventionally, two types of facing electrode type (for example, parallel plate type) plasma etching apparatuses have been used: a cathode couple type apparatus and an anode couple type apparatus.

第1図は上記カソードカップル対向電極型プラズマエッ
チング装置の要部構成の原理的説明図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the main part structure of the cathode couple facing electrode type plasma etching apparatus.

図において、1は被エッチング物、2はカソード(被エ
ツナング物載置側)電極、3はアノード電極、4は高周
波電源、5はプロツキングコンデンサである。
In the figure, 1 is an object to be etched, 2 is a cathode (on the side where the object to be etched is placed), 3 is an anode electrode, 4 is a high frequency power source, and 5 is a blocking capacitor.

高周波電源4に高い周波数(例えば13.56MHz)
のものを用いてプラズマを発生させたとき、イオンが高
周波電界に追従できないため、高周波を印加した側(カ
ソード電極)こセルフバイアス電圧が発生し、この電圧
こよりイオンカ勃速され、方向性をもって高周波印加側
に当たる。
High frequency power source 4 (e.g. 13.56MHz)
When plasma is generated using an electric field, the ions cannot follow the high-frequency electric field, so a self-bias voltage is generated on the side to which the high-frequency wave is applied (cathode electrode). It corresponds to the application side.

従ってエッチングに方向性が出て、サイドエッチングの
ない微細加工が行なわれる。
Therefore, etching becomes directional, and fine processing without side etching is performed.

第2図は前記アノードカップル対向電極型プラズマエッ
チング装置の要部構成の原理的説明図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the main part configuration of the anode couple facing electrode type plasma etching apparatus.

図において、前出のものと同一符号のものは同一又は均
等部分を示すものとする。
In the figures, the same reference numerals as those mentioned above indicate the same or equivalent parts.

6は高周波電源で、アノード電極3に接続ざれている。6 is a high frequency power source, which is connected to the anode electrode 3.

高周波電源6に低い周波数(例えば500kHz)のも
のを用いてプラズマを発生させたときには、イオシが電
界の変化に追従して動くから、アース側の電極(六ソー
ド電極2)に被エッチング物1を置いておくと、方向性
のあるエッチングが行なえる。
When plasma is generated using a low frequency power source 6 (for example, 500 kHz), the sulfur oxide moves following changes in the electric field. If you leave it on, you can perform directional etching.

上述したカソードカップル型(第1図),アノードカッ
プル型(第2図)のどちらの装置においても、エッチン
グレートを上昇させるために、プラズマの密度を上昇さ
せようとすると、必然的に印加電力を増加させねばなら
ず、これはイオンエネルギーの上昇を招いて、素子(半
導体装置)への損傷,マスクのレジストの変質をもたら
すという欠点があった。
In both the cathode-coupled type (Fig. 1) and anode-coupled type (Fig. 2) devices described above, if you try to increase the plasma density in order to increase the etching rate, you will inevitably have to reduce the applied power. This has the disadvantage that the ion energy increases, causing damage to the element (semiconductor device) and deterioration of the resist of the mask.

また、アノードカップル型では高周波のθ側ではイオン
が加速されるが、■側では電子が加速され、電子の被エ
ッチング物1への入射も素子への損傷,マスクのレジス
トの変質をもたらすという欠点があった。
In addition, in the anode-coupled type, ions are accelerated on the θ side of the high frequency, but electrons are accelerated on the ■ side, and the incidence of the electrons on the object to be etched 1 also causes damage to the element and deterioration of the resist of the mask. was there.

本発明は、上記した従来技術における欠点を解消し、素
子(半導体装置)への損傷,レジストの変質を防いだま
ま、エッチングレートを上昇させ、作業効率の向上を図
ったプラズマエッチング装置を提供することを目的とす
るものである。
The present invention eliminates the drawbacks of the conventional technology described above, and provides a plasma etching apparatus that increases the etching rate and improves work efficiency while preventing damage to elements (semiconductor devices) and deterioration of resist. The purpose is to

上記の目的を達成するために、本発明のプラズマエッチ
ング装置は、アノード電極と、被エッチング物を載置す
るカソード電極と、ガス放電によるプラズマを発生させ
かつ上記カソード電極側こイオンを加速させるための高
周波電源を備えてなる対向電極型プラズマエッチング領
域と、該プラズマエッチング領域へプラズマを追加導入
するための導入プラズマ発生部を具備せしめて構成した
,このように構成した本発明の装置では、他の領域(導
入プラズマ発生部)で発生させたプラズマを、エッチン
グ領域に導入することにより、プラズマの密度すなわち
被エッチング物へ到達するイオン電流密度と、被エッチ
ング物こ入射するイオンのエネルギーを独立に制御でき
る。
In order to achieve the above object, the plasma etching apparatus of the present invention includes an anode electrode, a cathode electrode on which an object to be etched is placed, and a device for generating plasma by gas discharge and accelerating ions on the cathode electrode side. In the apparatus of the present invention configured in this way, the apparatus is equipped with an opposed electrode type plasma etching region equipped with a high frequency power source, and an introduction plasma generation section for additionally introducing plasma into the plasma etching region. By introducing the plasma generated in the area (introduced plasma generation part) into the etching area, the density of the plasma, that is, the ion current density reaching the object to be etched, and the energy of the ions incident on the object to be etched can be independently controlled. Can be controlled.

従って、導入するプラズマの密度を変化させることによ
り、プラズマ密度を一定に保ったまま、イオンエネルギ
ーを自由に変えることも可能こなる。
Therefore, by changing the density of the introduced plasma, it is possible to freely change the ion energy while keeping the plasma density constant.

以下本発明を実施例によって詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below using examples.

第3図は本発明の装置の第1の実施例を示すもので、そ
の要部構成の原理的説明図である。
FIG. 3 shows a first embodiment of the apparatus of the present invention, and is a diagram for explaining the principle of the configuration of its main parts.

図こおいて、7は導入プラズマ発生用カソード電極、8
はプラズマエッチング領域用と導入プラズマ発生用を兼
ねた共通アノード電極、9は導入プラズマ発生用の高周
波電源であり、これらによって導入プラズマ発生部が構
成されている。
In the figure, 7 is a cathode electrode for generating introduced plasma, 8
Reference numeral 9 indicates a common anode electrode serving both for the plasma etching region and for generating introduced plasma, and 9 indicates a high frequency power source for generating introduced plasma, and these constitute an introduced plasma generation section.

上記共通アノード電極8はメッシュあるいは孔あき板に
なっており、この電極8とカソード電極7間こは、高周
波電源引こよりプラズマが発生し、そのプラズマが共通
アノード電極8の孔を通してプラズマエッチング領域空
間(共通アノード電極8とカソード電極2の間)に導入
される。
The common anode electrode 8 is a mesh or a perforated plate, and plasma is generated between the electrode 8 and the cathode electrode 7 by drawing a high frequency power supply, and the plasma passes through the holes of the common anode electrode 8 into the plasma etching area space. (between the common anode electrode 8 and the cathode electrode 2).

このように構成された本発明の装置の動作は以下の通り
である。
The operation of the apparatus of the present invention configured as described above is as follows.

装置内は、真空ポンプにより排気ざれ、反応性ガス例え
ばフレオン,四権化炭素等が導入され、所定の圧力例え
ばPa〜数十Paに保たれる。
The inside of the apparatus is evacuated by a vacuum pump, a reactive gas such as freon, carbon tetragonide, etc. is introduced, and the pressure is maintained at a predetermined pressure, for example, Pa to several tens of Pa.

導入プラズマ発生部で発生させたプラズマは、共通アノ
ード8の孔を通してプラズマエッチング領域空間こ導入
されるため、その空間で高周波電源4をこより発生した
プラズマの密度は、導入プラズマを発生させる前より上
昇する。
Since the plasma generated in the introduced plasma generating section is introduced into the plasma etching area space through the hole of the common anode 8, the density of the plasma generated by the high frequency power source 4 in that space is higher than before the introduced plasma is generated. do.

従って、これと同じ密度のプラズマをエッチング領域空
間に単独で発生させる場合(第1図の場合に相当)に比
べ高周波電源4の電力を小さく抑えることができる。
Therefore, the power of the high frequency power source 4 can be kept low compared to the case where plasma of the same density is generated alone in the etching region space (corresponding to the case of FIG. 1).

第4図は本発明の装置の第2の実施例を示すもので、そ
の要部構成の原理的説明図である。
FIG. 4 shows a second embodiment of the apparatus of the present invention, and is a principle explanatory diagram of the main structure thereof.

10はマイクロ波発生源、11は導波管、12は電子サ
イクロトロン共鳴によるプラズマ発生用マグネットコイ
ルである。
10 is a microwave generation source, 11 is a waveguide, and 12 is a magnet coil for plasma generation by electron cyclotron resonance.

この装置は、マイクロ波(例えば2.45GHz)によ
り発生させたプラズマを、第1図に示した従来型と同様
な構造のカソードカップル対向電極型(平行平板型)装
置に拡散させて導入するものであり、プラズマの密度を
上昇させる点で動作は第1の実施例(第3図)のものと
同様である。
This device diffuses and introduces plasma generated by microwaves (for example, 2.45 GHz) into a cathode couple facing electrode type (parallel plate type) device with a structure similar to the conventional type shown in Figure 1. The operation is similar to that of the first embodiment (FIG. 3) in that the plasma density is increased.

以上説明したようこ、本発明のプラズマエツナング装置
では、他の系で発生させたプラズマを、対向電極型プラ
ズマエッチング領域空間に導入することにより、該空間
のプラズマ密度を上昇させることが出来る。
As explained above, in the plasma etching apparatus of the present invention, by introducing plasma generated in another system into the opposed electrode type plasma etching region space, the plasma density in the space can be increased.

従って、同じプラズマ密度を得るのに、従来の装置より
少ない電力を対向電極間こ印加すれずよいことになる。
Therefore, in order to obtain the same plasma density, less power needs to be applied between the opposing electrodes than in the conventional device.

被エッチング物に入射するイオンのエネルギーを決定す
るセルフバイアス電圧は、対向電極間に印加する高周波
電力に依存するから、同じプラズマ密度で比べれば、従
来の装置より入射イオンエネルギーを小さくすることが
できる。
The self-bias voltage that determines the energy of ions incident on the object to be etched depends on the high-frequency power applied between opposing electrodes, so if the plasma density is the same, the incident ion energy can be lower than with conventional equipment. .

このことは、エッチングレートを大きくするような高密
度のプラズマ下でも、イオンエネルギーを低く保つこと
ができ、素子(半導体装置)への損鵠,レジストの変質
を最小限こ抑えられるという利点があることになる。
This has the advantage that the ion energy can be kept low even under high-density plasma that increases the etching rate, minimizing damage to the element (semiconductor device) and deterioration of the resist. It turns out.

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

図面はいずれもプラズマエツナング装置の要部構成の原
理的説明図であり、第1図は従来のカソードカップル対
向電極型,第2図は従来のアノードカップル対向電極型
,第3図は本発明の第1の実施例の装置,第4図は本発
明の第2の実施例の装置を示したものである。 1・・・・・・被エッチング物、2・・・・・・カソー
ド電極、3・・・・・・アノード電極、4,6,9・・
・・・・高周波電源、5・・・・・・プロツキングコン
デンサ、7・・・・・・カソード電極、8・・・・・・
共通アノード電極、10・・・・・・マイクロ波発生源
、11・・・・・・導波管、12・・・・・・マグネッ
トコイル。
The drawings are all principle explanatory diagrams of the main parts of the plasma etching device, and Fig. 1 shows the conventional cathode couple facing electrode type, Fig. 2 shows the conventional anode couple facing electrode type, and Fig. 3 shows the present invention. FIG. 4 shows an apparatus according to a second embodiment of the present invention. 1... Etched object, 2... Cathode electrode, 3... Anode electrode, 4, 6, 9...
...High frequency power supply, 5 ... Blocking capacitor, 7 ... Cathode electrode, 8 ...
Common anode electrode, 10...Microwave generation source, 11... Waveguide, 12... Magnet coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アノード電極と、被エッチング物を載置するカソー
ド電極と、ガス放電によるプラズマを発生させかつ上記
カソード電極側にイオンを加速させるための高周波電源
を備えてなる対向電極型プラズマエッチング領域と、該
プラズマエッチング領域へプラズマを追加導入するため
の導入プラズマ発生部を具備せしめて構成したことを特
徴とするプラズマエッチング装置。
1. A facing electrode type plasma etching region comprising an anode electrode, a cathode electrode on which an object to be etched is placed, and a high frequency power source for generating plasma by gas discharge and accelerating ions toward the cathode electrode; 1. A plasma etching apparatus comprising an introduction plasma generating section for additionally introducing plasma into a plasma etching region.
JP1765281A 1981-02-09 1981-02-09 plasma etching equipment Expired JPS5812346B2 (en)

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JPS61119684A (en) * 1984-11-14 1986-06-06 Ulvac Corp Sputter etching device
US5900103A (en) 1994-04-20 1999-05-04 Tokyo Electron Limited Plasma treatment method and apparatus
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