JPS5853832A - プラズマエツチング装置 - Google Patents
プラズマエツチング装置Info
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- JPS5853832A JPS5853832A JP15139481A JP15139481A JPS5853832A JP S5853832 A JPS5853832 A JP S5853832A JP 15139481 A JP15139481 A JP 15139481A JP 15139481 A JP15139481 A JP 15139481A JP S5853832 A JPS5853832 A JP S5853832A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１，８ｉ０２．Ｐｏ１ｙ−８ｉ ｔＡＪ等のプ
ラズマエツチング装置−に関するものである。
ラズマエツチング装置−に関するものである。
近年、集積回路は微細化の一途をたどヤ、最近、最小パ
ターン寸法が１〜２ ｉｍの超Ｌ８Ｉも試作、開発され
るド至っている。この超微細加工にはプラズマエツチン
グ技術は欠くことのできないものとなっている０本技術
は通常、平行平板型電極を有する反応容器Ｋ ＣＦ４１
にどの反応性ガスを導入し、これに＾周波電力（例えば
、１３．５６ＭＨｚ ）を印加することによ抄グロー放
電を生じせしめグツズｉ中の正イオンを陰極（高周波電
力印加の電極）面に生じる陰極降下電圧（以下Ｖｄｃと
称す）によって加速し、試料にイオンを垂直に入射させ
てこれをエツチングするもので反応性イオンエツチング
（ａｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｐｌｔｃｈｉｎｇ；ＲＩ
ＩＩ ）と呼ばれている。
ターン寸法が１〜２ ｉｍの超Ｌ８Ｉも試作、開発され
るド至っている。この超微細加工にはプラズマエツチン
グ技術は欠くことのできないものとなっている０本技術
は通常、平行平板型電極を有する反応容器Ｋ ＣＦ４１
にどの反応性ガスを導入し、これに＾周波電力（例えば
、１３．５６ＭＨｚ ）を印加することによ抄グロー放
電を生じせしめグツズｉ中の正イオンを陰極（高周波電
力印加の電極）面に生じる陰極降下電圧（以下Ｖｄｃと
称す）によって加速し、試料にイオンを垂直に入射させ
てこれをエツチングするもので反応性イオンエツチング
（ａｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｐｌｔｃｈｉｎｇ；ＲＩ
ＩＩ ）と呼ばれている。
しかし、この平行平板電極によるＲＩＩＩでは、例えば
ＣＦ４−）Ｈ２ガスを用％／％九８１０．のエツチング
速度は、高々３００〜４００ Ｘ／ｍｌｎで６１，１ｍ
ｍ厚ノ８１０．をエツチングするのに約４０分も要し、
量産性の点でこの極めて低いエツチング速度は極めて重
大な問題となっている。またｓ ｋｌ Ｆ） ＲＩＢで
は通常ＣＣＩ ４ （＋Ｃ４ｇ ）を主（用−るが、エ
ツチング速度は約１０００ｙＬ／ｍｉａでｊｊｍ厚の厚
さに対して数１０分、あるいけ、リンドープＰｏ ｌ
ｙ−８１のＲＩＢではＣＢｒＦ３（＋Ｃｊ２）ガスを用
いてエツチング速度は５００ Ｘ／ｍｌｎで、４０００
λの厚さく対して８分と８１０．程ではないが比較的低
く、これらの速いエツチングも同様に望まれている。
ＣＦ４−）Ｈ２ガスを用％／％九８１０．のエツチング
速度は、高々３００〜４００ Ｘ／ｍｌｎで６１，１ｍ
ｍ厚ノ８１０．をエツチングするのに約４０分も要し、
量産性の点でこの極めて低いエツチング速度は極めて重
大な問題となっている。またｓ ｋｌ Ｆ） ＲＩＢで
は通常ＣＣＩ ４ （＋Ｃ４ｇ ）を主（用−るが、エ
ツチング速度は約１０００ｙＬ／ｍｉａでｊｊｍ厚の厚
さに対して数１０分、あるいけ、リンドープＰｏ ｌ
ｙ−８１のＲＩＢではＣＢｒＦ３（＋Ｃｊ２）ガスを用
いてエツチング速度は５００ Ｘ／ｍｌｎで、４０００
λの厚さく対して８分と８１０．程ではないが比較的低
く、これらの速いエツチングも同様に望まれている。
エツチング速度を向上亨せるには、例えばＲＦ電力を増
加させることにより幾分エツチング速度は向上するが、
逆にＢＰ電力の熱への変換による損失により、フォトレ
ジストの劣化・や変質が大きくなり、ｔた、Ｖｄｃの増
大によってデバイスへの損傷も助長される結果となる。
加させることにより幾分エツチング速度は向上するが、
逆にＢＰ電力の熱への変換による損失により、フォトレ
ジストの劣化・や変質が大きくなり、ｔた、Ｖｄｃの増
大によってデバイスへの損傷も助長される結果となる。
従って、現在これらの問題点を避ける丸めエツチング速
ｗｔ犠性にしてもＲＦ電力をできるだけ下げて用いられ
ているのが現状である。この本質的な原因は、 ＲＦ
によるグロー放電においては、導入ガスのイオン化効率
が１−以下という低効率という点にある。
ｗｔ犠性にしてもＲＦ電力をできるだけ下げて用いられ
ているのが現状である。この本質的な原因は、 ＲＦ
によるグロー放電においては、導入ガスのイオン化効率
が１−以下という低効率という点にある。
これに対して、本発明者等は、最近Ｒ１’のグロー放電
に代り、 ＢＰ印加の電極下に永久磁石からなる磁場
発生手段を設け、 ＢＰ電力による電界と直交する磁
界を形成して電子を（電界）×（磁界）方向くドリフト
運動させ、かつ、この電子軌道を閉回路とすることによ
って電子とガス分子との衝突解離を促進して放電効率を
向上させ九マグネトロン放電を用いたエツチング装置及
びエツチング方法について提案を行った。
に代り、 ＢＰ印加の電極下に永久磁石からなる磁場
発生手段を設け、 ＢＰ電力による電界と直交する磁
界を形成して電子を（電界）×（磁界）方向くドリフト
運動させ、かつ、この電子軌道を閉回路とすることによ
って電子とガス分子との衝突解離を促進して放電効率を
向上させ九マグネトロン放電を用いたエツチング装置及
びエツチング方法について提案を行った。
第１図にその装置の１例を示しである。同図において（
１−ａ〜Ｃ）は永久磁石であり、エツチング（整合）回
路（２）を介して高周波電力（３）が印加される非磁性
材料からなる被エツチング物（６）載置の電極（陰極）
（５）の下部に非接触の状態で配置されている。永久磁
石（１−ａ、ｃ）と（１−ｂ）との磁極間隙は閉ループ
状を為している。を九、αりは磁性材料、例えば軟鉄よ
りなる１−りでＴｏＤ、全体として１方向に走査するた
めモータ（４）に連結され九箱型の容器に収納されて−
る。同図の場合磁石は紙面に直角方向に動いているもの
とする０以上説明し九陰極下部を構成する永久磁石、ポ
ールピース等は接地され陽極を構成する反応容器（８）
内に納められており、排気系ａ・へ通気孔（９）を介し
て真空的に連結している。を九Ｉは、陰極上の放電が前
記陰極下部へ入り込まない様（するためのダークスペー
スシールドである。この様な装置構成にするととによっ
て、マツチング回路（２）を介して印加される高周波電
力（３）により発生する陰極（５）の直流電界と永久磁
石（１−ａ〜Ｃ）により発生する磁界とを直交させるこ
とができ、さらに、この直交電磁界の作用によ抄生成す
る非常に高密度のマグネトロン放電領域Ｉを試料（６）
面上で走査することが可能とな抄、従って試料を高速に
、かつ均一性良くエツチングすることが可能となう九、
実際、 ５ＩＯ２のの選択比も１５以上の結果が得られ
るようになった。さらに、 Ｐｏ１ｙ−８ｉ、ＡＪ−８
ｉのエツチングもＣ１２／Ｈ２，ＣＢｒＰｓ／Ｃｈ Ｃ
Ｃｌ４／ Ｃ１ｈ 等ｆ） ａ 合力Ｘ ｔ ４ｂ チ
イることにより高速化が可能になった。
１−ａ〜Ｃ）は永久磁石であり、エツチング（整合）回
路（２）を介して高周波電力（３）が印加される非磁性
材料からなる被エツチング物（６）載置の電極（陰極）
（５）の下部に非接触の状態で配置されている。永久磁
石（１−ａ、ｃ）と（１−ｂ）との磁極間隙は閉ループ
状を為している。を九、αりは磁性材料、例えば軟鉄よ
りなる１−りでＴｏＤ、全体として１方向に走査するた
めモータ（４）に連結され九箱型の容器に収納されて−
る。同図の場合磁石は紙面に直角方向に動いているもの
とする０以上説明し九陰極下部を構成する永久磁石、ポ
ールピース等は接地され陽極を構成する反応容器（８）
内に納められており、排気系ａ・へ通気孔（９）を介し
て真空的に連結している。を九Ｉは、陰極上の放電が前
記陰極下部へ入り込まない様（するためのダークスペー
スシールドである。この様な装置構成にするととによっ
て、マツチング回路（２）を介して印加される高周波電
力（３）により発生する陰極（５）の直流電界と永久磁
石（１−ａ〜Ｃ）により発生する磁界とを直交させるこ
とができ、さらに、この直交電磁界の作用によ抄生成す
る非常に高密度のマグネトロン放電領域Ｉを試料（６）
面上で走査することが可能とな抄、従って試料を高速に
、かつ均一性良くエツチングすることが可能となう九、
実際、 ５ＩＯ２のの選択比も１５以上の結果が得られ
るようになった。さらに、 Ｐｏ１ｙ−８ｉ、ＡＪ−８
ｉのエツチングもＣ１２／Ｈ２，ＣＢｒＰｓ／Ｃｈ Ｃ
Ｃｌ４／ Ｃ１ｈ 等ｆ） ａ 合力Ｘ ｔ ４ｂ チ
イることにより高速化が可能になった。
さらに、本発明者等の鋭意研究の結果、第２図に示した
ような事実が明らかとな−）九、まず四は上記説明し九
マグネトロン放電を用いたエツチング載置において、永
久磁石を走査させずに固定し、試料（６）を放電路上に
載置させてエツチングを行なったと舞の、放電状態とエ
ツチング速度を示し九もので、工ｙチング圧力、 ０．
０１Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力、３００ＶＶ、ＣＩ−Ｉ）’３
．Ｈ２各２０ＳＣＣＭ−ｅ６る。
ような事実が明らかとな−）九、まず四は上記説明し九
マグネトロン放電を用いたエツチング載置において、永
久磁石を走査させずに固定し、試料（６）を放電路上に
載置させてエツチングを行なったと舞の、放電状態とエ
ツチング速度を示し九もので、工ｙチング圧力、 ０．
０１Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力、３００ＶＶ、ＣＩ−Ｉ）’３
．Ｈ２各２０ＳＣＣＭ−ｅ６る。
（ロ）は、同様に永久磁石を固定し、放電路の外側（テ
フロン板ｔｉｎ （厚さ１５ｍ１）を配置し九ときの放
゛鑞の状態とエツチング速度を示し九ものである。
フロン板ｔｉｎ （厚さ１５ｍ１）を配置し九ときの放
゛鑞の状態とエツチング速度を示し九ものである。
（Ａ）の場合、放電路に集中する高密度のプラズマ領域
の他に、放電路の外側に弱いプラズマ領域が生じること
がわか抄、その時のエツチング速度は、約１゜θμｍ／
ｍｉｎであった。これに対して（ロ）の場合高密度のプ
ラズマ領域だけが観察されエツチング速度は、３μｍ／
ｍｉｎ以上と内に比べて３倍以上の速度が得られ九、こ
のように、エツチング速度が飛−的に増大する理由につ
いて詳細は明らかでは々゛い。しかし、永久磁石（１−
ａ、ｃ）から外方に向って形成される磁界の位置にテフ
ロン板ａηを設ける事によＬその位置での電界及び磁界
による放電がなくなり、その分磁石間上に電力が集中し
た効果があるものと思われる。
の他に、放電路の外側に弱いプラズマ領域が生じること
がわか抄、その時のエツチング速度は、約１゜θμｍ／
ｍｉｎであった。これに対して（ロ）の場合高密度のプ
ラズマ領域だけが観察されエツチング速度は、３μｍ／
ｍｉｎ以上と内に比べて３倍以上の速度が得られ九、こ
のように、エツチング速度が飛−的に増大する理由につ
いて詳細は明らかでは々゛い。しかし、永久磁石（１−
ａ、ｃ）から外方に向って形成される磁界の位置にテフ
ロン板ａηを設ける事によＬその位置での電界及び磁界
による放電がなくなり、その分磁石間上に電力が集中し
た効果があるものと思われる。
本発明は上記の事実Ｋｉｔづいてなされたものであり、
すなわち、被エツチング物が載置される陰極ｈＫ％マグ
ネト四ン放電領域を囲む如く閉ループ周辺の陰極上に絶
縁部材を配置し、マグネトロン放電領域と共に前記絶縁
部材が陰極面上を移動する様にして、より高速のエツチ
ングを可能にし九プラズマエツチング装置を提供するも
のである。
すなわち、被エツチング物が載置される陰極ｈＫ％マグ
ネト四ン放電領域を囲む如く閉ループ周辺の陰極上に絶
縁部材を配置し、マグネトロン放電領域と共に前記絶縁
部材が陰極面上を移動する様にして、より高速のエツチ
ングを可能にし九プラズマエツチング装置を提供するも
のである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第３図は本発明を説明する丸めの図で、全体としてはＩ
ｓ１図に示したものと同じである。鰭は、配置し九絶縁
部材（ここではテフロンを使用した）でマグネレ令走査
用の軸に連結されマグネットと同期して動く、形状は第
２図において説明したように放電路の外側を覆うようＫ
なっており幅は３９１１１、厚さは１５ｍ１１であ抄、
試料と間隙は０．１闘でらる。この方法を用いて、エツ
チングを行ない従来方法と同一条件でのエツチング速度
を比較し九とζろ上記固定してエツチングし丸場合と同
様３倍以上のエツチング速度が得られた。尚、実験の結
果、試料との間隙及び絶縁物の厚さは、エツチングに影
響をも九らし、試料との間隙はプラズマが入や込まない
様に電子の平均自由行程以下にする事が望ましく、さら
に絶縁物の厚さは、その表面において磁界の強さがゼロ
となる厚さが好ましいことが判明しえ。
ｓ１図に示したものと同じである。鰭は、配置し九絶縁
部材（ここではテフロンを使用した）でマグネレ令走査
用の軸に連結されマグネットと同期して動く、形状は第
２図において説明したように放電路の外側を覆うようＫ
なっており幅は３９１１１、厚さは１５ｍ１１であ抄、
試料と間隙は０．１闘でらる。この方法を用いて、エツ
チングを行ない従来方法と同一条件でのエツチング速度
を比較し九とζろ上記固定してエツチングし丸場合と同
様３倍以上のエツチング速度が得られた。尚、実験の結
果、試料との間隙及び絶縁物の厚さは、エツチングに影
響をも九らし、試料との間隙はプラズマが入や込まない
様に電子の平均自由行程以下にする事が望ましく、さら
に絶縁物の厚さは、その表面において磁界の強さがゼロ
となる厚さが好ましいことが判明しえ。
本実施例においては、 ８１０．のエツチングにつｉて
説明し九が入Ｉ ＪｐＰｏ ｌ ｙ−８１のエツチング
についても適用できる仁とは明らかである。
説明し九が入Ｉ ＪｐＰｏ ｌ ｙ−８１のエツチング
についても適用できる仁とは明らかである。
第１図は本発明の基礎となった装置の断面図、第２図（
Ａ）＠は１本発明の効果を示す上面図、第３図は、本発
明を説明すゐ丸めの断面図である。 図において、 （ト１〜Ｃ）・・・永久磁石、（２）・・・マツチング
回路（３）・・・ＲＦ電源、（４）・・・モーター、（
５）・・・陰極、（６）・・・試料、（７）・・・ガス
導入口、（８）・・・反応容器、・９）・・・通気孔、
Ｑ・・・・排気系、ａυ・・・ダークスペースシールド
、Ｑａ・・・ミータ、 ａＳ・・・高密度ブラズＶ。 ａ４・・・グロー放電、０ト・・水冷バイブｓ １１・
・・水。 αη・・・絶縁物、０口・・・放電路。 代理人 弁理士 剛 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 第２図 Ｌ／’？）
Ａ）＠は１本発明の効果を示す上面図、第３図は、本発
明を説明すゐ丸めの断面図である。 図において、 （ト１〜Ｃ）・・・永久磁石、（２）・・・マツチング
回路（３）・・・ＲＦ電源、（４）・・・モーター、（
５）・・・陰極、（６）・・・試料、（７）・・・ガス
導入口、（８）・・・反応容器、・９）・・・通気孔、
Ｑ・・・・排気系、ａυ・・・ダークスペースシールド
、Ｑａ・・・ミータ、 ａＳ・・・高密度ブラズＶ。 ａ４・・・グロー放電、０ト・・水冷バイブｓ １１・
・・水。 αη・・・絶縁物、０口・・・放電路。 代理人 弁理士 剛 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 第２図 Ｌ／’？）
Claims (1)
- 陽極及び被エツチング−が載置される陰極を備えた反応
容器と、前記、陰極下に設けられ、陰極面と対向する閉
ループ状の磁極間隙を備えた磁場発生手段と、前記閉ル
ープ上のマグネトロン放電領域を囲む如く閉ループ周辺
の陰極上に設けられた絶縁部材と、前記マグネトロン放
電領域と共（前記絶縁部材が陰極面上を移動するように
する手段とを具備して成る事を特徴とするプラズマエツ
チング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15139481A JPS5853832A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | プラズマエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15139481A JPS5853832A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | プラズマエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5853832A true JPS5853832A (ja) | 1983-03-30 |
Family
ID=15517619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15139481A Pending JPS5853832A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | プラズマエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853832A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4631106A (en) * | 1984-09-19 | 1986-12-23 | Hitachi, Ltd. | Plasma processor |
| US5223085A (en) * | 1990-02-20 | 1993-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma etching method with enhanced anisotropic property and apparatus thereof |
-
1981
- 1981-09-26 JP JP15139481A patent/JPS5853832A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4631106A (en) * | 1984-09-19 | 1986-12-23 | Hitachi, Ltd. | Plasma processor |
| US5223085A (en) * | 1990-02-20 | 1993-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma etching method with enhanced anisotropic property and apparatus thereof |
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