JPS5913327A - ドライエツチング装置 - Google Patents

ドライエツチング装置

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JPS5913327A
JPS5913327A JP12210482A JP12210482A JPS5913327A JP S5913327 A JPS5913327 A JP S5913327A JP 12210482 A JP12210482 A JP 12210482A JP 12210482 A JP12210482 A JP 12210482A JP S5913327 A JPS5913327 A JP S5913327A
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JP
Japan
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etched
cathode
cooled
thickness
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP12210482A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Okano
晴雄 岡野
Takashi Yamazaki
隆 山崎
Yasuhiro Horiike
靖浩 堀池
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP12210482A priority Critical patent/JPS5913327A/ja
Publication of JPS5913327A publication Critical patent/JPS5913327A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、被エツチング物の機械的押えを具備したドラ
イエツチング装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
近年、集積回路は微細化の一途をたど力、最近では最少
寸法が1〜2μmの超L8Iも試作されるに至っている
。この微細加工には、平行平板型電接を有L、試料載置
の電極に高周波電力を印加することによりグロー放電を
生じせしめ、プラズマ中の正イオンを陰極上に生じる陰
極降下電圧(負の自己バイアス;例えば、H,S、 B
utler and G、 8. Ktno。
Thephysics of Fluids、 6.1
3(1963)参照)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(RIPりと呼ばれている。しかし、
とのRTBでは、例えば、CF4/Hlガスを用いたs
io、のエツチング速度は高々300〜400 X/m
lnであり、1μm厚のSin、をエツチングするのに
30分以−ヒも有するなど、量産性の点で、この極めて
低いエツチング速度は重大な問題となっている。この低
いエツチング速度の主なる原因は、イオン化効率が10
−4〜10−6と極めて低いグロー放電を用いている点
にある。
最近本発明者等は、放電のイオン化効率の非常に大きな
高度反応性イオンエツチング装置について提案(特願昭
55−173821 )を行った。この提案は、イオン
化効率の向上が高速のエツチング速度をもたらすという
基本概念に基すいて行われたものである。第1図を用い
、その高速エツチング装置の概略について船、明する。
反応容器は水冷され、かつ、高周波電力(2)に印加で
きる様にした陰極(4)により2つの領域に分離されて
いる。1つは、被エツチング物(8)が買れたエツチン
グ領域(3)であり、他の1つは、磁場発生のためのマ
グネットアセンブリ(1)が置れた高真空領域(+!1
9である。マグネットアセンブリ(1)は、軟鉄板上に
設けられた上面がN極を示す永久磁石と、これを取り囲
む上面が8極の永久磁石から成る。ここで、前記自己バ
イアスによる被エツチング物上の直流電界(2))と、
前記マグネットアセンブリによる磁界(B)とによって
生じる電子のWXB方向へのドリフト運動によりプラズ
マの高密度が達成される。また、陰極(4)下の領域、
0りは強い磁場が存在するため放電しやすく、そのため
、放電防止のために10”−’ Torr以下の高真空
に保たれている。一方領域3は1O−ITorr程度で
ある。実際のエツチングは、前記マグネットアセンブリ
の機械的な一方向走査(I61に同期したプラズマルー
プ(7)の被エツチング物上での繰返し走査により均一
に行われる。第2図は、この装置により810!をエツ
チングした時のエツチング速度。
陰極降下電圧Vdcと表面磁界の強さを示したものであ
る。その結果、磁場の増加と共にVdcは単調に減少す
るのに対して、8i0.のエツチング速度は逆に大きく
なシ、例えば、磁iの強さ100OGにオイテ、エツチ
ング速度は、1.Q μrPL/min 、 Vdcは
200vという値が得られている。この結果は、グルー
放電のイオン化効率がマグネトロン放電を用いることに
より向上したことに起因している。また、磁場の増加に
よるVdcの低下は、電子の垂直方向の易動度の減少に
よる。(例えば、H,Dkano。
T、Yanazaki、 Y、Horiike、 Pr
oc、 3rd Symp、 On PryProce
sses、 P、69(1981)か照) Vdcの低
下は、試料表面へ入射するイオンエネルギの低下を意味
しており、デバイスへのダメージが大幅に軽減化される
。以上説明した様に、高速RIB装置の最大の特徴は、
被エツチング物上で100OG以−ヒの強磁場を実現し
、vdcを低下させると同時にエツチング速度を大幅に
大きくできることにある。このためには、第3図に示す
様にマグネットアセンブリ0υから被エツチング物01
までの間隔’+(1’Jをできるだけ狭くする必要があ
り、従って、陰極の厚みは3〜4朋という極めて薄いも
のとなる。一方、骸陰極上の破エツチング物01は、エ
ツチングマスク(し□シスト)の劣化をさけるため、見
分冷却されていることが必須であり、この丸め、静電チ
ャック方法や、第3図に示す様な機械的チャッキング方
法が用いられる。しかし、静電チャック方法は被エツチ
ング物そのものへの帯電による絶縁膜破壊やゴミの静電
付着などが予想され、また、静チャックのための高電圧
を切っても、静電電極上の絶縁膜の双極子緩和時間が比
較的長いために、チャッキングが直ぐにはけずれ々いな
どの問題があり、実用化されていないのが現状である。
これに対して、機械的チャッキングの場合には、以上の
様な問題は発生しない。しかし、被エツチング物接触部
の厚さdeca)は、そこでのプラズマループ(7)の
乱れによる均一性の低下を防止するため、1〜2 mm
と非常に薄くする必要がアシ、このため大口径の被エツ
チング物を均一に水冷陰極(4)KM接触させる力を発
生させることが困難である。また、前述した様に陰極板
が極めて薄いため、そりのない水冷板を製作することは
不可能に近く、仮に製作できたとしても、水路のコンダ
クタンスの点で、被エツチング物を充分冷却できないな
どの不都合を生じる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、被エツチング物上に強い磁場を発生さ
せ、■dcを低下させると同時に被エツチング物を十分
冷却できるドライエツチング装置を提供することにある
〔発明の概要〕
本発明は、前記陰極に被エツチング物載置の場所直下と
その周辺で段差を設け、かつ、該段差部に適合した被エ
ツチング物の押えを具備させることにより上記目的を達
成させている。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説
明する。第4図は、本発明の一実施例であり、水冷され
かつ高周波′成力(2邊が印加された陰極(2ツは、被
エツチング物(a直下の陰極部t31)と、その周辺部
(ゼに段差部が設けられている。従って、被エツチング
物押え(肺の被エツチング物接触部(33a) 、 (
33b)の厚さがたとえ1〜2朋と薄くても、押えの強
度は前記段差部の厚みにより、被エツチング物を陰極へ
熱接触させるのに充分であることが判明した。例えば、
マグネットアセンブリから陰極表面までの冶jさを8朋
とすることにより、被エツチング物の厚みを0.5罷と
してC憾翰の厚さは各々5.511.3門なり、押え板
の全厚は(33a) +(33b)を2朋とすると5.
5朋取れることになる。
従って、陰極板のみならず、押え板自身の水冷も可br
な加工全格が生まれ、放電中の(33a) + (33
b)の温度上昇によるそりのために、被エツチング物の
チャッキング力が落ち、レジストが劣化するなどの問題
も解決された。また、エツチング中の押え板、例えI′
1SU8などからの金属汚染を防止するため、通常は(
21i上に、ポリエステル、ポリイミドなどの高分子膜
が形成されているが、本発明によれば、031の温度上
昇による前記高分子膜の劣化も一掃された。
〔発明の他の実施例〕
第5図は本発明の他の実施例であり、被エツチング(2
樽の押えの水冷を、シリコンラバなどの良熱伝導性の弾
性体陰極C32と押え板の間のすき間(至)に挿入し、
これを介して行う場合も、同様の作用効果を確認した。
さらに、第6図は押え板の被エツチング物接触部を、S
i3N4 、 SiCなどのセラミックで構成した実施
例である。この様にすることにより、押え板エツジ(3
5a) 、 (35b)での高分子膜形成の不備による
金属汚染や、高分子膜の劣化の問題は皆無となり、信頼
性は大幅に改善された。なお、被エツチング物直下の陰
極の厚みの増加による磁場の低下は、例えば、8m−C
o系の永久磁石(例えば、商品名;トスレックスT8−
26)などの強磁性体を使用することにより、被エツチ
ング物上の磁界の強さを落すことなく、本発明を実施で
きることが確められた。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば磁場を用いた高速1
1.fEの特徴を保ったtま、被エツチング物を水冷さ
れた陰極に熱接触させることができ、レジストの劣化も
全くなく良好なエツチングが達成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を組込んだ高速R,IE装置の概略図
、第2図は、この装置によシ5i02をエラチンの各実
施例を説明するための図である。これらの図において、
m、(+m・・・マグネットアセンブリ、 C21,(
2n・・高周波電源、(3)・・・エツチング室、 +
4+、C251・・・陰極。 5・・カス導入口、 (6)、031・・・水冷ノくイ
ブ、(7)・・・マグネ) ロン放・K +(8)、+
2I、(イ)・・・被エツチング物、(9)・・グロー
放へ、(1υ・靜・1ホ、チャック、圓・・・テフロン
+ (12)・・・モータ、 (141・N8間隙、(
國  マグネット収納室(高声空室)、IIQ−・マグ
ネットアセンブリの繰返し走査、(1傷・・マグネット
アセンブリと被エツチング物までの距wp、(イ)・押
えの被エツチング物接触部の厚さ、 +21+・・マツ
チング回路、Q、1  水冷された押え板、 +241
・・・高分子膜、@、(2)・・水路、翰・・・段差部
。 (至)・・押え板と陰極の間の隙間、 C(11・・被
エツチング物直下の陰極、 C3L−(31)周辺の陰
極、(33a)、(33b)=  ’押え板の被エツチ
ング−物接触部、 C34)・・シリコンラバl  (
35a)、(3’ab)・・・押え板の被エツチング接
触部のエッヂ。 (7317)代理人弁理士  則 近 憲 佑(ほか1
名)第 11図 績2図 試叫表畑ヒぞ賑昂(ガ′ラス) 第3図 1? 第4図 第5図 三ヨ #16図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽極及び被エツチング物が載置され高周波電力が
    印加される陰極を備えた反応容器に、被エツチングガス
    を導入し、前記陰極裏面に設けたN−8間隙を有する磁
    場発生手段により陰極上に磁場と、前記高周波電力印加
    によシ陰極上に発生する電場とにより高密度のマグネト
    ロンプラズマを形成し、該プラズマを磁場発生手段の機
    械的走査に同期させて一方向に走査しながら、被エツチ
    ング物をエツチングするに際し、前記陰極に、被エツチ
    ング物載置の場所直下とその周辺で段差を設け、かつ、
    該段差部に適合した被エツチング物の押えを具備してな
    ることを特徴とするドライエツチング装置。
  2. (2)前記押えは、水冷又は陰極と紋押えの間にシリコ
    ンラバなどの良熱伝導性の弾性体を介して水冷された陰
    極により冷却されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のドライエツチング装装置。
  3. (3)  前記押えの被エツチング物接触部は、”3N
    4+チング装置。
  4. (4)  前記押えの最上層部には、ポリエステル。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0230128A (ja) * 1988-05-18 1990-01-31 Veeco Instr Inc 基板移送及び冷却方法、並びにその方法を実施するための装置
JPH02308527A (ja) * 1989-05-24 1990-12-21 Hitachi Ltd 真空処理方法及び装置
JPH04130627A (ja) * 1990-09-20 1992-05-01 Fuji Electric Co Ltd プラズマエッチング装置
JP2007294812A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Fujikura Ltd 冷却装置およびプラズマ処理装置

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JP2007294812A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Fujikura Ltd 冷却装置およびプラズマ処理装置

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