JPS59139627A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
- Publication number
- JPS59139627A JPS59139627A JP58012729A JP1272983A JPS59139627A JP S59139627 A JPS59139627 A JP S59139627A JP 58012729 A JP58012729 A JP 58012729A JP 1272983 A JP1272983 A JP 1272983A JP S59139627 A JPS59139627 A JP S59139627A
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- magnetic field
- electrodes
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- electrode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドライエツチング装置、特に、高周波放電によ
るプラズマを利用して半導体基板（ウェー・）ヲエッチ
ングするドライエツチング装置に関する。
るプラズマを利用して半導体基板（ウェー・）ヲエッチ
ングするドライエツチング装置に関する。
従来、この種のドライエツチング装置としては、たとえ
ば第１図に示すような構造のものが用いられている。こ
の従来構造において、反応容器１内には平行平板型の上
部電極２と下部電極３が上下に対向配置されている。下
部！？３の上にはサセプタ４が配置され、このサセプタ
４上には被エツチング試料としてウエノ・５が載荷され
ている。ぼた、下部電極３は高周波電源６に接続されて
いる。
ば第１図に示すような構造のものが用いられている。こ
の従来構造において、反応容器１内には平行平板型の上
部電極２と下部電極３が上下に対向配置されている。下
部！？３の上にはサセプタ４が配置され、このサセプタ
４上には被エツチング試料としてウエノ・５が載荷され
ている。ぼた、下部電極３は高周波電源６に接続されて
いる。
反応容器１内はその底部の排気ロアから排気すると共に
、上部からエツチングガス８を導入するようになってい
る。
、上部からエツチングガス８を導入するようになってい
る。
この従来装置でエツチングを行なう場合、ウェハ５の被
エツチング膜がシリコン酸化膜であるかシリコン窒化膜
であるかに応じて、ＯＦ４と０２との混合ガス、あるい
は０２Ｆ６．０３／Ｆ、、ＯＨＦ、等のエツチングガス
８を反応容器１の中に導入する一方、排気ロアから排気
して容器内を一定の圧力に保つ。そして、高周波電源６
によシ下部電極３にたとえば数Ｍ〜数十ＭＨ２の高周波
電力を印加すると、電極２と３との間に高周波放電によ
るプラズマ９が形成される。このプラズマ９によって、
ウェハ５のドライエツチングが行なわれる。
エツチング膜がシリコン酸化膜であるかシリコン窒化膜
であるかに応じて、ＯＦ４と０２との混合ガス、あるい
は０２Ｆ６．０３／Ｆ、、ＯＨＦ、等のエツチングガス
８を反応容器１の中に導入する一方、排気ロアから排気
して容器内を一定の圧力に保つ。そして、高周波電源６
によシ下部電極３にたとえば数Ｍ〜数十ＭＨ２の高周波
電力を印加すると、電極２と３との間に高周波放電によ
るプラズマ９が形成される。このプラズマ９によって、
ウェハ５のドライエツチングが行なわれる。
ところで、従来のドライエツチング装置においては、た
とえばシリコン酸化膜のエツチングを行なう場合、高周
波電力密度０．２〜０．３Ｗ／Ｊ、動作圧力０．０１〜
０．Ｉ Ｔｏｒｒの範囲でエツチング速度Ｖ百Ａでエツ
チングするのが一般的である。このエツチング速度を増
大させるために高周波電力密度を大きくすると、エツチ
ング速度が増大する反面、マスクとして使用される有機
感光性樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷をひき起こして
し１う。
とえばシリコン酸化膜のエツチングを行なう場合、高周
波電力密度０．２〜０．３Ｗ／Ｊ、動作圧力０．０１〜
０．Ｉ Ｔｏｒｒの範囲でエツチング速度Ｖ百Ａでエツ
チングするのが一般的である。このエツチング速度を増
大させるために高周波電力密度を大きくすると、エツチ
ング速度が増大する反面、マスクとして使用される有機
感光性樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷をひき起こして
し１う。
この変形損傷の原因の１つとしては、プラズマ中の電子
が平行平板電極間に印加された高周波電界に追随して加
速され、ウェー・に衝突することによってウェー・の温
度上昇をひき起こし、その結果樹脂膜の変形損傷やエツ
チング速度の増大音生じることが考えられる。また、高
周波電界で加速された電子によるウェー・の電気特性へ
の悪影響も考えられる。
が平行平板電極間に印加された高周波電界に追随して加
速され、ウェー・に衝突することによってウェー・の温
度上昇をひき起こし、その結果樹脂膜の変形損傷やエツ
チング速度の増大音生じることが考えられる。また、高
周波電界で加速された電子によるウェー・の電気特性へ
の悪影響も考えられる。
一方、半導体集積回路の微細パターン形成においては、
たとえばシリコン酸化膜の高速エツチングの必要性も大
きく、有機感光性樹脂膜のパターンをシリコン酸化膜に
精度良く転写Ｌ７なければならない。そのためには、樹
脂膜に変形損傷があってはならず、樹脂膜のエツチング
速度をできるだけ小さくする磨製がある。さらに、ウェ
ハの下地基板の電７特性に対する悪影響全極力小さくし
なければならない。
たとえばシリコン酸化膜の高速エツチングの必要性も大
きく、有機感光性樹脂膜のパターンをシリコン酸化膜に
精度良く転写Ｌ７なければならない。そのためには、樹
脂膜に変形損傷があってはならず、樹脂膜のエツチング
速度をできるだけ小さくする磨製がある。さらに、ウェ
ハの下地基板の電７特性に対する悪影響全極力小さくし
なければならない。
本発明の目的は、前記課題に鑑み、マスクとしての有機
感光性樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷やエツチング速
度の増大を極力抑制しながら、またウェハの下地基板の
１！気特性の劣化をひき起こすことなく、被エツチング
ウェハの速度エツチングが可能なドライエツチング装置
を提供することにある。
感光性樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷やエツチング速
度の増大を極力抑制しながら、またウェハの下地基板の
１！気特性の劣化をひき起こすことなく、被エツチング
ウェハの速度エツチングが可能なドライエツチング装置
を提供することにある。
以下、本発明を図面に示す実施例にしたがって詳細に説
明する。
明する。
第２図は本発明によるドライエツチング装置の第１実施
例を示す概略断面図を示す。
例を示す概略断面図を示す。
この実施例におけるドライエツチング装置はシリコン酸
化膜の微細パターンエツチングのために適用した例であ
シ、第１図の従来例と対応する部分には同一符号を付し
て示す。
化膜の微細パターンエツチングのために適用した例であ
シ、第１図の従来例と対応する部分には同一符号を付し
て示す。
第２図の実施例では、平行平板電極のうちの上部電極２
の下側に、磁界発生手段としての永久磁石１０が設置さ
れている。この永久磁石１０は、電極２と３の間に高周
波電力で形成されるプラズマ９における高周波電界の方
向１１に対して直交する磁界１２を作９出す。また、永
久磁石１０のプラズマ９に対する露串面は、永久磁石Ｌ
（ｌプラズマ９による腐食、さびの発生から保護する保
獲膜１３で被覆されている。この保護膜１３はたとえば
石英、フッ素樹脂、シリコン、高純度アルミニウム等よ
シなる。
の下側に、磁界発生手段としての永久磁石１０が設置さ
れている。この永久磁石１０は、電極２と３の間に高周
波電力で形成されるプラズマ９における高周波電界の方
向１１に対して直交する磁界１２を作９出す。また、永
久磁石１０のプラズマ９に対する露串面は、永久磁石Ｌ
（ｌプラズマ９による腐食、さびの発生から保護する保
獲膜１３で被覆されている。この保護膜１３はたとえば
石英、フッ素樹脂、シリコン、高純度アルミニウム等よ
シなる。
本実施例においては、下部電極２の下側に永久磁石１０
を設けたことにより、電極２と３の間に形成されるプラ
ズマ９中の電子は相直交する電界と磁界の作用を受けて
サイクロイド運動を行ない、電極２と３の間に長時間滞
在するので、その電子はエツチングガス８の解離のため
に有効に使用され、解離効率ヲ高めることができる。そ
れと同時に、電界方向１１への電子の運動エネルギーは
永久磁石１０からの磁界の作用によシ弱められ、ウェハ
５に入射する電子のエネルギーは小さいので、ウェハ５
の温度上昇はより小さくなる。
を設けたことにより、電極２と３の間に形成されるプラ
ズマ９中の電子は相直交する電界と磁界の作用を受けて
サイクロイド運動を行ない、電極２と３の間に長時間滞
在するので、その電子はエツチングガス８の解離のため
に有効に使用され、解離効率ヲ高めることができる。そ
れと同時に、電界方向１１への電子の運動エネルギーは
永久磁石１０からの磁界の作用によシ弱められ、ウェハ
５に入射する電子のエネルギーは小さいので、ウェハ５
の温度上昇はより小さくなる。
したがって、本実施例によれば、ウェハ５の有機感光性
樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷やエツチング速度増大
全抑制し、かつウェー・５の温度上昇を抑制しながら、
ウニ・・５の被エツチング部分のエツチング速度を増大
させることができる。
樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷やエツチング速度増大
全抑制し、かつウェー・５の温度上昇を抑制しながら、
ウニ・・５の被エツチング部分のエツチング速度を増大
させることができる。
なお、永久磁石１０は前記実施例とは逆に下部電極３の
側に設けてもよく、また両電極２．３に設けてもよい。
側に設けてもよく、また両電極２．３に設けてもよい。
第３図は、上部電極２の下側と下部電極３の下側とに永
久磁石１０を設けた場合の一実施例を示す。
久磁石１０を設けた場合の一実施例を示す。
第４図は本発明の他の実施例を示す。この実施例はマス
クとして薄い有機感光性樹脂膜（レジスト膜）を用いて
シリコン窒化膜のエツチングを行なうためのドライエツ
チング装置として使用できる。
クとして薄い有機感光性樹脂膜（レジスト膜）を用いて
シリコン窒化膜のエツチングを行なうためのドライエツ
チング装置として使用できる。
第４図の実施例では、上部電極２の下側に永久磁石１０
を設置すると共に、電極２と３のほぼ中間位置には第３
の電極としてメソシュ電極１４會電極２および３と平行
に介設し７ている。このメツシュ電極１４は外部バイア
ス電源１５と接続され、正または負のバイアス印加に受
けるかあるいは接地される。
を設置すると共に、電極２と３のほぼ中間位置には第３
の電極としてメソシュ電極１４會電極２および３と平行
に介設し７ている。このメツシュ電極１４は外部バイア
ス電源１５と接続され、正または負のバイアス印加に受
けるかあるいは接地される。
この実施例においては、上部電極２とメツシュ電極１４
との間には前記実施例の場合と同じ原理でプラズマ９が
形成されるが、メツシュ電極１４と下部電極３との間に
はプラズマが形成されない。
との間には前記実施例の場合と同じ原理でプラズマ９が
形成されるが、メツシュ電極１４と下部電極３との間に
はプラズマが形成されない。
上部電極２とメツシュ電極１４との間のプラズマ９中の
活性イオンやラジカルは該メソシュ電極１４のメツシュ
間隙を通過し、サセプタ４上のウェー・５に拡散して到
達する。プラズマ９中の電子は、上部電極２に接続した
高周波電源６からの高周波電界と永久磁石１０からの直
交磁界との作用によってサイクロイド運動するので、電
界方向の運動エネルギーは従来装置よシも小さい。１＊
、メツシュ電極１４の存在によって、高周波電界はメツ
シュ電極１４と下部電極３との間において極めてｌ」＼
さくなシ、電子に与えるエネルギーは／］・さい。
活性イオンやラジカルは該メソシュ電極１４のメツシュ
間隙を通過し、サセプタ４上のウェー・５に拡散して到
達する。プラズマ９中の電子は、上部電極２に接続した
高周波電源６からの高周波電界と永久磁石１０からの直
交磁界との作用によってサイクロイド運動するので、電
界方向の運動エネルギーは従来装置よシも小さい。１＊
、メツシュ電極１４の存在によって、高周波電界はメツ
シュ電極１４と下部電極３との間において極めてｌ」＼
さくなシ、電子に与えるエネルギーは／］・さい。
さらに、メツシュ電極１４の存在により、プラズマ９中
のイオンも高エネルギー保有状態でウニ・・５に入射さ
れるものが従来装置よりも少なくなる。
のイオンも高エネルギー保有状態でウニ・・５に入射さ
れるものが従来装置よりも少なくなる。
その結果、ウニ・・５の温度上昇は小さく、有機感光性
樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷やエツチング速度増大
を抑制することができる。
樹脂膜（レジスト膜）の変形損傷やエツチング速度増大
を抑制することができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
たとえば、剖記実施例の高周波電源はそれぞれカソード
結合、アノード結合の状態で示されているが、高周波電
源と電極との結合方法等はこれに限定されない。
結合、アノード結合の状態で示されているが、高周波電
源と電極との結合方法等はこれに限定されない。
以上説明したように、本発明によれば、磁界発生手段か
らの磁界の作用により、高濃度のプラズマが形成される
ので、エツチング反応に関与する活性種濃度が高くなり
、被エツチング物のエツチング速度を大きくすることが
でき、１だ有機感光性樹脂膜の変形損傷やエツチング速
度増大を抑制でき、さらにウエノ・の濁度上昇を抑制で
きる。
らの磁界の作用により、高濃度のプラズマが形成される
ので、エツチング反応に関与する活性種濃度が高くなり
、被エツチング物のエツチング速度を大きくすることが
でき、１だ有機感光性樹脂膜の変形損傷やエツチング速
度増大を抑制でき、さらにウエノ・の濁度上昇を抑制で
きる。
”！＊、平行平板電極間に第３の電極を設置し、プラズ
マを局在化させ、プラズマが直接ウニ・・に接触しない
ようにすると、ウエノ・がプラズマ中の電子やイオン等
の荷電粒子の影響を受けることが少ガくガシ、有機感光
性樹脂膜の変形損傷やエツチング速度増大およびウニ・
・の温度上昇をより抑制できる。それによシ、被エツチ
ング物の高速エツチングを加工精度良く達成することが
できる。
マを局在化させ、プラズマが直接ウニ・・に接触しない
ようにすると、ウエノ・がプラズマ中の電子やイオン等
の荷電粒子の影響を受けることが少ガくガシ、有機感光
性樹脂膜の変形損傷やエツチング速度増大およびウニ・
・の温度上昇をより抑制できる。それによシ、被エツチ
ング物の高速エツチングを加工精度良く達成することが
できる。
第１図は従来のドライエツチング装置の概略断面図、
第２図は本発明によるドライエツチング装置の第１実施
例の概略断面図、 第３図は本発明の第２実施例の概略断面図、第４図は本
発明の第３実施例の概略断面図である。 １・・・反応容器、２・・・平行平板電極の上Ｓ電極、
３・・・下部電極、５・・・ウェハ、９・・・プラズマ
、１０・・・永久磁石、１１・・・高周波電界の方向、
１２・・・磁界の方向、１３・・・保護膜、１４・・・
メツシュ電極。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図
例の概略断面図、 第３図は本発明の第２実施例の概略断面図、第４図は本
発明の第３実施例の概略断面図である。 １・・・反応容器、２・・・平行平板電極の上Ｓ電極、
３・・・下部電極、５・・・ウェハ、９・・・プラズマ
、１０・・・永久磁石、１１・・・高周波電界の方向、
１２・・・磁界の方向、１３・・・保護膜、１４・・・
メツシュ電極。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応容器内に２枚の平行平板電極を対向配置し、一
方の電極にウエノ・を載荷するドライエツチング装置に
おいて、少ガくとも一方の電極に磁界発生手段を設け、
電極間に、高周波電界と直交する磁界を形成するよう構
成してなるドライエツチング装置。 ２、磁界発生手段がプラズマからの保護用の保訛膜を有
し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置。 ３、反応容器内に２枚の平行平板電極を対向配置し、一
方の電極にウェー・全載荷するドライエツチング装置に
おいて、少なくとも一方の電極に磁界発生手段を設け、
かつ電極間に第３の電極を設けたことを特徴とするドラ
イエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58012729A JPS59139627A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58012729A JPS59139627A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | ドライエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59139627A true JPS59139627A (ja) | 1984-08-10 |
Family
ID=11813523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58012729A Pending JPS59139627A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59139627A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246382A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Nec Corp | ドライエツチング装置 |
| JPS62224935A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-02 | Toshiba Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH0645094A (ja) * | 1992-03-31 | 1994-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ発生方法およびその装置 |
| US5345145A (en) * | 1992-03-31 | 1994-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for generating highly dense uniform plasma in a high frequency electric field |
| WO2023218996A1 (ja) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638820A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-14 | Fujitsu Ltd | Dry etching device |
| JPS5676242A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-23 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Treating apparatus using gas plasma reaction |
| JPS56156763A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Tohoku Metal Ind Ltd | Finely working method and apparatus by plasma sputtering |
| JPS57159025A (en) * | 1981-03-27 | 1982-10-01 | Toshiba Corp | Method and device for dry etching |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58012729A patent/JPS59139627A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| US5345145A (en) * | 1992-03-31 | 1994-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for generating highly dense uniform plasma in a high frequency electric field |
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