JPS60126835A - Plasma etching device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はプラズマを用いた表面処理装置に係り、特に半
導体集積回路用のプラズマエツチング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a surface treatment apparatus using plasma, and particularly to a plasma etching apparatus for semiconductor integrated circuits.
プラズマを用いた表面処理技術が工業的に活発に用イら
れている。このプラズマ表面処理装置は、真空室、真空
室を排気する手段、真空室にガス、を導入する手段、真
空室内またはその一部にプラズマを発生する手段、およ
び試料と試料を保持する手段から構成される。プラズマ
表面処理の特性はプラズマ発生用ガス(放電ガス)の種
類、組成、濃度によって極端に変化する。Surface treatment technology using plasma is actively used industrially. This plasma surface treatment apparatus consists of a vacuum chamber, a means for evacuating the vacuum chamber, a means for introducing gas into the vacuum chamber, a means for generating plasma in the vacuum chamber or a part thereof, and a sample and a means for holding the sample. be done. The characteristics of plasma surface treatment vary drastically depending on the type, composition, and concentration of the plasma generating gas (discharge gas).
第1図と第2図に従来のプラズマを用いたエツチング装
置(プラズマエツチング装W)の構成を示しである。第
1図は有磁場マスクロ波放電を用いた装置である。有磁
場マイクロ波放電を発生させる手段は、マイクロ波放電
発振器(通常マグネトロン)1、導波管3、放電管4、
電磁石5、永久磁石12により構成される。場合によっ
ては電磁石と永久磁石の両方は必要でなく、どちらか片
方だけでも良い。第2図の装置はRF放電を利用したも
ので、RF放電を発生させる手段は、RF電源15、コ
ンデンサー16、およびRF上下電極13.14より構
成される。ここで、第2図の例ではRF電極13.14
は真空室内にあるが、場合によってはRF電極を真空室
外に設置する場合もある。FIGS. 1 and 2 show the configuration of a conventional etching apparatus using plasma (plasma etching apparatus W). FIG. 1 shows an apparatus using a magnetic field mask wave discharge. The means for generating magnetic field microwave discharge includes a microwave discharge oscillator (usually a magnetron) 1, a waveguide 3, a discharge tube 4,
It is composed of an electromagnet 5 and a permanent magnet 12. In some cases, both an electromagnet and a permanent magnet are not necessary, and only one of them is sufficient. The device shown in FIG. 2 utilizes RF discharge, and means for generating RF discharge is comprised of an RF power source 15, a capacitor 16, and upper and lower RF electrodes 13,14. Here, in the example of FIG. 2, the RF electrodes 13.14
is located inside the vacuum chamber, but in some cases the RF electrode may be installed outside the vacuum chamber.
プラズマエツチング装置を半導体素子製造プロセスに適
用するためには次のことが重要な課題となる。In order to apply a plasma etching apparatus to a semiconductor device manufacturing process, the following issues are important.
(1)エツチング速さが大きいこと。(1) High etching speed.
(2)第3図(a)に示す被エツチング膜24をマスク
25を用いてエツチングしたときに、同図(c )の如
くアンダーカットのない、あるいはできるだけ少ない垂
直エツチング(マスク通りのエツチング)が可能である
こと。即ち、微細加工性が良いこと。(通常は多少とも
同図(b)の如きアンダーカット26を伴う)
エツチング速さを速くするためには、例えば被エツチン
グ物質がSi(またはpoly−S i )である場合
にはSF6またはF2を放電ガスとして用いると良い。(2) When the film to be etched 24 shown in FIG. 3(a) is etched using the mask 25, there is no undercut or as little vertical etching as possible (etching according to the mask) as shown in FIG. 3(c). Be possible. In other words, it has good microprocessability. (Usually accompanied by an undercut 26 as shown in FIG. 2(b)) In order to increase the etching speed, for example, when the material to be etched is Si (or poly-S i ), SF6 or F2 is used. It is good to use it as a discharge gas.
しかし、この放電ガスではアンダーカットが大きく条件
(2)が満足されない。即ち、加工後の断面形状が第3
図(b)の如くなりゃすい。However, with this discharge gas, the undercut is large and condition (2) is not satisfied. In other words, the cross-sectional shape after processing is the third
It should look like figure (b).
後に示すごとく、本発明によってSF6またはF2によ
る放電とNH,lによる放電と(さらには、SF、また
はF2とNHBとの混合ガスによる放電と)を交互に行
なうことによって、上記(1)。As will be shown later, according to the present invention, the above (1) can be achieved by alternately performing the discharge using SF6 or F2 and the discharge using NH,l (furthermore, the discharge using SF or a mixed gas of F2 and NHB).
(2)の条件を同時に満足させることが可能となる。It becomes possible to satisfy condition (2) at the same time.
本発明の目的は、従来のプラズマエツチング装置では不
可能であった高速かつ微細なプラズマエツチング加工を
可能とする装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus that enables high-speed and fine plasma etching processing, which has been impossible with conventional plasma etching apparatuses.
プラズマエツチングにおいては放電ガスの種類、組成、
濃度がその特性を最も有効に変化させるパラメータであ
る。たとえば、SF6ガスやF2ガスはSIやpoly
s iを極めて高速にエツチングするのに適したガスで
あり、そのエツチング速さは約1000 n m /m
inとなる。しかし、SF、ガスやF2ガス単体ではマ
スク下部のアンダーカット(第3図参照)が大きく微細
加工性に劣る。SF6ガスやF2ガスにN2やNH,を
添加するとマスク下部の側壁がSiの窒化物で保護され
るために微細加工性が若干向上する。しかし、これだけ
では効果は十分ではない。これは、SF、やF2に単に
N2やN )f 3を混入しただけでは側壁のシリコン
窒化物が十分強固に形成されないためである。In plasma etching, the type and composition of discharge gas,
Concentration is the parameter that most effectively changes its properties. For example, SF6 gas and F2 gas are
This gas is suitable for etching s i at an extremely high speed, and the etching speed is approximately 1000 nm/m.
becomes in. However, when using SF, gas, or F2 gas alone, the undercut at the bottom of the mask (see FIG. 3) is large and the microfabrication performance is poor. When N2 or NH is added to SF6 gas or F2 gas, the sidewall of the lower part of the mask is protected by Si nitride, so that microfabrication properties are slightly improved. However, this alone is not sufficient. This is because silicon nitride on the sidewalls cannot be formed sufficiently firmly by simply mixing N2 or N2)f3 into SF or F2.
このシリコン窒化物を強固にするためには、N2やN
■−I 、ガスの放電時にSFl、やF2の供給を断。In order to strengthen this silicon nitride, N2 or N
■-I, cut off the supply of SFl or F2 during gas discharge.
つてやる必要がある。本発明は、このような考えに基づ
き、SF6またはF2ガスの放電とN2またはN H、
ガスの放電どを時分割的に交互にくり返すことによって
、高速かつ微細なプラズマエツチング方法およびその実
施に好適な装置を提供するものである。I need to do it. Based on this idea, the present invention combines SF6 or F2 gas discharge and N2 or NH,
The present invention provides a high-speed and fine plasma etching method and an apparatus suitable for carrying out the method by alternately repeating gas discharge in a time-division manner.
以下、本発明の詳細な説明する。第4図は本発明を用い
たプラズマエツチング装置の一構成例である。プラズマ
発生手段としては有磁場マイクロ波放電を用い、被エツ
チング物質としてはSi(またはpoly−S i )
の例を示しである。第1図の構成と異なる点は以下の通
りである。The present invention will be explained in detail below. FIG. 4 shows an example of the configuration of a plasma etching apparatus using the present invention. A magnetic field microwave discharge is used as the plasma generation means, and Si (or poly-S i ) is used as the material to be etched.
Here is an example. The differences from the configuration in FIG. 1 are as follows.
(1)ガスの供給系がSF、用とNH3用の2系統ある
こと。(1) There are two gas supply systems, one for SF and one for NH3.
(2)ガス供給の流量制御バルブ(または開閉バルブ)
8a、8b、試料にRF電圧を印加する電源15、およ
びマイクロ波発振器用電源2がコントローラ18によっ
て電気的に制御されるようになっていること。(2) Gas supply flow rate control valve (or on/off valve)
8a, 8b, a power source 15 for applying an RF voltage to the sample, and a microwave oscillator power source 2 are electrically controlled by a controller 18;
本実施例では、まず真空室を高真空(約1×10−’
Torr)に排気し、次に放電ガスとしてSF6または
NH3を所定のガス圧力だけ導入する。次に電磁石5に
より被電管部に磁場を形成し、マグネトロンによるマイ
クロ波(周波数に1〜10GHz、通常は周波数=2.
45GHz)を放電管内に導入すると有磁場マイクロ波
放電が発生してエツチングが開始する。本実施例の特徴
は、エツチング中の放電ガスの供給、マイクロ波出力、
および試料への印加RF電圧(以下、■PPと表わして
最大ピーク電圧と最小ピーク電圧の差を表わす)を変化
させることである。第5図にこれら諸量の変化させ方の
一例を示しである。SF6とNH。In this example, first, the vacuum chamber was set to a high vacuum (approximately 1 x 10-'
Torr), and then SF6 or NH3 is introduced as a discharge gas at a predetermined gas pressure. Next, a magnetic field is formed in the energized tube section by the electromagnet 5, and microwaves (frequency: 1 to 10 GHz, usually frequency = 2.
When a microwave (45 GHz) is introduced into the discharge tube, a magnetic field microwave discharge is generated and etching begins. The features of this embodiment include the supply of discharge gas during etching, the microwave output,
and changing the RF voltage applied to the sample (hereinafter expressed as PP, which represents the difference between the maximum peak voltage and the minimum peak voltage). FIG. 5 shows an example of how to change these quantities. SF6 and NH.
ガスの供給は交互に行われ、それぞれの供給時間間隔は
τ1.τ2である。供給時の真空室内のガス圧力は、例
えばSF、ガス分圧はP+=2X10−jTorr、
P、 = OT orr、 NH,ガス分圧はP、 =
4 X 10−BT orr、 P、 =0 ’I’o
rrとすることができる。RF電圧はNH,ガス放電終
了時からで3時間だけ印加する。この時のRF電気は例
えばvPpl=80v、vpP2=Ovとすルコどがで
きる。マイクロ波出力は例えばSF6ガス放電時(15
時)は200W、NH,ガス放電時(12時)は500
Wとすることができる。NH3ガス放電時のマイクロ波
出力を大きくするのは、N)(3ガスのプラズマ中での
分解を十分に行ないStの窒化を十分に行なうためであ
る。τ、。Gas supply is performed alternately, and the respective supply time intervals are τ1. It is τ2. The gas pressure in the vacuum chamber at the time of supply is, for example, SF, the gas partial pressure is P+=2X10-jTorr,
P, = OT orr, NH, gas partial pressure is P, =
4 X 10-BT orr, P, =0 'I'o
It can be rr. The RF voltage is applied for only 3 hours from the end of NH gas discharge. The RF electricity at this time is, for example, vPpl=80v and vpP2=Ov. The microwave output is, for example, during SF6 gas discharge (15
time) is 200W, NH, gas discharge time (12 o'clock) is 500W.
It can be set as W. The reason for increasing the microwave output during NH3 gas discharge is to sufficiently decompose N)(3 gas in the plasma and sufficiently nitriding St. τ).
τ2.τ、を決定する条件は後に述べるが1例えばc
、= 13sec 、f2=2sec 、fi =3s
ecとすることができる。このようにすることにより−
、Si(またはpolysi)の高速エツチング(エツ
チング速さ> 400 n rn/win)がアンダー
カットなく実現される。本発明により高速・微細エツチ
ングが初めて可能になったことを以下に述べる。τ2. The conditions for determining τ will be described later, but for example, c
,=13sec, f2=2sec, fi=3s
It can be ec. By doing this -
, high-speed etching (etching speed > 400 nrn/win) of Si (or polySi) is achieved without undercut. It will be described below that the present invention has made high-speed, fine etching possible for the first time.
エツチング開始後最初のτ、の期間ではSF。SF in the first period τ after the start of etching.
プラズマ中に発生する多量のF+イオンとFラジカルに
よってエツチング進行する。試料はプラズマに対して負
の浮遊電位v r (v tx =約−20v)になっ
ており、F+イオンは試料表面に垂直に入射する。した
がってF+イオンによるエツチングは試料表面に垂直と
なり、アンダーカットを発生しない。一方、Fラジカル
は電気的に中性であるため試料表面に等方的に入射して
アンダーカットを発生させる。ところが、SF、ガスに
よるStエツチングではF+イオンによる効果よりもF
ラジカルによる効果の方が大きくエツチング形状は第6
図(a)に示すととく低力的となる。即ち、τ1の間に
表面に垂直にStエツチング層24がd、深さだけエツ
チングされると、マスク25に対して横方向にも約d、
のアンダーカットが発生している。次に、放電ガスをS
F、ガスからNH。Etching progresses due to a large amount of F+ ions and F radicals generated in the plasma. The sample has a negative floating potential v r (v tx =about −20 V) with respect to the plasma, and the F+ ions are incident perpendicularly to the sample surface. Therefore, etching by F+ ions is perpendicular to the sample surface, and no undercut occurs. On the other hand, since F radicals are electrically neutral, they are isotropically incident on the sample surface and cause undercuts. However, in St etching using SF and gas, the effect of F+ ions is greater than that of F+ ions.
The effect of radicals is larger and the etching shape is the 6th one.
The force shown in Figure (a) is particularly low. That is, when the St etching layer 24 is etched to a depth of d perpendicularly to the surface during τ1, the etching depth is also approximately d in the lateral direction with respect to the mask 25.
An undercut has occurred. Next, the discharge gas is
F, gas to NH.
ガスに切換えるとプラズマ中のF+イオンやFラジカル
は排気され、かわりにプラズマ中にN+イオンやNラジ
カルが形成される。この結果St層24の表面(水平面
と側面の両方)はこれらのN+イオンやNラジカルによ
って窒化され、第6図(b)の如<S iN膜27が形
成される。次に再び5FIIガス放電を行ないかつRF
電圧を13時間印加すると、水平面には加速されたイオ
ン(F’″を含む)と中性ラジカルの両方が入射し、側
面には中性ラジカルのみが入射する。しかし、Fラジカ
ルだけでは窒化シリコン膜はほとんどエツチングされな
いために、窒化シリコン膜で覆われた側面のエツチング
はほとんど行われず、垂直方向(水平面)のエツチング
と新たに現われた側面のエツチングが行なわれる。この
時のアンダーカットの大きさはやはりd、である。(第
6図(C))RF電圧を印加するのは水平面に形成され
た窒化シリコン膜を速やかに除去するためであり、条件
によっては必ずしも必要ではない。第6図(b)〜(e
)の加工をくり返すことによって第6図(d)のような
断面形状のエツチングが行なわれる。When switching to gas, F+ ions and F radicals in the plasma are exhausted, and N+ ions and N radicals are formed in the plasma instead. As a result, the surface (both the horizontal surface and side surfaces) of the St layer 24 is nitrided by these N+ ions and N radicals, and an SiN film 27 is formed as shown in FIG. 6(b). Next, perform 5FII gas discharge again and RF
When a voltage is applied for 13 hours, both accelerated ions (including F''') and neutral radicals are incident on the horizontal plane, and only neutral radicals are incident on the side surfaces. However, when only F radicals are present, silicon nitride Since the film is hardly etched, the side surfaces covered with the silicon nitride film are hardly etched, and etching is performed in the vertical direction (horizontal plane) and the newly appeared side surfaces.The size of the undercut at this time is still d. (Figure 6(C)) The reason for applying the RF voltage is to quickly remove the silicon nitride film formed on the horizontal plane, and it is not always necessary depending on the conditions. (b) ~ (e
) By repeating the process shown in FIG. 6(d), the cross-sectional shape shown in FIG. 6(d) is etched.
τ。=τ、+τ2を一周期として上記の操作をn回くり
返したとすると、全エツチング時間tεtε=nτ。
°自・ (1)
であり、垂直方向のエツチング速さd、および水平方向
のエツチング量(アンダーカット量)dVは
d、=:nd、 =−(2)
dv=d、 ・・・(3)
である。垂直エツチングとしてはdP /dV >10
が必要であるから
n〉10 ・・・(4)
が必要である。また、真空室内でのSF6ガスとNHB
ガスの交換を十分に行なうためには@、 、 (、)τ
、 ・・・(5)
τr:真空室内に存在するガス分子、原子の滞在時間
が必要である。τ1は、真空室の体積をV(Q)とし、
排気速さをS (Q /5ec)とすると、fr=V/
Sである。通常の装置ではV=40Q、S=500 Q
7secであるから、τ、 = 80m5ecである。τ. If the above operation is repeated n times with =τ and +τ2 as one cycle, the total etching time tεtε=nτ.
(1) The etching speed d in the vertical direction and the amount of etching (undercut amount) dV in the horizontal direction are d, =: nd, = - (2) dv = d, ... (3 ). For vertical etching, dP/dV >10
Since n>10 (4) is necessary. In addition, SF6 gas and NHB in a vacuum chamber
For sufficient gas exchange, @, , (,)τ
, ...(5) τr: Requires the residence time of gas molecules and atoms existing in the vacuum chamber. τ1 is the volume of the vacuum chamber V(Q),
If the exhaust speed is S (Q /5ec), fr=V/
It is S. In normal equipment, V=40Q, S=500Q
Since it is 7 sec, τ, = 80 m5 ec.
よって式(5)より
τ+ + τx )80’m5eG ・= (5)が必
要となる。一方、実験によれば、τ1の間にエツチング
される深さdlは1100n以下であることが、微細加
工程を保持するために必要であった。即ち、最終的な垂
直方向のエツチング速さがε (n m /m1n)と
すると、τ、<(100/ε)N60 ・・・(7)が
必要である。例えば、ε=400 nm/minとする
とてr <’15secが必要である。また、τ2の間
ではエツチングが行なわれないからτ2(τ1も実用的
には必要である。Therefore, from equation (5), τ+ + τx )80'm5eG .=(5) is required. On the other hand, according to experiments, the etching depth dl during τ1 was required to be 1100n or less in order to maintain the fine processing process. That is, assuming that the final etching speed in the vertical direction is ε (n m /m1n), τ,<(100/ε)N60 (7) is required. For example, assuming ε=400 nm/min, r<'15 sec is required. Further, since etching is not performed during τ2, τ2 (τ1 is also practically necessary).
以上述べた実験的検証により、τ、=13sec+τ2
=12sec、τ、==3secが適していることが明
らかとなった。ただし、これらの時定数は厳密でなく、
上記の値から少しずつ変化させてもほぼ同様の結果が得
られる。例えば、τ1/τ2の比を大きくするとエツチ
ング速さε要若干増大し、一方アンダーカットも若干現
われる。これらの時定数は、必要とされるエツチング特
性に応じて変化させることができる。Through the experimental verification described above, τ, = 13 sec + τ2
It has become clear that =12 sec, τ, =3 sec are suitable. However, these time constants are not exact;
Almost the same results can be obtained even if the above values are changed little by little. For example, if the ratio τ1/τ2 is increased, the etching speed ε will increase slightly, and on the other hand, undercuts will also appear slightly. These time constants can be varied depending on the required etching characteristics.
本実施例では窒化を行なうための放電ガスとしてNH,
を用いたが、N2ガスを用いても同様の効果が得られる
。しかし、N2ガス分子でのN−Nの結合エネルギーは
、NH,ガス分子でのNH2−Hの結合エネルギーより
大きいため、窒化を十分に行なうにはN2放電時のマイ
クロ波出力をさらに大きくする力1、またはτ2を長く
する必要がある。In this example, NH,
was used, but similar effects can be obtained by using N2 gas. However, the N-N bond energy in N2 gas molecules is larger than the NH2-H bond energy in NH and gas molecules, so in order to achieve sufficient nitriding, it is necessary to further increase the microwave output during N2 discharge. 1 or τ2 needs to be made longer.
本実施例のSF、ガスのかわりにFを含む他のガス例え
ばF2やCF4等を用いても同様の効果を期待できる。Similar effects can be expected by using other F-containing gases such as F2 and CF4 instead of the SF gas of this embodiment.
また、本実施例では被エツチング物質としてSt(また
はpolysi)について述べたが、F原子を含むガス
の放電によってエツチングされる他の物質(例えばW、
Mo、Ta、Nbやこれらのシリサイド)についても本
発明は同様の効果がある。Furthermore, in this embodiment, St (or polysi) was described as the material to be etched, but other materials (for example, W,
The present invention has similar effects on Mo, Ta, Nb, and their silicides.
また、本実施例ではSF6とNH,lガス放電の交換を
多数回くり返しているが、必ずしも多数回である必要は
ない。たどえば、試料基板の表面にSiO2とWの膜が
2層構造(上面にW)であり、Wのみをエツチングした
い場合では、次のようにすると良い。即ち、まずSF、
の放電でW膜のほぼ全体をエツチングしてSin、膜表
面の一部が現われた時点で放電をNH3放電に切り換え
る。Further, in this embodiment, the exchange of SF6 and NH, l gas discharge is repeated many times, but it does not necessarily have to be many times. For example, if the surface of the sample substrate has a two-layer structure of SiO2 and W films (W on the top surface) and it is desired to etch only W, the following procedure may be used. That is, first, SF,
Almost the entire W film is etched by the discharge, and when a part of the surface of the Sin film appears, the discharge is switched to an NH3 discharge.
次いで、再びSF6放電で残りのWをエツチングすると
、アンダーカットの少ない高速エツチングが実現される
。Next, when the remaining W is etched again by SF6 discharge, high-speed etching with less undercut is realized.
また、本実施例の方法で、途中でて。やτ、/τ2の比
、V PP l 9 V PP 2の値、Pwttpw
zの値等を適当に変えることによって、適当なアンダー
カット量を有したエツチング断面形状を得ることができ
る。Also, in the middle of the method of this embodiment. , the ratio of /τ2, the value of V PP l 9 V PP 2, Pwttpw
By appropriately changing the value of z, etc., it is possible to obtain an etched cross-sectional shape with an appropriate amount of undercut.
本実施例では、有磁場マイクロ波放電を用いた装置につ
いて述べているが、RF放電を用いたプラズマエツチン
グ装置に本発明を適用しても同様の効果が得られる。Although this embodiment describes an apparatus using magnetic field microwave discharge, similar effects can be obtained even if the present invention is applied to a plasma etching apparatus using RF discharge.
以上述べたごとく、本発明を用いることにより高速かつ
微細な(アンダーカットのない)プラズマエツチングを
容易に行なうことができる。As described above, by using the present invention, high-speed and fine plasma etching (without undercuts) can be easily performed.
第1図は従来のプラズマエツチング装置(有磁場マイク
ロ波放電を用いたもの)の模式図、第2図は従来のプラ
ズマエツチング装置(RF放電を用いたもの)の模式図
、第3図は垂直エツチングと非垂直エツチングの説明図
、第4図は本発明の一実施例になるエツチング装置の模
式図、第5図は第4図の実施例での、ガス圧力、マイク
ロ波出力およびRF印加電圧の制御例を示すグラフ、第
6図はエツチングの進行説明図である。
1・・・マイクロ波発振器、2・・・マイクロ波発振器
用電源、3・・・導波管、4・・・放電管、5・・・電
磁石、6・・・真空室、7・・・配管、8・・・ガス流
量制御バルブ、9・・・ボンベ、10・・・試料、11
・・・試料保持手段(試料台)、12・・・永久磁石、
13・・・上側電極、14・・・下側電極、15・・・
高周波(RF)電源、16・・・コンデンサー、17・
・・絶縁物、18・・・コントローラ。
代理人 弁理士 高橋明←
′f13 図
第4図
第 5 (2)
剥く題叫闇
g 区
<b)
第1頁の続き
■発明者 岡1)修身 国分寺市剰
央研究所内Figure 1 is a schematic diagram of a conventional plasma etching apparatus (using magnetic field microwave discharge), Figure 2 is a schematic diagram of a conventional plasma etching apparatus (using RF discharge), and Figure 3 is a vertical An explanatory diagram of etching and non-vertical etching, Fig. 4 is a schematic diagram of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention, and Fig. 5 shows gas pressure, microwave output, and RF applied voltage in the embodiment of Fig. 4. FIG. 6 is a graph showing an example of control, and is an explanatory diagram of the progress of etching. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Microwave oscillator, 2... Power supply for microwave oscillator, 3... Waveguide, 4... Discharge tube, 5... Electromagnet, 6... Vacuum chamber, 7... Piping, 8... Gas flow control valve, 9... Cylinder, 10... Sample, 11
... Sample holding means (sample stand), 12... Permanent magnet,
13... Upper electrode, 14... Lower electrode, 15...
High frequency (RF) power supply, 16... Capacitor, 17.
...Insulator, 18...Controller. Agent Patent attorney Akira Takahashi ← 'f13 Figure 4 Figure 5 (2) Peeling title shouting darkness g ward <b) Continued from page 1 ■ Inventor Oka 1) Shinshin Kokubunji City Mooro Research Institute
Claims (1)
入する手段、真空室またはその一部にプラズマを発生さ
せる手段、および試料と試料を保持する手段より構成さ
れるプラズマエツチング装置において、弗素を含むガス
による放電とNH,ガスによる放電を交互に行なうこと
を特徴としたプラズマエツチング装置。 2、特許請求の範囲1−において、弗素を含むガスとし
て5FIIまたはF2を用いることを特徴としたプラズ
マエツチング装置。゛[Claims] 1. Consisting of a vacuum chamber, means for evacuating the vacuum chamber, means for introducing gas into the vacuum chamber, means for generating plasma in the vacuum chamber or a part thereof, and a sample and means for holding the sample. A plasma etching apparatus characterized in that a discharge using a gas containing fluorine and a discharge using an NH gas are performed alternately. 2. A plasma etching apparatus according to claim 1, characterized in that 5FII or F2 is used as the fluorine-containing gas.゛
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58234252A JPH0626199B2 (en) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | Etching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP58234252A JPH0626199B2 (en) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | Etching method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60126835A true JPS60126835A (en) | 1985-07-06 |
JPH0626199B2 JPH0626199B2 (en) | 1994-04-06 |
Family
ID=16968054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP58234252A Expired - Lifetime JPH0626199B2 (en) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | Etching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0626199B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6220298A (en) * | 1985-07-19 | 1987-01-28 | 富士通株式会社 | Microwave plasma processing method and apparatus |
JPS62109986A (en) * | 1985-09-17 | 1987-05-21 | マシン テクノロジ− インコ−ポレイテツド | Apparatus for treating works with gaseous plasma |
JPH02105413A (en) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Hitachi Ltd | Plasma etching treatment and treatment apparatus |
JPH04181728A (en) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Kokusai Electric Co Ltd | Dry etching method |
US5354416A (en) * | 1986-09-05 | 1994-10-11 | Sadayuki Okudaira | Dry etching method |
JP2001144069A (en) * | 1999-09-03 | 2001-05-25 | Ulvac Japan Ltd | Plasma etching apparatus for film-shaped substrate |
US9139901B2 (en) | 2013-09-24 | 2015-09-22 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56126929A (en) * | 1980-02-22 | 1981-10-05 | Eaton Corp | Plasma etching method |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58234252A patent/JPH0626199B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56126929A (en) * | 1980-02-22 | 1981-10-05 | Eaton Corp | Plasma etching method |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6220298A (en) * | 1985-07-19 | 1987-01-28 | 富士通株式会社 | Microwave plasma processing method and apparatus |
JPS62109986A (en) * | 1985-09-17 | 1987-05-21 | マシン テクノロジ− インコ−ポレイテツド | Apparatus for treating works with gaseous plasma |
US5354416A (en) * | 1986-09-05 | 1994-10-11 | Sadayuki Okudaira | Dry etching method |
JPH02105413A (en) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Hitachi Ltd | Plasma etching treatment and treatment apparatus |
JPH04181728A (en) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Kokusai Electric Co Ltd | Dry etching method |
JP2001144069A (en) * | 1999-09-03 | 2001-05-25 | Ulvac Japan Ltd | Plasma etching apparatus for film-shaped substrate |
US9139901B2 (en) | 2013-09-24 | 2015-09-22 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0626199B2 (en) | 1994-04-06 |
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