JPS60153130A - アルミニウムのドライエツチング装置 - Google Patents

アルミニウムのドライエツチング装置

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JPS60153130A
JPS60153130A JP976484A JP976484A JPS60153130A JP S60153130 A JPS60153130 A JP S60153130A JP 976484 A JP976484 A JP 976484A JP 976484 A JP976484 A JP 976484A JP S60153130 A JPS60153130 A JP S60153130A
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JP
Japan
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container
gas
etching
aluminum
dry etching
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JP976484A
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Takashi Yamazaki
隆 山崎
Haruo Okano
晴雄 岡野
Yasuhiro Horiike
靖浩 堀池
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、アルミニウムのドライエツチング装置に係わ
り、特に均一性の向上をはかったドライエツチング装置
に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、集積回路は微細化の一途を辿り、最近では最少寸
法が1〜2[μIIl]の超微細素子も試作されるに至
っている。このような微細加工には、通常平行平板電極
を有する真空排気された容器内にCF4等の反応性ガス
を導入し、試料載置の電極(陰極)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
正イオンを陰極面上に生じる陰極降下電圧によって加速
し、このイオンを試料に垂直に入射させて該試料を物理
化学反応によりエツチングする、所謂反応性イオンエツ
チング法(RI E : Reactive I on
E tcl+ i ng )が用いられている。しかし
、このRIE法においてはカス解離効果の比較的低いグ
ロー放電を用いているため、例えばCF4+1−42ガ
スを用いたSiO2の1ッヂング速度は高々300〜5
00[入]であり、1[μm]膜厚の8102をエツチ
ングするのに30分以上もの時間を要し、量産性の点で
!傷めて不都合であった。
さらに、アルミニウム膜のエツチングにおいてはエツチ
ング均一性が悪く実用的でなかった。
一方、量産性の問題を解決するものとしては、本発明者
等が提案した高周波電力印加の陰極下に永久磁石からな
る磁場発生手段を設け、マグネトロン放電により高速エ
ツチングを可能としたドライエツチング装置も開発され
、製産工程へ導入されるようになってきた。しかしなが
ら、この種の装置にあってもアルミニウム膜においては
、均一性が今だ悪く、製産工程への導入が遅れているの
が現状である。この原因の一つとして、本発明者等の、
実験により次のことが明らかとなった。
第1図は従来のドライエツチング装置を示す概略構成図
であり、真空容器1には、試料2を載置し高周波電力が
印加される陰極3と、エツチング深を導入するためのガ
ス導入管4と、これらのガスを試料に対して均等に排気
するためのガス排気管5とが設けられている。この装置
を用いて、高周波電力850 [W] 、エツチング圧
力0.1[T orrコ、エツチングガスBCfs :
30(SCCM>+CJ12: 50 (SCCM)の
条件でアルミニウム膜を30秒間エツチングし、エツチ
ング終了時、即ち高周波電力を切ってからエツチングガ
スを排気するまでの時間を、10秒。
30秒、60秒と変えてエツチングの封缶を測定した。
その結果、第2図に示したように、エツチング時間が一
定であるのにも拘らず、]ニツチングガスを排気するま
での時間が長い程ガス導入口付近のエツチング深さが深
くなっていることが明らかとなった。また、このガス導
入口付近のエツチング形状をSEMにより観察した結果
、大きなアンダーカットを生じていることも判明した。
このことは、通常報告されているように、アルミニウム
は表面のアルミナ層が除去された後は生のCJ12によ
ってもエツチングされることを示しており、アルミニウ
ム膜を均一性よくしかもアンダーカットがなくエツチン
グする1こは、コニツチング後(高周波電力をOFF後
)できるだけ速ヤ】かにエツチングガスを除去する必要
があることを示している。
[発明の目的コ 本光明の目的は、アルミニウム膜を均一性よくしかもア
ンダーカットを生じることなく、エツチング覆ることが
でき、エツチング信頼性の向上をはかり19るアルミニ
ウムのドライエツチング装置を提供することにある。
[発明の概要コ 本発明の骨子は、エツヂフグ後の残留エツチングガスを
速やかに排気し、残留エツチングガスによってアルミニ
ウム膜がエツチングされるのを防止することにある。
即ち本発明は、アルミニウムをエツチングするためのト
ライエツヂングHffiにおいて、エツチング容器と、
この容器内に対向配置された平行平板型電極と、これら
の電極間に高周波電力を印加する手段と、前記容器に接
続され該容器内にアルミニウムのエツチング用カスを導
入するガス導入管と、このガス導入管の上記容器と接す
る直前位置もしくはその近傍に設けられ該導入管のガス
流路を間rfli’る開閉バルブと、前記容器内を排気
する第1のガス排気手段とを設け、エツチング終了時に
開閉バルブを閉じることにより、エツチング終了後の容
器内の残留エツチングガスが抽Abかに刊気するように
したものである。なお、]2ツチンクガスの活性化手段
として、前記容器内に配置される平行平板型電極と、こ
れら電極間に高周波電力を印加する手段に代えて、光照
射機48を用いることもできる。
また本発明は、上記構成に加え開閉バルブと容器との間
のガス導入管内を排気覆る第2の7jスJJ+気手段を
設け、残留エツチングカスの排気をより速やかに行うよ
うにしたものである。
[発明の効果コ 本発明によれば、開閉バルブをエツチング容器の直前に
設けているので、エツチング終了後容器内に流入するエ
ツチングガスを極めて少なくすることができる。このた
υ、エツチング終了後、容器内の残留エツチングガスを
速やかに排気することができ、アルミニウムのエツチン
グの均一性向上をはかり得る。さらに、アンダーカッ1
−の問題がなくなり、信頼性の高いドライエツチングが
可能となる。また、第2の排気手段を段!すた場合、エ
ツチング終了後の残留エツチングガスの排気をより速や
かに行うことができ、エツチングf言頼性のより一闇の
向上をはかり得るわ [Je明の実施例コ 第3図は本発明の一実施例に係わるドライエツチング装
置を示″1概略構成図である。図中1”Nよエツチング
容器で、この容器11番は底部開口を閉塞するよう取着
された平板状の陰極12と共に、気密封止されたエツチ
ング至を構成しても入る。容器11は接地され、試料1
3が載置される陰極12にはマツチング回路14を介し
て高周波電源15から高周波電力が印加される。そして
、容器11の上壁(g4極)11aと陰極13とが平行
平板復電1重として作用するものとなって(する。
一方、容器11の上壁11aにはエツチングガスを容器
11内に導入するためのカス導入口11bが設けられ、
この導入口111)に電磁開閉ノくルブ1Gを介してガ
ス導入管17が接続されて(罵る。
即ち、ガス導入管17の容器11と接続される直前にバ
ルブ16が設けられている。そして、このバルブ16は
スイッチ回路18の動作により前記高周波電源15と同
期して開閉づ゛る。即ち、高周波電源15がOFFされ
たのと同時に閉塞動作するものとなっている。また、容
器11の底部には容器11内のエツチングガスを排気す
るためのガス排気口11Cが設けられ、この排気[:]
 11 Cにはガス排気管19が接続されている。そし
て、ノjス排気管19を介して図示しない真空ポンプ等
により容器11内が排気されるものとなっている。
なお、第3図中21は前記陰極12を冷却するための水
冷管であり、この水冷管lよ電極リードとして用いられ
ている。また、22は絶縁物を示している。
このような構成であれば、エツチング終了時にバルブ1
6が閉塞されるので、エツチング柊711にガス導入管
17内のエツチングガスが容器11内に流入されること
はない。従って、容器11内を速やかに排気することが
でき、残留エッチングガスによるアルミニウム等の試料
13のエツチングを極めて小さくすることができる。こ
のため、アルミニウムの1ツチング均一性向上をはかり
得る。
第4図は上記装置を用い先に説明したのと同様なエツチ
ング条件、即ち高周波電力850[W]。
エツチング圧力0.1 [Torr ] 、エツチング
ガスBCJ13: 30 (SCCM)+CJ12: 
50(SCCM)の条件でアルミニウムをエツチングし
た後、60秒間容器11内に放置したときのエツチング
分布を示フ゛特性図である。この図からも判るように、
ガス導入口11b付近のエツチング深さが異常に深くな
る等の現象は見られず、良好なエツチング均一性が得ら
れた。また、ガス導入口111)付近のエツチング形状
をSEMにより観察した結果、アンダーカットは殆んど
見られなかった。
第5図は他の実施例の要部構成を示す図である。
なお、第3図と同一部分には同一符号を付して、その詳
しい説明は省略する。この実施例が先に説明した実施例
と異なる点は、ガス導入管17内の残留エツチングガス
を排気するためのガス排気管31を設けたことにある。
即ち、ガス導入管17の容器11どバルブ16との間の
位置にガス排気管31が接続されている。
このガス排気管31は前記高周波電源15と同期して作
動する真空ポンプ(図示せず)に接続される。そして、
前記高周波電源15がOFFになるのと同時にガス導入
管17内がガス排気管31を介して排気されるものとな
っている。また、この実R例の場合、ガス導入管17は
ガスを分散させるマニホールド32に容器11内で接続
され、これにより試料13上にエツチングガスが均一に
流入するものとなっている。
このような構成であれば、カス排気管31によりエツチ
ング終了後ガス導入管17内のガスが容器11内に導入
されるのを防止できるので、先の実施例と同様な効果が
1qられる。しかも、マニホールド32を設けているの
で、試料13上に流入するガスを均一化することができ
、エツチング均一性のより一層の向上をはかり得る。こ
こで、マニホールド32を設けることができる理由は、
ガス排気管31を設けたからである。即ち、マニホール
ド32の存在によりエツチング終了後マニホールド32
内のカスが容器11内に流入するこ゛とになるが、本実
施例ではガス排気管31によりこれは防止できるのであ
る。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記開閉バルブを設ける位置は、前記ガ
ス導入管の容器と接続される箇所の直前位置もしくはそ
こから10a以内の近傍であれば均一エツチングが可能
で、その場合容器にできるだけ近い位置が好ましい。ま
た、開閉バルブは必ずしも電磁開閉バルブに限るもので
はなく、各種の開閉バルブを用いることが可能である。
ただし、高周波電源と同期して作動するためには、電気
的に開閉制御できるものが望ましい。また、エツチング
ガスの活性手段として、上述した例のように平行平板型
電極と高周波電力印加手段に代えて、例えば(Proc
 、of 4th 3ymp 、 onQry Pro
cesses、 1982年、第6頁)に開示されたよ
うな光照射機構を用いてもよい。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のドライエツチング装置を承り概略構成図
、第2図は上記装置の問題点を説明するための特性図、
第3図は本光明の〜実施例に係わるドライエツチング装
置を示ず慨I11構成図、第4図は上記実施例装置の作
用を説明するだめの特性図、第5図は他の実施例の要部
構成を示す図である。 11・・・エツチング容器、11a・・・陽極、111
】・・・ガス導入口、11c・・・ガス排気口、12・
・・陰極、13・・・試料、14・・・マツチング回路
、15・・・高周波電源、16・・・電磁開閉バルブ、
17・・・ガス導入管、18・・・スイッチ回路、19
.31・・・ガス排気管、32・・・マニホールド。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 烏 龜 ゐ (コl)セ祉「、乙”’−f:’T (、V)8琢A<壬4■

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 被エツチング試料が収納されるエツチング容器
    と、この容器に接続され該容器内にアルミニウムのエツ
    チング用ガスを導入するガス導入管と、前記容器内に導
    入された前記カスを活性化する手段と、前記ガス導入管
    の上記容器と接する直前位置もしくはその近傍に設けら
    れ該導入管のガス流路をItil f’J]する開閉バ
    ルブと、前記容器内を排気するカス排気手段とを具備し
    てなることを特徴とするアルミニウムのドライエツチン
    グ装置。
  2. (2) 前記開閉バルブは、電磁開閉バルブからなるも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    アルミニウムのトライエツチング装置。
  3. (3) カスを活性化する手段は、エツチング容器内に
    対向配置される平行平板型電極と、これら電1飢間に高
    周波電力を印加する手段から構成されることを111J
    る特許請求の範囲第1項記載のアルミニウムのドライエ
    ツチング装置。
  4. (4)前記開閉バルブは、前記高周波電力のオフと同時
    に閉塞動作するものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載のアルミニウムのドライエツチング装置
  5. (5)ガスを活性化する手段は、光照射櫟構であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアルミニウム
    のドライエツチング装置。
  6. (6) 被エツチング試料が収納されるエツチング容器
    と、この容器に接続され該容器内にアルミニウムのエツ
    チング用ガスを導入するガス導入管と、前記容器内に導
    入された前記カスを゛活性化する手段と、前記ガス導ズ
    管の上記容器と接する直前位置もしくはその近傍に設け
    られ該導入管のガス流路を開閉する開閉バルブと、前記
    容器内を排気する第1のガス排気手段と、前記開閉バル
    ブと容器との間のガス導入管内を排気する第2の排気手
    段とを具備してなることを特徴とするアルミニウムのド
    ライエツチング装置。
  7. (7)前記開閉バルブは、電磁開閉バルブからなるもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のア
    ルミニウムのドライエツチング装置。
  8. (8) ガスを活性化する手段は、エツチング容器内に
    対向配置される平行平板型電極と、これら電極間に高周
    波電力を印加する手段から構成されることを特徴とする
    特許請求の範囲第6項記載のアルミニウムのドライエツ
    チング装置。 ■ 前記Iil!閉バルブは前記高周波電力のオフと同
    時に閉塞動作するものであり、且つ前記第2の排気手段
    は上記高周波電力のオフと同時に排気動作するものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のアルミ
    ニウムのドライエツチング装置。 (lff+ ガスを活性化する手段は、光照射機構であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のアルミ
    ニウムのドライエツチング装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6369988A (ja) * 1986-09-09 1988-03-30 Nec Corp ドライエツチング方法
GB2325776B (en) * 1996-12-09 2000-10-11 Sony Corp Editing device,editing system and editing method

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JPS6369988A (ja) * 1986-09-09 1988-03-30 Nec Corp ドライエツチング方法
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