JPS6030745B2 - 高周波イオンエツチング装置 - Google Patents
高周波イオンエツチング装置Info
- Publication number
- JPS6030745B2 JPS6030745B2 JP5839181A JP5839181A JPS6030745B2 JP S6030745 B2 JPS6030745 B2 JP S6030745B2 JP 5839181 A JP5839181 A JP 5839181A JP 5839181 A JP5839181 A JP 5839181A JP S6030745 B2 JPS6030745 B2 JP S6030745B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bias voltage
- high frequency
- etching
- ion etching
- plasma chamber
- Prior art date
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラズマのイオン衝撃を利用する高周波イオン
ェッチン装置において、プラズマチャンバー内でプラズ
マを発生させるとき、プラズマチャンバー内の平行平板
電極に発生する直流バイアス電圧を、プラズマチャンバ
ー排気口に設けた可変コンダクタンスバルブを変化させ
てエッチング最適値に制御することに関する。
ェッチン装置において、プラズマチャンバー内でプラズ
マを発生させるとき、プラズマチャンバー内の平行平板
電極に発生する直流バイアス電圧を、プラズマチャンバ
ー排気口に設けた可変コンダクタンスバルブを変化させ
てエッチング最適値に制御することに関する。
従来の高周波イオンエッチング装置では、エッチングの
安定度を高めるために高周波電源はパワー制御を行い、
エッチングガスの流量はマスフローコントロールされて
いる。
安定度を高めるために高周波電源はパワー制御を行い、
エッチングガスの流量はマスフローコントロールされて
いる。
また圧力はダイヤフラム形センサを用いて圧力制御が行
われている。しかしダイヤフラム形圧力センサは高周波
イオンエッチングを行う圧力範囲（０．５〜ｌＯＰａ）
では温度ドリフトが大きいこと、エッチングガスによる
経年変化によって安定な圧力を保持することが困難であ
るなどの問題がある。また電極がデポジションを受け直
流バイアス電圧が高くなってもモニターできず、非常に
不安定なエッチング装置であると言われている。本発明
は上記の欠点を除くために行ったもので、まず直流バイ
アス電圧から説明する。プラズマのイオン衝撃を利用す
る高周波イオンエッチングは、平行平板電極に発生する
直流バイアス電圧によって種々の影響を受ける。直流バ
イアス電圧はイオンの易動度によって生じ、加える高周
波電力，プラズマチャンバ−の構造と壁の材質，ガスの
種類と圧力，電極の構造によってその値は変わる。その
一例として第１図はシリコン酸化膜（Ｓｊ０２）をエッ
チングしたときの直流バイアス電圧ＥＢと圧力Ｐの関係
を示し、エッチングガスはＣ４Ｆ８である。また第２図
はこのときのＥＢとエッチングレート（Ａｏ／分）の関
係を表わしている。エッチングガスの流量を一定にしか
つ加える高周波電力も一定にすれば、直流バイアス電圧
ＥＢから圧力Ｐを読み取ることができる。この直流バイ
アス電圧を徐々に低くするとエッチングレートが高くな
るが、反面レジストの焼け、不純物イオンの打込み、被
エッチング物以外の固体のエッチングの増大等から不純
物を出し汚染の原因になる。このためにこれらの欠点を
許せる範囲の直流バイアス電圧でエッチングレートを高
めてエッチングを行えば装置の処理量が増大することに
なる。このように直流バイアス電圧は高周波イオンエッ
チングを行うためのプラズマ中の圧力のセンサとして最
適である。しかもこの直流バイアス電圧を制御すること
によって均一な再現性の良い安定なエッチングと処理量
の増大が得られることが本発明の効果である。第３図は
本発明を実施した高周波イオンエッチング装置の構成例
図である。
われている。しかしダイヤフラム形圧力センサは高周波
イオンエッチングを行う圧力範囲（０．５〜ｌＯＰａ）
では温度ドリフトが大きいこと、エッチングガスによる
経年変化によって安定な圧力を保持することが困難であ
るなどの問題がある。また電極がデポジションを受け直
流バイアス電圧が高くなってもモニターできず、非常に
不安定なエッチング装置であると言われている。本発明
は上記の欠点を除くために行ったもので、まず直流バイ
アス電圧から説明する。プラズマのイオン衝撃を利用す
る高周波イオンエッチングは、平行平板電極に発生する
直流バイアス電圧によって種々の影響を受ける。直流バ
イアス電圧はイオンの易動度によって生じ、加える高周
波電力，プラズマチャンバ−の構造と壁の材質，ガスの
種類と圧力，電極の構造によってその値は変わる。その
一例として第１図はシリコン酸化膜（Ｓｊ０２）をエッ
チングしたときの直流バイアス電圧ＥＢと圧力Ｐの関係
を示し、エッチングガスはＣ４Ｆ８である。また第２図
はこのときのＥＢとエッチングレート（Ａｏ／分）の関
係を表わしている。エッチングガスの流量を一定にしか
つ加える高周波電力も一定にすれば、直流バイアス電圧
ＥＢから圧力Ｐを読み取ることができる。この直流バイ
アス電圧を徐々に低くするとエッチングレートが高くな
るが、反面レジストの焼け、不純物イオンの打込み、被
エッチング物以外の固体のエッチングの増大等から不純
物を出し汚染の原因になる。このためにこれらの欠点を
許せる範囲の直流バイアス電圧でエッチングレートを高
めてエッチングを行えば装置の処理量が増大することに
なる。このように直流バイアス電圧は高周波イオンエッ
チングを行うためのプラズマ中の圧力のセンサとして最
適である。しかもこの直流バイアス電圧を制御すること
によって均一な再現性の良い安定なエッチングと処理量
の増大が得られることが本発明の効果である。第３図は
本発明を実施した高周波イオンエッチング装置の構成例
図である。
１はプラズマチヤンバーで、この内部に平行平板電極が
置かれる。
置かれる。
その一方の電極は接地され、他方の電極２はキャパシ夕
５を経て高周波電源４に接続される。プラズマチャンバ
ー１にはエッチングガス導入口１６からマスフローコン
トールで制御されたエッチングガスが導入され、排気は
可変コンダクタンスバルブ１２を経てトラツプ１３，メ
カニカルブースタポンプ１４，ロータリーポンプ１５の
順に進んで排気される。いまプラズマチヤンバー１内に
エッチングガスを導入しながら電極間に高周波電源４か
ら高周波を加えると、プラズマチヤンバ−内にプラズマ
が発生し電極２に直流バイアス電圧ＥＢが誘起する。こ
のＥＢを測定するには電極２に接続した高周波コイル６
，貫通形キャパシタ７およびこれに続く回路が用いられ
る。電極２よりの高周波と直流バイアス電圧は、高周波
コイル６と貫通形キャパシタ７によって高周波成分が除
去され、直流バイアス電圧ＥＢだけが取出される。この
電圧ＥＢは直流バイアス電圧検出器１７に入力し、その
出力ＥＢが一般にエッチングに最適のバイアス電圧に合
わせた設定値以下になると切替スイッチ８を直流バイア
ス電圧側すなわち図示のように差動増幅器１０と直流バ
イアス設定器（基準電圧発生器）９側のａに切替える。
差動増幅器１川まＥＢと直流バイアス設定器９の直流バ
イアス設定値との差による出力を駆動部１１に送って可
変コンダクタンスバルブ１２を動かし、プラズマの圧力
を制御して設定器９の設定値に直流バイアス電圧が近付
くように制御する。直流バイアス電圧が設定値以上のと
き直流バイアス電圧検出器１７の出力は切替スイッチ８
をｂ側に切替させ、圧力センサ３のＤＣ出力が差動増幅
器１ ０に入力してプラズマチャンバー１の圧力が制御
される。以上のように本発明装置では直流バイアス電圧
を検出し、この直流バイアス電圧があらかじめ定めてあ
る最適値になるようにプラズマチヤンバーの圧力を制御
することによって再現性の良い安定なエッチングが得ら
れ、エッチングレートが高められるが、実測によれば特
にシリコン酸化膜の高周波リアクティブィオンヱッチン
グには著しい効果が得られた。また直流バイアス電圧の
測定はプラズマチャンバーの汚れ具合の点検，排気能力
の低下の点検に役立ち、プラズマチャンバーのクリーニ
ングの必要の有無，排気のクリーニングおよび排気ポン
プのオイル交換時期などを検知することができるという
効果がある。
５を経て高周波電源４に接続される。プラズマチャンバ
ー１にはエッチングガス導入口１６からマスフローコン
トールで制御されたエッチングガスが導入され、排気は
可変コンダクタンスバルブ１２を経てトラツプ１３，メ
カニカルブースタポンプ１４，ロータリーポンプ１５の
順に進んで排気される。いまプラズマチヤンバー１内に
エッチングガスを導入しながら電極間に高周波電源４か
ら高周波を加えると、プラズマチヤンバ−内にプラズマ
が発生し電極２に直流バイアス電圧ＥＢが誘起する。こ
のＥＢを測定するには電極２に接続した高周波コイル６
，貫通形キャパシタ７およびこれに続く回路が用いられ
る。電極２よりの高周波と直流バイアス電圧は、高周波
コイル６と貫通形キャパシタ７によって高周波成分が除
去され、直流バイアス電圧ＥＢだけが取出される。この
電圧ＥＢは直流バイアス電圧検出器１７に入力し、その
出力ＥＢが一般にエッチングに最適のバイアス電圧に合
わせた設定値以下になると切替スイッチ８を直流バイア
ス電圧側すなわち図示のように差動増幅器１０と直流バ
イアス設定器（基準電圧発生器）９側のａに切替える。
差動増幅器１川まＥＢと直流バイアス設定器９の直流バ
イアス設定値との差による出力を駆動部１１に送って可
変コンダクタンスバルブ１２を動かし、プラズマの圧力
を制御して設定器９の設定値に直流バイアス電圧が近付
くように制御する。直流バイアス電圧が設定値以上のと
き直流バイアス電圧検出器１７の出力は切替スイッチ８
をｂ側に切替させ、圧力センサ３のＤＣ出力が差動増幅
器１ ０に入力してプラズマチャンバー１の圧力が制御
される。以上のように本発明装置では直流バイアス電圧
を検出し、この直流バイアス電圧があらかじめ定めてあ
る最適値になるようにプラズマチヤンバーの圧力を制御
することによって再現性の良い安定なエッチングが得ら
れ、エッチングレートが高められるが、実測によれば特
にシリコン酸化膜の高周波リアクティブィオンヱッチン
グには著しい効果が得られた。また直流バイアス電圧の
測定はプラズマチャンバーの汚れ具合の点検，排気能力
の低下の点検に役立ち、プラズマチャンバーのクリーニ
ングの必要の有無，排気のクリーニングおよび排気ポン
プのオイル交換時期などを検知することができるという
効果がある。
第１図は高周波イオンエッチング装置においてシリコン
酸化膜をエッチングしたときの直流バイアス電圧と圧力
との特性曲線図、第２図は第１図と同じ装置の直流バイ
アス電圧とエッチングレートの特性曲線図、第３図は本
発明を実施した高周波イオンエッチング装置の構成例図
である。 １・・・プラズマチャンバー、２・・・電極、３・・・
圧力センサ、４…高周波電源、５・・・キヤパシタ、６
・・・高周波コイル、７・・・貫通形キャパシタ、８・
・・切替スイッチ、９・・・直流バイアス電圧設定器、
１０…差動増幅器、１１・・・駆動部、１２・・・可変
コンダクタンスバルプ、１３…トラツブ、１４…メカニ
カルフースタポンプ、１５…ロータリーポンプ、１６・
・・ガス入口、１７・・・直流バイアス電圧検出器。 弟ー図第２図 第３図
酸化膜をエッチングしたときの直流バイアス電圧と圧力
との特性曲線図、第２図は第１図と同じ装置の直流バイ
アス電圧とエッチングレートの特性曲線図、第３図は本
発明を実施した高周波イオンエッチング装置の構成例図
である。 １・・・プラズマチャンバー、２・・・電極、３・・・
圧力センサ、４…高周波電源、５・・・キヤパシタ、６
・・・高周波コイル、７・・・貫通形キャパシタ、８・
・・切替スイッチ、９・・・直流バイアス電圧設定器、
１０…差動増幅器、１１・・・駆動部、１２・・・可変
コンダクタンスバルプ、１３…トラツブ、１４…メカニ
カルフースタポンプ、１５…ロータリーポンプ、１６・
・・ガス入口、１７・・・直流バイアス電圧検出器。 弟ー図第２図 第３図
Claims (1)
- １ プラズマチヤンバー内でのプラズマ発生によつて平
行平板電極に発生する直流バイアス電圧を検出する装置
と、その検出値とエツチング最適のバイアス値に設定し
てある基準電圧値との差に比例する出力によつてプラズ
マチヤンバー排気口の大さを制御する装置とを備えて直
流バイアス電圧を設定電圧値とほぼ同一に保持するよう
にしたことを特徴とする高周波イオンエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5839181A JPS6030745B2 (ja) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | 高周波イオンエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5839181A JPS6030745B2 (ja) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | 高周波イオンエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57174465A JPS57174465A (en) | 1982-10-27 |
| JPS6030745B2 true JPS6030745B2 (ja) | 1985-07-18 |
Family
ID=13083041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5839181A Expired JPS6030745B2 (ja) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | 高周波イオンエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030745B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4496448A (en) * | 1983-10-13 | 1985-01-29 | At&T Bell Laboratories | Method for fabricating devices with DC bias-controlled reactive ion etching |
| JPS6198868U (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-24 | ||
| JP2892980B2 (ja) * | 1995-12-18 | 1999-05-17 | 株式会社日立製作所 | ドライプロセス処理方法 |
-
1981
- 1981-04-20 JP JP5839181A patent/JPS6030745B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57174465A (en) | 1982-10-27 |
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