JPS61281881A - Dry etching device - Google Patents
Dry etching deviceInfo
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- JPS61281881A JPS61281881A JP12302485A JP12302485A JPS61281881A JP S61281881 A JPS61281881 A JP S61281881A JP 12302485 A JP12302485 A JP 12302485A JP 12302485 A JP12302485 A JP 12302485A JP S61281881 A JPS61281881 A JP S61281881A
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- gas
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体集積回路の製造等の使用されるドライ
エツチング装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an improvement in a dry etching apparatus used in the manufacture of semiconductor integrated circuits and the like.
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、各種のエツチン
グ技術が開発されている。これらのうちで、反応性イオ
ンエツチングを利用したドライエツチング装置は、アス
クに沿った垂直エツチングを達成できるものとして注目
されている。In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, various etching techniques have been developed. Among these, dry etching apparatuses that utilize reactive ion etching are attracting attention because they can achieve vertical etching along the ask.
この装置では、一対の平行平板電極を備えた真空容器内
にハロゲン元素を含有したガスを導入し、電極間に高周
波電力を印加してガスを放電せしめ、この放電によって
発生したプラズマを利用して該処理基体のエツチングを
行う。つまり、容器内に導入されたガスをイオン化し、
電極表面に形成されたイオンシースに沿って加速された
イオンで被処理基体表面を衝撃し、励起2分解酸いは活
性化することに゛より、マスクに沿った垂直エツチング
を実現するものである。In this device, a gas containing a halogen element is introduced into a vacuum container equipped with a pair of parallel plate electrodes, high frequency power is applied between the electrodes to discharge the gas, and the plasma generated by this discharge is utilized. The treated substrate is etched. In other words, the gas introduced into the container is ionized,
This method realizes vertical etching along the mask by bombarding the surface of the substrate to be processed with ions accelerated along the ion sheath formed on the electrode surface and activating the excited bicomponent acid. .
しかながら、この種の装置にあっては次のような問題が
あった。即ち、真空容器内にガスを導入する手段として
は従来、被処理基体と対向する位置に複数のガス導入孔
を設けたガス導入機構が用いられており、このガス導入
機構は一般に金属で形成されている。このため、金属材
料からなるガス導入機構のガス導入孔付近で放電の集中
が起こる虞れがある。ガス導入孔付近に放電が集中する
と、ガス導入孔付近のイオン密度が増大するため、被処
理基体表面が不均一にエツチングされることになる。ま
た、この放電により金属材料がスパッタされて被処理基
体表面に付着するため、デバイスを作成した場合に不都
合を生じる等の問題があった。However, this type of device has the following problems. That is, conventionally, as a means for introducing gas into a vacuum container, a gas introduction mechanism is used, which has a plurality of gas introduction holes at a position facing the substrate to be processed, and this gas introduction mechanism is generally made of metal. ing. For this reason, there is a possibility that discharge will be concentrated near the gas introduction hole of the gas introduction mechanism made of a metal material. When the discharge concentrates near the gas introduction hole, the ion density near the gas introduction hole increases, resulting in non-uniform etching of the surface of the substrate to be processed. In addition, since the metal material is sputtered by this discharge and adheres to the surface of the substrate to be processed, there have been problems such as inconvenience when a device is manufactured.
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、ガス導入孔付近で放電が生じるのを防
止することができ、金属汚染のない均一なエツチングを
行い得るドライエツチング装置を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a dry etching device that can prevent discharge from occurring near the gas introduction hole and can perform uniform etching without metal contamination. Our goal is to provide the following.
本発明の骨子は、ガス導入孔付近における放電を防止す
るために、該導入孔近傍の材料として非金属を用いるこ
とにある。The gist of the present invention is to use a non-metal as the material near the gas introduction hole in order to prevent electrical discharge near the gas introduction hole.
即ち本発明は、内部に一対の電極を備えた真空容器と、
この容器内にガスを導入するガス導入手段と、上記容器
内のガスを排気するガス排気手段と、上記電極間に高周
波電力を供給する手段とを具備し、上記電極間に放電を
生起して該電極間に配置される被処理基体をエツチング
するドライエツチング装置において、前記ガス導入手段
を前記被処理基体に対向する位置に複数のガス導入孔が
設けられたガス導入機構で構成し、且つ少なくともこれ
らの孔の周辺を非金属で形成するようにしたものである
。That is, the present invention provides a vacuum container equipped with a pair of electrodes therein;
The apparatus includes a gas introduction means for introducing gas into the container, a gas exhaust means for exhausting the gas in the container, and a means for supplying high frequency power between the electrodes, and generates an electric discharge between the electrodes. In the dry etching apparatus for etching a substrate to be processed disposed between the electrodes, the gas introduction means is constituted by a gas introduction mechanism provided with a plurality of gas introduction holes at a position facing the substrate to be processed, and at least The periphery of these holes is made of non-metal.
(発明の効果)
本発明によれば、ガス導入孔付近を非金属材料で形成し
ているので、この孔付近における放電を防止することが
できる。このため、不均一エツチングを防止し、被処理
基体のエツチングを均一に行うことができる。さらに、
ガス導入孔付近に放電が生じないことから、該孔付近の
材料がスパッタされることもなく、被処理基体の金属(
及び非金属)汚染を防止できる等の利点もある。(Effects of the Invention) According to the present invention, since the vicinity of the gas introduction hole is formed of a non-metallic material, it is possible to prevent electric discharge in the vicinity of this hole. Therefore, uneven etching can be prevented and the substrate to be processed can be etched uniformly. moreover,
Since no discharge occurs near the gas introduction hole, the material near the hole is not sputtered, and the metal (
It also has the advantage of being able to prevent contamination (and non-metallic).
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.
第1図は本発明の一実施例に係わるドライエツチング装
置を示す概略構成図である。図中11は真空容器であり
、この容器11内の上部には絶縁体12を介して電極1
3が固定されている。容器11は接地され、電極13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(例えば13.56 M lb )が印加される
。これにより、容器11の内壁の一部が電極13の対向
電極として作用し、これらの電極間に放電が生起される
ものとなっている。また、電極13の上部には水冷管1
6.17が配設されており、該水冷管16.17により
電極13は冷却されている。なお、エツチングに供され
る被処理基体18は電極13の下面に固定されるものと
なっている。FIG. 1 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a vacuum container, and an electrode 1 is connected to the upper part of the container 11 via an insulator 12.
3 is fixed. The container 11 is grounded, and high frequency power (for example, 13.56 M lb ) is applied to the electrode 13 from a high frequency power source 15 via a matching circuit 14 . As a result, a part of the inner wall of the container 11 acts as a counter electrode to the electrode 13, and a discharge is generated between these electrodes. In addition, a water cooling pipe 1 is provided above the electrode 13.
6.17 is provided, and the electrode 13 is cooled by the water-cooled pipe 16.17. Note that the substrate 18 to be processed to be subjected to etching is fixed to the lower surface of the electrode 13.
一方、容器11内の下部には、複数のガス導出孔20を
有するガス導入部21が前記電極13に対向配置されて
いる。このガス導入部21は、第2図に示す如く中空円
板体の一生面に複数の孔20を均等に設けたものであり
、炭素等の非金属から形成されている。ガス導入部21
には、金属製のガス導入管22の一端が接続され、この
ガス導入管22の他端は容器11外に導出されている。On the other hand, in the lower part of the container 11, a gas introduction part 21 having a plurality of gas outlet holes 20 is arranged opposite to the electrode 13. As shown in FIG. 2, the gas introduction section 21 is a hollow disc with a plurality of holes 20 evenly provided on its entire surface, and is made of a non-metal such as carbon. Gas introduction part 21
is connected to one end of a metal gas introduction pipe 22, and the other end of this gas introduction pipe 22 is led out of the container 11.
ガス導入管22の他端は、ゲートバルブ23.ガス導入
管24及びマスフローコントローラ25を介して、図示
しないガスボンベ等に接続される。The other end of the gas introduction pipe 22 is connected to a gate valve 23. It is connected to a gas cylinder (not shown) or the like via a gas introduction pipe 24 and a mass flow controller 25.
そして、前記ガス導入孔20からは、エツチングガスと
して例えばCλ2/CHF3の混合ガスが前記被処理基
体18に向けて吹出されるものとなっている。From the gas introduction hole 20, a mixed gas of Cλ2/CHF3, for example, is blown out toward the substrate 18 as an etching gas.
また、容器11の下部には排気口31が設けられており
、この排気口31はゲートバルブ32゜液体窒素トラッ
プ33.ゲートバルブ34を介して油回転ポンプ35に
接続されている。そして、液体窒素トラップ33を備え
た油回転ポンプ35により、前記容器11内が真空排気
されるものとなっている。Further, an exhaust port 31 is provided at the bottom of the container 11, and this exhaust port 31 is connected to a gate valve 32.degree. liquid nitrogen trap 33. It is connected to an oil rotary pump 35 via a gate valve 34. The inside of the container 11 is evacuated by an oil rotary pump 35 equipped with a liquid nitrogen trap 33.
次に、上記構成の本装置を用いたエツチング例について
説明する。Next, an example of etching using this apparatus having the above configuration will be explained.
被処理基体18として、単結晶Si上にSiO2膜のマ
スクパターンを形成したSi基板を用い、この基板18
を前記容器11内の電極13の下面に固定した。ゲート
バルブ32.34を開いて容器11内の排気を行った後
、CJ2218 [ae/1n ] 、 CHF32
Cd/i+in ]を、ガス導入孔20から容器11内
に導入し、容器11内の圧力が10[Palになるよう
にゲートバルブ32を調節する。次いで、高周波電源1
5をオンし、容器11内で高周波放電を生起し、エツチ
ングを行った。As the substrate 18 to be processed, a Si substrate in which a mask pattern of an SiO2 film is formed on single crystal Si is used.
was fixed to the lower surface of the electrode 13 in the container 11. After opening the gate valves 32 and 34 to exhaust the inside of the container 11, CJ2218 [ae/1n], CHF32
Cd/i+in] is introduced into the container 11 through the gas introduction hole 20, and the gate valve 32 is adjusted so that the pressure inside the container 11 becomes 10 [Pal. Next, high frequency power supply 1
5 was turned on, high frequency discharge was generated within the container 11, and etching was performed.
その結果、従来装置と同様に3i基板18をS i 0
2マスクに応じて選択的にエツチングすることができた
。そしてこの場合、ガス導入孔20の近傍で放電が生じ
ることもなく、均一にエツチングを行うことが可能であ
った。As a result, similar to the conventional device, the 3i substrate 18 is
Selective etching was possible according to the two masks. In this case, no discharge occurred near the gas introduction hole 20, and it was possible to perform etching uniformly.
このように本実施例によれば、ガス導入部21を炭素等
の非金属で形成しているので、エツチング中にガス導入
孔20の周辺で放電が生じるのを未然に防止することが
できる。このため、Sil板1板金8一にエツチングす
ることができる。しかも、ガス導入孔20の周辺で放電
が生じないことから、ガス導入孔20の周辺がスパッタ
されて3i基板18の汚染源となることを避けることが
できる。なお、本発明者等の実験によれば、エツチング
後、81基板18をオージェ電子分光法を用いて表面分
析を行った結果、金属の汚染はなく、またガス導入部2
1に用いる非金属の付着もなかった。このことからも、
ガス導入部21に炭素等の非金属を用いることによる効
果は明らかである。As described above, according to this embodiment, since the gas introduction part 21 is made of a non-metal such as carbon, it is possible to prevent electrical discharge from occurring around the gas introduction hole 20 during etching. Therefore, etching can be performed on the Sil plate 1 and the sheet metal 8. Moreover, since no discharge occurs around the gas introduction hole 20, it is possible to prevent the area around the gas introduction hole 20 from being sputtered and becoming a source of contamination of the 3i substrate 18. According to experiments conducted by the present inventors, after etching, surface analysis of the 81 substrate 18 using Auger electron spectroscopy revealed that there was no metal contamination.
There was also no adhesion of the non-metal used in No. 1. From this,
The effect of using a non-metal such as carbon for the gas introduction part 21 is obvious.
第3図は本発明の他の実施例に係わるドライエツチング
装置を示す概略構成図である。なお、第1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。FIG. 3 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to another embodiment of the present invention. Note that the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、ガス導
入部の構造にあり、他は先の実施例と全く同様である。This embodiment differs from the previously described embodiments in the structure of the gas introduction section, and is otherwise completely similar to the previous embodiments.
即ち、本実施例では、前記電極13の下方に円環状のガ
ス導入部41を配置し、これを前記ガス導入管22に接
続している。また、ガス導入部41は、第4図に示す如
くその上部に複数のガス導入孔40が設けたものであり
、前記ガス導入部21と同様に炭素等の非金属から形成
されている。That is, in this embodiment, an annular gas introduction part 41 is arranged below the electrode 13 and connected to the gas introduction pipe 22. Further, the gas introduction part 41 has a plurality of gas introduction holes 40 provided in its upper part as shown in FIG. 4, and is made of a non-metal such as carbon like the gas introduction part 21.
このような構造であっても、ガス導入孔40の周辺で放
電が生じるのを防止することができる。Even with such a structure, it is possible to prevent discharge from occurring around the gas introduction hole 40.
従って、先の実施例と同様な効果が得られる。Therefore, the same effects as in the previous embodiment can be obtained.
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、前記ガス導入部を形成する非金属として
は、炭素の代りに 5iOz。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the non-metal forming the gas introduction part may be 5iOz instead of carbon.
Si3N4.A℃203等の絶縁体を用いることが可能
である。また、必ずしもガス導入部全体を非金属で形成
する必要はなく、ガス導入孔の周辺のみを非金属で形成
してもよい。さらに、ガス導入部及びガス導入管等を含
むガス導入機構の全体を非金属で形成するようにしても
よい。また、容器の壁面を一方の電極として用いる代り
に、試料載置の電極と対向する位置に新たに電極を設け
るようにしてもよい。ざらに、容器内に導入するガスの
種類や流量等の条件は、被処理基体のエツチング物に応
じて適宜窓めればよい。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。Si3N4. It is possible to use an insulator such as A.degree. C. 203. Further, the entire gas introduction part does not necessarily need to be made of nonmetal, and only the periphery of the gas introduction hole may be made of nonmetal. Furthermore, the entire gas introduction mechanism including the gas introduction section, the gas introduction pipe, etc. may be made of non-metal. Furthermore, instead of using the wall surface of the container as one electrode, a new electrode may be provided at a position facing the electrode on which the sample is placed. In general, conditions such as the type and flow rate of the gas introduced into the container may be adjusted as appropriate depending on the substrate to be etched. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
第1図は本発明の一実施例に係わるドライエツチング装
置を示す概略構成図、第2図は上記装置に用いたガス導
入部の構造を示す平面図、第3図は他の実施例に係わる
ドライエツチング装置を示す概略構成図、第4図は上記
他の実施例装置に用いたガス導入部の構造を示す平面図
である。
11・・・真空容器、12・・・絶縁体、13・・・電
極、14・・・マツチング回路、15・・・高周波電源
、16゜17・・・水冷管、18・・・3i基板(被処
理基体)、20.40・・・ガス導入孔、21.41・
・・ガス導入部、22.24・・・ガス導入管、23.
32.34・・・ゲートバルブ、25・・・マスフロー
コントローラ、31・・・ガス排気口、33・・・液体
窒素トラップ、35・・・油回転ポンプ。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第1図
第2図
第4図
第3図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dry etching apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the structure of a gas introduction part used in the above-mentioned apparatus, and FIG. 3 is a diagram according to another embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing the dry etching apparatus, and FIG. 4 is a plan view showing the structure of the gas introduction section used in the apparatus of the other embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Vacuum container, 12... Insulator, 13... Electrode, 14... Matching circuit, 15... High frequency power supply, 16° 17... Water cooling tube, 18... 3i board ( Substrate to be processed), 20.40... Gas introduction hole, 21.41.
...Gas introduction part, 22.24...Gas introduction pipe, 23.
32.34... Gate valve, 25... Mass flow controller, 31... Gas exhaust port, 33... Liquid nitrogen trap, 35... Oil rotary pump. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 3
Claims (4)
内にガスを導入するガス導入手段と、上記容器内のガス
を排気するガス排気手段と、上記電極間に高周波電力を
供給する手段とを具備し、上記電極間に放電を生起し該
電極間に配置される被処理基体をエッチングするドライ
エッチング装置において、前記ガス導入手段は前記被処
理基体に対向する位置に複数のガス導入孔を設けてなる
ものであり、且つ少なくともこれらの孔の周辺を非金属
で形成してなることを特徴とするドライエッチング装置
。(1) A vacuum container equipped with a pair of electrodes inside, a gas introduction means for introducing gas into the container, a gas exhaust means for exhausting the gas in the container, and supplying high-frequency power between the electrodes. In the dry etching apparatus, the gas introduction means introduces a plurality of gases into positions facing the processing target substrate by generating a discharge between the electrodes and etching the processing target substrate disposed between the electrodes. What is claimed is: 1. A dry etching apparatus characterized by having holes, and at least the periphery of these holes being made of a non-metal.
を含む材料を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のドライエッチング装置。(2) The dry etching apparatus according to claim 1, wherein carbon or a material containing at least carbon is used as the nonmetal.
或いはAl_2O_3を用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のドライエッチング装置。(3) As the non-metal, SiO_2, Si_3N_4
The dry etching apparatus according to claim 1, characterized in that Al_2O_3 is used.
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
のドライエッチング装置。(4) The dry etching apparatus according to claim 1, wherein one of the electrodes is formed on an inner wall surface of the vacuum container.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12302485A JPS61281881A (en) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | Dry etching device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12302485A JPS61281881A (en) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | Dry etching device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61281881A true JPS61281881A (en) | 1986-12-12 |
JPS6341986B2 JPS6341986B2 (en) | 1988-08-19 |
Family
ID=14850329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12302485A Granted JPS61281881A (en) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | Dry etching device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61281881A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4897171A (en) * | 1985-11-26 | 1990-01-30 | Tadahiro Ohmi | Wafer susceptor |
JP2015037107A (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 株式会社ディスコ | Plasma etching apparatus |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5752423A (en) * | 1980-09-13 | 1982-03-27 | Yukio Ishikawa | High speed steam hot-water heater |
-
1985
- 1985-06-06 JP JP12302485A patent/JPS61281881A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5752423A (en) * | 1980-09-13 | 1982-03-27 | Yukio Ishikawa | High speed steam hot-water heater |
Cited By (2)
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US4897171A (en) * | 1985-11-26 | 1990-01-30 | Tadahiro Ohmi | Wafer susceptor |
JP2015037107A (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 株式会社ディスコ | Plasma etching apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6341986B2 (en) | 1988-08-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |