JPS62131520A - Dry etching device - Google Patents

Dry etching device

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JPS62131520A
JPS62131520A JP27142285A JP27142285A JPS62131520A JP S62131520 A JPS62131520 A JP S62131520A JP 27142285 A JP27142285 A JP 27142285A JP 27142285 A JP27142285 A JP 27142285A JP S62131520 A JPS62131520 A JP S62131520A
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JP
Japan
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shielding plate
dry etching
reaction chamber
ion
chamber
Prior art date
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Application number
JP27142285A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumikazu Ito
伊藤 文和
Yutaka Saito
裕 斉藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To avoid damage to semiconductor element by converting any ion as positive charged particles in gas plasma into neutral radical by a method wherein a shielding plate with passing pores of specified shape with small and compact structure is arranged between a plasma producing chamber and a reaction chamber. CONSTITUTION:A dry etching device composed of a plasma producing chamber 1, a gas leading-in port 2, waveguide 3 leading-in microwaves produces station ary microwaves in the plasma producing chamber 1. Within a reaction chamber 5, a wafer set on a wafer mounting base 6, an exhaust port 8 exhausting gas are provided while a shielding plate 9 is arranged between the reaction chamber 5 and the plasma producing chamber 1. When the shielding plate 9 composed of <-shape sheets 10 arranged mutual intervals almost equalized to the mean free stroke of molecule or ion is used, no molecule 11 or ion 11' can pass through the shielding plate 9 without colliding with said plate 9. Through these procedures, ion will collide with the shielding plate 9 more than once without fail losing the charge thereof so that the ion may be prevented from running into the reaction chamber 5 resultantly minimizing damage to element.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はガスプラズマを利用するエツチング装置に係シ
、特に中性のラジカル(基)による化学反応を主体とす
るドライ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 an etching apparatus that utilizes gas plasma, and more particularly to a dry etching apparatus that uses chemical reactions based on neutral radicals (groups).

〔発明の背景〕[Background of the invention]

プラズマを用いたエツチング装置において、プラズマ中
のイオン(正荷電粒子)を用いずに中性ラジカルを主に
用いる手法は、半導体素子の微細加工において寸法精度
を要求するよりはむしろイオン衝撃による格子欠陥など
の素子へのダメージ(損傷)をきらう工程に最適である
。具体的には半導体素子を微細寸法にエツチング加工し
た後のレジストを灰化(アッシング)し除去する工程に
用いられている。
In etching equipment using plasma, a method that mainly uses neutral radicals without using ions (positively charged particles) in the plasma is used to eliminate lattice defects caused by ion bombardment, rather than requiring dimensional accuracy in microfabrication of semiconductor devices. It is ideal for processes where damage to the elements is avoided. Specifically, it is used in the step of ashing and removing resist after etching a semiconductor element into minute dimensions.

この種の従来の装置の一例として%特開昭53−121
469号公報に開示されているように、プラズマ発生室
から長い輸送管によってガスプラズマを反応室に輸送す
る方式がある。これは、ガスプラズマの輸送中にイオン
が輸送管壁との衝突あるいは電子との再結合により電荷
を失い、反応室に到達する時点では長い寿命を持つ中性
ラジカルのみ(およびプラズマ化されなかった原料ガス
)になっていることを利用したものである。この方式に
よると、イオンが壁に衝突するか、あるいは電子と基結
合することによシミ荷を失うに要するだけの輸送管の長
さが必要となシ装置が大型化する欠点がある。アッシン
グ工程は、半導体素子を製造する工程中に多く含まれて
おり、また素子構造が微細化するにつれてアッシング工
程が増えるので、アッシング装置はできるだけ小型であ
ることが強く望まれている。なお、このイオン輸送管を
長くする手法は、数多く発生する中性ラジカルの中の比
較的寿命の長い中性ラジカルしか利用できないので、プ
ラズマ発生室と反応室を近づけることによって寿命がそ
れほど長くない中性ラジカルも反応に利用しエツチング
反応の高速化をはかる配慮がなされている。
As an example of this type of conventional equipment,
As disclosed in Japanese Patent No. 469, there is a method of transporting gas plasma from a plasma generation chamber to a reaction chamber using a long transport pipe. This is because during transport of the gas plasma, ions lose their charge due to collision with the transport pipe wall or recombination with electrons, and by the time they reach the reaction chamber, only neutral radicals with a long life (and those that have not been turned into plasma) This method takes advantage of the fact that the raw material gas is This method has the drawback that the length of the transport tube is required to be long enough for the ions to collide with the wall or to undergo group bonding with electrons to remove the stains, resulting in an increase in the size of the apparatus. Many ashing steps are included in the process of manufacturing semiconductor devices, and as the device structure becomes finer, the number of ashing steps increases, so it is strongly desired that the ashing device be as small as possible. Note that this method of lengthening the ion transport tube can only utilize neutral radicals that have a relatively long life among the many generated neutral radicals, so by bringing the plasma generation chamber and the reaction chamber closer together, it can be Efforts have been made to speed up the etching reaction by utilizing sexual radicals in the reaction.

次に、プラズマ発生室で発生したガスプラズマのイオン
による半導体素子へのダメージを回避する方式として、
特開昭57−76844号公報に開示されているように
、プラズマ発生領域と処理する半導体ウェハとの間にマ
イクロ波遮蔽金属板を置く方式がある。これは、イオン
の遮蔽には有効であるが、プラズマ発生室から半導体ウ
ェハが置かれている反応室に至るガスの流れのコンダク
タンスC(1/s)は小さく、流量Q(Torr−VB
)=C×ΔP〔圧力差(Torr))となり、したがっ
て中性ラジカルの流束は十分大きいとは言えず、アッシ
ング反応が不充分となるか、もしくは長時間かかること
になる。また、同公報には遮蔽金属板に孔をあけること
も述べられているが、このようにすればコンダクタンス
の向上には効果があ夛中性ラジカルの流束は増加するも
のの、大きすぎる孔をあけるとイオンは孔を通過してし
まいイオンの遮蔽効果は全くなくなる。しかもイオン通
過孔の形状ならびに大きさについては同公報にはなんら
の開示もなく、また特定されていない。
Next, as a method to avoid damage to semiconductor elements due to ions of gas plasma generated in the plasma generation chamber,
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-76844, there is a method in which a microwave shielding metal plate is placed between a plasma generation region and a semiconductor wafer to be processed. Although this is effective in shielding ions, the conductance C (1/s) of the gas flow from the plasma generation chamber to the reaction chamber where the semiconductor wafer is placed is small, and the flow rate Q (Torr - VB
)=C×ΔP (pressure difference (Torr)), therefore, the flux of neutral radicals cannot be said to be sufficiently large, and the ashing reaction becomes insufficient or takes a long time. The same publication also mentions making holes in the shielding metal plate, but although this method is effective in improving conductance and increases the flux of neutral radicals, it is also possible to make holes that are too large. If the hole is opened, ions will pass through the hole and the ion shielding effect will be completely lost. Moreover, the publication does not disclose or specify the shape and size of the ion passage holes.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、プ
ラズマ発生室と反応室との間に、小型でコンパクトな構
造の特定形状の通過孔を有する遮蔽板を設けることによ
り、ガスプラズマ中の正荷電粒子であるイオンを中性ラ
ジカルに変換してこれを反応の主体となし、半導体素子
へのイオン衝撃による格子欠陥などのダメージを防止し
、しかも高速で能率の高いドライエツチング装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide a shield plate between a plasma generation chamber and a reaction chamber, which has a small and compact structure and a passage hole of a specific shape. Provides a dry etching device that converts ions, which are positively charged particles, into neutral radicals and uses them as the main body of the reaction, prevents damage such as lattice defects caused by ion bombardment on semiconductor elements, and is fast and highly efficient. It's about doing.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

通常、ガスプラズマ中の正荷電粒子であるイオンはプラ
ズマ発生室内で発生されるが、壁に衝突すると電荷を失
って中性化し中性のラジカルになる。プラズマには正電
荷をもつイオンと負電荷をもつ電子がほぼ同じ密度で存
在しておシ、プラズマが接する壁には、質量がイオンに
比べ10’倍以上軽い電子が多く入射しがちであるため
、壁がプラズマに対し負の電位となる性質を有している
Normally, ions, which are positively charged particles in gas plasma, are generated in a plasma generation chamber, but when they collide with a wall, they lose their charge and become neutral, becoming neutral radicals. Plasma contains positively charged ions and negatively charged electrons at approximately the same density, and many electrons whose mass is 10 times lighter than the ions tend to enter the wall where the plasma is in contact. Therefore, the wall has a property of having a negative potential with respect to the plasma.

これによシミ子の入射が抑制され、結果的に壁への正電
荷と負電荷の流入量がつりあうようになる。
This suppresses the incidence of stains, and as a result, the amount of positive charge and negative charge flowing into the wall becomes balanced.

壁が絶縁物である場合には1通常70−ティングポテン
シャルといわれる電位だけ壁の電位はプラズマの!立よ
り低くなる。このため、正電荷をもつイオンが壁に衝突
すると電子との壁の表面における再結合が起こシ易い。
When the wall is an insulator, the potential of the wall is equal to the potential of the plasma, which is usually called the 70-Ting potential! It will be lower than standing. Therefore, when positively charged ions collide with the wall, recombination with electrons on the wall surface is likely to occur.

すなわち、イオンのもつ正電荷は壁に衝突させることに
よって排除することができる。一方、中性ラジカルの中
で安定しているものは壁と衝突しても中性ラジカルでな
くなる確率は非常に低い。例えば、酸素原子の固体表面
における再結合率はガラスあるいは金属酸化膜上で10
′〜1o−’(穂積:低温酸素プラズマとその応用、化
学の領域、巨、8(1971)、713.)と非常に低
い値を示している。
In other words, the positive charge of ions can be removed by colliding with a wall. On the other hand, stable neutral radicals have a very low probability of becoming neutral radicals even if they collide with a wall. For example, the recombination rate of oxygen atoms on a solid surface is 10
'~1o-' (Hozumi: Low-temperature oxygen plasma and its applications, Chemistry area, Giant, 8 (1971), 713.), which is a very low value.

本発明者らは、上述したガスプラズマ中のイオンの性状
に基づき、ガスプラズマ中のイオンをa蔽し、かつ中性
ラジカルのみを多量に反応室へ導いて高速に反応を行な
わせるKは、少なくともイオンを1回以上遮蔽板に衝突
させるようKすること、および生成した中性ラジカルの
遮蔽板に当たる回数をできるだけ少なくして、遮蔽板を
通過するガス流、すなわち、中性ラジカルの流れのコン
ダクタンスを高めることの必要があることを知った。
Based on the above-mentioned properties of ions in the gas plasma, the present inventors determined that K can shield the ions in the gas plasma and lead only a large amount of neutral radicals to the reaction chamber to cause a high-speed reaction. The conductance of the gas flow passing through the shielding plate, that is, the flow of neutral radicals, is adjusted so that the ions collide with the shielding plate at least once, and the number of times the generated neutral radicals hit the shielding plate is minimized. I learned that there is a need to increase

そして、本発明者らは、遮蔽板にあける孔の大きさくd
)と分子やイオンの平均自由行程(λ)との関係を調べ
た結果、d>λであると大部分の分子やイオンは、分子
やイオン同志との衝突を頻ばんに起こし、いわゆる連続
流とな)壁に衝突しないで通過するイオンの数が無視で
きなくなり、結局dはλに近い長さであることが望まし
いことを見い出した。
The inventors then determined that the size of the hole drilled in the shielding plate was d.
) and the mean free path (λ) of molecules and ions and found that when d > λ, most molecules and ions frequently collide with other molecules and ions, resulting in a so-called continuous flow. ) The number of ions that pass through without colliding with the wall can no longer be ignored, and we found that it is desirable that d be close to λ.

さらに、本発明者らは、ガスプラズマに対するシース電
界の影響について調べたところ、例えば典型的な例とし
て、プラズマ密度n、 = 10” cm−’ 。
Furthermore, the present inventors investigated the influence of the sheath electric field on the gas plasma, and found that, for example, as a typical example, the plasma density n, = 10''cm-'.

電子温度T、=8.vとすれば、デバイ長λ、=α2m
となり、またシース幅はこのλ、の値の数倍の長さにな
る。そして、シースでは正電荷をもつイオンを壁に引付
ける電界が存在していることになる。
Electron temperature T, =8. If v, Debye length λ, = α2m
, and the sheath width is several times the value of λ. This means that there is an electric field in the sheath that attracts positively charged ions to the wall.

このため、シース電界を無視してイオンが進んできた場
合に比べ、イオンは壁に、よシ衝突し易い状態にあるの
で、少なくとも1回イオンが遮蔽板の孔の壁に当たるこ
とを考えれば十分であることを見い出した。そして、イ
オン通過孔の大きさがシース幅よりも小さくなるとプラ
ズマの光っている部分は孔の中に進入してこなくなるが
、これは必ずしも孔を通過するイオンが無いことを意味
しているとは限らないことが判明した。
For this reason, the ions are in a state where they are more likely to collide with the wall than if they had proceeded ignoring the sheath electric field, so it is sufficient to consider that the ions will hit the wall of the hole in the shielding plate at least once. I found that. If the size of the ion passage hole becomes smaller than the sheath width, the glowing part of the plasma will not enter the hole, but this does not necessarily mean that no ions will pass through the hole. It turned out that there is no limit.

本発明は上述した知見に基づいて完成されたものである
。すなわち、ドライエツチング装置において、プラズマ
発生室と反応室との間に、所定形状の通過孔を多数有す
る遮蔽板を配置し、この遮蔽板の通過孔の大きさをほぼ
通過する分子あるいはイオンの平均自由行程程度となし
、プラズマ発生室から反応室へ向う分子あるいはイオン
が少なくとも1回遮蔽板の通過孔の壁に衝突する形状に
することを基本とするものである。
The present invention was completed based on the above-mentioned knowledge. That is, in a dry etching device, a shielding plate having a large number of passage holes of a predetermined shape is placed between the plasma generation chamber and the reaction chamber, and the average number of molecules or ions passing through the passage holes of this shielding plate is approximately the size of the passage holes of the shielding plate. Basically, the shape is such that the molecules or ions traveling from the plasma generation chamber to the reaction chamber collide with the wall of the passage hole of the shielding plate at least once.

そして、本発明のドライエツチング装置に用いる遮蔽板
に設ける通過孔の形状が丸形の場合には、その丸形の孔
の径がほぼ分子の平均自由行程程度であり、その孔の深
さが孔の径の約10倍程度であることが好ましい。
When the shape of the passage hole provided in the shielding plate used in the dry etching apparatus of the present invention is round, the diameter of the round hole is approximately the same as the mean free path of the molecule, and the depth of the hole is approximately the same as the mean free path of the molecule. It is preferably about 10 times the diameter of the pore.

本発明に用いる遮蔽板に設ける通過孔の形状は、丸形、
長円形、長方形または多角形などであってもよく、また
所定の長さのスリット状の開孔部を有するものであって
もよく、特にその形状を特定するものではないが、通過
孔の径またはスリット状開孔部の幅もしくは奥行が、ほ
ぼ分子の平均自由行程程度であればよく、また、通過孔
またはスリット状開孔部の深さが、通過孔の径またはス
リット状開孔部の幅もしくは奥行の約10倍程度おれは
よい。
The shape of the passage hole provided in the shielding plate used in the present invention is round,
It may be oval, rectangular, or polygonal, or it may have a slit-like opening of a predetermined length. Although the shape is not particularly specified, the diameter of the passage hole Alternatively, the width or depth of the slit-like opening may be approximately the same as the mean free path of molecules, and the depth of the passage hole or slit-like opening may be the diameter of the passage hole or the depth of the slit-like opening. I like it to be about 10 times the width or depth.

さらに、本発明に用いる遮蔽板の形状として。Furthermore, the shape of the shielding plate used in the present invention.

断面がくの字形の通過孔を有する遮蔽板にあっては、く
の字形の通過孔の径または幅もしくは奥行が、ほぼ分子
の平均自由行程程度であり、断面がくの字形の通過孔を
もつ遮蔽板の厚さが、くの字形の通過孔の径または幅も
しくは奥行の2I′2倍程度であるのが望ましい。
In a shielding plate having a passage hole having a dogleg-shaped cross section, the diameter, width, or depth of the dogleg-shaped passage hole is approximately equal to the mean free path of a molecule; It is desirable that the thickness of the plate is approximately 2I'2 times the diameter, width, or depth of the dogleg-shaped passage hole.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいてさらに
詳細に説明する。図において、同一符号を付したものは
同一部分または同一機能を有する部分を示す。
An embodiment of the present invention will be described below in more detail based on the drawings. In the figures, the same reference numerals indicate the same parts or parts having the same function.

第1図および第2図は1本発明の一例であるガスプラズ
マによるドライエツチング装置の概略の構造を示す断面
図である。いずれの装置も、プラズマ発生室1.ガス導
入口2.プラズマを発生させるためのマイクロ波を導く
導波管3を有している。第1図に示すドライエツチング
装置は、マイクロ波の定在波をプラズマ発生室1に立て
るタイプであシ、第2図に示す装置はコイル4を用いた
ECR(電子サイクロン共鳴)を利用するタイプである
。しかし本発明においては、プラズマ発生源をマイクロ
波に限定するものではない。
1 and 2 are cross-sectional views showing the general structure of a dry etching apparatus using gas plasma, which is an example of the present invention. Both devices have a plasma generation chamber 1. Gas inlet 2. It has a waveguide 3 that guides microwaves for generating plasma. The dry etching device shown in FIG. 1 is a type that generates standing microwave waves in a plasma generation chamber 1, and the device shown in FIG. 2 is a type that uses ECR (electron cyclone resonance) using a coil 4. It is. However, in the present invention, the plasma generation source is not limited to microwaves.

そして、ドライエツチング装置の反応室5には、ウェハ
設置台6にセットされたウェハ7が設けられておシ、排
気口8よりガスが排気される。なお、反応室5とプラズ
マ発生室1の間には遮蔽板9が配置されている。
A wafer 7 set on a wafer mounting table 6 is provided in a reaction chamber 5 of the dry etching apparatus, and gas is exhausted from an exhaust port 8. Note that a shielding plate 9 is arranged between the reaction chamber 5 and the plasma generation chamber 1.

いまドライエツチング装置内の圧力が、例えば10P、
(約cL1TOrr)では分子の平均自由行程は、窒素
分子の場合ではα5m程度とな#)、他の大きさの異な
る分子でもほぼこの程度の長さである。
Now the pressure inside the dry etching device is, for example, 10P,
(approximately cL1TOrr), the mean free path of the molecule is approximately α5m in the case of nitrogen molecules, and is approximately this length for other molecules of different sizes.

そこで第6図に示すように、<の字型をした板1゜を、
間隔d (d、’λ・・・・・・分子もしくはイオンの
平均自由行程)で組合わせた構造の遮蔽板9を用いると
、これと1回の衝突も起こさずに通過する分子11ある
いはイオン11′がないことは明らかである。この場合
、くの字型をした板10の厚さtは、間隔dに比べて小
さい程、遮蔽板9の開孔率が大きくなるので、分子なら
びに中性ラジカルの通過率は高くなシ望ましい。また、
圧力が1P(約(L 2 Torr )以下になると、
分子の平均自由行程は5箇程度以上になるので、t<d
となるように遮蔽板9をつくればよいことになる。この
ようKすると、遮蔽板9の厚さは273 dとなり、d
zλであることから、圧力がIP、程度であっても、そ
の厚さは数帰あればよいことになシ、極めてコンパクト
な構造となり、かつイオンが確実に1回以上遮蔽板9に
衝突し電荷を失うので、イオンの反応室5への流出を防
ぐことができ、素子に与えるダメージが極めて少なくな
る。
Therefore, as shown in Fig. 6, a plate 1° in the shape of < is
If a shielding plate 9 with a structure in which the shielding plate 9 is combined with a spacing d (d, 'λ...mean free path of molecules or ions) is used, molecules 11 or ions that pass through without colliding with it even once. 11' is clearly absent. In this case, the smaller the thickness t of the dogleg-shaped plate 10 is compared to the distance d, the larger the porosity of the shielding plate 9 becomes, so it is desirable that the passage rate of molecules and neutral radicals is high. . Also,
When the pressure falls below 1P (approximately (L 2 Torr)),
Since the mean free path of the molecule is about 5 or more, t<d
The shielding plate 9 should be made so that. With K in this way, the thickness of the shielding plate 9 will be 273 d, and d
Since it is zλ, even if the pressure is about IP, the thickness only needs to be a few degrees.The structure is extremely compact, and the ions are sure to collide with the shielding plate 9 at least once. Since the charge is lost, it is possible to prevent ions from flowing into the reaction chamber 5, and damage to the element is extremely reduced.

次に、本発明のドライエツチング装置における遮蔽板の
他の一例を第4図に示す。図に示すごとく、厚さtの板
12に直径dの孔13を数多くあけたものである。この
場合、5が小さいと孔を衝突無しに通過する分子11、
イオン11′が増加する。逆1c 4/dを大きくする
ことにより、壁に衝突せずに通過する分子11.イオン
11′は十分に少くすることができる。しかし、 t/
dを不必要に大きくすると分子あるいは中性ラジカルの
流れのコンダクタンスが低下するので好ましくない。こ
のような遮蔽板の円筒状の孔内を偶然的に通過する分子
の流れの経過を、乱数を用いて数値的、模型的に求め、
それを解析することによって、円筒状の孔内を通過する
分子流の近似解を得る通常のモンテカルロ法(Mont
e Carlo method )によりシミュレート
した結果を第5図に示す。図に示すごとく、孔の深さく
t)と直径(d)の比率である4/dが10を超えると
、遮蔽板の孔の壁と衝突せずに孔を通過する確率(4)
は1チ以下となる。そして、シース電界によるイオンの
引付は力の存在を考慮すると、電荷を失う衝突をしない
で遮蔽板の孔から通過してくるイオンの数は非常に少い
といえる。
Next, another example of the shielding plate in the dry etching apparatus of the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, a number of holes 13 having a diameter d are bored in a plate 12 having a thickness t. In this case, if 5 is small, molecules 11 pass through the hole without collision,
Ions 11' increase. By increasing inverse 1c 4/d, molecules 11. pass through without colliding with the wall. The number of ions 11' can be sufficiently reduced. However, t/
Unnecessarily increasing d is undesirable because the conductance of the flow of molecules or neutral radicals decreases. The course of the flow of molecules that accidentally pass through the cylindrical hole of such a shielding plate is determined numerically and by model using random numbers.
By analyzing this, an approximate solution for the molecular flow passing through a cylindrical hole is obtained using the ordinary Monte Carlo method (Monte Carlo method).
Fig. 5 shows the results of simulation using the e Carlo method. As shown in the figure, if the ratio of the hole depth (t) to the diameter (d), 4/d, exceeds 10, the probability of passing through the hole without colliding with the hole wall of the shielding plate is (4).
is less than 1 inch. Considering the presence of force in attracting ions by the sheath electric field, it can be said that the number of ions that pass through the holes in the shielding plate without colliding to lose charge is extremely small.

また、上述のようにドライエツチング装置内の 4圧力
が1P、(約α1Torr )では、遮蔽板の孔の径を
α5W程度にすればよいので、遮蔽板の厚さは約5++
a++程度となり極めて薄くてすむことになる。そして
、分子あるいは中性ラジカルの流れに対するコンダクタ
ンスを増すためには、遮蔽板に数多くの孔を明けること
で可能となる。
Furthermore, as mentioned above, when the pressure inside the dry etching device is 1P (approximately α1 Torr), the diameter of the hole in the shielding plate should be approximately α5W, so the thickness of the shielding plate is approximately 5++.
The thickness is about a++, so it can be extremely thin. In order to increase the conductance with respect to the flow of molecules or neutral radicals, it is possible to increase the conductance with respect to the flow of molecules or neutral radicals by making a large number of holes in the shielding plate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明したごとく、本発明のガスプラズマによ
るドライエツチング装置においては、従来の長い輸送管
を用いた大型の装置に比べ、小型でコンパクトな構造の
遮蔽板を用いるだけで、ほぼ完全にイオンを流束の大き
い中性のラジカルに変換できるので、例えば、半導体L
SI製造工程における微細パターン加工後のレジストの
アッシング工程において、半導体素子がイオン衝撃によ
る格子欠陥などを受けることなく高速でアッシングする
ことが可能となシ、性能特性に優れた信頼性の高い半導
体素子を能率よく安価に製作することができ、工業上の
利用価値は極めて大きい。
As explained in detail above, in the gas plasma dry etching apparatus of the present invention, ions can be almost completely removed by simply using a small and compact shielding plate, compared to conventional large-scale apparatuses using long transport pipes. can be converted into neutral radicals with large flux, so for example, semiconductor L
In the resist ashing process after fine pattern processing in the SI manufacturing process, it is possible to ash at high speed without the semiconductor element suffering from lattice defects caused by ion bombardment, resulting in a highly reliable semiconductor element with excellent performance characteristics. can be produced efficiently and inexpensively, and has extremely high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は本発明の実施例において用いたガ
スプラズマによるドライエツチング装置の構造を示す断
面図、第3図および第4図は本発明の実施例におけるド
ライエツチング装置に用いた遮蔽板の形状の一例を示す
断面図、第5図は第4図に示す遮蔽板の孔の深さと直径
の比率と、遮蔽板の孔の壁と衝突せずに孔を通過する粒
子の確率の関係を示すグラフである。 1・・・・・・プラズマ発生室 2・・・・・・ガス導入口 6・・・・・・導波管 4・・・・・・コイル 5・・・・・・反応室 6・・・・・・ウェハ設置台 7・・ψ・・tウェハ 8・・・・・・排気口 9・・・・・・遮蔽板 10・・・・・・くの半板 11・・・・・・分子 11・・・・・・イオン 12・・・・・・板 ’]!11図 第2図 第30 檀 彦 第4図       ぶ 」 男 !  2 jr
1 and 2 are cross-sectional views showing the structure of a gas plasma dry etching apparatus used in an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are shielding diagrams used in a dry etching apparatus in an embodiment of the present invention. Figure 5, a cross-sectional view showing an example of the shape of the plate, shows the ratio of the depth and diameter of the hole in the shielding plate shown in Figure 4, and the probability of particles passing through the hole without colliding with the wall of the hole in the shielding plate. It is a graph showing a relationship. 1... Plasma generation chamber 2... Gas inlet 6... Waveguide 4... Coil 5... Reaction chamber 6... ...Wafer installation stand 7...ψ...t Wafer 8...Exhaust port 9...Shielding plate 10...Half plate 11...・Molecular 11...Ion 12...Plate']! Figure 11 Figure 2 Figure 30 Danhiko Figure 4 “Bu” Man! 2 jr

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ガスプラズマ発生室と上記ガスプラズマを用いてエ
ッチングを行なう反応室を有するドライエッチング装置
において、上記ガスプラズマ発生室および反応室は分子
間の衝突が無視できる低圧下にあって、上記ガスプラズ
マ発生室と反応室との間に、上記ガスプラズマ発生室か
ら反応室へ流れる分子あるいは正荷電粒子の平均自由行
程とほぼ同じ大きさの通過孔を多数設けた遮蔽板を配置
し、上記遮蔽板は上記分子あるいは正荷電粒子が少なく
とも1回上記遮蔽板に設けた通過孔の壁に衝突する形状
とすることを特徴とするドライエッチング装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のドライエッチング装置
において、遮蔽板に設ける通過孔の断面形状がくの字形
であって、上記くの字形の通過孔の径または幅もしくは
奥行がほぼ分子もしくは正荷電粒子の平均自由行程であ
ることを特徴とするドライエッチング装置。 3、特許請求の範囲第2項記載のドライエッチング装置
において、通過孔の断面形状がくの字形である遮蔽板に
おいて、上記遮蔽板の厚さが、上記くの字形の通過孔の
径または幅もしくは奥行のほぼ2√2倍であることを特
徴とするドライエッチング装置。 4、特許請求の範囲第1項記載のドライエッチング装置
において、遮蔽板に設ける通過孔の形状がほぼ丸形であ
つて、上記丸形の孔の径が、ほぼ分子もしくは正荷電粒
子の平均自由行程であり、かつ上記丸形の孔の深さが、
上記丸形の孔の径のほぼ10倍であることを特徴とする
ドライエッチング装置。
[Claims] 1. A dry etching apparatus having a gas plasma generation chamber and a reaction chamber for etching using the gas plasma, wherein the gas plasma generation chamber and the reaction chamber are under low pressure where collisions between molecules can be ignored. A shielding plate is provided between the gas plasma generation chamber and the reaction chamber, which has a large number of passage holes having a size approximately equal to the mean free path of molecules or positively charged particles flowing from the gas plasma generation chamber to the reaction chamber. The dry etching apparatus is characterized in that the shielding plate has a shape such that the molecules or positively charged particles collide with a wall of a passage hole provided in the shielding plate at least once. 2. In the dry etching apparatus according to claim 1, the cross-sectional shape of the passage hole provided in the shielding plate is dogleg-shaped, and the diameter, width, or depth of the dogleg-shaped passage hole is approximately 2. A dry etching device characterized by a mean free path of charged particles. 3. In the dry etching apparatus according to claim 2, in the shielding plate in which the cross-sectional shape of the passage hole is dogleg-shaped, the thickness of the shielding plate is equal to the diameter or width of the dogleg-shaped passage hole, or A dry etching device characterized by being approximately 2√2 times the depth. 4. In the dry etching apparatus according to claim 1, the shape of the passage hole provided in the shielding plate is approximately round, and the diameter of the round hole is approximately equal to the mean freedom of molecules or positively charged particles. stroke, and the depth of the above-mentioned round hole is
A dry etching apparatus characterized in that the diameter of the round hole is approximately 10 times that of the above-mentioned round hole.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5018479A (en) * 1987-09-24 1991-05-28 Reserach Triangle Institute, Inc. Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semconductor layer
JPH047827A (en) * 1990-04-10 1992-01-13 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Plasma treatment method
US5180435A (en) * 1987-09-24 1993-01-19 Research Triangle Institute, Inc. Remote plasma enhanced CVD method and apparatus for growing an epitaxial semiconductor layer
US5421888A (en) * 1992-05-12 1995-06-06 Sony Corporation Low pressure CVD apparatus comprising gas distribution collimator

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