JPS6223987A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
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- JPS6223987A JPS6223987A JP16115485A JP16115485A JPS6223987A JP S6223987 A JPS6223987 A JP S6223987A JP 16115485 A JP16115485 A JP 16115485A JP 16115485 A JP16115485 A JP 16115485A JP S6223987 A JPS6223987 A JP S6223987A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、真空容器内に設けた陰極に高周波電力を印加
してプラズマを発生させ、上記陰極上に装着した被エツ
チング物をエツチングするようにしたドライエツチング
装置に関するものである。
してプラズマを発生させ、上記陰極上に装着した被エツ
チング物をエツチングするようにしたドライエツチング
装置に関するものである。
従来の技術
ドライエツチング装置の代表的な例としては。
筒形反応室とそれを囲んで設置られた電極とを備えた円
筒型プラズマエツチング装置５及応室内に平行平板電極
を備え、陽極上でエツチングを行なう平行電極形プラズ
マエツチング装置、また平行平板の陰極上に被エツチン
グ物を置き、プラズマのセルフッ々イアスによる正イオ
ンの加速を利用しエツチングを行なう反応性イオンエツ
チング（Ｂ、ＴＥ）装置などがある。近年ＬＳＩの集積
化に伴い微細加工の必要性が高まっており、その点でマ
スクパターンに沿った異方性゛エツチングが可能なＲＩ
ＥＩが主流に彦りつつある。また、これらのエツチング
装置の処理方式としては、電極上に複数の被工ツチング
物を並べて一度にエツチングを行なうパッチ処理方式が
主流を成している。
筒型プラズマエツチング装置５及応室内に平行平板電極
を備え、陽極上でエツチングを行なう平行電極形プラズ
マエツチング装置、また平行平板の陰極上に被エツチン
グ物を置き、プラズマのセルフッ々イアスによる正イオ
ンの加速を利用しエツチングを行なう反応性イオンエツ
チング（Ｂ、ＴＥ）装置などがある。近年ＬＳＩの集積
化に伴い微細加工の必要性が高まっており、その点でマ
スクパターンに沿った異方性゛エツチングが可能なＲＩ
ＥＩが主流に彦りつつある。また、これらのエツチング
装置の処理方式としては、電極上に複数の被工ツチング
物を並べて一度にエツチングを行なうパッチ処理方式が
主流を成している。
最近ウェハ（被エツチング物）の犬［１径化に伴い、エ
ツチングの均一性や装置の大型化の鰭点から、現在主流
のパッチ処理方式に代って、小型でエツチングの均一性
に優れ、自動化の芥易な枚葉処理方式の装置の必要性が
高まっている。しかし、枚葉処理方式ではウェハを一枚
ずつ処理するために）々ツチ処理方式に比較して処理時
間がかか９生産性に劣るという欠点がある。そこで５枚
葉処理刃式でノ々ツチ処理方式と同等の生産性を得るた
めにはエツチング速度を向上させることが必要となる。
ツチングの均一性や装置の大型化の鰭点から、現在主流
のパッチ処理方式に代って、小型でエツチングの均一性
に優れ、自動化の芥易な枚葉処理方式の装置の必要性が
高まっている。しかし、枚葉処理方式ではウェハを一枚
ずつ処理するために）々ツチ処理方式に比較して処理時
間がかか９生産性に劣るという欠点がある。そこで５枚
葉処理刃式でノ々ツチ処理方式と同等の生産性を得るた
めにはエツチング速度を向上させることが必要となる。
通常のドライエツチング装置では、高周波印加電力を増
加すれば、エツチング速度を向上させることができるが
、その反面、ウェハの装着される電極でおる陰極にかか
るプラズマからの自己ノ９イアス（Ｖｄｃ）も増加し、
その結果イオン照射による結晶欠陥等の損傷が大きくな
る。従って、損傷を低く抑えしかもエツチング速度を高
めるためには印加電圧を増加することなく、エツチング
ガスのイオン化率を増加させることが要求される。
加すれば、エツチング速度を向上させることができるが
、その反面、ウェハの装着される電極でおる陰極にかか
るプラズマからの自己ノ９イアス（Ｖｄｃ）も増加し、
その結果イオン照射による結晶欠陥等の損傷が大きくな
る。従って、損傷を低く抑えしかもエツチング速度を高
めるためには印加電圧を増加することなく、エツチング
ガスのイオン化率を増加させることが要求される。
そこで、本発明の目的は、このような要求を満たして、
高密度プラズマによる高速エツチングを可能にしたドラ
イエツチング装置を提供することにある。
高密度プラズマによる高速エツチングを可能にしたドラ
イエツチング装置を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明によるドライエツチング装置においては、真空容
器内に設けた対向したλつの陰極のそれぞれに高周波電
力を印加する手段とともに、対向した電極間に、各電極
に対して垂直な磁界を発生する手段を有することを特徴
としている。捷だ対向した陰極にそれぞれ印加する高周
波の位相Ｖ１、約／ 、ｒ Ｏ＠とすることができる。
器内に設けた対向したλつの陰極のそれぞれに高周波電
力を印加する手段とともに、対向した電極間に、各電極
に対して垂直な磁界を発生する手段を有することを特徴
としている。捷だ対向した陰極にそれぞれ印加する高周
波の位相Ｖ１、約／ 、ｒ Ｏ＠とすることができる。
作用
このように構成した本発明のトライエツチング装置では
、対向した電極間ｒ垂直に形成される磁界により電子が
サイクロトロン運動をするため高密度のプラズマを発生
させることができる。通常の陰極（高周波電極）と陽極
（接地電極）とから成る平行平板電極に、電極と垂直に
磁界をかけた場合は、電子はサイクロ運動をするが、陽
極に多量に流れ込んでしまうために充分に高密度なプラ
ズマは得られないが５本発明では、対向した電極のそれ
ぞれが陰極であるために、電子がサイクロトロン運動を
しながらそれぞれの電極で反発され螺旋往復運動を行な
いながら電極間に閉じ込められる。また、対向したそれ
ぞれの陰極に印加される高周波の位相差を約ｉｔｏ”と
すれば、往復運動の振巾が大きくなりさらに高密度のプ
ラズマを形成できる。さらに、それぞれの陰極に印加す
る高周波電力の出力が等しく位相差がｌざＯｏであれば
、！極間に形成される高周波電界のピーク・ビークは、
一方の電極に印加される高周波電界の約２倍となる。一
方、それぞれの陰極の平均電位であるＶｄｃは、高周波
印加電力、プラズマ中でのイオン化率および正イオンと
電子の密度、陰極での正のイオン電流（プラズマ中の正
イオン濃度と陰極面積で決定する）、ブロッキングコン
デンサおよび陰極の浮遊容量等に大きく依存する。本発
明によるドライエツチング装置では、上記のような電子
の運動によりプラズマ中でのイオン化率および陰極での
イオン電流が大きいため、 Ｖｄｃを小さくすること
ができる。また、陰極付近での実際のイオンの加速電圧
は■＝ｖｄ ｃ ＋Ｖｐ （Ｖｐ ：プラズマ電位）で
表わされるが１本発明によるドライエツチング装置では
、上記のような電子の閉じ込めにより、イオン化率が高
い割にはＶｐを低く抑えることができる。従って１本発
明によるドライエツチング装置では、低損傷かつ高速エ
ツチングが可能であり１枚葉処理刃式の装置でも高い生
産性を達成できる。さらに、被エツチング物であるウェ
ハを対向した陰極の両方に装着することにより、枚葉処
理方式の長所を生かしながら一度に二枚ずつ処理するこ
とができる。また対向陰極を縦型にすることにより、二
枚処理の場合も、双方を同じ条件でエツチング処理でき
、かつ−ｒミの心配が少ない。
、対向した電極間ｒ垂直に形成される磁界により電子が
サイクロトロン運動をするため高密度のプラズマを発生
させることができる。通常の陰極（高周波電極）と陽極
（接地電極）とから成る平行平板電極に、電極と垂直に
磁界をかけた場合は、電子はサイクロ運動をするが、陽
極に多量に流れ込んでしまうために充分に高密度なプラ
ズマは得られないが５本発明では、対向した電極のそれ
ぞれが陰極であるために、電子がサイクロトロン運動を
しながらそれぞれの電極で反発され螺旋往復運動を行な
いながら電極間に閉じ込められる。また、対向したそれ
ぞれの陰極に印加される高周波の位相差を約ｉｔｏ”と
すれば、往復運動の振巾が大きくなりさらに高密度のプ
ラズマを形成できる。さらに、それぞれの陰極に印加す
る高周波電力の出力が等しく位相差がｌざＯｏであれば
、！極間に形成される高周波電界のピーク・ビークは、
一方の電極に印加される高周波電界の約２倍となる。一
方、それぞれの陰極の平均電位であるＶｄｃは、高周波
印加電力、プラズマ中でのイオン化率および正イオンと
電子の密度、陰極での正のイオン電流（プラズマ中の正
イオン濃度と陰極面積で決定する）、ブロッキングコン
デンサおよび陰極の浮遊容量等に大きく依存する。本発
明によるドライエツチング装置では、上記のような電子
の運動によりプラズマ中でのイオン化率および陰極での
イオン電流が大きいため、 Ｖｄｃを小さくすること
ができる。また、陰極付近での実際のイオンの加速電圧
は■＝ｖｄ ｃ ＋Ｖｐ （Ｖｐ ：プラズマ電位）で
表わされるが１本発明によるドライエツチング装置では
、上記のような電子の閉じ込めにより、イオン化率が高
い割にはＶｐを低く抑えることができる。従って１本発
明によるドライエツチング装置では、低損傷かつ高速エ
ツチングが可能であり１枚葉処理刃式の装置でも高い生
産性を達成できる。さらに、被エツチング物であるウェ
ハを対向した陰極の両方に装着することにより、枚葉処
理方式の長所を生かしながら一度に二枚ずつ処理するこ
とができる。また対向陰極を縦型にすることにより、二
枚処理の場合も、双方を同じ条件でエツチング処理でき
、かつ−ｒミの心配が少ない。
実施例
以下、添附図面をお照しながら本発明の実施例について
説明する。
説明する。
ｑつ′
第１図には本発明に−よるドライエツチング装置の一実
施例を示し、ｌは真空容器で接地されている。この中に
対向した陰＆２．３が配置され、各陰極の裏側には永久
磁石グ、５が設けられ、そして電極２と磁石Ｖ１および
電極３と磁石ｊの各組立体は、表面材料のクー９ツタリ
ングＶＣよるウエノ・への汚染を防ぐために、 Ａｚ、
Ａｚ２ｏ３またはＳＩＯ□等の非磁性体Ａ、７で株われ
ている。壕だ電極の側面や１に血はアースシールド１．
２．／３により囲まれている。陰極、２．３には電源ざ
からの高周波電力が分割・位相反転回路りおよびブロツ
キングコンデンザーを介してｌ♂Ｏ＠の位相差でそれぞ
れ印加される。磁石４４．ｊはそ牡ぞｎ電極２．３に垂
直な均一磁界を上記電極間に発生するようにされる。磁
石＋ｔ、Ｊがそれぞれ分割しり複数の磁石から成る場合
Ｖｔ１磁界を均一にするために磁石と電極の間に軟鉄板
等のポールピースを備える。また図面には示してないが
、真空容器ｌけエツチングガス導入手段および排気手段
を備えている。なお図面においてエツチング処理すべき
ウエノ、−ｉｏ。
施例を示し、ｌは真空容器で接地されている。この中に
対向した陰＆２．３が配置され、各陰極の裏側には永久
磁石グ、５が設けられ、そして電極２と磁石Ｖ１および
電極３と磁石ｊの各組立体は、表面材料のクー９ツタリ
ングＶＣよるウエノ・への汚染を防ぐために、 Ａｚ、
Ａｚ２ｏ３またはＳＩＯ□等の非磁性体Ａ、７で株われ
ている。壕だ電極の側面や１に血はアースシールド１．
２．／３により囲まれている。陰極、２．３には電源ざ
からの高周波電力が分割・位相反転回路りおよびブロツ
キングコンデンザーを介してｌ♂Ｏ＠の位相差でそれぞ
れ印加される。磁石４４．ｊはそ牡ぞｎ電極２．３に垂
直な均一磁界を上記電極間に発生するようにされる。磁
石＋ｔ、Ｊがそれぞれ分割しり複数の磁石から成る場合
Ｖｔ１磁界を均一にするために磁石と電極の間に軟鉄板
等のポールピースを備える。また図面には示してないが
、真空容器ｌけエツチングガス導入手段および排気手段
を備えている。なお図面においてエツチング処理すべき
ウエノ、−ｉｏ。
／／は対向した陰極の表側にそれぞれ装着されている。
図示実施例では、各電極に組込まれた磁石≠、ｊによっ
て、電極２・ヂ間に各電極に垂直で均一な磁界をかける
ことにより、電子がサイクロトロン運動する。さらに、
電極−１３が高周波電極であり、プラズマからの自己ノ
々イアスによりそれぞれが陰極となるため、電子はサイ
クロトロン運動を【７ながら電極間を往復運動し、よっ
て高密度のプラズマが得られる。ここで、対向した陰極
のそれぞれに印加する高周波の位相が等しければ、両電
極の電位が負となったとき、プラズマ中の電子は両電極
から反発され、真空客器の壁（＠＆）方向に拡散してし
まう。しかし、本発明では各電極に印加する高周波の位
相差が約／１０であるだめ、電極間に形成される電界は
各電極に対してほぼ垂直となり、電子は電界に沿って、
磁界に巻きつきながら往復運動をするので、電子の真空
容器の壁方向への拡散を小さくでき、電極間のプラズマ
中に電子を閉じ込めることができるため、より高密度で
Ｖｄｃの低いプラズマを得ることができる。
て、電極２・ヂ間に各電極に垂直で均一な磁界をかける
ことにより、電子がサイクロトロン運動する。さらに、
電極−１３が高周波電極であり、プラズマからの自己ノ
々イアスによりそれぞれが陰極となるため、電子はサイ
クロトロン運動を【７ながら電極間を往復運動し、よっ
て高密度のプラズマが得られる。ここで、対向した陰極
のそれぞれに印加する高周波の位相が等しければ、両電
極の電位が負となったとき、プラズマ中の電子は両電極
から反発され、真空客器の壁（＠＆）方向に拡散してし
まう。しかし、本発明では各電極に印加する高周波の位
相差が約／１０であるだめ、電極間に形成される電界は
各電極に対してほぼ垂直となり、電子は電界に沿って、
磁界に巻きつきながら往復運動をするので、電子の真空
容器の壁方向への拡散を小さくでき、電極間のプラズマ
中に電子を閉じ込めることができるため、より高密度で
Ｖｄｃの低いプラズマを得ることができる。
次に対向する陰極に、位相差／ ｌ’ ００の高周波電
力を印加したときの他の効果を、第２図を参照して説明
する。
力を印加したときの他の効果を、第２図を参照して説明
する。
第２図のグラフにおいて、Ａｉｉ電極コにおける電位、
Ｂは電極３における電位、０は電極コ、３間の電位差を
表わしている。電極２．３にそれぞれ％第２図のＡ、Ｂ
に示すように位相差／ ｆｆ Ｏ”の高周波を印加する
ことにより、電極−２３間の電位差（第２図０）は電極
λ、３に印加される高周波電圧の一方の２倍とガリ、従
ってプラズマ密度も位相差Ｏ０のときと比較して大きく
なる。ところで５発生されたプラズマによる自己ノ々イ
アスＶｄｃは各電極に大画く依存するため、／Ｊ′θ０
の位相差をもつ高周波電力を電極−２，ｊの両方に印加
しても、同じ出力で一方の電極のみに印加した場合と比
較して、自己ノ９イアスはほとんど変わらない。
Ｂは電極３における電位、０は電極コ、３間の電位差を
表わしている。電極２．３にそれぞれ％第２図のＡ、Ｂ
に示すように位相差／ ｆｆ Ｏ”の高周波を印加する
ことにより、電極−２３間の電位差（第２図０）は電極
λ、３に印加される高周波電圧の一方の２倍とガリ、従
ってプラズマ密度も位相差Ｏ０のときと比較して大きく
なる。ところで５発生されたプラズマによる自己ノ々イ
アスＶｄｃは各電極に大画く依存するため、／Ｊ′θ０
の位相差をもつ高周波電力を電極−２，ｊの両方に印加
しても、同じ出力で一方の電極のみに印加した場合と比
較して、自己ノ９イアスはほとんど変わらない。
むしろ、一方の電極のみに印加した場合よシもプラズマ
密度および陰極でのイオン電流が増加するため、Ｖｄｃ
は小さくなる。このようにして、／１０”の位相差をも
つ高周波電力を対向した陰極−２７３のそれぞれに印加
することによって、比較的低電圧で高密度のプラズマが
形成される。
密度および陰極でのイオン電流が増加するため、Ｖｄｃ
は小さくなる。このようにして、／１０”の位相差をも
つ高周波電力を対向した陰極−２７３のそれぞれに印加
することによって、比較的低電圧で高密度のプラズマが
形成される。
以上の相乗効果の結果、本発明によるドライエツチング
装置では、低い高周波投入電力でも低電圧大電流の高密
度プラズマを発生でき、高速で損傷の少ないエツチング
処理ができる。
装置では、低い高周波投入電力でも低電圧大電流の高密
度プラズマを発生でき、高速で損傷の少ないエツチング
処理ができる。
発明の詳細
な説明してきたように、本発明によれば、対向した陰極
間にそれぞれの電極に垂直な均一磁界をかけること、お
よび、各電極に印加する高周波の位相差を約／ Ｉ Ｏ
’とすることにより、電子のサイクロトロン運動、電子
の対向した陰極間での往復運動、さらに電極間のプラズ
マ中への電子の閉じ込め等の相乗効果によりプラズマ密
度およびイオン電流が大きく、それによりプラズマの自
己ノ９イアスを低く抑え、損傷や汚染の少ないエツチン
グ処理を高速で行なうことができ、生産性を向上させる
ことができる。
間にそれぞれの電極に垂直な均一磁界をかけること、お
よび、各電極に印加する高周波の位相差を約／ Ｉ Ｏ
’とすることにより、電子のサイクロトロン運動、電子
の対向した陰極間での往復運動、さらに電極間のプラズ
マ中への電子の閉じ込め等の相乗効果によりプラズマ密
度およびイオン電流が大きく、それによりプラズマの自
己ノ９イアスを低く抑え、損傷や汚染の少ないエツチン
グ処理を高速で行なうことができ、生産性を向上させる
ことができる。
さらに本発明によるドライエツチング装置は、同じ形状
の対向した高周波１！極を用いるため、両方の電極に被
エツチング物を装着して処理することができ、エツチン
グが均一で装置が小型ですむという枚葉処理方式の特徴
を生か［７て、二枚の被エツチング物を同時に処理でき
る。才だ、対向陰極を縦型にすることにより、被エツチ
ング物へのゴミの心配も少なくなり、被エツチング物を
両電極へ装着した場合も、双方を同じ条件でエツチング
処理できる。
の対向した高周波１！極を用いるため、両方の電極に被
エツチング物を装着して処理することができ、エツチン
グが均一で装置が小型ですむという枚葉処理方式の特徴
を生か［７て、二枚の被エツチング物を同時に処理でき
る。才だ、対向陰極を縦型にすることにより、被エツチ
ング物へのゴミの心配も少なくなり、被エツチング物を
両電極へ装着した場合も、双方を同じ条件でエツチング
処理できる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略線図、第２図は第
１図の装置の各部の電圧波を示すグラフである。 図中、ｌ：真空容器、λ、３：対向陰極、４ｔ。 ｊ：永久磁石、ｔ、７：電極光面材、ｔ：高周波電源、
り：分割・位相反転回路、ｉｏ、ｉｔ：被エツチング物
（ウェハ）。
１図の装置の各部の電圧波を示すグラフである。 図中、ｌ：真空容器、λ、３：対向陰極、４ｔ。 ｊ：永久磁石、ｔ、７：電極光面材、ｔ：高周波電源、
り：分割・位相反転回路、ｉｏ、ｉｔ：被エツチング物
（ウェハ）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アースに接続された真空容器内に、対向した２つの
陰極を設け、それぞれに同じ出力の高周波電力を印加す
ると共に、上記の対向した電極間に、それぞれの電極に
対して垂直な磁界を発生させ対向陰極間に発生する高密
度プラズマにより両陰極上に装着された被エッチング物
をエッチングするようにしたドライエッチング装置。 ２、対向したそれぞれの陰極に印加する高周波電力の位
相差が約１８０°である特許請求の範囲第１項に記載の
ドライエッチング装置。 ３、被エッチング物を対向した陰極の少なくとも一方に
装着した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のドラ
イエッチング装置。 ４、磁界の発生は対向したそれぞれの陰極の内部に設置
した永久磁石でなされるとする特許請求の範囲第１項に
記載のドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16115485A JPS6223987A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16115485A JPS6223987A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | ドライエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223987A true JPS6223987A (ja) | 1987-01-31 |
| JPS6342707B2 JPS6342707B2 (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=15729619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16115485A Granted JPS6223987A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223987A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02224239A (ja) * | 1988-05-23 | 1990-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | プラズマエッチング装置 |
| JPH0625874A (ja) * | 1988-11-16 | 1994-02-01 | Haruhisa Kinoshita | ドライプロセス装置 |
| US5795452A (en) * | 1989-11-15 | 1998-08-18 | Kokusai Electric Co., Ltd. | Dry process system |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP16115485A patent/JPS6223987A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02224239A (ja) * | 1988-05-23 | 1990-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | プラズマエッチング装置 |
| JPH0625874A (ja) * | 1988-11-16 | 1994-02-01 | Haruhisa Kinoshita | ドライプロセス装置 |
| US5795452A (en) * | 1989-11-15 | 1998-08-18 | Kokusai Electric Co., Ltd. | Dry process system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6342707B2 (ja) | 1988-08-25 |
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