JPS6321833A - Dry etching apparatus - Google Patents

Dry etching apparatus

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Publication number
JPS6321833A
JPS6321833A JP16703586A JP16703586A JPS6321833A JP S6321833 A JPS6321833 A JP S6321833A JP 16703586 A JP16703586 A JP 16703586A JP 16703586 A JP16703586 A JP 16703586A JP S6321833 A JPS6321833 A JP S6321833A
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JP
Japan
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magnetic field
electrode
dry etching
electrodes
container
Prior art date
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Application number
JP16703586A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsunetoshi Arikado
経敏 有門
Haruo Okano
晴雄 岡野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6321833A publication Critical patent/JPS6321833A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent ions from being bent due to a magnetic field and to prevent the working shape of an orthogonal pattern from being differentiated by disposing the locating position of first magnetic field applying means at the rear side of an electrode opposed to an electrode which places a substrate to be etched. CONSTITUTION:First magnetic field generators 19 aligned in the order of NSNS of permanent magnets 19a are disposed near on the upper surface of a second electrode 12 out of a vessel 10, a predetermined magnetic field is formed between the first and second electrodes 11 and 12 through the electrode 12, and reciprocated in a direction of an arrow P along the electrode 12 by a moving mechanism 20. A second magnetic field generator 21 made of a plurality of permanent magnets 21a is disposed at the position opposed to the sidewall of the vessel 10 out of the vessel 10. The generator 21 has the magnets 21 in the order of NSNS on the same circumference at an equal interval and supplies a magnetic field of direction perpendicular to the opposing directions of the electrodes 11, 12 between the electrodes 11 and 12. Thus, incident ions are prevented from being bent due to the magnetic field, and a phenomenon that the working shape of an orthogonal pattern is different can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、メライエッチング装置に係わり、特にマグネ
トロン放電を利用したドライエツチング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a dry etching apparatus, and particularly to a dry etching apparatus using magnetron discharge.

(従来の技術) 近年、高集積デバイス製造のための微細加工には、主と
して反応性イオンエツチング技術が使用されている。反
応性イオンエツチング法とは、一対の対向する電穫を有
する真空チャンバ内の片方の電極上に被エツチング基体
を置き、例えばCF4等のハロゲン原子を含有するガス
を該チャンバ内に導入し、上記一対の電極間に高周波電
力を印加してガスを放電せしめ、発生したイオンやラジ
カルを用いて被エツチング基体をエツチングする方法で
ある。
(Prior Art) In recent years, reactive ion etching technology has been mainly used for microfabrication for manufacturing highly integrated devices. In the reactive ion etching method, a substrate to be etched is placed on one electrode in a vacuum chamber having a pair of opposing electrodes, a gas containing halogen atoms such as CF4 is introduced into the chamber, and the above-mentioned This is a method in which high-frequency power is applied between a pair of electrodes to discharge gas, and the generated ions and radicals are used to etch the substrate to be etched.

上記方法を利用したエツチング装置では、大型チャンバ
内に例えば10枚〜20枚の被エツチング基体を一度に
入れてエツチングを行うバッチ式装置と、小型チャンバ
内に1枚の被エツチング基体のみを入れてエツチングを
行う枚葉式装置とがある。今後、LSIの寸法は益々微
細化し、且つS1ウエハ径は8インチや12インチと拡
大する一途を辿っている。従って、大ロ径つニへ表面上
に均一に極微細パターンを形成するためには、枚葉式装
置の方が有利であり、徐々にではあるが主流になりつつ
ある。当然のことであるが、枚葉式エツチング装置は、
もしエツチング速度が等しければ、バッチ式エツチング
装置に比較して処理能力は低い。従って、枚葉式エツチ
ング装置では、磁場を利用してマグネトロン放電を起こ
す、或いはホローカソード放電を起こす等、放電効率を
高める工夫がなされている。
Etching apparatuses using the above method include a batch-type apparatus in which, for example, 10 to 20 substrates to be etched are placed in a large chamber at a time, and a batch type apparatus in which only one substrate to be etched is placed in a small chamber. There is a single-wafer type device that performs etching. In the future, the dimensions of LSI will continue to become smaller and the S1 wafer diameter will continue to increase to 8 inches or 12 inches. Therefore, in order to uniformly form ultra-fine patterns on the surface of large diameter strips, single-wafer type devices are more advantageous and are gradually becoming mainstream. Naturally, single-wafer etching equipment
If the etching speed is the same, the throughput is lower than that of a batch type etching apparatus. Therefore, in single-wafer etching apparatuses, measures have been taken to increase the discharge efficiency, such as by using a magnetic field to generate magnetron discharge or by generating hollow cathode discharge.

第4図に従来のマグネトロン放電利用のドライエツチン
グエツチング装置の概略構成を示す。図中81は真空容
器、82は陰極、83は被エツチング基体、84はマツ
チング回路、85は高周波電源、86は棒状磁石86a
をN5NSの順に並べた磁場発生器、87は磁場発生器
86を陰極82と平行に移動する移動ms、88はガス
導入口、89はガス排気口、90は絶縁物をそれぞれ示
している。この装置では、陰極82の表面上に形成され
たシースを横切る電場と磁場発生器86の形成する磁場
とが直交する領域で電子がサイクロイド運動し、密なプ
ラズマが形成される。そして、このプラズマ中のイオン
により被エツチング基体83が高速でエツチングされる
。また、磁場発生器86を往復移動しているので、プラ
ズマを均一に形成することができ、被エツチング基体8
3を均一にエツチングすることができる。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a conventional dry etching apparatus using magnetron discharge. In the figure, 81 is a vacuum container, 82 is a cathode, 83 is a substrate to be etched, 84 is a matching circuit, 85 is a high frequency power source, and 86 is a bar magnet 86a.
are arranged in the order of N5NS, 87 is a movement ms for moving the magnetic field generator 86 parallel to the cathode 82, 88 is a gas inlet, 89 is a gas exhaust port, and 90 is an insulator. In this device, electrons move cycloidally in a region where the electric field crossing the sheath formed on the surface of the cathode 82 and the magnetic field formed by the magnetic field generator 86 are perpendicular to each other, forming a dense plasma. The substrate to be etched 83 is etched at high speed by the ions in this plasma. Furthermore, since the magnetic field generator 86 is reciprocated, plasma can be uniformly formed, and the substrate to be etched 8
3 can be etched uniformly.

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、第5図(a)に示す如くマグネッ1へ
間隙上の密なプラズマ類1j!91とそうでない領域と
の間に空間電位差を生じ、その結果、被エツチング基体
に垂直に入射すべきイオンが曲げられる。一方、磁場の
走査方向(移動方向)に対して直交する方向では、この
ようなイオンの曲りはない。このため、磁場走査方向に
平行なパターンでは、第5図(b)に示す如くマスク9
2に沿って被エツチング物93が垂直にエツチングされ
るが、磁場走査方向と直交するパターンでは、同図(C
)に示す如くエツチング形状にアンダーカットが生じる
。つまり、直交パターンの加工形状が異なってしまうと
云う問題があった。
However, this type of device has the following problems. That is, as shown in FIG. 5(a), dense plasma 1j on the gap flows into the magnet 1! A spatial potential difference is created between 91 and the other regions, so that ions which should be perpendicularly incident on the substrate to be etched are bent. On the other hand, such ion bending does not occur in a direction perpendicular to the scanning direction (moving direction) of the magnetic field. Therefore, in a pattern parallel to the magnetic field scanning direction, the mask 9
2, the object to be etched 93 is etched perpendicularly to the pattern perpendicular to the magnetic field scanning direction.
), an undercut occurs in the etched shape. In other words, there is a problem in that the processed shapes of the orthogonal patterns are different.

一方、上記問題を解決するために本発明者等は、磁場発
生器を陰極に対向する陽極の裏面側に配置する構造のド
ライエツチング装置を提案した(特願昭61−1126
6号)。その結果、上記のような直交パターンでエツチ
ング形状が異なると云う欠点は解決できた。ところが、
この構造では、陰極上のr!/i場が小さいため、反応
性イオンエツチングに固有の自己バイアスが大きくなり
、陰極直下に磁場を置いた場合に比較して、イオン衝撃
効果が大きくなると云う問題を招いた。
On the other hand, in order to solve the above-mentioned problem, the present inventors proposed a dry etching device having a structure in which a magnetic field generator is placed on the back side of the anode opposite to the cathode (Japanese Patent Application No. 1126/1983).
No. 6). As a result, the drawback that the etching shapes differ in the orthogonal patterns as described above could be solved. However,
In this structure, r! on the cathode! Since the /i field is small, the self-bias inherent in reactive ion etching becomes large, leading to the problem that the ion bombardment effect becomes larger than when a magnetic field is placed directly under the cathode.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来装置では、マグネトロン放電を利用して
エツチングを行うと、直交パターンの加工形状が異なる
と云う問題があった。さらに、これを防止するために、
磁場を陽極側に配置すると、イオン衝撃による照射損傷
が大きくなると云う問題を招いた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional apparatus has a problem in that when etching is performed using magnetron discharge, the processed shape of the orthogonal pattern is different. Furthermore, to prevent this,
Placing the magnetic field on the anode side led to the problem of increased irradiation damage due to ion bombardment.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その自刃
とするところは、直交パターンの加工形状が異なる現寮
を防止することができ、且つイオン衝撃に起因する照射
損傷の低減化をはかり1q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 self-edging feature is that it can prevent the current situation where the orthogonal pattern is processed in a different shape, and it also aims to reduce irradiation damage caused by ion bombardment. An object of the present invention is to provide a dry etching device of 1q.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の骨子は、磁場によるイオンの曲りを防止するた
めに、磁場発生器を被エツチング基体を載置した電極に
対向する電極の裏面側に配置することにある。これに加
え、自己バイアスの低下をはかるために、容器の外周部
に別の磁場発生器を配置することにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is that, in order to prevent ions from being bent by a magnetic field, a magnetic field generator is connected to the back surface of an electrode opposite to the electrode on which the substrate to be etched is placed. It is to be placed on the side. In addition to this, another magnetic field generator is placed around the outer periphery of the container in order to reduce the self-bias.

即ち本発明は、マグネトロン放電を利用したドライエツ
チング装置において、被エツチング基体が載置される第
1の電極及びこ“の電極に対向配置される第2の電極を
備えた容器と、この容器内にガスを供給する手段と、上
記容器内のガスを排気する手段と、前記第1の電極又は
前記第1及び第2の電極に高周波電力を印加する手段と
、前記第2の電極の前記第1の電極に対向する側と反対
側に配置ざ机前記各N橿間に磁界を印加すると共に、こ
の磁界を各電極の対向方向と直交する方向に移動する第
1の磁界印加手段と、前記容器の外周部に配置され前記
各電極間にこれらの対向方向と直交する方向の磁界を印
加する第2の磁界印加手段とを設けるようにしたもので
ある。
That is, the present invention provides a dry etching apparatus using magnetron discharge, including a container having a first electrode on which a substrate to be etched is placed and a second electrode disposed opposite to this electrode; means for supplying gas to the container; means for exhausting the gas in the container; means for applying high frequency power to the first electrode or the first and second electrodes; a first magnetic field applying means for applying a magnetic field between each of the N rods disposed on a side opposite to the side facing the first electrode, and moving the magnetic field in a direction perpendicular to the direction in which each electrode faces; A second magnetic field applying means is provided on the outer periphery of the container and applies a magnetic field between each of the electrodes in a direction perpendicular to the direction in which these electrodes face each other.

(作用) 上記構成であれば、被エツチング基体が載置され高周波
電力が印加される電ti(陰極)は磁場発生器等から離
れているが、電極間距離を短く、且つエツチング圧力を
比較的低い領vi(例えば104torr台)に設定す
ることにより、陰極表面に形成されるシースが伸び、磁
界の及ぶ領域内に直流電場を有するシースが重なるよう
になる。その結果、磁場とシースの直流電場が直交する
部分においてマグネトロン放電が起り、密なプラズマが
形成され、高いエツチング速度を実現することができる
。しかも、陰極直下に磁場発生機構を有する従来例に比
較して、マグネトロン放電する領域より基体に近い側に
おいては磁界は存在せず、イオンの運動は磁界に影響さ
れない。従って、従来例のような直交する2種類のパタ
ーンで加工形状が異なると云う現象は防止される。
(Function) With the above configuration, the electrode Ti (cathode) on which the substrate to be etched is placed and to which high frequency power is applied is located away from the magnetic field generator, etc., but the distance between the electrodes can be shortened and the etching pressure can be kept relatively low. By setting a low region vi (for example, on the order of 104 torr), the sheath formed on the cathode surface stretches, and the sheath having the DC electric field overlaps within the region covered by the magnetic field. As a result, magnetron discharge occurs in the area where the magnetic field and the DC electric field of the sheath are perpendicular to each other, forming a dense plasma and achieving a high etching rate. Furthermore, compared to the conventional example which has a magnetic field generation mechanism directly under the cathode, there is no magnetic field on the side closer to the substrate than the magnetron discharge region, and the movement of ions is not affected by the magnetic field. Therefore, the phenomenon in which the processed shapes differ between two types of orthogonal patterns as in the conventional example is prevented.

一方、自己バイアスに大きく作用するのは、陰極(第1
の電極)上での磁場である。陰極表面には、まず第1の
磁界印加手段により磁場が供給されている。容器の周囲
から磁場を供給する第2の磁界印加手段による自己バイ
アス低減効果は、第1の磁界印加手段により供給された
磁場との相対的大小関係で決まる。そして、容器側面か
ら磁場を供給することにより、陰極表面の磁場の増大を
はかり得るならば、より密なプラズマが形成され、プラ
ズマインピーダンスが低下するために、自己バイアスが
低下する。
On the other hand, the cathode (first
is the magnetic field on the electrode). First, a magnetic field is supplied to the cathode surface by the first magnetic field applying means. The self-bias reduction effect of the second magnetic field applying means that supplies a magnetic field from around the container is determined by the relative magnitude relationship with the magnetic field supplied by the first magnetic field applying means. If the magnetic field on the cathode surface can be increased by supplying a magnetic field from the side of the container, a denser plasma will be formed and the plasma impedance will be lowered, resulting in a lower self-bias.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) 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10は真空容器であり
、この容器10内には第1及び第2の電極11.12が
対向配置されている。第1の電極(陰極)11は、その
上面に被エツチング基体13を載置するもので、この電
極11にはマツチング回路14を間して高周波電源15
がら高周波電力が印加される。そして、第1の電極11
に対向する第2の電極は接地されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a vacuum container, and inside this container 10, first and second electrodes 11 and 12 are arranged facing each other. The first electrode (cathode) 11 has a substrate 13 to be etched placed on its upper surface, and a high frequency power source 15 is connected to this electrode 11 through a matching circuit 14.
high-frequency power is applied. And the first electrode 11
The second electrode facing the is grounded.

ここで、第2の電極12は、第2図に示す如く中空構造
となっており、その下面の薄板(例えばステンレス板)
31に複数のガス吹き出し孔12aが設けられている。
Here, the second electrode 12 has a hollow structure as shown in FIG. 2, and a thin plate (for example, a stainless steel plate) on the lower surface
31 is provided with a plurality of gas blowing holes 12a.

そして、第2の電極12にガス導入管16が接続され、
第2の電極12の下面から基体13の表面にガス(例え
ばCHF3 )が均一に吹き出されるものとなっている
。なお、第1及び第2の電極11,12の面積゛は相互
に等しく、電極11.12間の距離Rは例えば15[、
M]に設定されている。
Then, a gas introduction pipe 16 is connected to the second electrode 12,
Gas (for example, CHF3) is uniformly blown out from the lower surface of the second electrode 12 onto the surface of the base 13. Note that the areas of the first and second electrodes 11 and 12 are equal to each other, and the distance R between the electrodes 11 and 12 is, for example, 15[,
M] is set.

前記容器10の外部で前記第2のl112の上面には、
永久磁石19aをN5NSの順に並べた第1の磁場発生
器1つが近接配置されている。この磁場発生器19は、
第2の電極12を通じて第1及び第2の電極11.12
門に所定の滋1を形成するものであり、移り開溝20に
より第2の電極12に沿って図中矢印P方向に往復移動
されるものとなっている。また、容器1oの外部で容器
10の側壁に対向する位置には、複数の永久磁石21a
からなる第2の磁場発生器21が配置されている。この
磁場発生器21は、第3図に示す如く、同一円周上に複
数の永久磁石21aをN5NSの順に等間隔に配列して
なるもので、前記第1及び第2の電極11.1’2間に
これらの対向方向と直交する方向の磁場を供給するもの
となっている。なお、上記第1の磁場発生器1つ及び移
動機構20から本発明の第1の磁界印加手段が構成され
、上記第2の磁場発生器21から本発明の第2の磁界印
加手段が構成される。
On the top surface of the second l112 outside the container 10,
One first magnetic field generator in which permanent magnets 19a are arranged in the order of N5NS is arranged in close proximity. This magnetic field generator 19 is
The first and second electrodes 11.12 through the second electrode 12
A predetermined thickness 1 is formed on the gate, and the gate is reciprocated in the direction of arrow P in the figure along the second electrode 12 by a shifting opening groove 20. Further, a plurality of permanent magnets 21a are located outside the container 1o at a position facing the side wall of the container 10.
A second magnetic field generator 21 is arranged. As shown in FIG. 3, this magnetic field generator 21 is constructed by arranging a plurality of permanent magnets 21a on the same circumference at equal intervals in the order of N5NS, and the first and second electrodes 11.1' A magnetic field in a direction perpendicular to these opposing directions is supplied between the two. Note that the first magnetic field generator and the moving mechanism 20 constitute the first magnetic field applying means of the present invention, and the second magnetic field generator 21 constitutes the second magnetic field applying means of the present invention. Ru.

また、容器10の底部には、複数のガス排気口が設けら
れており、これらのガス排気口にはメインバルブ22を
介してメカニカルブースタポンプ23が接続され、さら
にメカニカルブースタポンプ23には油回転ポンプ24
が接続されている。
Furthermore, a plurality of gas exhaust ports are provided at the bottom of the container 10, and a mechanical booster pump 23 is connected to these gas exhaust ports via a main valve 22. pump 24
is connected.

そして、容器10内に供給されたガスは、これらのポン
プ23.24により排気されるものとなっている。なお
、第1図中25.26はそれぞれ絶縁物を示している。
The gas supplied into the container 10 is exhausted by these pumps 23 and 24. Note that 25 and 26 in FIG. 1 indicate insulators, respectively.

このような構成であれば、容器10内に所定のガスを供
給し容器10内を所定の圧力に保持し、電極11.12
間に高周波電力を印加すると共に、磁場発生器19を往
復動することにより、被エツチング基体13上に高密度
で均一なプラズマを形成することができ、被エツチング
基体13を高速で均一にエツチングすることができる。
With such a configuration, a predetermined gas is supplied into the container 10 to maintain the inside of the container 10 at a predetermined pressure, and the electrodes 11, 12
By applying high frequency power between the etching points and reciprocating the magnetic field generator 19, it is possible to form a high-density and uniform plasma on the substrate 13 to be etched, thereby uniformly etching the substrate 13 at high speed. be able to.

ここで、前記第2の磁場発生器21を用いることなく、
第1のF!1@発生器19を陽極12側に配置した構成
(先願である特願昭61−11266号と同様な構成)
では、電極11.12間距離を40[m]とした場合、
最も均一性良くエツチングが進む。そして、極間距離4
0[8]の場合、陰極表面での磁場は約140ガウスで
あり、CHF3ガス10 ’ [torrコ、印加高周
波;l 1[W/cm2]とした時の自己バイアスは約
200[V]であった。
Here, without using the second magnetic field generator 21,
First F! 1@Configuration in which the generator 19 is placed on the anode 12 side (configuration similar to the earlier application, Japanese Patent Application No. 11266/1983)
Now, when the distance between electrodes 11 and 12 is 40 [m],
Etching progresses with the best uniformity. And the distance between poles is 4
0 [8], the magnetic field at the cathode surface is about 140 Gauss, and the self-bias is about 200 [V] when CHF3 gas is 10' [torr, applied high frequency: l 1 [W/cm2]. there were.

これに対し、第2の磁場発生器21を設置した本実施例
構成の場合、陰極表面での磁場は約180ガウスとなり
、上記と同一の条件下での自己バイアスは約120 [
V]に低下した。つまり、第2の磁場発生器21を付加
することにより、イオン衝撃効果を少なくすることがで
き、イオン瞭射損傷の低減をはかることが可能となる。
On the other hand, in the case of the configuration of this embodiment in which the second magnetic field generator 21 is installed, the magnetic field at the cathode surface is about 180 Gauss, and the self-bias under the same conditions as above is about 120 Gauss.
V]. In other words, by adding the second magnetic field generator 21, the ion bombardment effect can be reduced, and ion radiation damage can be reduced.

一方、エツチング後の加工形状を比較すると、先願と同
一構成においては、極間距1i11t10[馴]未満で
は従来の被エツチング基体の載置される電准直下に磁石
が存在する場合と同様に、直交するパターンの加工形状
は僅かに異なったものであつた。しかし、極間距離10
[8]以上では、このような加工形状の差異は全く認め
られなかった。
On the other hand, when comparing the processed shape after etching, in the same configuration as the previous application, when the distance between the poles is less than 1i11t10, it is similar to the conventional case where the magnet is located directly under the electric standard on which the substrate to be etched is placed. The processed shapes of the orthogonal patterns were slightly different. However, the distance between poles is 10
[8] In the above cases, no difference in processed shape was observed at all.

また、第2の磁場発生器21を更に付加した本実施例構
成にあっても、極間距離10[s+]以上では、上記の
加工形状の差異は殆ど見られなかった。
Further, even in the configuration of this embodiment in which the second magnetic field generator 21 was further added, the above-mentioned difference in the processed shape was hardly observed when the distance between the poles was 10 [s+] or more.

次に、第2のwi場発生器21による自己バイアス低減
効果について説明する。
Next, the self-bias reduction effect by the second wi field generator 21 will be explained.

まず、面方位(100)、比抵抗6〜8〔ΩαコのP型
Siウェハを複数枚容易し、前記第1図に示す装置及び
これから第2のvii場発生器21を外した装置の各容
器10内に入れ、CHF3ガス圧力10°’[torr
コ、印加高周波電力1 EW/cm2]の条件下で3分
間エツチングを行った。次いで、B Ifを加速電圧1
30[KeVコ、ドーズ量’3013 Ccttr4コ
でイオン注入した後、950[’C]湿式酸化を5時間
行った。次いで、HF水溶液に該ウェハを浸して表面の
酸化膜を剥離後、再びエツチングを1分間行った。その
後、該ウェハを顕微鏡観察すると、第2の磁場発生器2
1を用いない装置でエツチングした場合には、約10’
[0m4Jの積層欠陥が見られた。これに対し、第1図
の装置でエツチングした場合には、上記欠陥は殆ど見ら
れなかった。
First, a plurality of P-type Si wafers with a surface orientation (100) and a resistivity of 6 to 8 [Ωα] were prepared, and each of the apparatus shown in FIG. 1 and the apparatus from which the second VII field generator 21 was removed was prepared. into the container 10, and set the CHF3 gas pressure to 10°' [torr].
Etching was performed for 3 minutes under the condition of applied high frequency power of 1 EW/cm2]. Then, B If is set to an accelerating voltage of 1
After ion implantation at 30 [KeV] and a dose of '3013 Ccttr4, 950 ['C] wet oxidation was performed for 5 hours. Next, the wafer was immersed in an HF aqueous solution to peel off the oxide film on the surface, and etching was performed again for 1 minute. After that, when the wafer is observed under a microscope, the second magnetic field generator 2
When etching is performed using equipment that does not use 1, approximately 10'
[A stacking fault of 0m4J was observed. On the other hand, when etching was performed using the apparatus shown in FIG. 1, the above defects were hardly observed.

このように本実施例によれば、マグネトロン放電を利用
して第1及び第2の電極11.12間に高密度のプラズ
マを形成しているので、エツチング速度の高速化をはか
り得るのは勿論のこと次のような利点がある。即ち、被
エツチング基体13を載置した第1のi極11ではなく
、第2の電極12の裏面側に第1の磁場発生器19を配
置しているので、^密度プラズマ領域から被エツチング
基体13に入射するイオンが磁界により曲げられる等の
不都合を防止し、直交パターンの加工形状が異なると云
う現象をなくすことができる。しかも、容器10の外周
部に第2の磁場発生器21を配設しているので、自己バ
イアスを低くすることができ、これによりイオン照射損
傷の低減をはかることが可能となる。また、電極11.
12の面積を相互に等しく形成し、被エツチング基体1
3の表面にガスを均一に供給しているので、エツチング
のより均一化をはかることができ、将来の大口径ウェハ
にも十分に対処することができる。
According to this embodiment, since high-density plasma is formed between the first and second electrodes 11 and 12 using magnetron discharge, it is possible to increase the etching speed. It has the following advantages: That is, since the first magnetic field generator 19 is disposed not on the first i-pole 11 on which the substrate 13 to be etched is placed, but on the back side of the second electrode 12, the substrate to be etched is removed from the density plasma region. It is possible to prevent inconveniences such as ions incident on the magnetic field 13 being bent by the magnetic field, and to eliminate the phenomenon that the processed shapes of the orthogonal patterns are different. Moreover, since the second magnetic field generator 21 is disposed around the outer periphery of the container 10, the self-bias can be lowered, thereby making it possible to reduce damage caused by ion irradiation. Moreover, the electrode 11.
12 areas are formed to be equal to each other, and the substrate 1 to be etched is
Since the gas is uniformly supplied to the surface of the wafer 3, etching can be made more uniform, and it is possible to sufficiently cope with future large-diameter wafers.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記第1の磁場発生器を移動する移動機構
として、無限軌道を有するよう閉ループ状に設けられた
ベルト或いはチェーン等を用いることも可能である。こ
の場合、第1の磁場発生器の移動方向を一方向に規定し
、且つ第2の電極に常に磁石を対向させることができる
ので、エツチング速度をより高速化することも可能であ
る。さらに、第1の磁界印加手段として、永久磁石及び
移動機構の代わりに、電磁石を用いこの電磁石による磁
界を第2の電極に沿って移動させるようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, as a moving mechanism for moving the first magnetic field generator, it is also possible to use a belt, chain, or the like provided in a closed loop so as to have an endless track. In this case, since the moving direction of the first magnetic field generator can be defined in one direction and the magnet can always be opposed to the second electrode, it is also possible to further increase the etching speed. Furthermore, as the first magnetic field applying means, an electromagnet may be used instead of the permanent magnet and the moving mechanism, and the magnetic field caused by the electromagnet may be moved along the second electrode.

つまり、第1の磁界印加手段として、リニアモータの固
定子を用いることが可能である。
That is, it is possible to use the stator of a linear motor as the first magnetic field applying means.

また、第2の磁場発生器としては、必ずしもN5NSを
交互に配置する必要はなく、さらに周囲に配置する磁石
の数も何等限定されるものではない。また、永久磁石の
代りに電磁石を容器の周囲に配置しても同様の効果があ
る。さらに、リニアモータの如く移動磁界を形成する電
磁石を容器の周囲に設けるようにしてもよい。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。
Further, as the second magnetic field generator, it is not necessarily necessary to arrange N5NS alternately, and furthermore, the number of magnets arranged around the magnet is not limited in any way. Furthermore, the same effect can be obtained by arranging electromagnets around the container instead of permanent magnets. Furthermore, an electromagnet, such as a linear motor, for forming a moving magnetic field may be provided around the container. others,
Various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

[発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、第1の磁界印加手
段の配置位置を被エツチング基体を載置したN極に対向
する電極の裏面側としているので、磁場によるイオンの
曲りを防止することができ、直交パターンの加工形状の
異なりをなくすことができる。さらに、第2の磁界印加
手段を容器の外周部に設けているので、自己バイアスを
低くすることができ、イオン衝撃に伴う照射損傷を低減
することが可能となる。従って、各種半導体装置の微細
加工等に効果的に使用することができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, the first magnetic field applying means is arranged on the back side of the electrode opposite to the N pole on which the substrate to be etched is placed, so that the ions caused by the magnetic field are bending can be prevented, and differences in the processed shapes of orthogonal patterns can be eliminated. Furthermore, since the second magnetic field applying means is provided on the outer periphery of the container, the self-bias can be lowered, and irradiation damage caused by ion bombardment can be reduced. Therefore, it can be effectively used for microfabrication of various semiconductor devices.

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

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第1及
び第2の電極の配置例を示す模式図、第3図は上記装置
に用いた第2の磁場発生器の配置例を示す模式図、第4
図は従来装置を示す概略構成図、第5図は従来の問題点
を説明するための模式図である。 10・・・真空容器、11・・・第1の電極、12・・
・第2の電極、13・・・被エツチング基体、14・・
・マツチング回路、15・・・高周波′R源、16・・
・ガス供給管、19・・・第1の磁場発生器、2o・・
・移動機構、21・・・第2の磁場発生器、22・・・
メインバルブ、23・・・メカニカルブースタポンプ、
24・・・油回転ポンプ、25.26・・・絶縁物、3
1・・・金属板。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the first and second electrodes used in the above-mentioned apparatus, and FIG. Schematic diagram showing an example of the arrangement of the second magnetic field generator used in the device, No. 4
The figure is a schematic configuration diagram showing a conventional device, and FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the problems of the conventional device. 10... Vacuum container, 11... First electrode, 12...
- Second electrode, 13...substrate to be etched, 14...
・Matching circuit, 15... High frequency 'R source, 16...
・Gas supply pipe, 19...first magnetic field generator, 2o...
- Moving mechanism, 21... second magnetic field generator, 22...
Main valve, 23... mechanical booster pump,
24...Oil rotary pump, 25.26...Insulator, 3
1...Metal plate. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被エッチング基体が載置される第1の電極及びこ
の電極に対向配置される第2の電極を備えた容器と、こ
の容器内にガスを供給する手段と、上記容器内のガスを
排気する手段と、前記第1の電極又は前記第1及び第2
の電極に高周波電力を印加する手段と、前記第2の電極
の前記第1の電極に対向する側と反対側に配置され前記
各電極間に磁界を印加すると共に、この磁界を前記各電
極の対向方向と直交する方向に移動する第1の磁界印加
手段と、前記容器の外周部に配置され前記各電極間にこ
れらの対向方向と直交する方向の磁界を印加する第2の
磁界印加手段とを具備してなることを特徴とするドライ
エッチング装置。
(1) A container equipped with a first electrode on which a substrate to be etched is placed and a second electrode arranged opposite to this electrode, a means for supplying gas into the container, and a means for supplying gas in the container. a means for evacuating the first electrode or the first and second electrodes;
a means for applying high-frequency power to the electrodes; and a means for applying high frequency power to the electrodes of the electrodes; a first magnetic field applying means that moves in a direction perpendicular to the facing direction; and a second magnetic field applying means arranged on the outer periphery of the container and applying a magnetic field in a direction perpendicular to the facing direction between each of the electrodes. A dry etching device comprising:
(2)前記第1の磁界印加手段は、N極とS極とが交互
に間隙を持つて配列された棒状若しくは閉ループ状の磁
極間隙を有する永久磁石と、該磁石を前記第2の電極に
沿つて移動する移動機構と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項記載のドライエッチング
装置。
(2) The first magnetic field applying means includes a permanent magnet having a rod-shaped or closed-loop magnetic pole gap in which N poles and S poles are arranged with gaps alternately, and the magnet is connected to the second electrode. 2. The dry etching apparatus according to claim 1, further comprising a moving mechanism that moves along the dry etching apparatus.
(3)前記移動機構は、前記第2の電極の前記第1の電
極に対向する側と反対側に配置された無限軌道を有する
ベルト或いはチェーン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2項記載のドライエッチング装置
(3) The moving mechanism is comprised of a belt or chain having an endless track disposed on a side opposite to the first electrode of the second electrode. Dry etching apparatus according to scope 2.
(4)前記容器内にガスを供給する手段は、前記被エッ
チング基体の表面に均一にガスを吹き付けるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエ
ッチング装置。
(4) The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the means for supplying gas into the container sprays the gas uniformly onto the surface of the substrate to be etched.
(5)前記被エッチング基体の表面に均一にガスを吹き
付ける手段は、前記第2の電極を中空状に形成し、且つ
該電極の前記第1の電極と対向する面に多数のガス吹き
出し孔を、これと反対面に1つ以上のガス供給孔を形成
してなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
4項記載のドライエッチング装置。
(5) The means for uniformly blowing gas onto the surface of the substrate to be etched includes forming the second electrode in a hollow shape and providing a large number of gas blowing holes on the surface of the electrode facing the first electrode. 5. The dry etching apparatus according to claim 4, wherein one or more gas supply holes are formed on opposite surfaces of the dry etching apparatus.
(6)前記第2の磁界印加手段は、前記容器の外周部に
N極、S極の順に交互に配置された永久磁石或いは電磁
石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項記載のドライエッチング装置。
(6) The second magnetic field applying means is comprised of permanent magnets or electromagnets arranged alternately in the order of north pole and south pole on the outer periphery of the container. Dry etching equipment described in Section 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428921A (en) * 1987-07-24 1989-01-31 Tokuda Seisakusho Plasma treatment device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428921A (en) * 1987-07-24 1989-01-31 Tokuda Seisakusho Plasma treatment device

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