JP2773157B2 - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
Semiconductor manufacturing equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体の製造装置に関し、特に低圧力の下で
エッチングを行うエッチング装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an etching apparatus that performs etching under a low pressure.
従来、この種の装置としては、マイクロ波プラズマエ
ッチング装置が知られている。Conventionally, a microwave plasma etching apparatus has been known as this type of apparatus.
従来のマイクロ波プラズマエッチング装置は、第５図
に示すように石英製エッチング室501の周囲に設置した
ソレノイドコイル503によって該エッチング室501内に87
5ガウスの磁場を生成し、エッチング室501の上部に設置
したマイクロ波電極502により2.45GHzのマイクロ波を印
加して、電子サイクロトロン共鳴により電子を加熱し、
エッチング室501内にプラズマを生成するものである。
ウェハを載置するウェハステージ504は、エッチング室5
01内の磁力線506に対して垂直になるように配置され、
ウェハステージ504には、高周波電源505により、13.56M
Hzの高周波が印加されている。As shown in FIG. 5, a conventional microwave plasma etching apparatus uses a solenoid coil 503 installed around a quartz etching chamber 501 to insert 87 mm into the etching chamber 501.
Generate a magnetic field of 5 Gauss, apply microwave of 2.45 GHz by microwave electrode 502 installed in the upper part of etching chamber 501, heat electrons by electron cyclotron resonance,
This is to generate plasma in the etching chamber 501.
The wafer stage 504 on which the wafer is placed is in the etching chamber 5
It is arranged to be perpendicular to the magnetic field line 506 in 01,
The wafer stage 504 has a 13.56M
Hz high frequency is applied.
したがって、ウェハステージ504上に搭載されたウェ
ハ507には磁力線506が垂直に作用してプラズマエッチン
グが行われる。Therefore, the magnetic field lines 506 act perpendicularly on the wafer 507 mounted on the wafer stage 504 to perform plasma etching.
上述した従来のマイクロ波プラズマエッチング装置
は、磁力線506がウェハ108の表面に対して垂直方向に形
成するため、電子は該磁力線506に沿ってウェハ108の表
面に到達して消滅することとなり、エッチング室501内
の圧力を10-3Torr程度までにしか下げられないという欠
点があった。In the conventional microwave plasma etching apparatus described above, since the magnetic field lines 506 are formed in a direction perpendicular to the surface of the wafer 108, electrons reach the surface of the wafer 108 along the magnetic field lines 506 and disappear, and the etching is performed. There is a disadvantage that the pressure in the chamber 501 can be reduced only to about 10 −3 Torr.
本発明の目的は上記課題を解消した半導体製造装置を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus which solves the above problems.
上述した従来のマイクロ波プラズマエッチング装置に
対し、本発明はミラー磁場をウェハのエッチングに面に
平行に形成し、かつ該ミラー磁場のミラー端でマイクロ
波による電子サイクロトロン共鳴加熱を行うという相違
点を有する。In contrast to the above-described conventional microwave plasma etching apparatus, the present invention has a difference in that a mirror magnetic field is formed parallel to the surface of wafer etching, and electron cyclotron resonance heating by microwave is performed at a mirror end of the mirror magnetic field. Have.
前記目的を達成するため、本発明に係る半導体製造装
置は、エッチング室内に形成された磁場を利用してプラ
ズマによりウェハのエッチング処理を行う半導体製造装
置において、前記磁場の磁力線をウェハのエッチング面
に対し平行に形成させるミラー磁場形成手段と、磁場の
ミラー端にマイクロ波による電子サイクロトロン共鳴加
熱を行う加熱手段と、磁場のミラー端外部に設置された
ホロカソード型プラズマ源とを有するものである。In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is directed to a semiconductor manufacturing apparatus for performing a wafer etching process by using a magnetic field formed in an etching chamber, wherein a magnetic field line of the magnetic field is applied to an etching surface of the wafer. On the other hand, it has a mirror magnetic field forming means to be formed in parallel, a heating means for performing electron cyclotron resonance heating by microwaves on the mirror end of the magnetic field, and a holo cathode type plasma source installed outside the mirror end of the magnetic field.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は半導体製造装置を示す縦断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
図において、エッチング室は両端開孔の筒形エッチン
グチャンバ101と、該エッチングチャンバ101の両端開孔
部に気密に結合され口部102aにかけてテーパ状に縮径し
たカップ形石英製チャンバ102とからなる。In the figure, the etching chamber comprises a cylindrical etching chamber 101 having both ends opened, and a cup-shaped quartz chamber 102 which is hermetically connected to the openings at both ends of the etching chamber 101 and has a tapered diameter toward the opening 102a. .
前記エッチングチャンバ101と石英チャンバ102との接
合部の外周及び石英チャンバ102の口部102aの外周に、
プラズマ閉じ込め用ミラー磁場の磁力線107を第１図に
おいて略水平方向に形成するソレノイドコイル105,104
の組が各々同軸に配置されている。該石英チャンバ102
の口部102aには、前記ミラー磁場のミラー端にて電子の
加熱を行うマイクロ波電極103が取付けられている。On the outer periphery of the junction between the etching chamber 101 and the quartz chamber 102 and the outer periphery of the opening 102a of the quartz chamber 102,
Solenoid coils 105, 104 for forming magnetic field lines 107 of a mirror magnetic field for confining plasma in a substantially horizontal direction in FIG.
Are coaxially arranged. The quartz chamber 102
A microwave electrode 103 for heating electrons at a mirror end of the mirror magnetic field is attached to the opening 102a.
エッチングチャンバ101には、第２図に示すように側
面を開孔して排気ポート102が取付けられ、下面を円筒
形に立上らせて中心にウェハ設置窓101aが開孔されてい
る。該ウェハ設置窓101aには、ウェハ108のエッチング
面をミラー磁場の磁力線107に平行に保持して該ウェハ1
08を搭載させるウェハステージ106が設置されており、
該ウェハステージ106は高周波電源に接続されている。As shown in FIG. 2, an exhaust port 102 is attached to the etching chamber 101 by opening a side surface, and a wafer installation window 101a is opened at the center with the lower surface rising in a cylindrical shape. The wafer mounting window 101a holds the etched surface of the wafer 108 in parallel with the magnetic field lines 107 of the mirror magnetic field, and
A wafer stage 106 for mounting 08 is installed,
The wafer stage 106 is connected to a high frequency power supply.
図において、ソレノイドコイル104及びソレノイドコ
イル105に電流を流すことによってエッチングチャンバ1
01内にミラー磁場を形成しその磁力線107をウェハステ
ージ106上のウェハ108のエッチング面に対し平行な方向
に指向させる。ソレノイドコイル105によって生成され
る磁場は、石英チャンバ102の口部102aで875ガウスにな
るように設定してある。さらに、石英チャンバ102の口
部102aに、マイクロ波電極103によって2.45GHzのマイク
ロ波を印加し、この部分で電子サイクロトロン共鳴を行
わせる。エッチングチャンバ101内の電位は磁力線107に
沿って運動し、石英チャンバ102の口部102aでサイクロ
トン共鳴による加熱を受け、同時にミラー磁場のミラー
効果によって再びエッチングチャンバ101内に戻り閉じ
込められる。この結果、エッチングチャンバ101内の圧
力は10-3Torr以下にすることが可能である。In the figure, an electric current is applied to a solenoid coil 104 and a solenoid coil 105 to thereby form an etching chamber 1.
A mirror magnetic field is formed in 01, and the magnetic field lines 107 are directed in a direction parallel to the etching surface of the wafer 108 on the wafer stage 106. The magnetic field generated by the solenoid coil 105 is set to be 875 gauss at the mouth 102a of the quartz chamber 102. Further, a microwave of 2.45 GHz is applied to the opening 102a of the quartz chamber 102 by the microwave electrode 103, and electron cyclotron resonance is performed in this portion. The electric potential in the etching chamber 101 moves along the magnetic field lines 107, and is heated by the cyclotron resonance at the opening 102a of the quartz chamber 102, and at the same time, is returned again into the etching chamber 101 and confined by the mirror effect of the mirror magnetic field. As a result, the pressure in the etching chamber 101 can be reduced to 10 −3 Torr or less.
エッチングチャンバ101内の排気は前記排気ポート201
より行い、またウェハステージ106には高周波電源202に
より、13.56MHzの高周波を印加する。The exhaust inside the etching chamber 101 is performed by the exhaust port 201.
And a high frequency power of 13.56 MHz is applied to the wafer stage 106 by the high frequency power supply 202.
第３図は、第１図の半導体製造装置を改良した本発明
の一実施例を示す概略図、第４図は第３図のプラズマ生
成ユニットを示す断面図である。FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of the present invention in which the semiconductor manufacturing apparatus of FIG. 1 is improved, and FIG. 4 is a sectional view showing the plasma generation unit of FIG.
図において、第１図を示した装置の石英チャンバ101
の口部に各々プラズマ生成ユニット301が取付けられて
いる。In the figure, the quartz chamber 101 of the apparatus shown in FIG.
The plasma generation units 301 are attached to the mouths of the plasma generation units, respectively.
プラズマ生成ユニット301は、ガス導入口401aを有す
る筒状のホロカソード401と、石英チャンバ102の口部に
接合するアノード402と、該アノード402と前記ホロカソ
ード401間に介装した絶縁体403とで構成されている。ア
ノード402と絶縁体403はホロカソード401のガス導入口4
01aと同軸の開孔を有している。The plasma generation unit 301 includes a cylindrical hollow cathode 401 having a gas inlet 401a, an anode 402 bonded to an opening of the quartz chamber 102, and an insulator 403 interposed between the anode 402 and the hollow cathode 401. Have been. The anode 402 and insulator 403 are the gas inlet 4 of the hollow cathode 401
It has an opening coaxial with 01a.
ガスをホロカソード401のガス導入口401aより導入
し、絶縁体403をはさんだアノード402との間で放電をお
こし、プラズマを生成させる。このプラズマは、アノー
ド402の開口より石英チャンバ102に流れ込む。Gas is introduced from the gas inlet 401a of the hollow cathode 401, and discharge is caused between the gas and the anode 402 sandwiching the insulator 403 to generate plasma. This plasma flows into the quartz chamber 102 through the opening of the anode 402.
本発明によれば、ホロカソード401内の圧力を10-1Tor
r〜10Torrで作動させるため、高密度のプラズマを生成
することができ、エッチングチャンバ内の圧力を10-5To
rr以下にできるという利点がある。According to the present invention, the pressure in the hollow cathode 401 is set to 10 -1 Tor
Since it operates at r to 10 Torr, a high-density plasma can be generated, and the pressure in the etching chamber is increased to 10 -5 To
It has the advantage that it can be less than rr.
以上説明したように本発明は、ウェハのエッチング面
に対して平行にミラー磁場の磁力線を発生させることに
より、その磁力線に沿って運動する電子はミラー磁場の
ミラー端でミラー効果によりエッチング室内に返り、電
子の閉じ込め効率を上げることができる。また、ミラー
端に高周波電極を配置し、電子サイクロトロン共鳴加熱
を行うことで、電子の磁力線に対する垂直な方向の速度
を高め、ロスコーン内の電子もミラー効果によりエッチ
ング室内に閉じ込めることができる。さらに、電子サイ
クロトロン共鳴加熱により、電子温度を上げ、プラズマ
の電離度を高めることができる。イオンに関しても同様
に、ミラー効果によってエッチングチャンバ内に有効に
閉じ込めることでき、しかもイオンの場合は電子に比べ
ラーマ半径が大きいため、ウェハ上には容易に到達で
き、以上のことにより10-3Torr以下の低圧力領域でもエ
ッチングできる効果がある。As described above, according to the present invention, by generating the magnetic field lines of the mirror magnetic field in parallel to the etching surface of the wafer, the electrons moving along the magnetic field lines return to the etching chamber by the mirror effect at the mirror end of the mirror magnetic field. In addition, the efficiency of confining electrons can be increased. Further, by arranging a high-frequency electrode at the end of the mirror and performing electron cyclotron resonance heating, the speed in the direction perpendicular to the lines of magnetic force of the electrons can be increased, and the electrons in the loss cone can be confined in the etching chamber by the mirror effect. Further, electron cyclotron resonance heating can increase the electron temperature and increase the degree of plasma ionization. Similarly, ions can be effectively confined in the etching chamber by the mirror effect, and in the case of ions, since the radius of the rama is larger than that of electrons, they can easily reach the wafer, and as a result, 10 -3 Torr is obtained. There is an effect that etching can be performed even in the following low pressure region.
第１図は半導体製造装置を示す縦断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第１図の半導体製造装置
を改良した本発明の一実施例を示す概略図、第４図は第
３図のプラズマ生成ユニットの断面図、第５図は従来例
を示す縦断面図である。 101……エッチングチャンバ、101a……ウェハ設置窓 102……石英チャンバ、102a……口部 103……マイクロ波電極 104,105……ソレノイドコイル 106……ウェハステージ、107……磁力線 201……排気ポート、202……高周波電源 301……プラズマ生成ユニット、401……ホロカソード 401a……ガス導入口、402……アノード 403……絶縁体FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a semiconductor manufacturing apparatus, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3, FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of the present invention in which the semiconductor manufacturing apparatus of FIG. 1 is improved, FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a conventional example. 101 ... Etching chamber, 101a ... Wafer installation window 102 ... Quartz chamber, 102a ... Mouth 103 ... Microwave electrode 104,105 ... Solenoid coil 106 ... Wafer stage, 107 ... Line of magnetic force 201 ... Exhaust port, 202: High frequency power supply 301: Plasma generation unit, 401: Hollow cathode 401a: Gas inlet, 402: Anode 403: Insulator
Claims (1)
てプラズマによりウェハのエッチング処理を行う半導体
製造装置において、前記磁場の磁力線をウェハのエッチ
ング面に対し平行に形成させるミラー磁場形成手段と、
磁場のミラー端にマイクロ波による電子サイクロトロン
共鳴加熱を行う加熱手段と、磁場のミラー端外部に設置
されたホロカソード型プラズマ源とを有するものである
ことを特徴とする半導体製造装置。1. A semiconductor manufacturing apparatus for performing an etching process on a wafer by plasma using a magnetic field formed in an etching chamber, a mirror magnetic field forming means for forming magnetic field lines of the magnetic field parallel to an etching surface of the wafer;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising: heating means for performing electron cyclotron resonance heating by microwaves on a mirror end of a magnetic field; and a holo-cathode plasma source installed outside the mirror end of the magnetic field.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267562A JP2773157B2 (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Semiconductor manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267562A JP2773157B2 (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Semiconductor manufacturing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114523A JPH02114523A (en) | 1990-04-26 |
| JP2773157B2 true JP2773157B2 (en) | 1998-07-09 |
Family
ID=17446527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267562A Expired - Lifetime JP2773157B2 (en) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | Semiconductor manufacturing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773157B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0689464B2 (en) * | 1986-03-26 | 1994-11-09 | 日本電信電話株式会社 | Ion source |
| JPS63169031A (en) * | 1987-01-07 | 1988-07-13 | Hitachi Ltd | Dry etching method for deep groove of si substrate |
| JPS642321A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Toshiba Corp | Plasma etching device |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP63267562A patent/JP2773157B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02114523A (en) | 1990-04-26 |
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