JPH01100921A - Plasma etching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマイクロ波を用いた電子サイクロトロン共鳴（
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅ５ｏｎａ
ｎｃｅ、 ＥＣＲ）励起により発生させたプラズマを利
用するプラズマエツチング装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to electron cyclotron resonance (electron cyclotron resonance) using microwaves.
Electron Cyclotron Re5ona
This invention relates to a plasma etching apparatus that utilizes plasma generated by excitation (ECR).
マイクロ波を用いた電子サイクロトロン共鳴励起により
プラズマを発生させる方法は低ガス圧で活性度の高いプ
ラズマを生成でき、イオンエネルギの広範囲な選択が可
能であり、また大きなイオン電流がとれ、イオン流の指
向性、均一性に優れるなどの利点があり、高集積半導体
素子等の製造に欠かせないものとしてその研究、開発が
進められている。The method of generating plasma by electron cyclotron resonance excitation using microwaves can generate highly active plasma at low gas pressure, allows for a wide range of ion energies to be selected, and allows for large ion currents to be used to control ion flow. It has advantages such as excellent directivity and uniformity, and its research and development are progressing as it is essential for manufacturing highly integrated semiconductor devices.
第３図は従来におけるマイクロ波を用いた電子サイクロ
トロン共鳴を利用するプラズマエツチング装置の縦断面
図であり、３１はプラズマ生成室を示している。プラズ
マ生成室３１は一側壁中央に石英ガラス板３１ｂにて封
止したマイクロ波導入窓３１ｃを、また他側壁中央には
前記マイクロ波導入窓３１ｃと対向する位置にプラズマ
引出窓３１ｄを夫々備えている。前記マイクロ波導入窓
３１ｃには他端を図示しない高周波発振器に接続した導
波管３２の一端が接続され、またプラズマ引出窓３１ｄ
に望ませてエツチング室３３を配設し、更にプラズマ生
成室、３１の周囲にはプラズマ生成室３１及びこれに接
続した導波管３２の一端部にわたってこれらを囲繞する
態様でこれらと同心状に励磁コイル３４を配設しである
。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional plasma etching apparatus that utilizes electron cyclotron resonance using microwaves, and numeral 31 indicates a plasma generation chamber. The plasma generation chamber 31 has a microwave introduction window 31c sealed with a quartz glass plate 31b at the center of one side wall, and a plasma extraction window 31d at a position facing the microwave introduction window 31c at the center of the other side wall. There is. One end of a waveguide 32 whose other end is connected to a high frequency oscillator (not shown) is connected to the microwave introduction window 31c, and the plasma extraction window 31d
An etching chamber 33 is disposed as desired, and an etching chamber 33 is provided around the plasma generation chamber 31, extending over one end of the plasma generation chamber 31 and a waveguide 32 connected to the plasma generation chamber 31 and concentrically surrounding the plasma generation chamber 31 and a waveguide 32 connected thereto. An excitation coil 34 is provided.
エツチング室３３内にはウェーハ等の試料Ｓを装着する
試料台３５が前記プラズマ引出窓３１ｄと対向させて配
設され、その前面には試料Ｓが静電吸着等の手段にて着
脱可能に装着されるようにしである。試料台３５内には
冷却水通流路が、また試料Ｓの装着位置には試料Ｓを静
電吸着するための電極３５ｂが埋設され、前記冷却水通
流路には冷却水供給管３５ａが、また電極３５ｂには直
流電源３７が接続せしめられている。またエツチング室
３３の後壁には図示しない排気装置に連なる排気口３３
ａが開口されている。３１ｇはエツチングガスの供給系
、３１ｈ。In the etching chamber 33, a sample stage 35 on which a sample S such as a wafer is mounted is disposed facing the plasma extraction window 31d, and the sample S is detachably mounted on the front surface of the stage 35 by means such as electrostatic adsorption. It is intended to be done. A cooling water passage is embedded in the sample stage 35, an electrode 35b for electrostatically adsorbing the sample S is embedded in the mounting position of the sample S, and a cooling water supply pipe 35a is embedded in the cooling water passage. Further, a DC power source 37 is connected to the electrode 35b. In addition, an exhaust port 33 connected to an exhaust device (not shown) is provided on the rear wall of the etching chamber 33.
a is open. 31g is the etching gas supply system, 31h.
３１ｉは冷却水の給水系、排水系である。31i is a cooling water supply system and a drainage system.
而してこのようなエツチング装置にあってはプラズマ生
成室３１．エツチング室３３内を所要の真空度に設定し
た後、プラズマ生成室３１内にガス供給系３１ｇからエ
ツチング用の１又は複数種の反応性ガスを供給し、励磁
コイル３４にて磁界を形成しつつ、プラズマ生成室３１
内にマイクロ波を導入し、プラズマ生成室３１を空洞共
振器としてエツチングガスを共鳴励起してプラズマを生
成させ、生成させたプラズマを励磁コイル３４にて形成
されるエツチング室３３側に向かうに従い磁束密度が低
下する発散磁界によってエツチング室３３へ引出し、イ
オンを試料台３５上の試料Ｓ周辺に投射せしめ、エツチ
ングを行うようになっている。In such an etching apparatus, the plasma generation chamber 31. After setting the inside of the etching chamber 33 to the required degree of vacuum, one or more reactive gases for etching are supplied from the gas supply system 31g into the plasma generation chamber 31, and a magnetic field is formed by the excitation coil 34. , plasma generation chamber 31
Microwaves are introduced into the etching chamber 31 and the etching gas is resonantly excited using the plasma generation chamber 31 as a cavity resonator to generate plasma, and the generated plasma is turned into a magnetic flux as it moves toward the etching chamber 33 side formed by the excitation coil 34. The ions are drawn out into the etching chamber 33 by a diverging magnetic field whose density decreases, and the ions are projected around the sample S on the sample stage 35 to perform etching.
通常、電子サイクロトロン共鳴励起により発生されたプ
ラズマは、上記した如く発散磁界の磁力線に即した方向
性を持って引き出され、イオンの流れによって生じるバ
イアスによる影響を受け、略２０〜３０ｅＶの低いエネ
ルギーで試料表面に到達する。Normally, plasma generated by electron cyclotron resonance excitation is drawn out with a directionality that follows the lines of magnetic force of the divergent magnetic field as described above, and is influenced by the bias caused by the flow of ions, and has a low energy of about 20 to 30 eV. reaches the sample surface.
このため数百ｅνのエネルギーのイオンを利用する従来
の反応性イオンエツチング、イオンミーリングに比べて
イオン衝撃に起因する試料へのダメージが低減され、し
かも低エネルギーイオンの照射によるエツチングである
ため、エツチングの性能指標の一つである選択比（エツ
チング対象物と他の対象物とのエツチング速度比）が向
上するとされている。For this reason, damage to the sample caused by ion bombardment is reduced compared to conventional reactive ion etching and ion milling that use ions with an energy of several hundred eν.Moreover, since etching is performed by irradiation with low-energy ions, etching It is said that the selectivity (etching speed ratio between the etched object and other objects), which is one of the performance indicators of etching, is improved.
しかしながら、プラズマ生成室３１からエツチング室３
３に引き出されたプラズマ中には、化学的に活性な励起
された状態の原子・ラジカルが発生しており、このラジ
カルとエツチング対象物との化学反応もエツチングに寄
与する。このようなラジカルによるエツチングはイオン
によるエツチングが方向性＝異方性を持つのと対照的に
等方向であり、アンダーカット量と密接に関係すること
が知られている。However, from the plasma generation chamber 31 to the etching chamber 3
Chemically active and excited atoms and radicals are generated in the plasma extracted in step 3, and the chemical reaction between these radicals and the object to be etched also contributes to etching. It is known that etching by such radicals is isodirectional, in contrast to etching by ions, which has directionality=anisotropy, and is closely related to the amount of undercut.
通常の電子サイクロトロン共鳴励起プラズマによるエツ
チングのガス圧は１０−”〜１０− ’Ｔｏｒｒであり
、この範囲では電子サイクロトロン共鳴励起プラズマに
よるエツチングはイオン性異方エツチングとラジカル性
等方エツチングの混在したものとなるのが普通である。The gas pressure for etching by ordinary electron cyclotron resonance excited plasma is 10-'' to 10-' Torr, and in this range, etching by electron cyclotron resonance excited plasma is a mixture of ionic anisotropic etching and radical isotropic etching. It is normal that
その結果、エツチングによる加工形状は第４図に示すよ
うに保護マスク１１の寸法よりエツチング対象物１２が
縮小する、所謂アンダーカッｌ−，（０，３μ−程度）
を生ずることとなり、１μｍ以下の微細加工を要する超
ＬＳＩ製造技術に対応するためには加工精度の点で問題
を残している。As a result, as shown in FIG. 4, the etched object 12 is smaller than the size of the protective mask 11, so-called undercut (approximately 0.3μ).
Therefore, there remains a problem in terms of processing accuracy in order to support ultra-LSI manufacturing technology that requires microfabrication of 1 μm or less.
また、プラズマ生成室３１からエツチング室３３に引き
出されたイオン電流の密度分布は試料（５インチウェー
ハ）表面上では中心に比べ周縁部では３０〜４０％低く
なる。これはプラズマ生成室３１内で発生され、プラズ
マ引出窓を通じてエツチング室に導入されるプラズマ中
のイオン流は半径方向における密度分布にばらつきがあ
り、これが試料台３５上、換言すれば試料Ｓ表面にその
まま拡大された状態で投影され、同様の密度分布が生じ
てしまうことによるものであり、イオン流の密度分布の
ばらつきを解消するのが難しいという問題があった。Further, the density distribution of the ion current drawn from the plasma generation chamber 31 to the etching chamber 33 is 30 to 40% lower at the periphery than at the center on the surface of the sample (5-inch wafer). This is because the ion flow in the plasma generated in the plasma generation chamber 31 and introduced into the etching chamber through the plasma extraction window has a dispersion in density distribution in the radial direction, and this is caused on the sample stage 35, in other words, on the surface of the sample S. This is because the ion beam is projected in an enlarged state, resulting in a similar density distribution, and there is a problem in that it is difficult to eliminate variations in the density distribution of the ion flow.
一般にエツチング速度分布は、イオン流密度分布に太き
（依存しており、エツチング速度の均一性を改善するに
は、イオン流密度分布自体を均、−化することが最も効
果的な手段である。In general, the etching rate distribution depends on the ion flow density distribution, and the most effective means to improve the uniformity of the etching rate is to equalize the ion flow density distribution itself. .
本発明はかかる点に着目してなされたものであって、そ
の目的とするところはアンダーカットを抑制すると共に
試料の周縁部と中心部とにおけるエツチング速度のばら
つきをも同時に解消し得、均一なエツチングを施し得る
ようにしたプラズマエツチング装置を提供するにある。The present invention has been made with attention to this point, and its purpose is to suppress undercuts and simultaneously eliminate variations in etching speed between the periphery and the center of the sample, thereby achieving uniform etching. To provide a plasma etching device capable of performing etching.
本発明に係るプラズマエツチング装置は電子サイクロト
ロン共鳴励起によりプラズマを発生させるプラズマ生成
室と、発生したプラズマを導入して試料にエツチングを
施すエツチング室とを備えたプラズマエツチング装置に
おいて、前記プラズマ生成室には不活性ガスのみを導入
し、また前記エツチング室内の試料周辺部には反応性ガ
スを導入することを特徴とする。A plasma etching apparatus according to the present invention is a plasma etching apparatus equipped with a plasma generation chamber that generates plasma by electron cyclotron resonance excitation, and an etching chamber that etches a sample by introducing the generated plasma. is characterized in that only an inert gas is introduced, and a reactive gas is introduced into the area around the sample in the etching chamber.
本発明に係るプラズマエツチング装置は、電子サイクロ
トロン共鳴励起によりプラズマを発生させるプラズマ生
成室と、発生したプラズマを導入して試料にエツチング
を施すエツチング室とを備えたプラズマエツチング装置
において、前記プラズマ生成室には不活性ガスのみを導
入し、また前記エツチング室内の試料周辺部には反応性
ガスを導入する。A plasma etching apparatus according to the present invention includes a plasma generation chamber that generates plasma by electron cyclotron resonance excitation, and an etching chamber that etches a sample by introducing the generated plasma. Only an inert gas is introduced into the etching chamber, and a reactive gas is introduced into the area around the sample in the etching chamber.
本発明にあっては、これによってエツチング室インビー
ムとして引出されるプラズマは不活性ガスの原子からな
るため、ここに混在するラジカルはエツチング反応には
寄与せず、アンダーカットが本質的に生じない。また環
状ノズルから反応性ガスを試料台又は試料の周縁部に対
しその中央部より高濃度に供給され、試料全体のエツチ
ング速度の均一化が可能となる。In the present invention, since the plasma extracted as an in-beam from the etching chamber is composed of inert gas atoms, the radicals mixed therein do not contribute to the etching reaction, and essentially no undercut occurs. . In addition, reactive gas is supplied from the annular nozzle to the sample stage or the periphery of the sample at a high concentration from the center, making it possible to uniformize the etching rate of the entire sample.
以下本発明をその実施例につき図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係るプラズマエツチング装置
（以下本発明装置という）の縦断面図であり、図中１は
プラズマ生成室、２は導波管、３は試料Ｓに対しエツチ
ングを施すエツチング室、４は励磁コイルを示している
。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a plasma etching apparatus according to the present invention (hereinafter referred to as the present invention apparatus), in which 1 is a plasma generation chamber, 2 is a waveguide, and 3 is an etching chamber in which a sample S is etched. , 4 indicates an excitation coil.
プラズマ生成室１はステンレス鋼製であって、マイクロ
波に対して空洞共振器を構成するよう形成されており、
−側壁中央には石英ガラス板１ｂで閉鎖されたマイクロ
波導入窓ＩＣを備え、また他側壁中央には前記マイクロ
波導入窓ＩＣと対向する位置にプラズマの引出窓１ｄを
備えている。前記マイクロ波導入窓）ｃには導波管２の
一端部が接続され、またプラズマ引出窓１ｄにはこれに
臨ませてエツチング室３が配設され、更に周囲にはプラ
ズマ生成室１及びこれに連結された導波管２の一端部に
わたってこれらと同心状に励磁コイル４が周設せしめら
れている。The plasma generation chamber 1 is made of stainless steel and is formed to form a cavity resonator for microwaves.
- A microwave introduction window IC closed by a quartz glass plate 1b is provided at the center of the side wall, and a plasma extraction window 1d is provided at a position facing the microwave introduction window IC at the center of the other side wall. One end of the waveguide 2 is connected to the microwave introduction window (c), and an etching chamber 3 is provided facing the plasma extraction window 1d, and the plasma generation chamber 1 and the etching chamber 3 are arranged around the plasma extraction window 1d. An excitation coil 4 is disposed concentrically over one end of the waveguide 2 connected to the waveguide 2 .
導波管２はその他端部は図示しない高周波発振器に接続
され、高周波発振器で発せられたマイクロ波をマイクロ
波導入窓ＩＣを経てプラズマ生成室ｌ内に導入するよう
にしである。The other end of the waveguide 2 is connected to a high frequency oscillator (not shown), and the microwaves emitted by the high frequency oscillator are introduced into the plasma generation chamber 1 through the microwave introduction window IC.
励磁コイル４は図示しない直流電源に接続されており、
直流電流の通流によって、プラズマ生成室１内にマイク
ロ波の導入によりプラズマを生成し得るよう磁界を形成
すると共に、エツチング室３側に向けて磁束密度が低く
なる発散磁界を形成し、プラズマ生成室１内に生成され
たプラズマをエツチング室３内に導入せしめるようにな
っている。The excitation coil 4 is connected to a DC power source (not shown),
By passing a direct current, a magnetic field is formed in the plasma generation chamber 1 so that plasma can be generated by introducing microwaves, and a diverging magnetic field whose magnetic flux density becomes lower toward the etching chamber 3 side is formed, thereby generating plasma. The plasma generated in chamber 1 is introduced into etching chamber 3.
エツチング室３はプラズマ引出窓１ｄと対向する側壁に
図示しない排気装置に連なる排気口３ａを開口してあり
、またエツチング室３の内部には前記プラズマ引出窓１
ｄと対向させて試料台５が配設され、この試料台５の前
面に前記プラズマ引出窓１ｄと対向させて試料Ｓが静電
吸着等の手段で着脱可能に装着されている。試料台５内
には冷却用の冷却水通流路及び試料Ｓを静電吸着するた
めの電極５ｂが埋設されており、通流路には冷却水供給
管５ａが、また電極５ｂには直流電源７が夫々接続せし
められている。The etching chamber 3 has an exhaust port 3a connected to an exhaust device (not shown) opened on the side wall facing the plasma extraction window 1d, and inside the etching chamber 3, the plasma extraction window 1 is opened.
A sample stand 5 is disposed opposite to the sample stand 5, and a sample S is removably mounted on the front surface of the sample stand 5, facing the plasma extraction window 1d, by means of electrostatic adsorption or the like. A cooling water flow channel for cooling and an electrode 5b for electrostatically adsorbing the sample S are buried in the sample stage 5. A cooling water supply pipe 5a is provided in the flow channel, and a direct current is provided in the electrode 5b. Power supplies 7 are connected respectively.
そして本発明装置にあってはプラズマ生成室１の上部壁
であって、マイクロ波導入窓１ｃの周縁部に不活性ガス
の供給系１ｇが、また前記試料台５とプラズマ引出窓１
ｄとの間であって、プラズマ引、出窓１ｄを通して試料
台５に導かれるプラズマ流Ｐの周囲にこれと略同心状に
反応性ガス吹出し用の環状ノズル８が配設され、これに
はエツチング室３を通してガス供給系３ａが接続されて
いる。In the apparatus of the present invention, an inert gas supply system 1g is located on the upper wall of the plasma generation chamber 1 at the periphery of the microwave introduction window 1c, and an inert gas supply system 1g is located between the sample stage 5 and the plasma extraction window 1c.
An annular nozzle 8 for blowing out reactive gas is disposed approximately concentrically around the plasma flow P guided to the sample stage 5 through the plasma extraction window 1d. A gas supply system 3a is connected through the chamber 3.
環状ノズル８の周壁であって、試料台５の周縁部又は試
料Ｓの周縁部と対向する位置には、試料台５の周縁部又
は試料Ｓの周縁部に向けて反応性ガスを供給する多数の
吹出口が開口されており、ガス供給系３ｇから供給され
た反応性ガスは環状ノズル８を通じて試料Ｓの周縁部に
中心部に比較してガス濃度が高くなるよう吹き出される
。On the circumferential wall of the annular nozzle 8, at a position facing the circumferential edge of the sample stage 5 or the circumferential edge of the sample S, there are a plurality of holes for supplying reactive gas toward the circumferential edge of the sample stage 5 or the circumferential edge of the sample S. The reactive gas supplied from the gas supply system 3g is blown out through the annular nozzle 8 to the periphery of the sample S so that the gas concentration is higher than that at the center.
環状ノズル８の設置高さ、或いはそれにおけるガス吹出
口の数、開口面積、開口形状、吹出し速度、ガス吹出し
角度等については特に限定するものではなく、試料Ｓに
対するエツチング速度が試料Ｓ全体で均一化し得るよう
設定すればよい。There are no particular limitations on the installation height of the annular nozzle 8, the number of gas outlets therein, opening area, opening shape, blowing speed, gas blowing angle, etc., and the etching rate for the sample S is uniform throughout the sample S. You just need to set it so that it can be changed.
その他１ｈ、ｌｉは夫々冷却水の給水系、排水系を示し
ている。Others 1h and li indicate a cooling water supply system and a drainage system, respectively.
而してこのような本発明装置にあってはエツチング室３
内の試料台５に試料Ｓを装着し、プラズマ生成室１．エ
ツチング室３内を所要の真空度に設定した後、ガス供給
系１ｇからＡｒ等の不活性ガスをプラズマ生成室１内に
、またガス供給系３ｇ、環状ノズル８を通じてエツチン
グ室３内に反応性ガスを夫々独立に供給し、励磁コイル
４に直流電流を通流すると共に、導波管２．マイクロ波
導入窓１ｃを通じてマイクロ波をプラズマ生成室１に導
入する。プラズマ生成室ｌ内に導入されたマイクロ波は
プラズマ空洞共振器として機能するプラズマ生成室１内
で共振状態となり、不活性ガスを分解し、共鳴励起して
、プラズマを生成せしめる。生成されたプラズマ中のイ
オンは励磁コイル４にて形成される発散磁界に沿った方
向性を持つイオンビームとして試料台５に照射される。Therefore, in such an apparatus of the present invention, the etching chamber 3
The sample S is mounted on the sample stage 5 in the plasma generation chamber 1. After setting the required degree of vacuum in the etching chamber 3, inert gas such as Ar is supplied from the gas supply system 1g into the plasma generation chamber 1, and reactive gas is supplied into the etching chamber 3 through the gas supply system 3g and the annular nozzle 8. While supplying gases independently to each other and passing a direct current through the excitation coil 4, the waveguides 2. Microwaves are introduced into the plasma generation chamber 1 through the microwave introduction window 1c. The microwave introduced into the plasma generation chamber 1 enters a resonance state within the plasma generation chamber 1 which functions as a plasma cavity resonator, decomposes the inert gas, and excites it resonantly to generate plasma. Ions in the generated plasma are irradiated onto the sample stage 5 as an ion beam having directionality along the divergent magnetic field formed by the excitation coil 4.
試料Ｓ表面はイオンビームを照射された部分のみが励起
され、この励起された部分にエツチング室３内に供給さ
れた反応性ガスが吸着し、化学反応によって異方性エツ
チングが進行してゆくこととなる。Only the part of the surface of the sample S that is irradiated with the ion beam is excited, and the reactive gas supplied into the etching chamber 3 is adsorbed to this excited part, and anisotropic etching progresses due to a chemical reaction. becomes.
しかも環状ノズル８によって試料台５．試料Ｓの周縁部
に対して均一であって、且つ中央部よりも高濃度にガス
の供給が行われるためにガス圧力が均一化されエツチン
グ速度の一様化が図れる。Moreover, the annular nozzle 8 allows the sample stage 5 to be removed. Since the gas is supplied uniformly to the periphery of the sample S and at a higher concentration than to the center, the gas pressure can be made uniform and the etching rate can be made uniform.
第１図に示す如き装置でガス供給系１ｇから不活性ガス
としてＡｒガスをｌ０５ＣＣＨの割合でプラズマ生成室
１に、またガス供給系３ｇ、環状ノズル８から反応性ガ
スとしてＣ１２ガスを８３ＣＣＨの割合でエツチング室
３に夫々供給し、プラズマ生成室１゜エツチング室３内
の真空度をＱ、７Ｔｏｒｒ 、マイクロ波パワーを９０
０−とし、多結晶シリコン膜１２をフォトレジストを保
護マスク１１として約３０００人／分の速度で２分間エ
ツチングした。このときの加工形状は第２図に示す如く
保護マスク１１の寸法より多結晶シリコン膜１２が縮小
する、所謂アンダーカット１は０．０３μｍ以下であっ
た。また加工後の多結晶シリコンの側面の傾斜角は約８
５°であった。なお試料Ｓのエツチング速度のばらつき
（均一性）は±５％であった。Using the apparatus shown in Fig. 1, Ar gas is supplied as an inert gas from the gas supply system 1g at a rate of 105CCH to the plasma generation chamber 1, and C12 gas is supplied as a reactive gas from the gas supply system 3g and an annular nozzle 8 at a rate of 83CCH. The plasma generation chamber 1, the degree of vacuum in the etching chamber 3 was set to Q, 7 Torr, and the microwave power was set to 90.
0-, and the polycrystalline silicon film 12 was etched for 2 minutes at a rate of about 3,000 people/minute using the photoresist as the protective mask 11. As shown in FIG. 2, the processed shape at this time was such that the so-called undercut 1 in which the polycrystalline silicon film 12 was reduced in size from the size of the protective mask 11 was 0.03 μm or less. Also, the angle of inclination of the side surface of polycrystalline silicon after processing is approximately 8
It was 5°. Note that the variation (uniformity) in the etching rate of Sample S was ±5%.
ちなみにエツチングガスをガス供給系１ｇから２０ＳＣ
ＣＭのＣＩ、ガスを導入して上記と同一の試料に対し同
一条件でエツチングした場合はエツチング速度は３８０
０人／分であってアンダーカット量は０．２μ饋であっ
た。By the way, the etching gas is 20SC from 1g of gas supply system.
When etching the same sample as above under the same conditions with CI of CM and gas introduced, the etching rate was 380.
The amount of undercut was 0.2 μm at 0 person/min.
なおエツチング速度の均一性は試料表面でのエツチング
速度の最大値を＋ｗａｘ 、最小値をｗｉｎとしたとき
で算出した。The uniformity of the etching rate was calculated by setting the maximum value of the etching rate on the sample surface as +wax and the minimum value as win.
以上の如く本発明にあっては、プラズマ生成室に不活性
ガスを導入し、またエツチング室にはエツチング反応に
寄与する反応性ガスを導入することとしているから、プ
ラズマ生成室内で生成され、エツチング室にイオンビー
ムとして引出されるプラズマは不活性ガス原子のプラズ
マであって混在するラジカルはエツチング反応に関与し
ないためアンダーカットが防止される。またエツチング
は不活性ガスのイオンビームに照射されて、励起された
試料表面に反応性ガスの原子が吸着して生、しる化学反
応によって進行するから、横方向のエツチングが生ぜず
加工精度が格段に向上し、また選択比も著しく改善され
る。As described above, in the present invention, an inert gas is introduced into the plasma generation chamber, and a reactive gas that contributes to the etching reaction is introduced into the etching chamber. The plasma drawn into the chamber as an ion beam is a plasma of inert gas atoms, and the radicals present do not participate in the etching reaction, thereby preventing undercutting. In addition, etching progresses through a chemical reaction in which reactive gas atoms are adsorbed onto the excited sample surface by irradiation with an inert gas ion beam, resulting in no lateral etching and improved processing accuracy. This is greatly improved, and the selectivity is also significantly improved.
更に本発明装置にあっては反応性ガスをエツチング室内
の試料周縁部から導入するから試料周辺における反応ガ
スの均一化が改善されエツチング速度の均一性が向上す
るなど本発明は優れた効果を奏するものである。Furthermore, in the apparatus of the present invention, since the reactive gas is introduced from the periphery of the sample in the etching chamber, the uniformity of the reactive gas around the sample is improved, and the uniformity of the etching rate is improved. It is something.
第１図は本発明装置の縦断面図、第２図は本発明装置に
よるエツチング形状を断面で示す模式図、第３図は従来
装置の縦断面図、第４図は従来装置によるエツチング形
状を断面で示す模式図である。
１・・・プラズマ生成室 ２・・・導波管３・・・エツ
チング室 ４・・・励磁コイル ５・・・試料台７・・
・直流電源 ８・・・環状ノズル １１・・・保護マス
ク１２・・・多結晶シリコン膜 １３・・・Ｓｉ基板特
許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫第 ３ 図
０，３．ｕｍ
ｌノ
第 ４ １０Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the apparatus of the present invention, Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing the etched shape by the inventive apparatus, Fig. 3 is a longitudinal sectional view of the conventional apparatus, and Fig. 4 is the etched shape by the conventional apparatus. It is a schematic diagram shown in cross section. 1... Plasma generation chamber 2... Waveguide 3... Etching chamber 4... Excitation coil 5... Sample stage 7...
・DC power source 8... Annular nozzle 11... Protective mask 12... Polycrystalline silicon film 13... Si substrate patent Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Agent Patent attorney Noboru Kono No. 3 Figure 0 ,3. um l no 4 10
Claims (1)
させるプラズマ生成室と、発生したプラズマを導入して
試料にエッチングを施すエッチング室とを備えたプラズ
マエッチング装置において、前記プラズマ生成室には不
活性ガスのみを導入し、また前記エッチング室内の試料
周辺部には反応性ガスを導入することを特徴とするプラ
ズマエッチング装置。 ２、前記反応性ガスは試料周縁部に沿わせて配設した環
状のノズルから試料周縁部にその中心部よりも高濃度に
導入する特許請求の範囲第１項記載のプラズマエッチン
グ装置。[Scope of Claims] 1. In a plasma etching apparatus equipped with a plasma generation chamber that generates plasma by electron cyclotron resonance excitation and an etching chamber that etches a sample by introducing the generated plasma, the plasma generation chamber includes: A plasma etching apparatus characterized in that only an inert gas is introduced, and a reactive gas is introduced into the vicinity of the sample in the etching chamber. 2. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein the reactive gas is introduced into the sample periphery from an annular nozzle disposed along the sample periphery in a higher concentration than the center.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25873787A JPH01100921A (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Plasma etching apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25873787A JPH01100921A (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Plasma etching apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100921A true JPH01100921A (en) | 1989-04-19 |
Family
ID=17324383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25873787A Pending JPH01100921A (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Plasma etching apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100921A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386787B1 (en) | 1994-01-21 | 2002-05-14 | Helmut Reichelt | Ball joint with compressed pressure shell |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP25873787A patent/JPH01100921A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386787B1 (en) | 1994-01-21 | 2002-05-14 | Helmut Reichelt | Ball joint with compressed pressure shell |
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