JPH1140544A - 反応性イオンエッチング装置 - Google Patents
反応性イオンエッチング装置Info
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- JPH1140544A JPH1140544A JP9193951A JP19395197A JPH1140544A JP H1140544 A JPH1140544 A JP H1140544A JP 9193951 A JP9193951 A JP 9193951A JP 19395197 A JP19395197 A JP 19395197A JP H1140544 A JPH1140544 A JP H1140544A
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Abstract
それにより高均一なエッチングを可能とする反応性イオ
ンエッチング装置を提供する。 【解決手段】本発明による反応性イオンエッチング装置
は、アンテナを並列に配置し、各アンテナへの電力導入
出力部を中心対称に設けると共に、電力導入部までの位
相を制御するため分岐部の位置調整ができるようにし
て、並列に配置したアンテナに高周波電力を印加するよ
うに構成される。
Description
て、半導体上或いは電子部品、その他の基板上の物質を
エッチングするエッチング装置に関するものである。
合放電エッチング装置は、図5に示すように、真空チャ
ンバーA内に放電プラズマを発生するための1重のコイ
ルからなるアンテナBを真空チャンバーAの側壁A1の外
側に設け、この高周波アンテナBにプラズマ発生用高周
波電源Cから高周波電力を印加し、ハロゲン系のガスを
主体とするエッチングガスが流量制御器を通して上部天
板A2付近の周囲より導入され、気体を真空チャンバーA
内に導入し、低圧でプラズマを形成すると共に導入気体
を分解し、発生した原子、分子、ラジカル、イオンを積
極的に利用し、プラズマに接する基板電極Dに高周波電
源Eから高周波電場を印加して基板電極D上に載置され
た基板をエッチングするように構成されている。
開平7−263192号において提案した磁気中性線放電エッ
チング装置を示す。この先に提案した装置は、真空チャ
ンバーAの上部の誘電体円筒壁A1の外側に載置された3
つの磁場コイルF、G、Hによって真空チャンバーA内
部に磁気中性線Iが形成され、この磁気中性線Iに沿っ
て、中間の磁場コイルGの内側に配置された1重のアン
テナBにアンテナ用高周波電源Cから高周波電場を印加
することによりリング状のプラズマが形成されるように
構成されている。また、エッチングガスは流量制御器を
通して上部天板A2付近の周囲より導入され、コングクタ
ンスバルブの開口率によって圧力が制御される。真空チ
ャンバーAの下部の基板電極Dにはバイアス用高周波電
源Eから高周波電力が印加される。
性線放電エッチング装置について説明する。エッチング
ガスは真空チャンバーAの上部フランジ付近から導入さ
れ、誘電体円筒壁A1の外側と中間の磁場コイルGとの間
に配置された1重のアンテナBに高周波電力を印加する
ことによりプラズマが形成されて導入ガスが分解され
る。真空チャンバーAの下部の基板電極Dにはバイアス
用高周波電源Eからバイアス用の高周波電力が印加され
る。ブロッキングコンデンサーによって浮遊状態になっ
ている基板電極Dは負のセルフバイアス電位となり、プ
ラズマ中の正イオンが引き込まれて基板上の物質をエッ
チングする。
は1重巻きのものが一般に用いられる。径が300φより
小さければ2重巻きも可能であるが、基板電極が8イン
チより大きくなるとエッチング均一性を得るためにプラ
ズマソース部も大きくなる。高周波アンテナコイルBの
径が300φより大きくなると、高周波アンテナコイルB
のインダクタンスが大きくなるため1重のアンテナにし
ないとマッチング条件が得られない。そのため、3OOφ
より大きな誘電体隔壁を備えた誘導結合放電装置におい
ては1重のアンテナが用いられているのである。
形成される磁気中性線Iの部分に密度の高いプラズマを
形成するため、リング状磁気中性線Hに沿って形成され
る誘導電場を有効利用するものでる。この方法によっ
て、容易に1011cm-3の荷電粒子密度を持つプラズマが形
成される。
り大きくなると、アンテナのインダクタンスが大きくな
るため多重シリアルアンテナではマッチング条件が得ら
れない。そのため、300φより大きな誘電体隔壁を備え
た誘導結合放電装置においては一般に1重のアンテナが
用いられている。1重のアンテナが用いられたとき、ア
ンテナへの電力導入出力部におけるプラズマ均一性ひい
ては基板エッチング均一性が問題となる。アンテナに電
力が印加されたときのプラズマの密度分布は、電力入出
力部に隙間があるため、電力入出力部において低くなる
ことがこれまでの実験で判明している。また、プラズマ
シミュレーシヨンによつても指摘されている(田所、沖
川、鍋田、伊藤、中野、Petrovic、真壁;第44回応用物
理学会関係連合講演会講演予稿、30p-N-7、(1997)参
照)。
高い均一性のプラズマを形成することができ、それによ
り高均一なエッチングを可能とする反応性イオンエッチ
ング装置を提供することを目的としている。
に、本発明による反応性イオンエッチング装置において
は、アンテナを並列に配置し、各アンテナへの電力導入
出力部を中心対称に設けると共に、電力導入部までの位
相を制御するため分岐部の位置調整ができるようにし
て、並列に配置したアンテナに高周波電力を印加するよ
うに構成される。
ば、真空チャンバー内に放電プラズマを発生するための
高周波コイルを備えたプラズマ発生装置を有し、ハロゲ
ン系のガスを主体とする気体を真空チャンバー内に導入
し、低庄でプラズマを形成するとともに導入気体を分解
し、発生した原子、分子、ラジカル、イオンを積極的に
利用し、プラズマに接する基板電極に交番電場或いは高
周波電場を印加して電極上に載置された基板をエッチン
グする反応性イオンエッチング装置において、プラズマ
発生装置の設けられる真空チャンバー部分の壁部を円筒
状の誘電体で構成し、この円筒状の誘電体からなる真空
チャンバー部分の下部に高周波バイアスを印加する基板
電極を設け、円筒状の誘電体からなる真空チャンバー部
分の真空壁外側に、プラズマを発生するための高周波コ
イルを並列に配置し、高周波コイルに対するそれぞれの
高周波電力導入・導出部を中心対称の位置に設け、位相
制御結合部を通して高周波電力を印加することを特徴と
している。
ャンバー内に連続して存在する磁場ゼロの位置である環
状磁気中性線を形成するための磁場発生手段と、この磁
気中性線に沿って交番電場を加えてこの磁気中性線に放
電プラズマを発生するための高周波コイルとを備えたプ
ラズマ発生装置を有し、ハロゲン系のガスを主体とする
気体を真空チャンバー内に導入し、低圧でプラズマを形
成するとともに導入気体を分解し、発生した原子、分
子、ラジカル、イオンを積極的に利用し、プラズマに接
する基板電極に交番電場或いは高周波電場を印加して電
極上に載置された基板をエッチングする反応性イオンエ
ッチング装置において、プラズマ発生装置の設けられる
真空チャンバー部分の壁部を円筒状の誘電体で構成して
誘電体の外部に複数の磁場コイルを配置して真空チャン
バー内に環状磁気中性線を形成し、また円筒状の誘電体
からなる真空チャンバー部分の下部に高周波バイアスを
印加する基板電極を設け、さらに磁気中性線と同一面内
であって誘電体真空壁と磁場コイルの間にプラズマを発
生するための高周波コイルを並列に配置し、それぞれの
高周波電力導入・出部を中心対称の位置に設け、位相制
御結合部を通して高周波電力を印加することを特徴とし
ている。
明の実施例について説明する。図1には本発明の反応性
イオンエッチング装置の一実施例を示し、誘導結合型と
して構成されている。図示エッチング装置において、1
は真空チャンバーで、上部のプラズマ発生部1aと基板電
極部1bとを備え、基板電極部1bには排気口1cが設けられ
ている。プラズマ発生部1aは円筒形の側壁2を備え、こ
の側壁2の外側には、真空チャンバ−1内にプラズマを
発生させる高周波アンテナ3が配置され、各高周波アン
テナ3は並列対称配置され、そして位相制御結合部4を
介してプラズマ発生用高周波電源5に接続され、真空チ
ャンバー1の上部のプラズマ発生部1a内に放電プラズマ
を発生するようにしている。真空チャンバー1の上部の
プラズマ発生部1aの天板6は側壁2の上部フランジに密
封固着され、またこの天板6の周囲部には真空チャンバ
−1内へエッチングガスを導入するガス導入口7が設け
られ、このガス導入口7は図示してないガス供給通路及
びエッチングガスの流量を制御するガス流量制御装置を
介してエッチングガス供給源に接続される。また真空チ
ャンバ−1のプラズマ発生部1aの下部の基板電極部1b内
には基板電極8が絶縁体部材9を介して設けられ、この
基板電極8はRFバイアスを印加する高周波電源10に接続
されている。
装置の別の実施例を示し、この場合には磁気中性線放電
型として構成されている。図1の装置と対応した部分は
同じ符号で示す。この実施例では、真空チャンバー1の
上部のプラズマ発生部1aの円筒形の側壁2は誘電体で構
成され、この側壁2の外側でしかも並列対称配置された
高周波アンテナ3の外側には、真空チャンバ−1内に磁
気中性線を形成するための磁場発生手段を構成している
三つの磁場コイル11、12、13が設けられ、真空チャンバ
ー1の上部のプラズマ発生部1a内に磁気中性線14を形成
する。プラズマ発生用の高周波アンテナ3は、三つの磁
場コイル11〜13によって真空チャンバー1の上部のプラ
ズマ発生部1a内に形成された磁気中性線14に沿って交番
電場を加えてこの磁気中性線に放電プラズマを発生する
ようにしている。
大図で示し、図4には電力導入の摸式図を示す。1重ア
ンテナを用いたときには、電力入出力部に間隙があるた
め、その部におけるプラズマへの電力投入が弱くプラズ
マ密度が低くなる。しかし、図3に示すように2本のア
ンテナに互いに反対の位置から高周波電力を投入するこ
とによってそれぞれの電力入出力部におけるプラズマ密
度の低下を補うことができる。この時、重要なのは、2
本のアンテナ3間に位相のズレを発生させないように位
相制御することである。位相制御の最も簡単な方法は高
周波電源からアンテナまでの配線長を同じにすることで
ある。しかし、現実問題として浮遊容量等があるため配
線長を同じにしても配線におけるインピーダンスを同じ
にすることは難しい。そのため、分岐部すなわち位相制
御結合部4においてコンデンサー及びインダクタンスコ
イルによって各アンテナ部のインピーダンスマッチング
調整を行えるようにした。この結果、従来の1重巻きア
ンテナの時に比べて、プラズマ密度の均一性が向上す
る。
て、プラズマ発生用高周波電源5(13.56MHz)の電力を
2.OkW、基板バイアス高周波電源10(800kHz)の電力を6
00W、Ar90sccm(85%)、C4F810sccm(15%)を導
入し、3mTorrの圧力下でエッチングしたところ、750nm
/minのエッチング速度が得られ、±2%と言う非常に均
一なエッチング分布になっていることが判った。1重の
アンテナを用いたときには、同条件下で560nm/min±5
%であつた。エッチ速度が増加したのは、並列対称配置
した2本のアンテナ3に電力が印加されることによっ
て、インピーダンスが減少して高周波電力が増加し、効
率よく誘導電場が形成されたためと思われる。
例を述べたが、同様な効果はプラズマCVD装置を用い
たときでも期待できることは言うまでもない。
反応性イオンエッチング装置においては、プラズマを発
生するための高周波コイルを並列に配置し、高周波コイ
ルに対するそれぞれの高周波電力導入・導出部を中心対
称の位置に設け、位相制御結合部を通して高周波電力を
印加するように構成しているので、並列対称配置アンテ
ナに高周波電力を印加しアンテナ間の位相を制御して、
適当な電力領域でエッチングすることにより高い均一性
のプラズマを形成することができ、高均一なエッチング
が出来る。従って、半導体や電子部品加工に用いられて
いる反応性イオンエッチングプロセスに大きく貢献でき
る装置が提供される。
示す拡大部分図。
称配置アンテナへの電力導入の仕方を示す模式図。
概略線図。
す概略線図。
Claims (2)
- 【請求項1】 真空チャンバー内に放電プラズマを発生
するための高周波コイルを備えたプラズマ発生装置を有
し、ハロゲン系のガスを主体とする気体を真空チャンバ
ー内に導入し、低庄でプラズマを形成するとともに導入
気体を分解し、発生した原子、分子、ラジカル、イオン
を積極的に利用し、プラズマに接する基板電極に交番電
場或いは高周波電場を印加して電極上に載置された基板
をエッチングする反応性イオンエッチング装置におい
て、プラズマ発生装置の設けられる真空チャンバー部分
の壁部を円筒状の誘電体で構成し、この円筒状の誘電体
からなる真空チャンバー部分の下部に高周波バイアスを
印加する基板電極を設け、円筒状の誘電体からなる真空
チャンバー部分の真空壁外側に、プラズマを発生するた
めの高周波コイルを並列に配置し、高周波コイルに対す
るそれぞれの高周波電力導入・導出部を中心対称の位置
に設け、位相制御結合部を通して高周波電力を印加する
ことを特徴とする反応性イオンエッチング装置。 - 【請求項2】 真空チャンバー内に連続して存在する磁
場ゼロの位置である環状磁気中性線を形成するための磁
場発生手段と、この磁気中性線に沿って交番電場を加え
てこの磁気中性線に放電プラズマを発生するための高周
波コイルとを備えたプラズマ発生装置を有し、ハロゲン
系のガスを主体とする気体を真空チャンバー内に導入
し、低圧でプラズマを形成するとともに導入気体を分解
し、発生した原子、分子、ラジカル、イオンを積極的に
利用し、プラズマに接する基板電極に交番電場或いは高
周波電場を印加して電極上に載置された基板をエッチン
グする反応性イオンエッチング装置において、プラズマ
発生装置の設けられる真空チャンバー部分の壁部を円筒
状の誘電体で構成して誘電体の外部に複数の磁場コイル
を配置して真空チャンバー内に環状磁気中性線を形成
し、また円筒状の誘電体からなる真空チャンバー部分の
下部に高周波バイアスを印加する基板電極を設け、さら
に磁気中性線と同一面内であって誘電体真空壁と磁場コ
イルの間にプラズマを発生するための高周波コイルを並
列に配置し、それぞれの高周波電力導入・出部を中心対
称の位置に設け、位相制御結合部を通して高周波電力を
印加することを特徴とする反応性イオンエッチング装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19395197A JP3832934B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 反応性イオンエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19395197A JP3832934B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 反応性イオンエッチング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1140544A true JPH1140544A (ja) | 1999-02-12 |
JP3832934B2 JP3832934B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=16316479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19395197A Expired - Lifetime JP3832934B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 反応性イオンエッチング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3832934B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-07-18 JP JP19395197A patent/JP3832934B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
JP3832934B2 (ja) | 2006-10-11 |
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