JPH1192968A - Dry etching device and plasma chemical vapor phase deposition apparatus - Google Patents
Dry etching device and plasma chemical vapor phase deposition apparatusInfo
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- JPH1192968A JPH1192968A JP25225697A JP25225697A JPH1192968A JP H1192968 A JPH1192968 A JP H1192968A JP 25225697 A JP25225697 A JP 25225697A JP 25225697 A JP25225697 A JP 25225697A JP H1192968 A JPH1192968 A JP H1192968A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
（以下ＩＣと略す）や液晶表示装置（以下ＬＣＤと略
す）、薄膜磁気ヘッド（以下ＴＦＨと略す）などの製造
工程に用いられるドライエッチング装置および化学的気
相堆積（以下ＣＶＤと略す）装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching apparatus used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit (hereinafter abbreviated as IC), a liquid crystal display (hereinafter abbreviated as LCD), a thin-film magnetic head (hereinafter abbreviated as TFH) and the like. And a chemical vapor deposition (hereinafter abbreviated as CVD) apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＩＣやＬＣＤ、ＴＦＨなどは、適切な基
板上に各種機能性を備えた薄膜を堆積、必要な形状にパ
ターニングすることにより製造される。この際、不要部
分を除去するために用いられるのが、いわゆるドライエ
ッチング装置であり、稀薄気体をプラズマ化して電気的
に加速して物理的に被エッチング物質を除去したり、プ
ラズマと被エッチング物質とが化学的に反応し、揮発性
化合物として除去する。一方、薄膜の堆積には真空蒸着
やスパッタ法といった物理的気相堆積（以下ＰＶＤと略
す）法と、本発明に関わるＣＶＤ法が主として用いられ
ているが、ＣＶＤ法はＰＶＤ法では分解してしまう化合
物薄膜の形成や、三次元ネットワークを持った緻密な薄
膜が形成できるとして近年特に注目されている。2. Description of the Related Art ICs, LCDs, TFHs, and the like are manufactured by depositing thin films having various functions on an appropriate substrate and patterning the thin films into required shapes. At this time, what is called a dry etching device is used to remove unnecessary portions, and a rare gas is turned into plasma and electrically accelerated to physically remove the substance to be etched, or to remove the plasma and the substance to be etched. Reacts chemically and is removed as a volatile compound. On the other hand, a physical vapor deposition (hereinafter abbreviated as PVD) method such as a vacuum evaporation or a sputtering method and a CVD method according to the present invention are mainly used for depositing a thin film. In recent years, it has been particularly noted that a compound thin film can be formed and a dense thin film having a three-dimensional network can be formed.
【０００３】これらの装置の性能を左右するものの一つ
にプラズマ発生機構が挙げられ、近年、簡便な構造で高
密度なプラズマを発生することができる誘導結合型プラ
ズマ（以下ＩＣＰと略す）装置が注目されている。これ
は、高周波を印加した外部のアンテナないしはコイルに
より、真空装置内に導入したガスを励起してプラズマ化
するもので、アンテナとガスとは誘電体を介して誘導結
合している。ＩＣＰ装置は、通常の平行平板電極型のプ
ラズマ発生装置と比較して２桁ほど高いプラズマ密度が
得られるため、エッチング速度や薄膜堆積速度の著しい
向上が見られるとされている。なかでも高周波印加用の
アンテナを最小限の略１ターン状にしたものは、インダ
クタンスが小さいために電力のロスが少なく、より効率
的とされている。One of the factors that influence the performance of these devices is a plasma generating mechanism. In recent years, an inductively coupled plasma (hereinafter abbreviated as ICP) device capable of generating high-density plasma with a simple structure has been proposed. Attention has been paid. In this method, a gas introduced into a vacuum apparatus is excited by an external antenna or coil to which a high frequency is applied to be turned into plasma, and the antenna and the gas are inductively coupled via a dielectric. It is said that an ICP apparatus can obtain a plasma density approximately two orders of magnitude higher than that of a general parallel plate electrode type plasma generation apparatus, so that a remarkable improvement in etching rate and thin film deposition rate is observed. Above all, the antenna in which the high-frequency application antenna is formed in a minimum of approximately one turn has a small inductance, so that the power loss is small and the antenna is considered to be more efficient.
【０００４】この１ターン型のＩＣＰ装置を図３および
図４を用いて説明する。図３と図４は誘電体部分の形状
が釣り鐘型か平板か異なるだけで、基本的な原理等は同
一である。またエッチング装置とＣＶＤ装置も、導入ガ
スがエッチングでは反応性や不活性ガス、ＣＶＤではシ
ランやメタンといった材料ガスであることの他は、装置
として基本的な差はない。装置の基本構成としては、石
英ベルジャー２（図３）ないしは石英板３（図４）を備
えたチャンバー４と、スライダー基板１を保持するバイ
アス印加用の電極１２、真空ポンプに接続された排気ポ
ート６、エッチングガスや材料ガスを供給するガス導入
ポート、さらにプラズマ励起のための１ターンのアンテ
ナ５などからなっている。ここでアンテナ５は１３．５
６ＭＨｚの高周波電源１１に、ここでは図示していない
整合器を介して接続され、また、電極１２は４００ｋＨ
ｚのバイアス電源１４と、ブロッキングコンデンサを介
して接続されている。[0004] This one-turn type ICP apparatus will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIGS. 3 and 4 differ only in the shape of the dielectric portion between a bell shape and a flat plate, and have the same basic principle. There is no fundamental difference between the etching apparatus and the CVD apparatus as well, except that the introduced gas is a reactive or inert gas for etching and the CVD is a material gas such as silane or methane. The basic configuration of the apparatus includes a chamber 4 having a quartz bell jar 2 (FIG. 3) or a quartz plate 3 (FIG. 4), a bias applying electrode 12 for holding the slider substrate 1, and an exhaust port connected to a vacuum pump. 6, a gas introduction port for supplying an etching gas or a material gas, and a one-turn antenna 5 for plasma excitation. Here, the antenna 5 is 13.5
It is connected to a 6 MHz high frequency power supply 11 via a matching unit (not shown), and the electrode 12 has a power of 400 kHz.
z bias power supply 14 via a blocking capacitor.
【０００５】装置の機能をエッチングを例に説明する。
まず被エッチング対象の基板１を電極１２上にセット
し、チャンバー４内部を真空ポンプにより排気する。そ
の後、ガス導入ポート７よりエッチングガスを導入し、
アンテナ５に高周波電源１１より高周波電力を投入し、
導入ガスをプラズマ励起する。その後、電極１２にバイ
アス電源１４より別の高周波電力を投入すると電極とグ
ランドであるチャンバーの面積比とブロッキングコンデ
ンサ１３の作用により、電極が自動的にマイナスの電荷
をもつようになる。これを自己バイアス効果とよぶ。プ
ラズマ中のイオンは、ほとんどがプラスの電荷を持って
いるので、電極１２と基板１に向かってイオンが突入し
てくる。このイオンにより基板がエッチングされる。Ｃ
ＶＤ装置では、エッチングガスに代えて材料ガスをガス
導入ポート７より導入すれば、基板１上に、導入した材
料ガスに応じた薄膜が形成、堆積される。The function of the apparatus will be described by taking etching as an example.
First, the substrate 1 to be etched is set on the electrode 12, and the inside of the chamber 4 is evacuated by a vacuum pump. After that, an etching gas is introduced from the gas introduction port 7,
High frequency power is supplied to the antenna 5 from the high frequency power supply 11,
The introduced gas is excited by plasma. Thereafter, when another high-frequency power is supplied to the electrode 12 from the bias power supply 14, the electrode automatically has a negative charge due to the area ratio of the electrode to the ground and the action of the blocking capacitor 13. This is called the self-bias effect. Since most of the ions in the plasma have a positive charge, the ions enter the electrode 12 and the substrate 1. The substrate is etched by these ions. C
In the VD apparatus, when a material gas is introduced from the gas introduction port 7 instead of the etching gas, a thin film corresponding to the introduced material gas is formed and deposited on the substrate 1.
【０００６】以上のように比較的簡単な構造を持った１
ターン型ＩＣＰ装置ではあるが、アンテナ５が略１ター
ンであることから、プラズマの均一性に課題あった。す
なわちコイル状に丸められたアンテナには、当然のよう
に１カ所切れ目が生じている。これはコイル状にアンテ
ナを丸めて作るためには避けて通れないものであるが、
その切れ目部分により生じたプラズマの不均一性は、エ
ッチング速度や堆積速度のバラツキにつながってした。
ＩＣなどで用いられるエッチング工程の多くは、被エッ
チング層の下部にエッチングされにくい材料、いわゆる
エッチストップ層を設けることが多いため、多少のエッ
チング速度のバラツキは問題とならないが、プラズマの
不均一による電位差から絶縁破壊を引き落とす可能性が
素子の微細化とともに指摘されている。また、たとえば
ハードディスクドライブに用いられるスライダ材のエッ
チングなどでは、エッチストップ層が無いため、エッチ
ング深さのばらつきがそのままヘッド浮上量のばらつき
につながってしまうという問題があった。一方、ＣＶＤ
ではプラズマの不均一により堆積膜厚が異なり、やはり
製品のバラツキにつながってした。[0006] As described above, 1 has a relatively simple structure.
Although it is a turn-type ICP device, there is a problem in plasma uniformity because the antenna 5 has approximately one turn. That is, the antenna which is rounded in the shape of a coil has one cut as a matter of course. This is unavoidable to roll the antenna into a coil shape,
The non-uniformity of the plasma caused by the cuts led to variations in the etching rate and the deposition rate.
In many etching processes used for ICs and the like, a material that is difficult to be etched, that is, a so-called etch stop layer is often provided under the layer to be etched, so that a slight variation in the etching rate does not matter, It has been pointed out that the possibility of lowering the dielectric breakdown from the potential difference is accompanied by miniaturization of the element. In addition, for example, in the etching of a slider material used in a hard disk drive, there is no etch stop layer, so that there is a problem that variations in etching depth directly lead to variations in head flying height. On the other hand, CVD
In this case, the thickness of the deposited film was different due to the non-uniformity of the plasma, which also led to the variation of the product.
【０００７】プラズマの均一性を確保するためにアンテ
ナのターン数を増やすことが行われているが、インダク
タンスが増大するため効率が低下、全体のエッチング速
度や堆積速度が下がってしまうことが指摘されている。It has been pointed out that the number of turns of the antenna has been increased in order to ensure the uniformity of the plasma. However, it has been pointed out that the efficiency is reduced due to the increased inductance, and the overall etching rate and deposition rate are reduced. ing.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、効率
を追求した略１ターンアンテナを用いたＩＣＰによるド
ライエッチング装置やＣＶＤ装置は、均一性に課題があ
る場合があり、効率と均一性の両方を兼ね備えたドライ
エッチング装置、ないしはＣＶＤ装置の登場が望まれて
いた。As described above, a dry etching apparatus or a CVD apparatus using an ICP that uses a substantially one-turn antenna in pursuit of efficiency may have a problem in uniformity. It has been desired to introduce a dry etching apparatus or a CVD apparatus having both of them.
【０００９】本発明は、こうした課題を解決し、効率と
均一性を兼ね備えたドライエッチング装置ないしはＣＶ
Ｄ装置を提供するものである。The present invention solves these problems and provides a dry etching apparatus or CV having both efficiency and uniformity.
D device is provided.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】１ターンのアンテナを回
転させることによりアンテナの切れ目を時間と共に移動
させ、プラズマの弱い領域が一箇所に滞在しないように
する。装置の構成としては図３および図４に示したもの
に、アンテナを回転させるためのモーターおよび回転ア
ンテナに電力を供給するための電気的な接続機構を加す
る。これにより効率の低下を最小限に抑えながら、チャ
ンバー内の広い領域で均一なエッチング速度や堆積速度
が得られるようになる。By turning the antenna for one turn, the gap between the antennas is moved with time so that the plasma weak area does not stay at one place. As a configuration of the device, a motor for rotating the antenna and an electrical connection mechanism for supplying power to the rotating antenna are added to those shown in FIGS. As a result, a uniform etching rate and a uniform deposition rate can be obtained over a wide area in the chamber while minimizing a decrease in efficiency.
【００１１】本発明の作用を図１および図２を用いて説
明する。図１および図２は、本発明によるエッチング装
置ないしはプラズマＣＶＤ装置であり、図３および図４
で示した従来の装置類に、アンテナの回転機構を追加し
たものである。エッチングないしはＣＶＤ時には、まず
基板１を電極１２上にセットし、チャンバー４内部を真
空ポンプにより排気する。その後、ガス導入ポート７よ
りエッチングガスないしはＣＶＤ用の材料ガスを導入
し、アンテナ５に高周波電源１１より高周波電力を投入
し、導入ガスをプラズマ化する。その際、モーター１０
を回転させる。モーターの回転は位相制御やギアにより
減速され、導通円盤を介してアンテナに伝えられる。プ
ラズマ励起用の高周波電力は、高周波電源１１より導通
円盤上に形成されアンテナに接続されたリングに、ブラ
シ９により伝えられる。その後、電極１２にバイアス電
源１４より別の高周波電力を投入し、自己バイアス効果
によりプラズマ中のイオンを基板１に引き込むことによ
って、エッチングないしはＣＶＤが開始される。エッチ
ングかＣＶＤかは、導入ポート７から導入されるガスの
種類により決まる。チャンバー内に形成されるプラズマ
は、アンテナ５が常に回転しているために、アンテナ形
状の不均一さが空間的に固定されることがなく、したが
って基板上に到達するイオンの均一性が確保され、結果
としてエッチング速度やＣＶＤの堆積速度の面分布が向
上する。The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 1 and 2 show an etching apparatus or a plasma CVD apparatus according to the present invention, and FIGS.
In this example, a rotation mechanism of an antenna is added to the conventional devices shown in FIG. At the time of etching or CVD, first, the substrate 1 is set on the electrode 12, and the inside of the chamber 4 is evacuated by a vacuum pump. Thereafter, an etching gas or a material gas for CVD is introduced from the gas introduction port 7, high frequency power is supplied from the high frequency power supply 11 to the antenna 5, and the introduced gas is turned into plasma. At that time, the motor 10
To rotate. The rotation of the motor is decelerated by phase control and gears and transmitted to the antenna via the conduction disk. The high frequency power for plasma excitation is transmitted from the high frequency power source 11 to the ring formed on the conduction disk and connected to the antenna by the brush 9. Thereafter, another high-frequency power is applied to the electrode 12 from the bias power supply 14, and ions in the plasma are drawn into the substrate 1 by the self-bias effect, whereby etching or CVD is started. Whether etching or CVD is performed depends on the type of gas introduced from the introduction port 7. In the plasma formed in the chamber, since the antenna 5 is constantly rotating, the nonuniformity of the antenna shape is not fixed spatially, and therefore, the uniformity of ions reaching the substrate is ensured. As a result, the surface distribution of the etching rate and the CVD deposition rate is improved.
【００１２】以上説明したように本発明によれば、１タ
ーンのアンテナを備えたＩＣＰ装置の効率を低下させる
ことなく、エッチングないしはＣＶＤ堆積の均一性を向
上させることができる。以下実施例により説明する。As described above, according to the present invention, the uniformity of etching or CVD deposition can be improved without lowering the efficiency of an ICP device having a one-turn antenna. Hereinafter, an embodiment will be described.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】１組以上の真空排気用ポンプによ
り排気され、エッチングに必要な反応性ガスや支援ガス
等が導入できるポートを備えた密閉されたチャンバーか
ら構成され、前記チャンバーの一部は水晶などの誘電体
で構成されており、大気側に設けられた高周波が印加さ
れたアンテナより該誘電体を通介してチャンバー内に導
入されたガスをプラズマ化し、さらにチャンバー内部に
設置された被エッチング基板がセットされた電極に、別
の高周波を印加することにより、当該被エッチング基板
をエッチングするエッチング装置であり、前記アンテナ
が回転することを特徴とするドライエッチング装置。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A closed chamber provided with a port which is evacuated by one or more sets of vacuum pumps and into which a reactive gas or a supporting gas necessary for etching can be introduced, and a part of the chamber. Is made of a dielectric material such as quartz, and a gas introduced into the chamber through the dielectric material is turned into plasma from an antenna to which high frequency is applied, which is provided on the atmosphere side, and is further installed inside the chamber. A dry etching apparatus for etching an etching target substrate by applying another high frequency to an electrode on which the etching target substrate is set, wherein the antenna rotates.
【００１４】[0014]
（実施例１）本発明によるＩＣＰ装置を用いてアルミナ
・チタンカーバイド複合セラミクス基板をエッチングす
る例について説明する。ここでは図１に示したＩＣＰ装
置を用いた。なお石英ベルジャー２の直径は２０ｃｍで
ある。まずエッチングすべきアルミナ・チタンカーバイ
ドの基板１を電極１２上にセットし、チャンバー４内部
を真空ポンプにより排気した。基板１にはあらかじめ所
望の形状が得られるよう、レジストマスクが形成されて
いる（図示せず）。その後、ガス導入ポート７よりエッ
チングガスとして三塩化ホウ素とアルゴンの４：６の混
合ガスを導入し、１０ｍｔｏｒｒの圧力に保った。アン
テナ５に高周波電源１１より１３．５６ＭＨｚ、５００
Ｗの高周波電力を投入し、導入ガスをプラズマ化した。
その際、モーター１０を１０ｒｐｍで回転させ、アンテ
ナ５を回転させるが、高周波電力はブラシ９と導通円盤
８を介してアンテナに伝えられる。その後、電極１２に
バイアス電源１４より４００ｋＨｚ、１００Ｗの高周波
電力を投入し、自己バイアス効果によりプラズマ中のイ
オンを基板１に引き込ませて、エッチングを開始した。
エッチング終了後、レジストを剥離し洗浄した後、エッ
チング量を測定したところ、１００ｍｍ角の領域におい
て、平均３００ｎｍ／分のエッチング速度とバラツキ±
３％の良好な均一性が得られた。(Example 1) An example in which an alumina / titanium carbide composite ceramics substrate is etched using an ICP apparatus according to the present invention will be described. Here, the ICP apparatus shown in FIG. 1 was used. The diameter of the quartz bell jar 2 is 20 cm. First, the substrate 1 of alumina / titanium carbide to be etched was set on the electrode 12, and the inside of the chamber 4 was evacuated by a vacuum pump. A resist mask is formed on the substrate 1 in advance so as to obtain a desired shape (not shown). Thereafter, a mixed gas of boron trichloride and argon (4: 6) was introduced as an etching gas from the gas introduction port 7, and the pressure was maintained at 10 mtorr. 13.56 MHz, 500 from the high frequency power supply 11 to the antenna 5
High-frequency power of W was supplied to convert the introduced gas into plasma.
At this time, the motor 10 is rotated at 10 rpm to rotate the antenna 5, and the high-frequency power is transmitted to the antenna via the brush 9 and the conduction disk 8. Thereafter, high-frequency power of 400 kHz and 100 W was applied to the electrode 12 from the bias power supply 14, and ions in the plasma were drawn into the substrate 1 by the self-bias effect to start etching.
After the etching was completed, the resist was peeled off and washed, and the amount of etching was measured. As a result, an etching rate and a variation of 300 nm / min averaged in a 100 mm square area.
Good uniformity of 3% was obtained.
【００１５】（実施例２）本発明によるＩＣＰ装置を用
いてアルミナ・チタンカーバイド複合セラミクス基板を
エッチングする別の例について説明する。ここでは図２
に示したＩＣＰ装置を用いた。なお石英板３の直径は２
２ｃｍである。まずエッチングすべきアルミナ・チタン
カーバイドの基板１を電極１２上にセットし、チャンバ
ー４内部を真空ポンプにより排気した。基板１にはあら
かじめ所望の形状が得られるよう、レジストマスクが形
成されている（図示せず）。その後、ガス導入ポート７
よりエッチングガスとして三塩化ホウ素とアルゴンの
４：６の混合ガスを導入し、１０ｍｔｏｒｒの圧力に保
った。アンテナ５に、高周波電源１１より１３．５６Ｍ
Ｈｚ、５００Ｗの高周波電力を投入し、導入ガスをプラ
ズマ化した。その際、モーター１０を１０ｒｐｍで回転
させ、アンテナ５を回転させるが、高周波電力はブラシ
９と導通円盤８を介してアンテナに伝えられる。その
後、電極１２にバイアス電源１４より４００ｋＨｚ、１
００Ｗの高周波電力を投入し、自己バイアス効果により
プラズマ中のイオンを基板１に引き込ませて、エッチン
グを開始した。(Embodiment 2) Another example of etching an alumina / titanium carbide composite ceramics substrate using an ICP apparatus according to the present invention will be described. Here, Figure 2
Was used. The diameter of the quartz plate 3 is 2
2 cm. First, the substrate 1 of alumina / titanium carbide to be etched was set on the electrode 12, and the inside of the chamber 4 was evacuated by a vacuum pump. A resist mask is formed on the substrate 1 in advance so as to obtain a desired shape (not shown). Then, gas introduction port 7
A mixed gas of boron trichloride and argon of 4: 6 was introduced as an etching gas, and the pressure was maintained at 10 mtorr. 13.56M from the high frequency power supply 11 to the antenna 5
A high-frequency power of 500 Hz and 500 W was supplied to convert the introduced gas into plasma. At this time, the motor 10 is rotated at 10 rpm to rotate the antenna 5, and the high-frequency power is transmitted to the antenna via the brush 9 and the conduction disk 8. Then, 400 kHz, 1
A high-frequency power of 00 W was supplied, ions in the plasma were drawn into the substrate 1 by the self-bias effect, and etching was started.
【００１６】エッチング終了後、レジストを剥離し洗浄
した後、エッチング量を測定したところ、１００ｍｍ角
の領域において、平均３４０ｎｍ／分のエッチング速度
とバラツキ±３％の良好な均一性が得られた。After the etching was completed, the resist was peeled off and washed, and the amount of etching was measured. As a result, an etching rate of 340 nm / min and an average uniformity of ± 3% were obtained in an area of 100 mm square.
【００１７】（実施例３）本発明によるＩＣＰ装置を用
いてシリコン基板上にダイヤモンドカーボン（以下ＤＬ
Ｃと略す）膜を堆積させる例について説明する。ここで
は図１に示したＩＣＰ装置をＣＶＤ装置として用いた。
なお石英ベルジャー２の直径は２０ｃｍである。まず４
インチ丸のシリコンの基板１を電極１２上にセットし、
チャンバー４内部を真空ポンプにより排気した。その
後、ガス導入ポート７より材料ガスとしてメタンを導入
し、１ｔｏｒｒの圧力に保った。アンテナ５に高周波電
源１１より１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗの高周波電力を
投入し、導入ガスをプラズマ化した。その際、モーター
１０を１０ｒｐｍで回転させ、アンテナ５を回転させる
が、高周波電力はブラシ９と導通円盤８を介してアンテ
ナに伝えられる。その後、電極１２にバイアス電源１４
より４００ｋＨｚ、７０Ｗの高周波電力を投入し、自己
バイアス効果によりプラズマ中のイオンを基板１に引き
込ませて、堆積を開始した。(Embodiment 3) Using an ICP apparatus according to the present invention, diamond carbon (hereinafter referred to as DL) is formed on a silicon substrate.
An example of depositing a film will be described. Here, the ICP apparatus shown in FIG. 1 was used as a CVD apparatus.
The diameter of the quartz bell jar 2 is 20 cm. First 4
An inch circle silicon substrate 1 is set on the electrode 12,
The inside of the chamber 4 was evacuated by a vacuum pump. Thereafter, methane was introduced as a material gas from the gas introduction port 7, and the pressure was maintained at 1 torr. A high frequency power of 13.56 MHz and 500 W was applied to the antenna 5 from the high frequency power supply 11 to convert the introduced gas into plasma. At this time, the motor 10 is rotated at 10 rpm to rotate the antenna 5, and the high-frequency power is transmitted to the antenna via the brush 9 and the conduction disk 8. Thereafter, a bias power supply 14 is applied to the electrode 12.
A higher frequency power of 400 kHz and 70 W was applied, ions in the plasma were drawn into the substrate 1 by the self-bias effect, and the deposition was started.
【００１８】堆積終了後、分光式エリプソメータにて膜
厚を測定したところ、４インチ丸全面にわたりバラツキ
±３％の均一性に優れたＤＬＣ膜が形成されていた。After the deposition was completed, the film thickness was measured by a spectroscopic ellipsometer. As a result, a DLC film having excellent uniformity of ± 3% was formed over the entire surface of the 4-inch circle.
【００１９】（実施例４）本発明によるＩＣＰ装置を用
いてシリコン基板上にＤＬＣ膜を堆積させる別の例につ
いて説明する。ここでは図２に示したＩＣＰ装置をＣＶ
Ｄ装置として用いた。なお石英板３の直径は２２ｃｍで
ある。まず４インチ丸のシリコンの基板１を電極１２上
にセットし、チャンバー４内部を真空ポンプにより排気
した。その後、ガス導入ポート７より材料ガスとしてメ
タンを導入し、１ｔｏｒｒの圧力に保った。アンテナ５
に高周波電源１１より１３．５６ＭＨｚ、５００Ｗの高
周波電力を投入し、導入ガスをプラズマ化した。その
際、モーター１０を１０ｒｐｍで回転させ、アンテナ５
を回転させるが、高周波電力はブラシ９と導通円盤８を
介してアンテナに伝えられる。その後、電極１２にバイ
アス電源１４より４００ｋＨｚ、７０Ｗの高周波電力を
投入し、自己バイアス効果によりプラズマ中のイオンを
基板１に引き込ませて、堆積を開始した。(Embodiment 4) Another example of depositing a DLC film on a silicon substrate using the ICP apparatus according to the present invention will be described. Here, the ICP device shown in FIG.
Used as D device. The diameter of the quartz plate 3 is 22 cm. First, a 4-inch round silicon substrate 1 was set on the electrode 12, and the inside of the chamber 4 was evacuated by a vacuum pump. Thereafter, methane was introduced as a material gas from the gas introduction port 7, and the pressure was maintained at 1 torr. Antenna 5
A high frequency power of 13.56 MHz and 500 W was supplied from the high frequency power supply 11 to convert the introduced gas into plasma. At that time, the motor 10 is rotated at 10 rpm, and the antenna 5
, And the high-frequency power is transmitted to the antenna via the brush 9 and the conduction disk 8. Thereafter, high-frequency power of 400 kHz and 70 W was applied to the electrode 12 from the bias power supply 14, and ions in the plasma were drawn into the substrate 1 by the self-bias effect to start deposition.
【００２０】堆積終了後、分光式エリプソメータにて膜
厚を測定したところ、実施例３と同様、４インチ丸全面
にわたりバラツキ±３％の均一性に優れたＤＬＣ膜が形
成されていた。After the deposition was completed, the film thickness was measured with a spectroscopic ellipsometer. As in Example 3, a DLC film having excellent uniformity of ± 3% was formed over the entire surface of the 4-inch circle.
【００２１】（実施例５）図３に示したＩＣＰ装置を用
いてアルミナ・チタンカーバイドセラミクスをエッチン
グした例について説明する。ここで用いたＩＣＰ装置は
アンテナ５が回転しない他は、構造、大きさ等、実施例
１で用いた装置と同一である。図３に示したＩＣＰ装置
を用いて実施例１と同一の工程によりアルミナ・チタン
カーバイドセラミクスの基板１をエッチングしたとこ
ろ、１００ｍｍ角の領域におけるエッチング量のバラツ
キが±１０％となり、実施例１と比較して明らかに均一
性の劣る結果が得られた。特に、アンテナ５の円弧が切
れた部分に近い領域のエッチング速度が小さかった。(Embodiment 5) An example in which alumina / titanium carbide ceramics is etched using the ICP apparatus shown in FIG. 3 will be described. The ICP device used here is the same as the device used in the first embodiment in structure, size, etc., except that the antenna 5 does not rotate. When the substrate 1 of alumina / titanium carbide ceramics was etched by the same process as in Example 1 using the ICP apparatus shown in FIG. 3, the variation in the etching amount in a 100 mm square area was ± 10%, which was different from Example 1. In comparison, the results were clearly inferior in uniformity. In particular, the etching rate in a region near the portion where the arc of the antenna 5 was cut was low.
【００２２】（実施例６）図４に示したＩＣＰ装置を用
いてアルミナ・チタンカーバイドセラミクスをエッチン
グした例について説明する。ここで用いたＩＣＰ装置は
アンテナ５が回転しない他は、構造、大きさ等、実施例
２で用いた装置と同一である。図４に示したＩＣＰ装置
を用いて実施例２と同一の工程によりアルミナ・チタン
カーバイドセラミクスの基板１をエッチングしたとこ
ろ、１００ｍｍ角の領域におけるエッチング量のバラツ
キが±１０％となり、実施例２と比較して明らかに均一
性の劣る結果が得られた。特に、アンテナ５の円弧が切
れた部分に近い領域のエッチング速度が小さかった。(Embodiment 6) An example in which alumina / titanium carbide ceramics is etched using the ICP apparatus shown in FIG. 4 will be described. The ICP device used here is the same as the device used in the second embodiment, such as the structure and size, except that the antenna 5 does not rotate. When the alumina / titanium carbide ceramics substrate 1 was etched by the same process as in Example 2 using the ICP apparatus shown in FIG. 4, the variation in the etching amount in a 100 mm square area was ± 10%. In comparison, the results were clearly inferior in uniformity. In particular, the etching rate in a region near the portion where the arc of the antenna 5 was cut was low.
【００２３】（実施例７）図３に示したＩＣＰ装置を用
いてＤＬＣ膜を堆積させた例について説明する。ここで
用いたＩＣＰ装置はアンテナ５が回転しない他は、構
造、大きさ等、実施例３で用いた装置と同一である。図
３に示したＩＣＰ装置を用いて実施例３と同一の工程に
よりＤＬＣ膜をシリコンの基板１上に堆積させたとこ
ろ、４インチ丸の全面にわたりバラツキ±１０％の膜が
得られ、実施例３と比較して明らかに均一性の劣る結果
が得られた。特に、アンテナ５の円弧が切れた部分に近
い領域の膜厚が小さかった。(Embodiment 7) An example in which a DLC film is deposited using the ICP apparatus shown in FIG. 3 will be described. The ICP device used here is the same as the device used in the third embodiment, such as the structure and size, except that the antenna 5 does not rotate. When a DLC film was deposited on the silicon substrate 1 by the same process as in Example 3 using the ICP apparatus shown in FIG. 3, a film having a variation of ± 10% was obtained over the entire surface of a 4-inch circle. Compared to No. 3, the result was clearly inferior in uniformity. In particular, the film thickness in a region near the portion where the arc of the antenna 5 was broken was small.
【００２４】（実施例８）図４に示したＩＣＰ装置を用
いてＤＬＣ膜を堆積させた例について説明する。ここで
用いたＩＣＰ装置はアンテナ５が回転しない他は、構
造、大きさ等、実施例４で用いた装置と同一である。図
４に示したＩＣＰ装置を用いて実施例４と同一の工程に
よりＤＬＣ膜をシリコンの基板１上に堆積させたとこ
ろ、４インチ丸の全面にわたりバラツキ±１０％の膜が
得られ、実施例４と比較して明らかに均一性の劣る結果
が得られた。特に、アンテナ５の円弧が切れた部分に近
い領域の膜厚が小さかった。(Embodiment 8) An example in which a DLC film is deposited using the ICP apparatus shown in FIG. 4 will be described. The ICP device used here is the same as the device used in the fourth embodiment, such as the structure and size, except that the antenna 5 does not rotate. When a DLC film was deposited on a silicon substrate 1 by the same process as in Example 4 using the ICP apparatus shown in FIG. 4, a film having a variation of ± 10% was obtained over the entire surface of a 4-inch circle. As compared with No. 4, the result was clearly inferior in uniformity. In particular, the film thickness in a region near the portion where the arc of the antenna 5 was broken was small.
【００２５】以上の実施例で用いた工程、条件は記載し
たものに限るものでなく、ＩＣＰ装置を用いて行われて
いた工程であれば、本発明によるＩＣＰ装置が適用でき
ることは言うまでもない。The steps and conditions used in the above embodiments are not limited to those described above, and it goes without saying that the ICP apparatus according to the present invention can be applied to any steps performed using an ICP apparatus.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高効
率の１ターンアンテナを備えるＩＣＰ装置の効率を低下
させることなしに均一性を向上させることができる。そ
れゆえＩＣやＬＣＤ、ＴＦＨなど、いわゆるドライプロ
セスを必要とする製造工程の高精度化に広く貢献するも
のである。As described above, according to the present invention, the uniformity can be improved without lowering the efficiency of an ICP device having a highly efficient one-turn antenna. Therefore, the present invention widely contributes to higher precision in manufacturing processes such as IC, LCD, and TFH that require a so-called dry process.
【図１】本発明によるＩＣＰ装置の一例を示す概念図で
ある。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an ICP device according to the present invention.
【図２】本発明によるＩＣＰ装置の別の例を示す概念図
である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example of an ICP device according to the present invention.
【図３】従来のＩＣＰ装置の一例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a conventional ICP device.
【図４】従来のＩＣＰ装置の別の例を示す概念図であ
る。FIG. 4 is a conceptual diagram showing another example of a conventional ICP device.
１ 基板 ２ 石英ベルジャー ３ 石英板 ４ チャンバー ５ アンテナ ６ 排気ポート ７ ガス導入ポート ８ 導通円盤 ９ ブラシ １０ モーター １１ 高周波電源 １２ 電極 １３ ブロッキングコンデンサ １４ バイアス電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Quartz bell jar 3 Quartz plate 4 Chamber 5 Antenna 6 Exhaust port 7 Gas introduction port 8 Conducting disk 9 Brush 10 Motor 11 High frequency power supply 12 Electrode 13 Blocking capacitor 14 Bias power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/3065 H01L 21/302 B
Claims (2)
され、エッチングに必要な反応性ガスや支援ガス等が導
入できるポートを備えた密閉されたチャンバーから構成
され、前記チャンバーの一部は水晶などの誘電体で構成
されており、大気側に設けられた高周波が印加されたア
ンテナより該誘電体を通介してチャンバー内に導入され
たガスをプラズマ化し、さらにチャンバー内部に設置さ
れた被エッチング基板がセットされた電極に、別の高周
波を印加することにより、当該被エッチング基板をエッ
チングするエッチング装置であり、前記アンテナが回転
することを特徴とするドライエッチング装置。1. A closed chamber which is evacuated by at least one set of vacuum pumps and has a port through which a reactive gas, a supporting gas, and the like necessary for etching can be introduced. The gas introduced into the chamber through the dielectric is turned into plasma from the antenna to which the high frequency is applied, which is provided on the atmosphere side, and is further installed inside the chamber. A dry etching apparatus for etching another substrate by applying another high frequency to an electrode on which the substrate is set, wherein the antenna rotates.
され、化学的気相堆積に必要な材料ガスや支援ガス等が
導入できるポートを備えた密閉されたチャンバーから構
成され、前記チャンバーの一部は水晶などの誘電体で構
成されており、大気側に設けられた高周波が印加された
アンテナより該誘電体を通介してチャンバー内に導入さ
れたガスをプラズマ化し、さらにチャンバー内部に設置
された基板がセットされた電極に、別の高周波を印加す
ることにより、当該基板上に薄膜を堆積させるプラズマ
化学的気相堆積装置であり、前記アンテナが回転するこ
とを特徴とするプラズマ化学的気相堆積装置。2. A closed chamber which is evacuated by at least one set of evacuation pumps and has a port through which a material gas, a supporting gas, and the like necessary for chemical vapor deposition can be introduced. The part is made of a dielectric material such as quartz, and the gas introduced into the chamber through the dielectric material from the antenna to which the high frequency is applied provided on the atmosphere side is turned into plasma, and further installed inside the chamber. A plasma chemical vapor deposition apparatus for depositing a thin film on the substrate by applying another high frequency to the electrode on which the substrate is set, wherein the antenna rotates. Phase deposition equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25225697A JPH1192968A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Dry etching device and plasma chemical vapor phase deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25225697A JPH1192968A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Dry etching device and plasma chemical vapor phase deposition apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192968A true JPH1192968A (en) | 1999-04-06 |
Family
ID=17234706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25225697A Pending JPH1192968A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Dry etching device and plasma chemical vapor phase deposition apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1192968A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001085404A (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor treating device |
| US6926800B2 (en) | 2000-08-25 | 2005-08-09 | Fujitsu Limited | Plasma etching method and apparatus |
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| KR101440787B1 (en) * | 2008-02-04 | 2014-09-24 | 참엔지니어링(주) | Plasma processing equipment |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP25225697A patent/JPH1192968A/en active Pending
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