JPH03107479A - ドライエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明はドライエツチング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のドライエツチング装置においては、高周波やマイ
クロ波を励起源としてプラズマを発生させ、そのプラズ
マ中のラジカルやイオンを用いてエツチングを行ってい
た。また、基板冷却を行う低温ドライエツチング方法に
より、異方性が高く、かつサイドエツチングの少ない微
細加工が可能であることが田地らにより、アプライド　
フイジクス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）誌第５２巻６１６０頁に報告され
ている。基板冷却型の低温エツチング法においては、基
板温度を下げることにより、基板パターン側面でのエツ
チングガスラジカルと被エツチング物との反応確率を抑
制して、サイドエツチングを減少させている。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の基板冷却型ドライエツチング装置にお
いては、前記文献で報告されているように、基板を一１
００℃〜−１５０℃以下に冷却しなければ、顕著な効果
が得られなかった。しかしながら、このような低温に基
板温度を制御することは、液体窒素ガスと放熱ヒータと
の組合せにより実施しなければならないため、好ましい
方法ではない。

さらに、低温エツチング法においては、基板パターン側
面でのエツチングガスラジカルと被エツチング物との反
応確率を抑制して、サイドエツチングを減少させること
が本質であるが、基板冷却型の場合、被エツチング物の
温度は制御されているが、エツチングガス及びガスラジ
カルの温度はプラズマ中から取り出されたままの温度で
ある。

本発明の目的はこのような従来の問題点を解消しつるド
ライエツチング装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明のドライエツチング装
置においては、エツチング室内に設置された基板を冷却
する基板冷却機構と、前記エツチング室内に導入される
エッチングガス，ガスラジカルを冷却する機構とを有す
るものである。

［作用］ 本発明のドライエツチング装置は、従来温度制御されて
いないエツチングガス及びガスラジカルを冷却する機構
を有している。低温エツチング法における高異方性、少
量サイドエツチングという特徴は、基板パターン側面で
のエツチングガスラジカルと被エツチング物との反応確
率を低下させることにより達成されている。本発明にお
いては、エツチングガスやガスラジカルをエツチング室
内に導入する経路を液体窒素槽で覆うことにより、エツ
チングガス及びガスラジカルの温度を低下させる。その
結果、エツチング中の基板温度の上昇を著しく抑制でき
る。さらに、基板冷却法と組み合わせた場合に、基板を
一１００℃以下という低温まで冷却しなくても、冷却基
板に到達する冷たいエツチングガスラジカルと被エツチ
ング物とは反応確率が低下するので、サイドエツチング
を著しく減少できる。また、マスクされていない領域の
被エツチング物のエツチングは基板表面に吸着するエツ
チングガスラジカルと基板表面に垂直に入射するイオン
により行われる結果、高異方性パターンが得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）は本発明の実施例１を示す模式的断面図で
ある。

図において、プラズマ室１０６の流入口側にはマイクロ
波発生器１０５及びエツチングガス導入口１０７が接続
されているとともに、その外周に磁石１０８が取付けで
ある。

また、プラズマ室１０６の流出口側にはエツチング室１
０１が接続されており、エツチング室１０１には基板ホ
ルダ１０３及び排気系１０２が装備されている。

本発明は基板ホルダ１０３に、基板１０３ａを冷却させ
る基板冷却機構１０４を備え付け、プラズマ室１０６の
内周壁に沿って液体窒素槽１０９を添設し、さらに、液
体窒素槽１０９に接続された複数の管をその相互間に通
気用間隙をもたせて並列に配列してなる゛管構造体１０
９ａを装備し、該管構造体１０９ａをプラズマ室１０６
とエツチング室１０１との境界に配設し、液体窒素槽＋
０９及び管構造体１０９ａにより、プラズマ室１０６内
のプラズマ空間を取り囲んでなる構造のものである。

実施例において、基板冷却機構１０４により基板ホルダ
１０３上の基板１０３ａを冷却する。一方、プラズマ室
１０６内にエツチングガス導入口１０７からエツチング
ガスを供給し、そのエツチングガスにマイクロ波発生器
１０５からのマイクロ波を作用させてプラズマ室１０６
のプラズマ空間内にてプラズマを生成する。その際、液
体窒素槽１０９及び管構造体１０９ａに液体窒素を充満
させ、プラズマ室１０６のプラズマ空間内のエツチング
ガス及びプラズマを液体窒素槽１０９及び管構造体１０
９ａに接触させてこれらを冷却する。その冷却されたプ
ラズマ管構造体１０９ａのもつ間隙からエツチング室１
０１に導入し、基板１０３ａを冷却しつつ、該基板１０
３ａに冷却プラズマを作用させてエツチングを行う。し
たがって、本発明によれば、エツチングガス及びプラズ
マを冷却するとともに基板の温度を低温に調節するため
、エツチング中の基板温度の上昇を著しく抑制すること
ができ、基板の温度を一１００℃〜−１５０℃以下とい
う低温まで冷却する必要がなくなる。

（実施例２） 第１図（ロ）は本発明の実施例２を示す模式的断面図で
ある。

図において、１１３はイオン源用希ガスプラズマ室、１
１０はプラズマ室１１３にマイクロ波を供給するマイク
ロ波発生器、＋１４はプラズマ室１１３に希ガスを導入
する希ガス導入口、＋０８はプラズマ室＋１３に備え付
けた磁石である。また、１０１はエツチング室、１０２
は排気系、１０３は基板ホルダ、１０４は基板ホルダ１
０３上の基板１０３ａを冷却する基板冷却機構、１１５
は希ガス排気孔、１１１はエツチングガスプラズマ室、
１０７はエツチングガス導入口、１０５はマイクロ波発
生器である。

本実施例はエツチングガスプラズマ室１１１からエツチ
ング室１０１内に設置された基板１０３ａの近傍に延設
したエツチングガス及びガスラジカル供給用配管１１２
の途中の外周を包囲させて液体窒素槽１０９を設けたも
のである。

第１図（ロ）に示す実施例ではエツチングガス及びガス
ラジカルをプラズマ室１１１からエツチング室１０１に
輸送する配管１１２を外部から液体窒素槽１０９内の液
体窒素で冷却することにより冷却を行う。第１図（ロ）
におけるエツチング装置ではエツチングガス配管冷却用
の液体窒素槽１０９に液体窒素を充填した状態で、エツ
チングガスプラズマ室Ｉｌｌから冷たいエツチングガス
とガスラジカルをエツチング室１０１に導入する。さら
に、イオン源用希ガスプラズマ室１１３ではアルゴン等
の希ガスプラズマを発生させ、希ガスと希ガスラジカル
は希ガス排気孔１１５からできるだけ排気し、希ガスイ
オンをエツチング室１０１の基板１０３ａ上に導入し、
基板をエツチングする。

本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることが
できる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、基板温度を一１０
０°Ｃ〜−１５０℃まで下げなくとも、エツチングガス
及びガスラジカルの温度と基板温度を低温に調節するこ
とにより、サイドエツチングが少なく、高異方性のエツ
チングを実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ハ）は本発明の実施例を示した模式的
断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エッチング室内に設置された基板を冷却する基板
   冷却機構と、前記エッチング室内に導入されるエッチン
   グガス，ガスラジカルを冷却する機構とを有することを
   特徴とするドライエッチング装置。