JPH0573051B2 - - Google Patents
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- JPH0573051B2 JPH0573051B2 JP60029072A JP2907285A JPH0573051B2 JP H0573051 B2 JPH0573051 B2 JP H0573051B2 JP 60029072 A JP60029072 A JP 60029072A JP 2907285 A JP2907285 A JP 2907285A JP H0573051 B2 JPH0573051 B2 JP H0573051B2
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- JP
- Japan
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- plasma
- magnetic field
- etching
- processed
- rotating magnetic
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体素子の製造において、被処
理体表面を均一に、サイドエツチングが小さく、
かつ高い生産性を持つようにリアクテイブイオン
エツチングすることのできるプラズマエツチング
装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for manufacturing semiconductor devices, in which the surface of a workpiece is uniformly etched, side etching is small, and side etching is small.
The present invention also relates to a plasma etching apparatus capable of performing reactive ion etching with high productivity.
第2図は例えば特開昭56−67925号公報に示さ
れた従来のプラズマエツチング装置を示す要部断
面図であり、図において、11はエツチング室、
12,13はエツチング室11内に互いに平行に
設置された電極板、14は電極板12に付設され
エツチング用反応ガスを電極板12,13間に導
入するガス導入管、15はエツチング室11に取
付けられ、エツチング室11内のガス体を外部に
排気するガス排気管、16は電極板12上に載置
された、エツチングされる被処理体である。17
は両電極12,13に接続されたエツチング用反
応ガスのプラズマを発生するための高周波電源で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a main part of a conventional plasma etching apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-67925. In the figure, 11 is an etching chamber;
12 and 13 are electrode plates installed in parallel to each other in the etching chamber 11; 14 is a gas introduction pipe attached to the electrode plate 12 for introducing an etching reaction gas between the electrode plates 12 and 13; and 15 is a gas introduction pipe in the etching chamber 11. A gas exhaust pipe 16 attached thereto for exhausting the gas inside the etching chamber 11 to the outside is a target object to be etched, which is placed on the electrode plate 12. 17
is a high frequency power source connected to both electrodes 12 and 13 for generating plasma of an etching reaction gas.
このように構成されたプラズマエツチング装置
を用いて被処理体16をエツチングするには、
CF4やCCl4のような反応ガスをガス導入管14か
らエツチング室内に導入し、一方真空ポンプによ
りガス排気管15より排気してエツチング室11
内を10-2〜数Torrの真空度に保つ。そして電極
板12,13間に500V〜1KV、13.56MHzの高周
波電圧を印加し、高周波グロー放電によるプラズ
マを発生させる。するとこのプラズマ中に存在す
る活性な化学種がシリコンや窒化シリコンのよう
な被処理体16と反応して揮発性化合物を生成
し、これが排気管15からエツチング室外へ排気
除去されることによつてエツチングが進行する。 In order to etch the object to be processed 16 using the plasma etching apparatus configured in this way,
A reactive gas such as CF 4 or CCl 4 is introduced into the etching chamber through the gas introduction pipe 14, and is exhausted through the gas exhaust pipe 15 using a vacuum pump to form the etching chamber 11.
Maintain a vacuum level of 10 -2 to several Torr inside. Then, a high frequency voltage of 500 V to 1 KV and 13.56 MHz is applied between the electrode plates 12 and 13 to generate plasma by high frequency glow discharge. Then, the active chemical species present in this plasma react with the object to be processed 16 such as silicon or silicon nitride to generate volatile compounds, which are removed by exhaust from the exhaust pipe 15 to the outside of the etching chamber. Etching progresses.
従来のプラズマエツチング装置は以上のように
構成されているので、エツチング室内のプラズマ
濃度が電極面内で不均一であり、さらに高電位の
部分のみプラズマが発生することがあるので、エ
ツチングの再現性が乏しく、エツチング速度の均
一性が良くないなどの問題点があつた。
Since conventional plasma etching equipment is configured as described above, the plasma concentration in the etching chamber is non-uniform within the electrode surface, and plasma may be generated only in areas with high potential, resulting in poor etching reproducibility. There were problems such as poor etching speed and poor uniformity of etching rate.
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、エツチングの再現性及びエツ
チング速度の均一性を向上できるプラズマエツチ
ング装置およびエツチング方法を得ることを目的
とするものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a plasma etching apparatus and an etching method that can improve the reproducibility of etching and the uniformity of etching rate.
この発明に係るプラズマエツチング装置は、一
方に被処理体を載置する対向電極と、該両電極間
のプラズマを閉じ込めかつこれを電極面内で回転
させるための回転磁界を発生する回転磁界発生手
段と、該回転磁界を両電極に対し相対的に移動さ
せる回転磁界移動手段とを設けたものである。ま
た、この発明に係るエツチング方法は、電極面間
のグロー放電により発生したプラズマを回転磁界
に閉じ込めて回転させるとともに上記電極面内を
被処理体に向けて移動させ、該プラズマでもつて
被処理体をエツチングするようにしたものであ
る。
The plasma etching apparatus according to the present invention includes a counter electrode on which a workpiece is placed, and a rotating magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field for confining plasma between the two electrodes and rotating the plasma within the electrode plane. and rotating magnetic field moving means for moving the rotating magnetic field relative to both electrodes. Further, in the etching method according to the present invention, plasma generated by glow discharge between electrode surfaces is confined in a rotating magnetic field and rotated, and is moved within the electrode surface toward the object to be processed. It is designed to be etched.
この発明においては、電極面間のグロー放電に
より発生するプラズマは、磁界に閉じ込められて
磁界の回転とともに電極面内を移動し、この移動
の間に安定化してこの状態で被処理体をエツチン
グするから、再現性のある均一なエツチングがで
きる。
In this invention, plasma generated by glow discharge between the electrode surfaces is confined by a magnetic field and moves within the electrode surface as the magnetic field rotates, and during this movement it becomes stabilized and the object to be processed is etched in this state. This allows for reproducible and uniform etching.
以下、本発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図a,cはそれぞれ本発明の一実施例によ
るプラズマエツチング装置とエツチング方法を説
明するための、プラズマ発生時の装置の要部断面
図を示し、第1図bはその要部上面図である。図
において、1,2は互いに平行に設置された上
部、下部電極板、3は該両電極1,2に接続さ
れ、エツチング用反応ガスのプラズマを発生する
ための高周波電源、4は磁界、5は電極1,2に
高周波電力を加えることにより発生するプラズ
マ、6は該プラズマ5の周囲に設けられ、両電極
板1,2間を上下移動できるようリング状に配置
された複数の電磁石であり、これは対向する一対
の電磁石のみがN、S極に磁化されて両者間に磁
界のブリツジを形成するようになつており、該磁
化された一対のN、S極は電気的にリング上を移
動できるようになつている。7は下部電極板2上
に載置されてエツチングされる被処理体である。
また、8はエツチング室である。 1A and 1C are sectional views of the main parts of the apparatus during plasma generation, respectively, for explaining a plasma etching apparatus and etching method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the main parts thereof. It is. In the figure, 1 and 2 are upper and lower electrode plates installed parallel to each other, 3 is a high-frequency power source connected to both electrodes 1 and 2 and used to generate a plasma of reaction gas for etching, 4 is a magnetic field, and 5 6 is a plasma generated by applying high frequency power to the electrodes 1 and 2, and 6 is a plurality of electromagnets arranged in a ring shape so as to be able to move up and down between the electrode plates 1 and 2, which are provided around the plasma 5. This is because only a pair of opposing electromagnets are magnetized to N and S poles, forming a bridge of magnetic field between them, and the magnetized pair of N and S poles electrically move across the ring. It is now possible to move. Reference numeral 7 denotes a target object placed on the lower electrode plate 2 and to be etched.
Further, 8 is an etching chamber.
次に本装置を用いたエツチング方法について説
明する。 Next, an etching method using this apparatus will be explained.
同図aに示すように、上部及び下部電極1,2
間に高周波電源3により高周波電力を印加すると
プラズマは電極間全領域にわたつて発生する。そ
して、この時このプラズマに磁界4を加えるとプ
ラズマは磁界4に閉じ込められ、上部電極面に同
図bのようにブリツジを形成し、局在したプラズ
マ5が生成する。さらに、このプラズマのブリツ
ジをリング状電磁石6で電気的に円周方向に回転
させると、上部電極面全領域にプラズマがゆきわ
たる。このようなプラズマを同図aに示すように
被処理体7とは隔離した位置に発生させ、次いで
同図cに示すようにリング状電磁石6を下部電極
2が回転する磁界4と十分に接するまで移動降下
させることによりプラズマ5を移動させ、被処理
体7をこのプラズマ5中にさらしてエツチングす
る。この際、電磁石による磁場の強度を大きくす
ることにより、エツチング室8内のプラズマ濃度
は電極間全領域にわたつて一定になつてくる。 As shown in figure a, upper and lower electrodes 1 and 2
When high-frequency power is applied by the high-frequency power supply 3 in between, plasma is generated over the entire area between the electrodes. At this time, when a magnetic field 4 is applied to this plasma, the plasma is confined by the magnetic field 4, forming a bridge on the upper electrode surface as shown in FIG. Furthermore, when this bridge of plasma is electrically rotated in the circumferential direction by the ring-shaped electromagnet 6, the plasma spreads over the entire area of the upper electrode surface. Such plasma is generated at a position isolated from the object to be processed 7, as shown in FIG. 1A, and then, as shown in FIG. The plasma 5 is moved by moving down to the point where the object to be processed 7 is exposed to the plasma 5 and etched. At this time, by increasing the strength of the magnetic field generated by the electromagnet, the plasma concentration within the etching chamber 8 becomes constant over the entire area between the electrodes.
このように本実施例では回転する磁界の中にプ
ラズマを閉じ込め、これを上部電極から被処理体
のある下部電極に移動してエツチングを行なうよ
うにしたので、プラズマの不安定期間に被処理体
がさらされることがなく、再現性があり、しかも
均一なエツチングが可能となる。また、磁界の回
転速度と電磁石の個数を調整することにより、安
定な間欠プラズマエツチングも可能となる。 As described above, in this embodiment, the plasma is confined in a rotating magnetic field and the plasma is moved from the upper electrode to the lower electrode where the object to be processed is located for etching. This enables reproducible and uniform etching without exposing the etching. Furthermore, by adjusting the rotational speed of the magnetic field and the number of electromagnets, stable intermittent plasma etching is also possible.
なお、上記実施例ではリング状電磁石を上下に
移動させたが、エツチング室を上下に移動できる
ようにしてもよい。 In the above embodiment, the ring-shaped electromagnet is moved up and down, but the etching chamber may be moved up and down.
また、上記実施例ではエツチング室の外にリン
グ状電磁石を設けたが、これはエツチング室の内
部に設けてもよい。 Furthermore, although the ring-shaped electromagnet is provided outside the etching chamber in the above embodiment, it may also be provided inside the etching chamber.
以上のように、この発明によれば、対向電極間
で発生したプラズマを磁界の中に閉じ込めかつこ
の磁界を回転させるとともに上記対向電極面内を
被処理体に対して相対的に上下方向に移動させ、
該プラズマでもつて被処理体をエツチングするよ
うにしたので、該回転磁界中でプラズマが安定化
して再現性のある均一なエツチングができる効果
がある。
As described above, according to the present invention, the plasma generated between the opposing electrodes is confined in a magnetic field, the magnetic field is rotated, and the plasma is moved vertically within the surface of the opposing electrodes relative to the object to be processed. let me,
Since the object to be processed is etched using the plasma, the plasma is stabilized in the rotating magnetic field, and uniform etching with reproducibility can be achieved.
第1図a,cはそれぞれこの発明の一実施例に
よるプラズマエツチング装置とエツチング方法を
説明するためのプラズマ発生時及びエツチング時
における装置を示す要部断面図、第1図bはその
要部上面図、第2図は従来のプラズマエツチング
装置を示す断面図である。
1……上部電極、2……下部電極、3……高周
波電源、4……磁界、5……プラズマ、6……リ
ング状に配置された一対の電磁石(回転磁界発生
手段)、7……被処理体。
1A and 1C are cross-sectional views of the main parts of the apparatus during plasma generation and etching, respectively, for explaining a plasma etching apparatus and etching method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the main parts thereof. 2 are cross-sectional views showing a conventional plasma etching apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Upper electrode, 2... Lower electrode, 3... High frequency power supply, 4... Magnetic field, 5... Plasma, 6... A pair of electromagnets arranged in a ring shape (rotating magnetic field generating means), 7... Object to be processed.
Claims (1)
載置された被処理体と、上記上部及び下部電極間
に電力を印加してプラズマを発生させる高周波電
源と、上記プラズマを上記電極面内で回転させる
ための回転磁界を発生させる回転磁界発生手段
と、上記回転磁界を上記被処理体に対して相対的
に上下方向に移動させる回転磁界移動手段とを備
えたことを特徴とするプラズマエツチング装置。 2 上記回転磁界発生手段は、上記プラズマの周
囲に配設され、対向して磁界を形成する複数の電
磁石よりなり、かつこの複数個の電磁石の磁界が
円周方向に順次回転して上記回転磁界を発生する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプ
ラズマエツチング装置。 3 上記回転磁界移動手段は上記電磁石を移動さ
せるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項又は第2項記載のプラズマエツチング装
置。 4 一方に被処理体を載置する対向電極面間での
グロー放電により発生するプラズマを用いて上記
被処理体をエツチングする方法において、 上記発生したプラズマを磁界に閉じ込めてこれ
を回転させるとともに上記電極面内を上記被処理
体方向に移動させて該被処理体のエツチングを行
うことを特徴とするエツチング方法。[Scope of Claims] 1. An upper electrode and a lower electrode, an object to be processed placed on the lower electrode, a high frequency power source that generates plasma by applying power between the upper and lower electrodes, and the plasma A rotating magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field for rotating the object within the surface of the electrode, and a rotating magnetic field moving means for moving the rotating magnetic field vertically relative to the object to be processed. Characteristic plasma etching equipment. 2. The rotating magnetic field generating means includes a plurality of electromagnets disposed around the plasma and facing each other to form a magnetic field, and the magnetic fields of the plurality of electromagnets sequentially rotate in a circumferential direction to generate the rotating magnetic field. A plasma etching apparatus according to claim 1, characterized in that the plasma etching apparatus generates the following: 3. The plasma etching apparatus according to claim 1 or 2, wherein the rotating magnetic field moving means moves the electromagnet. 4. In a method of etching the object to be processed using plasma generated by glow discharge between opposing electrode surfaces on which the object to be processed is placed, the generated plasma is confined in a magnetic field and rotated, and the An etching method characterized in that the object to be processed is etched by moving the electrode in the direction of the object to be processed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029072A JPS61187336A (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Plasma etching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029072A JPS61187336A (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Plasma etching device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61187336A JPS61187336A (en) | 1986-08-21 |
| JPH0573051B2 true JPH0573051B2 (en) | 1993-10-13 |
Family
ID=12266149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029072A Granted JPS61187336A (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Plasma etching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61187336A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0686670B2 (en) * | 1987-04-13 | 1994-11-02 | 日電アネルバ株式会社 | Discharge chemical reactor |
| JPH0718025B2 (en) * | 1987-05-08 | 1995-03-01 | 日電アネルバ株式会社 | Rotating magnetic field generator for discharge chemical reactor |
| JP3170319B2 (en) * | 1991-08-20 | 2001-05-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Magnetron plasma processing equipment |
| US5444207A (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma generating device and surface processing device and method for processing wafers in a uniform magnetic field |
| US5660744A (en) * | 1992-03-26 | 1997-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma generating apparatus and surface processing apparatus |
| CN1067118C (en) * | 1994-07-08 | 2001-06-13 | 松下电器产业株式会社 | Magnetic controlled tube sputtering apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918638A (en) * | 1982-07-22 | 1984-01-31 | Toshiba Corp | Dry etching apparatus |
| JPS59139629A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Hitachi Ltd | Plasma dry processing equipment |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP60029072A patent/JPS61187336A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61187336A (en) | 1986-08-21 |
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