JPS58182829A - ドライエツチング装置 - Google Patents

ドライエツチング装置

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Publication number
JPS58182829A
JPS58182829A JP6660182A JP6660182A JPS58182829A JP S58182829 A JPS58182829 A JP S58182829A JP 6660182 A JP6660182 A JP 6660182A JP 6660182 A JP6660182 A JP 6660182A JP S58182829 A JPS58182829 A JP S58182829A
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JP
Japan
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sample
cathode
support mechanism
etching
elastic member
Prior art date
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Pending
Application number
JP6660182A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Okano
晴雄 岡野
Takashi Yamazaki
隆 山崎
Yasuhiro Horiike
靖浩 堀池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6660182A priority Critical patent/JPS58182829A/ja
Publication of JPS58182829A publication Critical patent/JPS58182829A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、マグネトロン放電?利用したドライエツチン
グ装置の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、集積回路は微細化の一途’kft−とり、最近で
tま最少寸法が1〜2〔μm〕 の超LSIも試作され
るに至っている。このような微細加工には、通常平行平
板型電極?有する反応容器内にCF、等の反応性ガスに
導入し、試料載置の電極に、例えば13.56 (MH
z )の高周波電力r印加することによりグロー放電?
生じせしめ、プラズマ中の正イオン?隘極(高周波電力
印加電極)面上に生じる陰極降下電圧VDCVCよって
加速して、このイオンを試料に垂直に入射させて該試料
ケ物理、化学反応に↓リエッチングする、所謂反応性イ
オンエツチング(ReBctive  IonEtch
ing ; RIE)が用いられているΩしかし、この
平行平板電極に↓るR I Eで)ま、グロー放電の非
常に低いイオン化効率(10−’〜10″″I)故に、
例えばCF”、+H2ガス紮用い7’j810!のエツ
チング速度)ま高々300〜400 (X/min )
テあり、1〔μm〕 厚のS10□倉エツチングするの
に40分以−Lもの時間?要し、′Il産性の上で極め
て不都合であるΩこのfcめ、エツチング速度の高速化
が望まれている。
これに対し本発明者A!tま、高周波電力印加の陰極下
に永久磁石からなる磁場発生手段ヶ設け、高周波電力に
ふる電界と直交する磁界を形成して電子?(電界)×(
磁界)方向にドリフト運動させ、かつこの電子軌道ケ閉
回路とすることにエリ、電子とガス分子との衝突解離?
促進して放電効率ケ向−ヒさせたマグネトロン放電利用
の)ドライエツチング装置r開発した(特願155 1
7382.1号)。
第1図1よ−1−記マグネトロン放1!會利用したドラ
イエツチング装置fk示す概略構成図である○図中1は
接地された真空容器であり、この真空容器1tま試料2
會載置した陰極3により、永久磁石4からなる磁場発生
手段およびその駆動系5.6が収められている高真空の
領域と、試料2が置かれているエツチング領域とに分離
されている。高真空領域は前記磁石4による放電ケ防止
するため、排気口7ケ介して、例えば拡散ポンプ系にエ
リI X l O’−’(Torr)  以下゛に排気
されており、エツチング室との真空的連結は電磁弁8に
より駆動される仕切弁9により行われ、実際のエツチン
グ時に)まこの仕切弁9は閉じらね、エツチング室は排
気口10’i介して、例えばメカニカルブースタ十ロー
タリポンプ系により排気される。また、放電はN−8間
隙上のマグネトロン放電11と周辺のグロー放電12と
からなり、エツチングは前記永久磁石4の1方向走査(
この例でtま、駆動モータ13による支持棒6の回転運
動が歯車5にエリ直線運動へ移ることにより紙面垂直方
向へ動くものとする)に追随したマグネトqン放電11
1jt試料2上で走−青しながら行われ、均一性の良い
エツチングが達成されゐ。さらに、エツチング中試料2
は、機械的支持機構14により陰極3へ密着させられ、
水冷機構15にエリ冷却され、これにより試料2の温度
−1,,1が防止されるQまた、エツチング終了時には
試料2は前記機械的支持機構14にガイドされた麦な、
速やかに陰極3を離れ、逆に次にエツチングされる試料
1ま同様にして陰極3にレットされる0なお、図中16
は高周波vL源、17はマツチングボックス、1Bは0
リングシールr示し、ま次19.〜,22はそれぞれ弗
素樹脂等からなる絶縁物を示している0 第2図はこの装置にエリC1(Fsk用いてS10゜?
エツチングしたときのエツチング速度、Vd。
?試料表面上の磁場の強さに対して示し九図である。5
tO2のエツチング速度はVdQの急激な減少にも拘ら
ず磁場の増加とともに大きくなり、特に200(G)近
辺で、@1.に速くなることが判明L fc−oなお、
CHFB<7)圧力に: 0.05 Torr、 rf
 電力密度?r 1.6 w、”CIAとした0次に、
イオン化効率?試料表面への入射イオン電流rこ置き換
え、通常のRIEに比較してどの程度イオン電流が増加
したことになるのか倉見積ってみる0イオン電流の値倉
rf  電力@度、VdC工りおおよその値?算出して
みると、1000CG〕 の磁場がある時イオン電流密
度tまrf  電力密度1.6 (W/ctA ) 。
Vdc=200(V)として1 ×10”(lono/
cnt−sec)となる。一方、磁場がない時にはVd
C= 17oo(v)としてイオン電流密度)まI X
 1016(lona/c4−sec)であるから、エ
ツチング速度として)ま約10倍相度増加が見込まれる
こと任なる0実際、磁場が1000(G)  の時のプ
ラズマ静止状態でのエツチング速度tま〜3〔μrnA
nin〕であるので、磁場【用いることしより放電のイ
オン化効率r上げ、試料への入射イオン電流ケ多く引出
すことに↓り高速のエツチングが達成されたことになる
。一方、このイオン電流の増加−まエツチング中の試料
の温度上昇ヶもたらす最大原因であり、実際試料ケ陰極
に載置しただけでエツチングを行うと温度−に列による
レジストの劣化が著しく実用化の大きな障壁となるもの
であるが、例えば静電チャック手段或い)ま前記第1図
に示した様な機楯的手段により試料2と水冷された陰極
3との熱的接触?充分とることにより、上述のレジスト
の劣化もなく正常にエツチングされる。
しかし、静電チャック手段はその構造が複雑であり、か
っ〜1 (KV)程度の高電圧r印加するためデバイス
への損傷対策も必要となる等未解決の問題が多い。一方
、前記第1図に示した機械的手段による方法)よ、非常
に簡便である反面、以下に説明する様に信頼性および再
現性に乏しいのが現状である。
第3図1よ前記第1図における試料支持部r拡大し声で
示す断面図である。陰極3上のマイラ等の絶縁膜31と
機械的な試料支持機構14との間には、試料2?陰極3
へ均一な力で押さえ付けるために間隙32が存在する。
すなわち、この間隙部分32は冷却されておらず、この
ま筐エツチング?行うと第4図に示しfc様に、試料支
持機構14の温度上昇による熱歪の^めに支持機構14
が次第に湾曲し、従って試料支持機能?果たさなくなる
。また、この湾曲の進行)ま前記間隙部分32へのプラ
ズマの回り込み33により極めて速く、瞬時的に生じる
ことが判明した。以上説明した間隙の程度は、試料2の
厚さにより犬きく左右され湾曲までの時間や程度も様々
である。しかし、前述した様に、試料2を均一な力で陰
極3に押さえ付けるという機能?考えると、前記間隙3
2の存在奪ま避けることができないものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的)よ、試料支持機構VCより試料?支持す
る力?おとすことなく試料支持機構?効果的tこ冷却す
ることができ、レジスト劣化等?招くことなく、エツチ
ングの高速化tは7Jλり得るドライエツチング装置ケ
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、高周波電力が印加されると共にその表面に試
料が載置される陰極お↓び該陰極の表面に対向配置され
た陽極ケ備えた真空容器と、この真空容器内に反応ガス
を導入する手段と、十記隙極の裏面に設けられ閉ループ
状の磁極間隙に↓り上記陰極の表面上に磁場を印加する
マグネットと、このマグネット紮上記高周波電力に↓る
電界方向と直交する方向に走査する手段と、−h記マグ
ネットが配置された空間ケ上記試料が配置される空間か
ら遮蔽する手段と、上記試料r支持し咳試料ケ上記陰極
の表面に押し付は該陰極表面に密着せしめる試料支持機
構と葡具備し、前記各電極間に放電プラズマ?生成する
と共にマグネトロン放電?生起して前記試料iエツチン
グするドライエツチング装置において、前記陰極或いは
支持機構の少なくとも一方に被着され、前記支持機構に
よる試料の陰極への密着固定時に支持機構と陰極とで押
圧挾持される良熱伝導性の弾性部材【設けたものである
〔発明の効果〕
本発明によれば、良熱伝導性の弾性部材4ノいたことに
エリ、試料ケ陰極表面に十分大きな力で押し刊けること
ができ、さらに弾性部材?介して試料支持機構葡効果的
に冷却することができるoしたがって、レジストの劣化
等會招くことなく、高速エツチング葡行うことができる
〔発明の実施例〕
第5図は本発明の一実施例の要部構成會示す断面図であ
る。なお、前記第3図と同一部分にIt同同一符号打付
て、その詳しい説明は省略する。試料21ま、水冷され
た陰極3上のマイラセ力フロトン等の絶縁膜3ノ上に載
置されている。
さらに、アルマイト等から構成された試料支持機構14
と陰極3との間には、例えば、シリコンラバからなる弾
性部材4ノが介在され、試料2と陰極3とが機械的に密
着されると同時に、良熱伝導性の弾性部材4ノに↓す、
前記支持機構14も冷却されるものとなっている。
このような構成であれば、前記した様なエツチング中の
湾曲、ひいてはレジスト劣化の問題は完全に解決される
。前記弾性部材41とじては、ゴム系のものが最も効果
的である。例えばシリコンラバヶ使用し、M6図に示す
如く銅線部分の面積全体に、この弾性部拐41’f貼り
付けた時の熱抵抗R忙!′l算し′Cみると、以下の様
になる。シリコンラバの熱伝導率 P ; 0.043 CVJ/crd、 ℃〕、厚’j
’ t : 0.05 (傭) *面積S;520〔c
7A〕とすると R二t/PS =:= 0.0023 C℃/W) となり、仮に1.(KW)のrf  電力を印加しても
温度−L昇が2〔℃〕 と極めて良好に冷却されること
になる0従って、試料支持機構14が湾曲することなく
、試料2の支持が行われる。ゴム系の弾・曲物が優れて
いる理由は、その伸縮の弾性率が極めて小さいことにあ
り、従って前記熱3図で示した間隙32内に挿入し、機
械的におさえ込むことによって、この間隙32?完全に
なくシ、かつ試料2と陰極3との熱的コンタクトを実現
させることになる。また、本実施例によれば、支持機4
%14が充分冷却されているために、該支持機構14の
上にマイ2等の絶縁膜ケ貼りつけることも可能となり、
エツチング中における支持機構14からの金属汚染を防
止することもできる。
なお、本発明は上述t7た実施例に限定されるもq〕で
はなく、その要旨?逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。例えば、前記弾性部材41として
はシリコンラバにISU ルものではなく、良熱伝導性
で弾性のあるものであればよい。また、弾性部材41の
被着部位は第7図(a) VC示す如く試料支持機構1
4上に限るもので11なく、同図(b)に示す如く陰極
3上(詳しくは絶縁膜31上)であっても工い。さらに
、弾性部材4ノは陰極3上の全面に被着されたものであ
ってもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図1まマグネトロン放電會利用したドライエツチン
グ装置を示す概略構成図、第2図乃至起1図はそれぞれ
上記装置の作用ヶ説明するためのもので第2図はSIO
□ケエッチングしたときのエツチング速度お↓びVdc
と試料表面上の磁界との関係ケ示す特性図、餓3図お工
び第4図は試料支持機構部の要部構成葡示す断面図、第
5因1ま本発明の一実施例の要部構成ケ示す断面図、第
6図は」−記実施例の作用ケ説明する尺めの図、第7図
(a) r (b)は変形例ケ説明する友めの断面図で
ある。 J・・・^空容器、2・・・試料、3・・・陰極、4・
・・永久磁石、5・・・歯車、6・・・支持棒、7.1
0・・・排気[−1,8・・電磁弁、9・・・仕切弁、
1)・・・マグネトロン放電、12・°・グロー放電、
13・・・モータ、14・・・試料支持機構、15・・
・水冷機構、16・・・高周波wL源、ノア・・・マツ
チングボックス、1B・・・Oリングシール、19〜2
2・・・絶縁物、31・・・絶に膜、32・・・間隙、
4ノ・・・弾性部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高周波電力が印加されると共にその表面に試料が載置さ
    れる陰極お:び該陰極の表面に対向配置され九陽極を備
    えt真空容器と、この真空容器内に反応ガス?導入する
    手段と、上記陰極の裏面に設けられ閉ループ状の磁極間
    隙により上記陰極の表面上に磁場?印加するマグネット
    と、このマグネット?上記高周波電力による電界方向と
    直交する方向に走査する手段と、上記マグネットが配置
    され皮空間?上記試料が配置される空間から遮蔽する手
    段と、上記試料?支持し該試料?上記陰極の表面に押し
    付は該陰極表面に密着せしめる試料支持機構と?具備し
    、前記各電極間に放電プラズマ?生成すると共にマグネ
    トロン放電?生起して前記試料?エツチングするドライ
    エツチング装置において、前記陰極酸いは支持機構の少
    なくとも一方に被着され、前記支持機構による試料の陰
    極への密着固定時に支持機構と陰極とで押圧挾持される
    良熱伝導性の弾性部材葡設けてなること?特徴とするド
    ライエツチング装置。
JP6660182A 1982-04-21 1982-04-21 ドライエツチング装置 Pending JPS58182829A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6332932A (ja) * 1986-03-28 1988-02-12 Toshiba Corp ドライエツチング方法
JPS63237530A (ja) * 1987-03-26 1988-10-04 Toshiba Corp ドライエツチング方法
US4931135A (en) * 1987-12-25 1990-06-05 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus
DE4115627C1 (en) * 1991-05-14 1992-07-02 Webasto Ag Fahrzeugtechnik, 8035 Stockdorf, De Slipstream deflector for car roof - is longitudinally slidable on sun roof cover such that it is brought into active position on cover opening
JPH04356921A (ja) * 1991-06-03 1992-12-10 Fujitsu Ltd ドライエッチング装置のウェハ保持盤

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JPS63237530A (ja) * 1987-03-26 1988-10-04 Toshiba Corp ドライエツチング方法
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