JPS6074436A - スパツタエツチング装置 - Google Patents

スパツタエツチング装置

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JPS6074436A
JPS6074436A JP18881084A JP18881084A JPS6074436A JP S6074436 A JPS6074436 A JP S6074436A JP 18881084 A JP18881084 A JP 18881084A JP 18881084 A JP18881084 A JP 18881084A JP S6074436 A JPS6074436 A JP S6074436A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
plasma
etching
substrate
electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP18881084A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaharu Obinata
小日向 久治
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.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Nihon Shinku Gijutsu KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc, Nihon Shinku Gijutsu KK filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP18881084A priority Critical patent/JPS6074436A/ja
Publication of JPS6074436A publication Critical patent/JPS6074436A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (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】 本発明は単板にスバツタエツヂンク処理を77[fす装
置に関りる。
従来この種HbTjどして、例えば第1図示のj、うに
、真空室a内に基板すを載(Gしたスパッタ土ツJ−ン
ク電極Cを設〔)、これに電+11+i (1から旧:
或は旧電力を5えC該電極Cの前号にゾラスンCを発生
さし該ゾンズマ内のイAンを該にL iQ ))に突入
させてこれにイAンJツチング処理をf+Il+りよう
にした式のものは知られるが、か)ろ1)の−Cは該ブ
シスン0(よ該電極Cの前1)Gご+17. itシす
るため1−分高いゾフズZWi度が1’7られす゛、−
トソヂングのレー1へ即ち中位時間当りの−1ツ1ング
深ざが低くなっ−Cりfましり1.1い。
プラズマ密度を高くする手段としく投入″市力を人ぎく
Jることが考えられるが、この場合には電極Cの電圧が
高くなるので基板すに衝突するイオン土ネルギり高くな
り、基板すに形成されるべきパターンを欠損さけたり、
特1(1上の劣化が発生し易く、特に簿手或はlfG弱
な基板や1.$1 、 VLSI等の敏感な素子に於い
てその事故が生じ易い欠点がある。また基板[)をSi
製の基板どし、これをArイオンで′スパッタ]1−ツ
ヂングした場合、処理された81基板の表面には格子欠
陥ににる微If ’、r lfl傷が無数に発生りる。
こうした微細な損傷はVLSI等の電気的な特性を劣化
させる。
本発明の第1の目的はエツチング電極の前号に発生りる
プラズマ密度を投入゛電力を大ぎくりること’J < 
aめ、−[ツヂングレー1〜を向上さμるにあり、本発
明の第2の目的はエツチングに伴う基板の微細な損傷を
Jjl除りるにある。
本発明装置の第1の特徴(,1、真空室内に基板を載冒
しIこスバツタエッヂング?li 411を工9す、こ
れにDC或は旧電力を与えC前号にプラズマを発生さV
、該基板のエツチング電極を行なう式のものに於いて、
該スパッタエツチング電極に対向して電気的に711−
チーrング状態の(J Ii’il fli 44!を
設り、両市44i間に1ラスマを収束さけることにあり
、その第2の特徴はスパッタエツチング電極ど対向電極
どの間の空間の側方の開放部に於い(1111揚を形成
りる磁Uiを配Fi“し両市14jと該磁場どて゛囲、
Lれた空間にプラズマを収束さけと)ことにある1゜ 本発明の実施例を図面に′〕き説明りる、1第2図はそ
の1例を承づbq) ((1) 4よ真空室、(2)は
該真空室(1)内に駁りた5IIS 、 Cu等の導電
111祠才1 r形成され!ごスパッタエツチング電極
、(3) t、L該」−ツブングX +4 (2)にS
 i (12”jの台板(4)を介しC載置したSlそ
の他の基板、<5) f;を八1゛、CF4舌の一1ツ
f−ングガスの導入1−1、(6)は11(:又は1(
1の電j’llj、(7)は真空ポンプを示し、該真空
4ζ(1〉を直空化したの)5微小の■ツブングガスを
入れ■・ノヂング電極(2)にtlc又は旧電力を!ゴ
ス−るど該電極り2〉の前方にプラズマ(8)が光11
シ、該ゾラズ7 (l+)中のイオンが基板(3)に衝
突してこれを二「ツヂングする。
該プラズマ(8)は真空室(1)内に拡散し勝りCあり
その密度が十分でないと73板(3)に衝突り゛るイオ
ンの発生が少なくQす、Iツチングレ−1へが悪<4【
る11本発明によれば該エツチング電極(2)ど相対し
て電気的にツーローディング状態即ち電源に接続されイ
Tい状態の対向電極(9)を設()るちので、プラズマ
(8)の]−ツヂング電I1. (2>の前方への拡散
が該対向電極(9)に、にり抑制されて該プラズマ(8
)(4両電極(2) (9)間に収束されかくてエツチ
ング電極(2)への投入電力を大きくりることなくプラ
ズマ密度を高め得られる。
プラズマ密度の高まりは、プラズマ領域内のイオン発牛
量の増大を喚起し、J:り多くのイオンが基板(3)に
衝突りる結果をもたらりので基板(3)の1ツブングレ
ー1〜の向上が語れ、しかも」エツチング電極(2)の
投入電力を大ぎく喝ることなくプラズマ密度を高め得ら
れるので該電極(2)の電位をイオンの突入で基板(3
)を1【1傷しない程度の電位どづ゛ることが出来る。
図面’C(10は該電極(9〉に設(′Jる5102等
の台板である。該電源(6)をR[9R沁)−17)現
合 不の敗鮪回蕗L−L(マ・り手ゝノグボックス(1
1)が介在される、。
]−ツヂング電極(2)と対向電極(9)どの間に形成
される空間4J二T−ツブングガスが流入りるに必ソ5
“な側方の開放部(12)を右し、両″tTi44i 
(2) (!l)間の1−ノズヱ〈8)(よ該I71]
放部(+21を介しC側プノに拡j1りする1゜プラズ
マ密1良を更にに石めるに(31り・1向電(屯ぐ))
により前方への拡散を抑制りることに加え一1ツチング
ガスの流入を妨げることなく側方への拡1iシをし抑制
りることが好ましく、イの丁I9どじて例えば第33図
示のJ、うに磁石■、即l)永久磁?、−+或【ま電磁
石を備える。該磁石(131LL両電極(2) (9)
にス→しC略垂直41磁揚、即ち前記した開放部abに
略沿っ−Cのびる磁場が得られるように各′電極(2)
 (!l)の周囲に夫々配首さtl或は電極(2> (
9)のい4゛れか一方の周囲配置されるもので、該磁場
の形成により該磁場を横切ってのプラズマの移1h即ち
、側方への拡散が妨げられ、両7′1τ棒(2) (!
l)間の1“ノズマ光生箇所に於りるプラズマ密ttt
か高<4fる。
各電極(2) (9)は平坦板状に限らず突形、凹形2
’+の秤々の形状に形成することが可能である。
次にその作動を説明りる。
真空室(1)内を真空1ノ1気してそこに多少の△r等
のエツチングガスを導入し、エツチング電極(2)にR
Fの電源(6)から電力を投入してプラズマ(8)を該
エツチング電極(2)の前方に発生さけると該プラズマ
(8)の領域内でイオンが生成され該イオン(ま負電位
のエツチング電極(2)に突入り′べく移動しその際該
電極(2)に設りられた基板(3)に衝突してこれに1
ツブング処理を施す。
こうした作動は従来のスパッター「ッグーング装冒も同
様である/JK、本発明の装置では1ツブング電極(2
〉に対向させC〕[1−ティングの対向電極(9)を設
(プたので、発生するプラズマは前方へ拡散せず、エツ
チング電極(2)への投入電極を増大づることなくプラ
ズマ密度を高めることが出来る。プラズマ密度の高まり
GELその領域内で発生Jるイオーンの数mを増大させ
、そのR7果基板(3)に多くのイオンが衝突すること
になるのでエツチングレートが向−ヒJる。第3図示の
実施例ではさらに磁石03を設【プエ両電極(2) (
9)間のブラズンク8)の側方の開放部(lzを介しC
の拡散を磁場により防ぐにうにした。かくてプラズマ密
度をより一層高めることが出来単板(3)のエツチング
レートがより向)二づる。
」−ツヂンダレ−1・を具体的Cご測定しlこ試験結果
を第4図に示覆。これに於い−く一曲線△は第1図示の
従来例の場合の1ツブーングレ−1・、曲線Bはフロー
ディング状態の対応電極(9)を段り1.:場合の二F
ツヂングレ−1・、曲線C,t)、t〜は第3図示のよ
うにノ[1−アイング状態の対向7■^極(9)と何灸
石(13とを設(〕lこ’&1合の−に・ンブングレ−
1〜を示し、曲線Cは側方の開放部a7)の中間点にお
りる磁場強さが20ガウスの揚台、曲線1)及び「は該
中間点でのla磁場強が40力ウス及び(50ガウスの
場合である。これらの場合いずれら真空室(1)の圧力
は、2 X 10 ’ 1Orr、へrガスのフ[l−
レートは303CCH,エツチング電極(2)の直径は
180 mm、対向電4ii、 (9)の直径は200
 no、電極(2) (9)間の距離は100mmに設
定し、−1−ツi−ング電極(2)への投入電力(R「
)を1ツヂングに常用される範囲内の200 W 30
0 W 400 W 500 Wに変えてエツチングし
た。曲線B、C,D、Eで示される本発明によるエツチ
ングレートは投入電力が同等であれば曲線Aの従来例に
よるエツチングレートよりも向上し、投入電力を少なく
しても従来と同等もしくはそれ以上の二[ツヂングレー
I〜を得ることが出来ることが分る。
プラズマ密度の高まりでイオンの発生舟が増えるとその
分エツチング雷極(2)に突入づるイオンの両す増えて
該電極(2)を流れる電流が増大するので該電極(2)
の電位が低くなる。そのため基板(3)へ突入するイオ
ン1ネルギも小さくなで基板(3)の1fl傷が少なく
なる。1第3図示の装置を使用し、投入ミノ〕を200
Wとし、開放部(13の中間点におりる磁場強さをガウ
スどしてSi基板(3)に2分間のエツチングを行なっ
た結果、基板(3)の格子欠陥がOになることが確認さ
れた。
このことは基板(3)の表面に機部1なパターンをエツ
チングで形成する場合に好都合である。
このように本発明によるときは、スバツタエッヂング電
極に対向させ−Cノローティング状態の対向電極を設り
たのでプラズマの前方への拡散を防止し得、プラズマ密
度が高まるため」エツチングのレーi〜をJ−ツブング
電極への投入電力に依存せずに高めることが出来、また
」゛ツヂング電極の電位が小さくなるので基板にWJ突
りるイオンのエネルにも小さくなり塁仮に損傷を与える
こともなく、さらに第2発明によれば収束用のf8場を
設りるので一層プラズマの拡散を防止覆ることが出来エ
ツヂングレ−1−をJ、り向」−さけ基板の10傷を減
らせる等の効果がある。。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の載面側面図、第2図は本発明の実施例
の載面側面図、第3図は本発明の他の実施例の載面側面
図、第4図はエツチングレートの特性曲線図である。 (1〉・・・真空室 (2)・・・]−ツヂング電極 (3)・・・基板 (6)・・・電極 (8)・・・プラズマ (9)・・・対向電極 (IZ・・・開放部 (1,IC・・・磁石 外2名 第1図 ; 第2図 職3図 第4図 POWER(W)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 真空室内に入(板を載首したスパッター[ツチング
    電極を設り、これにI)C或はRF電力をりえC前号に
    プラズマを発生させ、該基板のエツチング処理を行なう
    式のものに於いC1該スパツタ上ツブング電極に対向し
    て電気的に71]−ディング状態の対向電(14(を設
    り、両電極間にプラズマを収束さUることを特徴どりる
    スパツクエツヂング装置、。 2 真空室内に草根を載置したスパッタエツチング電極
    を設置〕、これにDC或は旧市ツノをlうえて前りにプ
    ラズマを発生さけ、該基板の」−ツチング処理を行なう
    ようにし、更に該スパッタエツチング電極に対向して電
    気的にフローディング状態の対向電極を設りて両電極間
    にプラズマを収束さける式のものにa5い−C1該スパ
    ッター1ニッヂング電極と対向電極との間の空間の側方
    の開放部に於いて磁場を形成りる磁石を配置賀し両電極
    と該磁場とC′囲;Lれl、=空間にプラズマを収束さ
    Uることを1“1微と・ノるスパッタ1ツチング装冒。
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DE102012110927A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-15 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur plasmagestützten Vakuumbehandlung von Substraten

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