JPS61281881A

JPS61281881A - ドライエツチング装置

Info

Publication number: JPS61281881A
Application number: JP12302485A
Authority: JP
Inventors: Haruo Okano; 晴雄岡野; Yasuhiro Horiike; 靖浩堀池; Haruaki Kaneko; 金子　晴明
Original assignee: Toshiba Corp; Tokuda Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tokuda Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1985-06-06
Publication date: 1986-12-12
Also published as: JPS6341986B2

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、半導体集積回路の製造等の使用されるドライ
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、半導体集積回路の微細化に伴い、各種のエツチン
グ技術が開発されている。これらのうちで、反応性イオ
ンエツチングを利用したドライエツチング装置は、アス
クに沿った垂直エツチングを達成できるものとして注目
されている。

この装置では、一対の平行平板電極を備えた真空容器内
にハロゲン元素を含有したガスを導入し、電極間に高周
波電力を印加してガスを放電せしめ、この放電によって
発生したプラズマを利用して該処理基体のエツチングを
行う。つまり、容器内に導入されたガスをイオン化し、
電極表面に形成されたイオンシースに沿って加速された
イオンで被処理基体表面を衝撃し、励起２分解酸いは活
性化することに゛より、マスクに沿った垂直エツチング
を実現するものである。

しかながら、この種の装置にあっては次のような問題が
あった。即ち、真空容器内にガスを導入する手段として
は従来、被処理基体と対向する位置に複数のガス導入孔
を設けたガス導入機構が用いられており、このガス導入
機構は一般に金属で形成されている。このため、金属材
料からなるガス導入機構のガス導入孔付近で放電の集中
が起こる虞れがある。ガス導入孔付近に放電が集中する
と、ガス導入孔付近のイオン密度が増大するため、被処
理基体表面が不均一にエツチングされることになる。ま
た、この放電により金属材料がスパッタされて被処理基
体表面に付着するため、デバイスを作成した場合に不都
合を生じる等の問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、ガス導入孔付近で放電が生じるのを防
止することができ、金属汚染のない均一なエツチングを
行い得るドライエツチング装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、ガス導入孔付近における放電を防止す
るために、該導入孔近傍の材料として非金属を用いるこ
とにある。

即ち本発明は、内部に一対の電極を備えた真空容器と、
この容器内にガスを導入するガス導入手段と、上記容器
内のガスを排気するガス排気手段と、上記電極間に高周
波電力を供給する手段とを具備し、上記電極間に放電を
生起して該電極間に配置される被処理基体をエツチング
するドライエツチング装置において、前記ガス導入手段
を前記被処理基体に対向する位置に複数のガス導入孔が
設けられたガス導入機構で構成し、且つ少なくともこれ
らの孔の周辺を非金属で形成するようにしたものである
。

（発明の効果）本発明によれば、ガス導入孔付近を非金属材料で形成し
ているので、この孔付近における放電を防止することが
できる。このため、不均一エツチングを防止し、被処理
基体のエツチングを均一に行うことができる。さらに、
ガス導入孔付近に放電が生じないことから、該孔付近の
材料がスパッタされることもなく、被処理基体の金属（
及び非金属）汚染を防止できる等の利点もある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わるドライエツチング装
置を示す概略構成図である。図中１１は真空容器であり
、この容器１１内の上部には絶縁体１２を介して電極１
３が固定されている。容器１１は接地され、電極１３に
はマツチング回路１４を介して高周波電源１５から高周
波電力（例えば１３．５６　Ｍ　ｌｂ　）が印加される
。これにより、容器１１の内壁の一部が電極１３の対向
電極として作用し、これらの電極間に放電が生起される
ものとなっている。また、電極１３の上部には水冷管１
６．１７が配設されており、該水冷管１６．１７により
電極１３は冷却されている。なお、エツチングに供され
る被処理基体１８は電極１３の下面に固定されるものと
なっている。

一方、容器１１内の下部には、複数のガス導出孔２０を
有するガス導入部２１が前記電極１３に対向配置されて
いる。このガス導入部２１は、第２図に示す如く中空円
板体の一生面に複数の孔２０を均等に設けたものであり
、炭素等の非金属から形成されている。ガス導入部２１
には、金属製のガス導入管２２の一端が接続され、この
ガス導入管２２の他端は容器１１外に導出されている。

ガス導入管２２の他端は、ゲートバルブ２３．ガス導入
管２４及びマスフローコントローラ２５を介して、図示
しないガスボンベ等に接続される。

そして、前記ガス導入孔２０からは、エツチングガスと
して例えばＣλ２／ＣＨＦ３の混合ガスが前記被処理基
体１８に向けて吹出されるものとなっている。

また、容器１１の下部には排気口３１が設けられており
、この排気口３１はゲートバルブ３２゜液体窒素トラッ
プ３３．ゲートバルブ３４を介して油回転ポンプ３５に
接続されている。そして、液体窒素トラップ３３を備え
た油回転ポンプ３５により、前記容器１１内が真空排気
されるものとなっている。

次に、上記構成の本装置を用いたエツチング例について
説明する。

被処理基体１８として、単結晶Ｓｉ上にＳｉＯ２膜のマ
スクパターンを形成したＳｉ基板を用い、この基板１８
を前記容器１１内の電極１３の下面に固定した。ゲート
バルブ３２．３４を開いて容器１１内の排気を行った後
、ＣＪ２２１８　［ａｅ／１ｎ　］　、　ＣＨＦ３２　
Ｃｄ／ｉ＋ｉｎ　］を、ガス導入孔２０から容器１１内
に導入し、容器１１内の圧力が１０［Ｐａｌになるよう
にゲートバルブ３２を調節する。次いで、高周波電源１
５をオンし、容器１１内で高周波放電を生起し、エツチ
ングを行った。

その結果、従来装置と同様に３ｉ基板１８をＳ　ｉ　０
２マスクに応じて選択的にエツチングすることができた
。そしてこの場合、ガス導入孔２０の近傍で放電が生じ
ることもなく、均一にエツチングを行うことが可能であ
った。

このように本実施例によれば、ガス導入部２１を炭素等
の非金属で形成しているので、エツチング中にガス導入
孔２０の周辺で放電が生じるのを未然に防止することが
できる。このため、Ｓｉｌ板１板金８一にエツチングす
ることができる。しかも、ガス導入孔２０の周辺で放電
が生じないことから、ガス導入孔２０の周辺がスパッタ
されて３ｉ基板１８の汚染源となることを避けることが
できる。なお、本発明者等の実験によれば、エツチング
後、８１基板１８をオージェ電子分光法を用いて表面分
析を行った結果、金属の汚染はなく、またガス導入部２
１に用いる非金属の付着もなかった。このことからも、
ガス導入部２１に炭素等の非金属を用いることによる効
果は明らかである。

第３図は本発明の他の実施例に係わるドライエツチング
装置を示す概略構成図である。なお、第１図と同一部分
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、ガス導
入部の構造にあり、他は先の実施例と全く同様である。

即ち、本実施例では、前記電極１３の下方に円環状のガ
ス導入部４１を配置し、これを前記ガス導入管２２に接
続している。また、ガス導入部４１は、第４図に示す如
くその上部に複数のガス導入孔４０が設けたものであり
、前記ガス導入部２１と同様に炭素等の非金属から形成
されている。

このような構造であっても、ガス導入孔４０の周辺で放
電が生じるのを防止することができる。

従って、先の実施例と同様な効果が得られる。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記ガス導入部を形成する非金属として
は、炭素の代りに　５ｉＯｚ。

Ｓｉ３Ｎ４．Ａ℃２０３等の絶縁体を用いることが可能
である。また、必ずしもガス導入部全体を非金属で形成
する必要はなく、ガス導入孔の周辺のみを非金属で形成
してもよい。さらに、ガス導入部及びガス導入管等を含
むガス導入機構の全体を非金属で形成するようにしても
よい。また、容器の壁面を一方の電極として用いる代り
に、試料載置の電極と対向する位置に新たに電極を設け
るようにしてもよい。ざらに、容器内に導入するガスの
種類や流量等の条件は、被処理基体のエツチング物に応
じて適宜窓めればよい。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるドライエツチング装
置を示す概略構成図、第２図は上記装置に用いたガス導
入部の構造を示す平面図、第３図は他の実施例に係わる
ドライエツチング装置を示す概略構成図、第４図は上記
他の実施例装置に用いたガス導入部の構造を示す平面図
である。１１・・・真空容器、１２・・・絶縁体、１３・・・電
極、１４・・・マツチング回路、１５・・・高周波電源
、１６゜１７・・・水冷管、１８・・・３ｉ基板（被処
理基体）、２０．４０・・・ガス導入孔、２１．４１・
・・ガス導入部、２２．２４・・・ガス導入管、２３．
３２．３４・・・ゲートバルブ、２５・・・マスフロー
コントローラ、３１・・・ガス排気口、３３・・・液体
窒素トラップ、３５・・・油回転ポンプ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第４図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部に一対の電極を備えた真空容器と、この容器
内にガスを導入するガス導入手段と、上記容器内のガス
を排気するガス排気手段と、上記電極間に高周波電力を
供給する手段とを具備し、上記電極間に放電を生起し該
電極間に配置される被処理基体をエッチングするドライ
エッチング装置において、前記ガス導入手段は前記被処
理基体に対向する位置に複数のガス導入孔を設けてなる
ものであり、且つ少なくともこれらの孔の周辺を非金属
で形成してなることを特徴とするドライエッチング装置
。
（２）前記非金属として、炭素、或いは少なくとも炭素
を含む材料を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のドライエッチング装置。
（３）前記非金属として、ＳｉＯ＿２、Ｓｉ＿３Ｎ＿４
或いはＡｌ＿２Ｏ＿３を用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のドライエッチング装置。
（４）前記電極の一方は、前記真空容器の内壁面で形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のドライエッチング装置。