JPS63234532A - プラズマエツチング装置 - Google Patents
プラズマエツチング装置Info
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- JPS63234532A JPS63234532A JP6990987A JP6990987A JPS63234532A JP S63234532 A JPS63234532 A JP S63234532A JP 6990987 A JP6990987 A JP 6990987A JP 6990987 A JP6990987 A JP 6990987A JP S63234532 A JPS63234532 A JP S63234532A
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- JP
- Japan
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- electrode
- power source
- etching
- comb
- electrodes
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はプラズマエツチング装置、特に半導体基板など
のエツチングに用いるプラズマエツチング装置に関する
。
のエツチングに用いるプラズマエツチング装置に関する
。
（従来の技術）
一般に、プラズマエツチング装置では、エツチング室内
に２つの電極を対向させ、この間に高周波電圧を印加し
、一方の電極上に載置された被エツチング基板をエツチ
ングしている。第７図にこのような従来のプラズマエツ
チング装置の一例の断面図を示す。エツチング室１１内
には、上部電極１２および下部電極１３の２つの電極が
対向しており、これらの間に高周波電源１５によって高
周波電圧が印加される。被エツチング基板１４は下部電
極１３の上に載置され、高周波電圧の印加によってエツ
チング室１１内に発生したプラズマによってエツチング
される。
に２つの電極を対向させ、この間に高周波電圧を印加し
、一方の電極上に載置された被エツチング基板をエツチ
ングしている。第７図にこのような従来のプラズマエツ
チング装置の一例の断面図を示す。エツチング室１１内
には、上部電極１２および下部電極１３の２つの電極が
対向しており、これらの間に高周波電源１５によって高
周波電圧が印加される。被エツチング基板１４は下部電
極１３の上に載置され、高周波電圧の印加によってエツ
チング室１１内に発生したプラズマによってエツチング
される。
このプラズマエツチング装置の処理能力、すなわちエツ
チング速度を向上させるために従来装置では次のような
方法が採られている。
チング速度を向上させるために従来装置では次のような
方法が採られている。
（１） 印加する高周波の電力を増大させる方法高周
波電力の増加により、発生するプラズマ密度も増加し、
エツチング速度か向上する。
波電力の増加により、発生するプラズマ密度も増加し、
エツチング速度か向上する。
（２） 両電極間隔を狭める方法
両電極間隔が狭くなると、電界密度が高まり、発生する
プラズマ密度も増加し、エツチング速度が向」ニする。
プラズマ密度も増加し、エツチング速度が向」ニする。
（３） リング状電極を第３の電極として設ける方法
この方法は、第８図に示すようにエツチング室１１内に
リング状電極１６を第３の電極として設ける方法である
。しかも、このリング状電極１６には大電力高周波電源
１７から大電力の高周波が加えられる。一方、下部電極
］３には高周波電源１５によって大電力高周波電源１７
よりは低電力低周波の電圧が加えられる。これにより高
密度のプラズマを発生させることができ、エツチング速
度が向上する。現在、半導体装置のトレンチ構造を形成
するためのエツチングに広く用いられている方法である
。
リング状電極１６を第３の電極として設ける方法である
。しかも、このリング状電極１６には大電力高周波電源
１７から大電力の高周波が加えられる。一方、下部電極
］３には高周波電源１５によって大電力高周波電源１７
よりは低電力低周波の電圧が加えられる。これにより高
密度のプラズマを発生させることができ、エツチング速
度が向上する。現在、半導体装置のトレンチ構造を形成
するためのエツチングに広く用いられている方法である
。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上述した各方法を採るプラズマエツチン
グ装置には、それぞれ次のような問題点がある。
グ装置には、それぞれ次のような問題点がある。
（１） 印加する高周波の電力を増大させる方法高周
波の電力を増大させると、被エツチング基板に衝突する
イオンのエネルギーも増大するため、エツチングの選択
比の減少、エツチングパターンの歪み、基板の損傷とい
った問題が生じる。
波の電力を増大させると、被エツチング基板に衝突する
イオンのエネルギーも増大するため、エツチングの選択
比の減少、エツチングパターンの歪み、基板の損傷とい
った問題が生じる。
（２） 両電極間隔を狭める方法
電極間隔を狭くすると、エツチングの異方性や均一性と
いったエツチング特性が損なわれ、また、電極間距離の
正確な調整や被エツチング基板の搬送機構が難しくなる
といった問題が生じる。
いったエツチング特性が損なわれ、また、電極間距離の
正確な調整や被エツチング基板の搬送機構が難しくなる
といった問題が生じる。
（３） リング状電極を第３の電極として設ける方法
リング状の第３の電極には、大電力高周波電源］７から
大電力の高周波が加えられるため、被エツチング基板１
４表面が強いイオン衝撃にさらされ、損傷を受けること
になる。また、リング状電極１６はエツチング室１１の
周囲の部分に設けられているため、被エツチング基板１
４の中央部と周辺部とでエツチング特性が異なり、特に
大口径の基板では均一なエツチング特性を得ることがで
きないという問題も生じる。
大電力の高周波が加えられるため、被エツチング基板１
４表面が強いイオン衝撃にさらされ、損傷を受けること
になる。また、リング状電極１６はエツチング室１１の
周囲の部分に設けられているため、被エツチング基板１
４の中央部と周辺部とでエツチング特性が異なり、特に
大口径の基板では均一なエツチング特性を得ることがで
きないという問題も生じる。
そこで本発明は、被エツチング基板への損傷を与えるこ
となしに、均一かつ良好なエツチング特性を得ることが
でき、しかもエツチング速度の速いプラズマエツチング
装置を提供することを目的とする。
となしに、均一かつ良好なエツチング特性を得ることが
でき、しかもエツチング速度の速いプラズマエツチング
装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明はプラズマエツチング装置において、櫛歯状に複
数の歯部が形成された第１の電極および第２の電極と、
平板状の第３の電極と、第１の電極と第２の電極との間
に電圧を印加する第１の電源と、第１の電極と第３の電
極との間に電圧を印加する第２の電源と、を設け、第１
の電極と第２の電極とを、それぞれの歯部が互い違いに
所定の間隙をもって嵌合するように、かつ、第３の電極
と対向するように配し、各電極間にプラズマを発生させ
て第３の電極上に載置された被エツチング基板をエツチ
ングするように構成したものである。
数の歯部が形成された第１の電極および第２の電極と、
平板状の第３の電極と、第１の電極と第２の電極との間
に電圧を印加する第１の電源と、第１の電極と第３の電
極との間に電圧を印加する第２の電源と、を設け、第１
の電極と第２の電極とを、それぞれの歯部が互い違いに
所定の間隙をもって嵌合するように、かつ、第３の電極
と対向するように配し、各電極間にプラズマを発生させ
て第３の電極上に載置された被エツチング基板をエツチ
ングするように構成したものである。
（作 用）
本発明に係るプラズマエツチング装置の第１の電極と第
２の電極は、歯部においてそれぞれ対向しており」二部
電極を形成し、これら両電極は対向間隔が狭く、両者間
での高周波電力源との負荷整合がとれているため、これ
らの間で生じる放電は彼エツチング基板に悪影響を与え
ることがない。
２の電極は、歯部においてそれぞれ対向しており」二部
電極を形成し、これら両電極は対向間隔が狭く、両者間
での高周波電力源との負荷整合がとれているため、これ
らの間で生じる放電は彼エツチング基板に悪影響を与え
ることがない。
したがって、この上部電極間の放電電力を変えることに
より、他のエツチング特性を変えることなくエツチング
速度のみを自由に制御することができる。また第３の電
極、すなわち下部電極には別な高周波電圧または直流電
圧が印加されているので、この電力や周波数を調節する
ことによって、被エツチング基板へのイオンの入射エネ
ルギーや角度を調節でき、選択比や加工形状の調節を行
う、ことができる。
より、他のエツチング特性を変えることなくエツチング
速度のみを自由に制御することができる。また第３の電
極、すなわち下部電極には別な高周波電圧または直流電
圧が印加されているので、この電力や周波数を調節する
ことによって、被エツチング基板へのイオンの入射エネ
ルギーや角度を調節でき、選択比や加工形状の調節を行
う、ことができる。
（実施例）
以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例に係るプラズマエツチング装置
の断面図である。エツチング室１内には、第１の電極と
して櫛歯状電極２、第２の電極として櫛歯状電極３、そ
して第３の電極として平板状電極４が設けられている。
１図は本発明の一実施例に係るプラズマエツチング装置
の断面図である。エツチング室１内には、第１の電極と
して櫛歯状電極２、第２の電極として櫛歯状電極３、そ
して第３の電極として平板状電極４が設けられている。
披エツチング基板５は平板状電極４の一トに載置される
。櫛歯状電極２はエツチング室１の壁面とともに接地さ
れ、櫛歯状電極３には第１の高周波電源６から高周波電
圧が供給される。一方、平板状電極４には第２の高周波
電源７から高周波電圧が供給される。櫛歯状電極２と櫛
歯状電極３とは、第２図に示すように、それぞれの歯部
が互い違いに所定の間隙をもって嵌合するように設けら
れ、両方で上方電極を形成している。この櫛歯状電極２
および櫛歯状電極３は、第３図に示すような曲線形状を
もったもので構成してもよい。
。櫛歯状電極２はエツチング室１の壁面とともに接地さ
れ、櫛歯状電極３には第１の高周波電源６から高周波電
圧が供給される。一方、平板状電極４には第２の高周波
電源７から高周波電圧が供給される。櫛歯状電極２と櫛
歯状電極３とは、第２図に示すように、それぞれの歯部
が互い違いに所定の間隙をもって嵌合するように設けら
れ、両方で上方電極を形成している。この櫛歯状電極２
および櫛歯状電極３は、第３図に示すような曲線形状を
もったもので構成してもよい。
第４図に、この櫛歯状電極２、櫛歯状電極３、および第
１の高周波電源６の間の電気的接続関係を示す。第１の
高周波電源６によって供給される高周波によって、両電
極間に放電が生じる。この放電は主に歯部間で生じ、放
電距離が比較的短く、負荷整合がとれるため、被エツチ
ング基板５へ損傷を与えるなど、悪影響を及ぼすことは
ない。
１の高周波電源６の間の電気的接続関係を示す。第１の
高周波電源６によって供給される高周波によって、両電
極間に放電が生じる。この放電は主に歯部間で生じ、放
電距離が比較的短く、負荷整合がとれるため、被エツチ
ング基板５へ損傷を与えるなど、悪影響を及ぼすことは
ない。
第１図に示すように、エツチング室１内にはガス導入口
１ａからエツチングガスが導入され、このガスはガス排
出口１ｂから排出される。導入されたガスは、櫛歯状電
極２および櫛歯状電極３間の櫛歯状間隙を通ってエツチ
ング室１内に導入される。この櫛歯状間隙には、前述の
放電によって高密度プラズマが発生しているため、エツ
チングガスはここを通過することにより効率よく分解さ
れてイオン化する。プラズマ密度は第１の高周波電源６
により調節できる。
１ａからエツチングガスが導入され、このガスはガス排
出口１ｂから排出される。導入されたガスは、櫛歯状電
極２および櫛歯状電極３間の櫛歯状間隙を通ってエツチ
ング室１内に導入される。この櫛歯状間隙には、前述の
放電によって高密度プラズマが発生しているため、エツ
チングガスはここを通過することにより効率よく分解さ
れてイオン化する。プラズマ密度は第１の高周波電源６
により調節できる。
一方、平板状電極４には、第２の高周波電源７から高周
波電圧が供給されるが、この高周波電圧は第１の高周波
電源６に比べて電力の小さいものである。第２の高周波
電源７の代わりに直流電源を用いて直流電圧を供給する
ようにしてもよい。
波電圧が供給されるが、この高周波電圧は第１の高周波
電源６に比べて電力の小さいものである。第２の高周波
電源７の代わりに直流電源を用いて直流電圧を供給する
ようにしてもよい。
この平板状電極４を下部電極とし、嵌合した櫛歯状電極
２および櫛歯状電極３を上部電極とすれば、第７図に示
す従来装置と同様に両者間に放電が生じ、エツチングが
進行する。このとき、平板状型極４に供給する電力や周
波数を調節することによって、被エツチング基板５への
イオンの入射エネルギーや角度を調節でき、選択比や加
工形状の調節を行うことができる。したがって、このプ
ラズマエツチング装置は、半導体基板ならびにその表面
に形成するレジスト、酸化膜、ポリシリコン、金属シリ
サイド、窒化シリコンなどのエツチング特性を大幅に改
善することができる。
２および櫛歯状電極３を上部電極とすれば、第７図に示
す従来装置と同様に両者間に放電が生じ、エツチングが
進行する。このとき、平板状型極４に供給する電力や周
波数を調節することによって、被エツチング基板５への
イオンの入射エネルギーや角度を調節でき、選択比や加
工形状の調節を行うことができる。したがって、このプ
ラズマエツチング装置は、半導体基板ならびにその表面
に形成するレジスト、酸化膜、ポリシリコン、金属シリ
サイド、窒化シリコンなどのエツチング特性を大幅に改
善することができる。
第５図は、櫛歯状電極２および櫛歯状電極３の別な実施
例である。この例では、櫛歯状電極２および櫛歯状電極
３は、それぞれ電極壁部２１および３１と、空洞部２２
および３２とから構成されている。この空洞部２２．２
３に冷却水を流すことにより、放電で加熱した電極を冷
却することができる。
例である。この例では、櫛歯状電極２および櫛歯状電極
３は、それぞれ電極壁部２１および３１と、空洞部２２
および３２とから構成されている。この空洞部２２．２
３に冷却水を流すことにより、放電で加熱した電極を冷
却することができる。
第６図は、櫛歯状電極２および櫛歯状電極３の更に別な
実施例である。この例では、空洞部２２゜２３を設ける
とともに、櫛歯状電極３の縦寸法を櫛歯状電極２の縦寸
法より若干短くし、櫛歯状電極２の上下に櫛歯状電極３
の方向に向かって張出すひさし部２３を設けたものであ
る。このひさし部２３によって、櫛歯状電極２と櫛歯状
電極３との間で起こった放電の影響が、下方の被エツチ
ング基板５へ及ぶのをより効果的に防ぐことができる。
実施例である。この例では、空洞部２２゜２３を設ける
とともに、櫛歯状電極３の縦寸法を櫛歯状電極２の縦寸
法より若干短くし、櫛歯状電極２の上下に櫛歯状電極３
の方向に向かって張出すひさし部２３を設けたものであ
る。このひさし部２３によって、櫛歯状電極２と櫛歯状
電極３との間で起こった放電の影響が、下方の被エツチ
ング基板５へ及ぶのをより効果的に防ぐことができる。
以上のとおり本発明によれば、プラズマエツチング装置
において、上部電極を一対の櫛歯状電極で構成するよう
にしたため、被エツチング基板への損傷を与えることな
しに、均一かつ良好なエツチング特性を得ることができ
、しかもエツチング速度を向上させることができる。
において、上部電極を一対の櫛歯状電極で構成するよう
にしたため、被エツチング基板への損傷を与えることな
しに、均一かつ良好なエツチング特性を得ることができ
、しかもエツチング速度を向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例に係るプラズマエツチング装
置の断面図、第２図は第１図に示す装置の櫛歯状電極の
斜視図、第３図は本発明に係る装置に用いる櫛歯状電極
の別な実施例の斜視図、第４図は第１図に示す装置の櫛
歯状電極の電気的配線図、第５図および第６図は本発明
に係る装置に用いる櫛歯状電極の別な実施例の断面図、
第７図および第８図は従来のプラズマエツチング装置の
断面図である。 １・・・エツチング室、１ａ・・・ガス導入口、１ｂ・
・・ガス排出口、２・・・櫛歯状電極、３・・・櫛歯状
電極、４・・・平板状電極、５・・・被エツチング基板
、６・・・第１の高周波電源、７・・・第２の高周波電
源、１１・・・エツチング室、１２・・・上部電極、１
３・・・下部電極、１４・・・被エツチング基板、１５
・・・高周波電源、１６・・・リング状電極、１７・・
・大電力高周波電源、２１・・・電極壁部、２２・・・
空洞部、２３・・・ひさし□部、３１・・・電極壁部、
３２・・・空洞部。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第５図 第６図 第７図 第８図
置の断面図、第２図は第１図に示す装置の櫛歯状電極の
斜視図、第３図は本発明に係る装置に用いる櫛歯状電極
の別な実施例の斜視図、第４図は第１図に示す装置の櫛
歯状電極の電気的配線図、第５図および第６図は本発明
に係る装置に用いる櫛歯状電極の別な実施例の断面図、
第７図および第８図は従来のプラズマエツチング装置の
断面図である。 １・・・エツチング室、１ａ・・・ガス導入口、１ｂ・
・・ガス排出口、２・・・櫛歯状電極、３・・・櫛歯状
電極、４・・・平板状電極、５・・・被エツチング基板
、６・・・第１の高周波電源、７・・・第２の高周波電
源、１１・・・エツチング室、１２・・・上部電極、１
３・・・下部電極、１４・・・被エツチング基板、１５
・・・高周波電源、１６・・・リング状電極、１７・・
・大電力高周波電源、２１・・・電極壁部、２２・・・
空洞部、２３・・・ひさし□部、３１・・・電極壁部、
３２・・・空洞部。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、櫛歯状に複数の歯部が形成された第１の電極および
第２の電極と、平板状の第３の電極と、前記第１の電極
と前記第２の電極との間に電圧を印加する第１の電源と
、前記第１の電極と前記第３の電極との間に電圧を印加
する第２の電源と、を備え、前記第１の電極と前記第２
の電極とを、それぞれの歯部が互い違いに所定の間隙を
もって嵌合するように、かつ、前記第３の電極と対向す
るように配し、各電極間にプラズマを発生させて前記第
３の電極上に載置された被エッチング基板をエッチング
するように構成したことを特徴とするプラズマエッチン
グ装置。 ２、第１の電源が高周波電源であり、第２の電源が前記
第１の電源より小さな電力を供給する高周波電源である
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
エッチング装置。 ３、第１の電源が高周波電源であり、第２の電源が直流
電源であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のプラズマエッチング装置。 ４、第１の電極および第２の電極が内部に冷却水を流す
ための空洞部を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第３項のいずれかに記載のプラズマエッチン
グ装置。 ５、第１の電極が第２の電極の方向に向かって張出した
ひさし部を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第４項のいずれかに記載のプラズマエッチング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6990987A JPS63234532A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | プラズマエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6990987A JPS63234532A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | プラズマエツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63234532A true JPS63234532A (ja) | 1988-09-29 |
Family
ID=13416296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6990987A Pending JPS63234532A (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | プラズマエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63234532A (ja) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO2003081650A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma processing device and production method of thin-film forming substrate |
| JP2006093669A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-04-06 | Nanofilm Technologies Internatl Pte Ltd | 基体表面から材料を取り除く方法と装置 |
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| JPS6240829B2 (ja) * | 1981-02-27 | 1987-08-31 | Shin Kobe Electric Machinery |
-
1987
- 1987-03-24 JP JP6990987A patent/JPS63234532A/ja active Pending
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