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JPH0518908B2 - - Google Patents
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JPH0518908B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0518908B2
JPH0518908B2 JP57066603A JP6660382A JPH0518908B2 JP H0518908 B2 JPH0518908 B2 JP H0518908B2 JP 57066603 A JP57066603 A JP 57066603A JP 6660382 A JP6660382 A JP 6660382A JP H0518908 B2 JPH0518908 B2 JP H0518908B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
sample
electrostatic chuck
dry etching
chuck mechanism
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57066603A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58185773A (en
Inventor
Haruo Okano
Takashi Yamazaki
Yasuhiro Horiike
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
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP6660382A priority Critical patent/JPS58185773A/en
Publication of JPS58185773A publication Critical patent/JPS58185773A/en
Publication of JPH0518908B2 publication Critical patent/JPH0518908B2/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)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、静電チヤツク機構を備えたドライエ
ツチング装置による試料のドライエツチング方法
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をたどり、最近
では最小寸法が1〜2〔μm〕の超LSIも試作され
るに至つている。このような微細加工には、通常
平行平板電極を有する反応容器内に、CF4等の反
応性ガスを導入し、試料載置の電極に高周波電力
(例えば、13.56MHz)を印加することによりグロ
ー放電を生じせしめ、プラズマ中の正イオンを陰
極(高周波電力印加の電極)面に生じる陰極降下
電圧(以下VDCと称す)によつて加速し、試料に
イオンを垂直に入射させて試料をエツチングす
る、所謂反応性イオンエツチング(eactive
Ion tching;RIE)が用いられている。しか
し、この平行平板電極によるRIEでは、例えば
CF4+H2ガスを用いたSiO2のエツチング速度は、
高々300〜400〔Å/min〕であり、1〔μm〕厚の
SiO2をエツチングするのに約40分もの時間を要
し、量産性の点で極めて不都合となる。このた
め、エツチング速度の高速化が望まれている。 エツチング速度を向上させるには、例えばRF
電力を増加させることが考えられるが、この場合
逆にRF電力の熱への変換による損失によりフオ
トレジストの劣化や変質が大きくなり、またVDC
の増大によつてデバイスへの損傷も助長される結
果となる。従つて、これらの問題点を避けるた
め、エツチング速度を犠牲にしてもRF電力をで
きるだけ下げて用いているのが現状である。この
本質的な原因は、RFによるグロー放電において
は、導入ガスのイオン化効率が1〔%〕以下と極
めて低いためである。 これに対して本発明者等は、最近RFのグロー
放電に代り、RF印加の電極下に永久磁石からな
る磁場発生手段を設け、RF電力による電界と直
交する磁界を形成して電子を(電界)×(磁界)方
向にドリフト運動させ、かつこの電子軌道を閉回
路とすることにより、電子とガス分子との衝突解
離を促進して放電効率を向上させたマグネトロン
放電利用のドライエツチング装置を提案した(特
願昭55−173821号)。 第1図は上記マグネトロン放電を利用したドラ
イエツチング装置を示す概略構成図である。ガス
導入口1と、排気系2,3とを備えた真空容器4
において、グロー放電5を生じる部屋6とマグネ
ツトアセンブリ(磁場発生手段)7が配置される
部屋8とが、高周波電力9が整合器10を通し
て、水冷パイプ11を兼ねた導管を結合した陰極
12およびバルブ13により仕切られている。エ
ツチング工程としては次のように行なわれる。ま
ず真空容器4の外部から回転導入機14により回
転されたネジ棒15はバルブ13をガイド16に
従い下部へ移動し、バルブ13が開く。次に両部
屋6と8は排気系3により10-4「Torr〕以下に排
気される。 10-4〔Torr〕以下に排気されると逆の動作でバ
ルブ13が閉じ、両部屋6,8を仕切る。その
後、反応ガスがガス導入口1を通して導入される
と同時に排気系2から排気されて 10-1〜10-2〔Torr〕台の圧力に制御され、高周
波電力9が陰極12に印加されるとE×Bの直交
電磁界によりマグネトロン放電17が生じ、後述
する静電チヤツク機構のSiウエハなどの被エツチ
ング材料(試料)19が、エツチングされる結果
となる。永久磁石7a,7b,7cのN極とS極
の磁極間隙は矩形で閉ループ状を為す。一方、第
1図と同じくマグネツトアセンブリ7をモータな
どの回転導入系20で走査するとマグネトロン放
電17の路が被エツチング材料19上を走査し、
均一にエツチングする。その際、部屋8は10-4
〔Torr〕の圧力に維持されているので放電を生ぜ
ず、被エツチング材料19が、第1図に示した時
の高周波電力の半分で同じエツチング速度を得る
ことができた。すなわち、第1図において、バル
ブ13を開いたままで、5×10-2〔Torr〕にハロ
ゲンガス、例えばCHF3ガスを導入してSiO2をエ
ツチングすると300〔W〕の高周波電力印加で、約
7000〔Å/分〕のエツチング速度から得られたも
のが、バルブ13を閉じて上記の方法で部屋6だ
けが放電されると150〔W〕の高周波電力印加で同
じエツチング速度が得られた。エツチング速度の
みならず、高周波電力を下げたことにより、その
熱損失も減り、SiO2上のマスクとなるレジスト
の傷みも皆無か若しくは非常に少なくなつた。 本提案の根本の高速RIE方法は超LSIの微細化
と共に5インチ、6インチと大口径化の一途をた
どる生産設備のうちのエツチング装置を量産性の
よい小型化装置を具体化する。すなわち、従来の
低いエツチング速度では量産のためにはできるだ
け多くウエハ枚数をバツチでエツチングしなけれ
ばならないがそのためにはRIE装置は大型化せざ
るを得ない。しかし、高速エツチングでは1枚又
は少数のウエハを処理するだけで量産性があり、
装置の小型化がはかられ、精浄度を保たねばなら
ないクリーンルームの床面積を余り占領しないで
すむ。 以上説明した様に第1図に示した高速ドライエ
ツチング装置を用いることにより、小型の装置で
量産性の向上が達成されることになるが、次に説
明する様に被エツチング物19を静電チヤツク系
より脱着する時間が、この量産性を大巾に低下さ
せる重要なフアクタであることが判明した。第2
図a,bは前記静電チヤツク機構18を示したも
ので第2図aは平面図、第2図bは同図aの矢視
A−A断面図である。図中21は、例えばサフア
イア基板であり、この基板21上には半円形の静
電電極22a,22bが対称に形成されている。
また、該電極22a,22b上にはマイラ等の絶
縁膜23が被着されている。そして、この絶縁膜
23上に前記被エツチング物19に相当する試料
(誘電材料)24が載置されるものとなつている。 この様に構成された静電チヤツク機構において
前記電極22a,22b間に第3図に示す如く1
〔KV〕程度の高電圧を印加すると、第2図bに
示す如く電気力線は電極22aから真直ぐ出て試
料24内に入り、Siウエハの様に電気抵抗が低い
材料の場合には、試料24内には電界が発生せず
電極22bに対向する側から出て22bに真直ぐ
入ると考えてよい。その時の吸引力の大きさは、
印加電圧の2乗に比例し、また試料24までの距
離の2乗に反比例することが知られている。すな
わち、印加電圧が大きい程吸引力は大きく、また
試料24と電極22a,22bとの間の密着性が
大きい程強い力でチヤツキングされることにな
る。第4図は最初試料24を静電チヤツクより固
定し、その後全体を逆さにして高電圧電源をオフ
にした時の試落下までの時間を調べたものであ
る。その結果、高電圧をオフにしても試料24が
自重で瞬間的に落下することはほとんど見られ
ず、落下までに1〜2日以上必要とすることが判
明した。すなわち、この実験事実はマイラ等の絶
縁膜23に誘起される双極子の緩和時間が非常に
長いことを示唆するものである。実際のエツチン
グにおいては、試料24のエツチング終了と同時
に、該試料24と次にエツチングされるべき試料
との速やかな交換が行なわれなければならない
が、上記非常に長い緩和時間からわかる様に、こ
の試料交換のためには何らかの強制手段を設けざ
るをえないのが現状である。第1図に示したドラ
イエツチング装置においては、被エツチング物1
9上の非常に強い磁場(イオンの衝突エネルギの
減少→ダメージの減少をもたらす。例えば、岡野
晴雄、山崎隆、堀池靖浩、第3回ドライプロセス
シンポジウム、P69(1981)電気学会参照)を保
障するために、水冷陰極12の厚さは4〔mm〕以
下と非常に薄くなつており、従つて前記外部手段
を機械加工等により設けることは極めて困難であ
る。このように第1図に示す如く磁場を応用した
エツチング装置により被エツチング物自体の高速
エツチングは達成されたことになるが、全体のシ
ステムとして考える場合には、前述の非常に長い
緩和時間が量産性の大幅な低下をもたらす大きな
要因となつている。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、静電チヤツク機構を用いて試
料をチヤツキングして試料をエツチングする際
に、各エツチング間における試料の交換を速やか
に行うことができ、生産性の向上をはかり得るド
ライエツチング方法を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明の骨子は、静電チヤツク電極に印加する
高電圧と陰極−陽極間に印加する高周波電力との
OFFタイミングをずらすことにより、前述した
緩和時間を短縮することにある。 本発明者等は前記第4図において説明した実験
を前記第1図に示したプラズマ内で行うことによ
り、次の重要な事実を見出した。すなわち、まず
高周波電力をオフしてから静電チヤツク電極に印
加する高電圧をオフする場合には、試料が落下す
るまでの時間は第4図の場合と同じ様に1〜2日
程度必要とするが、逆に高周波電力オフのタイミ
ングを前記静電チヤツク電極に印加する高電圧オ
フよりも遅らせることにより、試料が瞬間的に落
下することが判明した。この原因の詳細は現在の
ところ完全に解明されたとはいえないが、恐らく
13.56〔MHz〕の周波数がマイラ等の絶縁膜の誘電
緩和周波数よりも充分低いために、前記絶縁膜を
構成する配向分子の回転が容易に行なわれ、高周
波電場に追随した分子回転の境界において瞬間的
に試料が落下するものと推際される。 本発明はこのような事情を考慮し、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
陰極および該陰極の表面に対向配置された陽極を
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、上記マグネツトが配置された空
間を上記試料が配置される空間から遮蔽する手段
と、複数個の互いに絶縁された電極および該電極
上に被着された絶縁膜からなり、上記陰極の表面
に取着された静電チヤツク機構と、この静電チヤ
ツク機構の電極に高電圧を印加する手段とを具備
したドライエツチング装置を用い、前記陰極と陽
極との間に放電プラズマ生起すると共にマグネト
ロン放電を生起して前記試料をエツチングするド
ライエツチング方法において、前記試料のエツチ
ングが終了した時点で、前記放電を維持した状態
でまず前記静電チヤツク機構の電極に印加した高
電圧をOFFし、次いで前記陰極と陽極との間に
印加した高周波電力をOFFして前記試料を前記
静電チヤツク機構から外すようにした方法であ
る。 〔発明の効果〕 本発明によれば静電チヤツク機構の電極に印加
した高電圧をOFFしたのち、陰極と陽極との間
に印加した高周波電力をOFFすることにより、
静電チヤツク機構にチヤツキングした試料を該チ
ヤツク機構から速やかに外すことができる。この
ため、試料の交換を速やかに行うことができ、エ
ツチングによる全体の生産性の大幅な向上をはか
り得る。また、格別の部材を用いる必要なく、前
記高電圧と高周波電力とのOFFタイミングを設
定するのみで極めて容易に実現し得る等の利点が
ある。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。第5図a〜cは本発明の一実施例を説明
するためのタイミングチヤートである。第5図a
は前記第1図における永久磁石7a〜7cの1方
向走査の走査速度vと時間tとの関係、同図bは
高周波電力Pと時間tとの関係、同図cは静電電
極に印加する高電圧Eと時間tとの関係をそれぞ
れ示している。本実施例では、まずエツチング終
了点Aにおいて第2図に示した静電チヤツク電極
22a,22bへ印加した高電圧電源をOFFし
た後、前記永久磁石7a〜7cの1方向走査およ
び高周波電力印加の状態を少なくとも1サイクル
以上の走査の間維持し、その後例えばB点におい
て高周波電力をOFFにして1枚ウエハ(試料)
の全エツチング工程を終了させる。この様なエツ
チングシーケンスを組むことにより各エツチング
の間のウエハ交換を速やかに行うことが可能とな
り、従つて小型で1枚或いは少数枚処理のエツチ
ング装置およびエツチング方法が実現された。な
お、A点とB点との時間的遅れは永久磁石7a〜
7cの走査半サイクルで充分であることが確認さ
れた。 なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではなく、そ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。例えば、前記静
電チヤツク電極に印加する高電圧と陰極−陽極間
に印加する高周波電圧とのOFFタイミングずれ
時間は、仕様に応じて、適宜定めればよい。ま
た、静電チヤツク機構の構成は、仕様に応じて適
宜変更することが可能である。また、上述した実
施例のように陰極の表面にマグネツトを設けるタ
イプのドライエツチング装置に限らず、他のマグ
ネトロン放電を利用したドライエツチング装置を
用いてもよい。さらに、マグネトロン放電利用の
ドライエツチング装置に限らず、通常のグロー放
電を利用したドライエツチング装置に適用できる
のは勿論のことである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for dry etching a sample using a dry etching apparatus equipped with an electrostatic chuck mechanism. [Technical Background of the Invention and Problems Therewith] In recent years, integrated circuits have become increasingly miniaturized, and even ultra-LSIs with minimum dimensions of 1 to 2 [μm] have recently been prototyped. Such microfabrication is usually performed by introducing a reactive gas such as CF4 into a reaction vessel with parallel plate electrodes, and applying high frequency power (e.g. 13.56MHz) to the electrode on which the sample is placed. A discharge is generated, positive ions in the plasma are accelerated by the cathode drop voltage (hereinafter referred to as V DC ) generated on the cathode (electrode to which high-frequency power is applied), and the ions are perpendicularly incident on the sample to etch the sample. The so-called reactive ion etching ( R eactive
ion etching (RIE) is used. However, in RIE using parallel plate electrodes, for example,
The etching rate of SiO 2 using CF 4 + H 2 gas is:
300 to 400 [Å/min] at most, and 1 [μm] thick
It takes about 40 minutes to etch SiO 2 , which is extremely inconvenient in terms of mass production. Therefore, it is desired to increase the etching speed. To improve the etching speed, e.g. RF
It is conceivable to increase the power, but in this case, conversely, the loss due to conversion of RF power to heat will increase the deterioration and deterioration of the photoresist, and the V DC
As a result, damage to the device is also exacerbated by the increase in the amount of damage to the device. Therefore, in order to avoid these problems, the current practice is to lower the RF power as much as possible even at the expense of etching speed. The essential reason for this is that in glow discharge by RF, the ionization efficiency of the introduced gas is extremely low at 1% or less. In response to this, the present inventors have recently installed a magnetic field generating means consisting of a permanent magnet under the RF applying electrode instead of RF glow discharge, and created a magnetic field orthogonal to the electric field caused by RF power to generate electrons (electric field). ) We proposed a dry etching device using magnetron discharge that improves discharge efficiency by promoting collisional dissociation between electrons and gas molecules by drifting in the direction of ) × (magnetic field) and making these electron orbits a closed circuit. (Special Application No. 173821, 1982). FIG. 1 is a schematic diagram showing a dry etching apparatus using the magnetron discharge described above. Vacuum container 4 equipped with a gas inlet 1 and exhaust systems 2 and 3
A room 6 in which a glow discharge 5 is generated and a room 8 in which a magnet assembly (magnetic field generating means) 7 is arranged are connected to a cathode 12 and a cathode 12 connected to a conduit that also serves as a water cooling pipe 11 through which a high frequency power 9 passes through a matching box 10. It is separated by a valve 13. The etching process is carried out as follows. First, the threaded rod 15 rotated by the rotary introduction device 14 from outside the vacuum container 4 moves the valve 13 downward according to the guide 16, and the valve 13 opens. Next, both rooms 6 and 8 are evacuated to below 10 -4 Torr by the exhaust system 3. When the air is exhausted below 10 -4 Torr, the valve 13 is closed by the reverse operation, and both rooms 6 and 8 are exhausted. Thereafter, the reaction gas is introduced through the gas inlet 1 and at the same time is exhausted from the exhaust system 2, and the pressure is controlled to be on the order of 10 -1 to 10 -2 [Torr], and high frequency power 9 is applied to the cathode 12. Then, a magnetron discharge 17 is generated by the orthogonal electromagnetic field of ExB, and the material to be etched (sample) 19 such as a Si wafer of an electrostatic chuck mechanism, which will be described later, is etched.Permanent magnets 7a, 7b, The magnetic pole gap between the N and S poles 7c is rectangular and forms a closed loop.On the other hand, when the magnet assembly 7 is scanned by the rotation introducing system 20 such as a motor as in FIG. scan above,
Etch evenly. At that time, room 8 is 10 -4
Since the pressure was maintained at [Torr], no electrical discharge occurred, and the material to be etched 19 could be etched at the same rate with half the high frequency power as shown in FIG. That is, in FIG. 1, when SiO 2 is etched by introducing halogen gas, for example CHF 3 gas, at 5×10 -2 [Torr] with the valve 13 open, approximately 300 [W] of high frequency power is applied.
An etching rate of 7000 Å/min was obtained, but when the valve 13 was closed and only the chamber 6 was discharged in the manner described above, the same etching rate was obtained by applying a high frequency power of 150 W. By lowering not only the etching speed but also the high-frequency power, the heat loss was reduced, and damage to the resist that serves as a mask on the SiO 2 was eliminated or extremely reduced. The high-speed RIE method that is the basis of this proposal embodies the miniaturization of etching equipment for mass production, which is part of the production equipment whose diameters continue to increase to 5 inches and 6 inches as the ultra-LSI becomes finer. That is, with conventional low etching speeds, it is necessary to batch-etch as many wafers as possible for mass production, which requires the RIE apparatus to be larger. However, high-speed etching allows for mass production by processing only one or a small number of wafers.
The device can be made smaller and does not take up much floor space in a clean room where purity must be maintained. As explained above, by using the high-speed dry etching apparatus shown in FIG. 1, an improvement in mass productivity can be achieved with a compact apparatus. It has been found that the time taken to attach and detach the chuck system is an important factor that greatly reduces mass productivity. Second
Figures a and b show the electrostatic chuck mechanism 18. Figure 2a is a plan view, and Figure 2b is a sectional view taken along the line A--A in Figure a. Reference numeral 21 in the figure is, for example, a sapphire substrate, on which semicircular electrostatic electrodes 22a and 22b are formed symmetrically.
Further, an insulating film 23 made of Mylar or the like is deposited on the electrodes 22a and 22b. A sample (dielectric material) 24 corresponding to the object to be etched 19 is placed on this insulating film 23. In the electrostatic chuck mechanism constructed in this way, as shown in FIG.
When a high voltage of about [KV] is applied, the lines of electric force come straight out from the electrode 22a and enter the sample 24, as shown in Figure 2b, and in the case of a material with low electrical resistance such as a Si wafer, It may be considered that no electric field is generated in the electrode 24 and that it exits from the side facing the electrode 22b and enters the electrode 22b straight. The magnitude of the suction force at that time is
It is known that it is proportional to the square of the applied voltage and inversely proportional to the square of the distance to the sample 24. That is, the larger the applied voltage, the greater the attraction force, and the greater the adhesion between the sample 24 and the electrodes 22a, 22b, the stronger the chuck force will be. FIG. 4 shows the time taken to test drop when the sample 24 was first fixed with an electrostatic chuck, then the whole was turned upside down and the high voltage power supply was turned off. As a result, it was found that even when the high voltage was turned off, the sample 24 hardly ever fell down due to its own weight, and it took 1 to 2 days or more for the sample 24 to fall. That is, this experimental fact suggests that the relaxation time of the dipole induced in the insulating film 23 such as Mylar is extremely long. In actual etching, as soon as the etching of the sample 24 is completed, the sample 24 must be quickly replaced with the sample to be etched next. The current situation is that some kind of compulsory means must be put in place to exchange samples. In the dry etching apparatus shown in FIG.
9 (reduces ion collision energy → reduces damage. For example, see Haruo Okano, Takashi Yamazaki, Yasuhiro Horiike, 3rd Dry Process Symposium, p. 69 (1981) Institute of Electrical Engineers of Japan). Therefore, the thickness of the water-cooled cathode 12 is extremely thin, less than 4 mm, and therefore it is extremely difficult to provide the external means by machining or the like. In this way, as shown in Figure 1, high-speed etching of the object to be etched has been achieved using an etching device that applies a magnetic field, but when considered as a whole system, the extremely long relaxation time mentioned above is not enough for mass production. It is a major factor leading to a significant decline in sexual performance. [Object of the Invention] An object of the present invention is to quickly exchange the sample between each etching process when chucking and etching the sample using an electrostatic chuck mechanism, thereby improving productivity. The object of the present invention is to provide a dry etching method that can be measured. [Summary of the Invention] The gist of the present invention is to combine the high voltage applied to the electrostatic chuck electrode and the high frequency power applied between the cathode and the anode.
By shifting the OFF timing, the purpose is to shorten the above-mentioned relaxation time. The inventors of the present invention discovered the following important fact by conducting the experiment described in FIG. 4 above in the plasma shown in FIG. 1 above. In other words, if you first turn off the high frequency power and then turn off the high voltage applied to the electrostatic chuck electrode, it will take about 1 to 2 days for the sample to fall, as in the case of Figure 4. However, it has been found that, conversely, by delaying the timing of turning off the high frequency power compared to the turning off of the high voltage applied to the electrostatic chuck electrode, the sample drops instantaneously. Although the details of this cause have not yet been completely elucidated, it is likely that
Since the frequency of 13.56 [MHz] is sufficiently lower than the dielectric relaxation frequency of an insulating film such as mylar, the oriented molecules that make up the insulating film easily rotate, and instantaneous changes occur at the boundary of molecular rotation following the high-frequency electric field. It is assumed that the sample falls down. Taking these circumstances into consideration, the present invention provides a vacuum vessel comprising a cathode to which high frequency power is applied and a sample placed on the surface thereof, an anode disposed opposite to the surface of the cathode, and a vacuum vessel within the vacuum vessel. means for introducing a reactive gas into the magnet, means for shielding a space in which the magnet is arranged from a space in which the sample is arranged, and a plurality of mutually insulated electrodes and an insulating film deposited on the electrodes. Using a dry etching device equipped with an electrostatic chuck mechanism attached to the surface of the cathode and means for applying a high voltage to the electrodes of the electrostatic chuck mechanism, a discharge is generated between the cathode and anode. In a dry etching method in which plasma is generated and magnetron discharge is generated to etch the sample, when etching of the sample is completed, a high voltage is first applied to the electrode of the electrostatic chuck mechanism while the discharge is maintained. In this method, the sample is removed from the electrostatic chuck mechanism by turning off the sample and then turning off the high-frequency power applied between the cathode and the anode. [Effects of the Invention] According to the present invention, by turning off the high voltage applied to the electrode of the electrostatic chuck mechanism and then turning off the high frequency power applied between the cathode and the anode,
A sample chucked onto the electrostatic chuck mechanism can be quickly removed from the chuck mechanism. Therefore, samples can be quickly replaced, and the overall productivity of etching can be greatly improved. Further, there is an advantage that it can be realized extremely easily by simply setting the OFF timing of the high voltage and high frequency power without using special members. [Embodiments of the Invention] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 5a to 5c are timing charts for explaining one embodiment of the present invention. Figure 5a
is the relationship between the scanning speed v and time t of the unidirectional scanning of the permanent magnets 7a to 7c in FIG. 1, b is the relationship between high frequency power P and time t, and c is the relationship between the high frequency power P and time t applied to the electrostatic electrode. The relationship between high voltage E and time t is shown. In this embodiment, first, at the etching end point A, the high voltage power applied to the electrostatic chuck electrodes 22a and 22b shown in FIG. The state is maintained for at least one cycle of scanning, and then, for example, at point B, the high frequency power is turned off and one wafer (sample) is removed.
Complete the entire etching process. By assembling such an etching sequence, it becomes possible to quickly exchange wafers between each etching process, thereby realizing a compact etching apparatus and etching method capable of processing one or a small number of wafers. Note that the time delay between point A and point B is due to the permanent magnet 7a~
It was confirmed that 7c scan half cycles were sufficient. Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof. For example, the OFF timing shift time between the high voltage applied to the electrostatic chuck electrode and the high frequency voltage applied between the cathode and the anode may be determined as appropriate depending on the specifications. Further, the configuration of the electrostatic chuck mechanism can be changed as appropriate depending on specifications. Furthermore, the dry etching apparatus is not limited to the type in which a magnet is provided on the surface of the cathode as in the above-described embodiment, but other dry etching apparatuses utilizing magnetron discharge may be used. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be applied not only to dry etching apparatuses that utilize magnetron discharge, but also to dry etching apparatuses that utilize ordinary glow discharge.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はマグネトロン放電を利用した高速のド
ライエツチング装置を示す概略構成図、第2図
a,bは上記装置に使用した静電チヤツク機構を
示す平面図および断面図、第3図および第4図は
上記静電チヤツク機構の作用を説明するためのも
ので、第3図は使用例を示す図、第4図は静電チ
ヤツク機構により試料を固定し、それを逆さにし
て高電圧をオフした時の試料が落下するまでの時
間を調べた実験データを示す図、第5図a〜cは
本発明の一実施例を説明するためのタイミングチ
ヤートである。 1……ガス導入口、2,3……排気系、4……
真空容器(陽極)、5……グロー放電、6……真
空室、7……マグネツトアツセンブリ、8……
10-4〔Torr〕以下の高真空室、9……高周波電
源、10……マツチング回路、11……水冷パイ
プ、12……陰極、13……仕切り弁、14……
電磁弁、15……ねじ棒、16……ガイド、17
……マグネトロン放電、18……静電チヤツク機
構、19,24……被エツチング物(試料)、2
0……モータ、21……サフアイア、22a,2
2b……静電電極、23……絶縁膜。
Figure 1 is a schematic configuration diagram showing a high-speed dry etching device using magnetron discharge, Figures 2a and b are plan views and sectional views showing the electrostatic chuck mechanism used in the device, and Figures 3 and 4. The figures are for explaining the action of the electrostatic chuck mechanism mentioned above. Fig. 3 shows an example of its use, and Fig. 4 shows how the electrostatic chuck mechanism fixes the sample, turns it upside down, and turns off the high voltage. Figures 5a to 5c are timing charts for explaining one embodiment of the present invention. 1... Gas inlet, 2, 3... Exhaust system, 4...
Vacuum container (anode), 5... Glow discharge, 6... Vacuum chamber, 7... Magnet assembly, 8...
10 -4 [Torr] or less high vacuum chamber, 9...high frequency power supply, 10...matching circuit, 11...water cooling pipe, 12...cathode, 13...gate valve, 14...
Solenoid valve, 15... Threaded rod, 16... Guide, 17
... Magnetron discharge, 18 ... Electrostatic chuck mechanism, 19, 24 ... Object to be etched (sample), 2
0...Motor, 21...Saphire, 22a, 2
2b... Electrostatic electrode, 23... Insulating film.

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よび該陰極の表面に対向配
置された陽極を備えた真空容器と、この真空容器
内に反応ガスを導入する手段と、電極および該電
極上に被着された絶縁膜からなり、上記陰極の表
面に取着された静電チヤツク機構と、この静電チ
ヤツク機構の電極に高電圧を印加する手段とを具
備したドライエツチング装置を用い、前記陰極と
陽極との間に放電プラズマを生起して前記試料を
エツチングするドライエツチング方法において、
前記試料のエツチングが終了した時点で、前記放
電を維持した状態で前記静電チヤツク機構の電極
に印加した高電圧をOFFにしたのち、次いで前
記陰極と陽極との間に印加した高周波電力を
OFFして前記試料を前記静電チヤツク機構から
外すことを特徴とするドライエツチング方法。 2 前記陰極と陽極との間に生起する放電プラズ
マは、マグネトロン放電によるプラズマであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のドラ
イエツチング方法。 3 前記陰極の裏面に設けられ閉ループ状の磁極
間隙により前記陰極の表面に磁場を印加するマグ
ネツトと、このマグネツトを前記高周波電力によ
る電界方向と直交する方向に走査する手段と、前
記マグネツトが配置された空間を前記試料が配置
される空間から遮蔽する手段とを備えたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライエツ
チング方法。 4 前記静電チヤツクの電極は複数個の互いに絶
縁されたものであつて、前記高電圧の印加は前記
静電チヤツクの各電極間への印加であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のドライ方
法。
[Scope of Claims] 1. A vacuum vessel equipped with a cathode to which high-frequency power is applied and a sample placed on the surface thereof, and an anode placed opposite to the surface of the cathode, and a reactant gas in the vacuum vessel. an electrostatic chuck mechanism comprising an electrode and an insulating film deposited on the electrode and attached to the surface of the cathode; and means for applying a high voltage to the electrode of the electrostatic chuck mechanism. In a dry etching method, the sample is etched by generating discharge plasma between the cathode and the anode using a dry etching apparatus equipped with the following steps:
When the etching of the sample is completed, the high voltage applied to the electrode of the electrostatic chuck mechanism is turned off while the discharge is maintained, and then the high frequency power applied between the cathode and the anode is turned off.
A dry etching method characterized in that the electrostatic chuck mechanism is turned OFF and the sample is removed from the electrostatic chuck mechanism. 2. The dry etching method according to claim 1, wherein the discharge plasma generated between the cathode and the anode is plasma generated by magnetron discharge. 3. A magnet provided on the back surface of the cathode and applying a magnetic field to the surface of the cathode through a closed-loop magnetic pole gap, a means for scanning the magnet in a direction orthogonal to the direction of the electric field generated by the high-frequency power, and the magnet is arranged. 2. The dry etching method according to claim 1, further comprising means for shielding a space in which the sample is placed from a space in which the sample is placed. 4. Claim 1, wherein the electrostatic chuck has a plurality of electrodes that are insulated from each other, and the high voltage is applied between the electrodes of the electrostatic chuck. Drying method described in section.
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