JP2002217171A - エッチング装置 - Google Patents
エッチング装置Info
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- JP2002217171A JP2002217171A JP2001009282A JP2001009282A JP2002217171A JP 2002217171 A JP2002217171 A JP 2002217171A JP 2001009282 A JP2001009282 A JP 2001009282A JP 2001009282 A JP2001009282 A JP 2001009282A JP 2002217171 A JP2002217171 A JP 2002217171A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大口径のウェハやウェハ周辺領域部の均一性
が得られるにくいエッチングプロセスに対しても均一な
エッチング特性を得る。 【解決手段】 下部電極１４上に載置されたウェハ１０
の外周に臨む下部電極１４上にフォーカスリング１６を
設け、このフォーカスリング１６に、ガス通路１６１
と、このガス通路１６１に連通され、フォーカスリング
１６の中心方向に向け開口された複数のガス噴出孔１６
２を形成する。このガス噴出孔１６２からウェハの周辺
領域に対してエッチングガスを噴出し、そのガスの流量
および組成を変えることにより、ウェハ周辺領域で過剰
となるエッチャントの比率を下げ、かつウェハ周辺領域
で不足するバイプロダクトの影響を補正するためのデポ
性のガスを増やすことができ、均一なエッチングが可能
になる。
が得られるにくいエッチングプロセスに対しても均一な
エッチング特性を得る。 【解決手段】 下部電極１４上に載置されたウェハ１０
の外周に臨む下部電極１４上にフォーカスリング１６を
設け、このフォーカスリング１６に、ガス通路１６１
と、このガス通路１６１に連通され、フォーカスリング
１６の中心方向に向け開口された複数のガス噴出孔１６
２を形成する。このガス噴出孔１６２からウェハの周辺
領域に対してエッチングガスを噴出し、そのガスの流量
および組成を変えることにより、ウェハ周辺領域で過剰
となるエッチャントの比率を下げ、かつウェハ周辺領域
で不足するバイプロダクトの影響を補正するためのデポ
性のガスを増やすことができ、均一なエッチングが可能
になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハまたはウェ
ハの表面に形成された薄膜の全面または特定の箇所をエ
ッチングするエッチング装置に関し、さらに詳しくは、
３００ｍｍ以上の大口径のウェハやウェハ周辺領域のよ
うにエッチング特性が悪化するプロセスに対しても、均
一なエッチング特性が得られるようにしたエッチング装
置に関するものである。
ハの表面に形成された薄膜の全面または特定の箇所をエ
ッチングするエッチング装置に関し、さらに詳しくは、
３００ｍｍ以上の大口径のウェハやウェハ周辺領域のよ
うにエッチング特性が悪化するプロセスに対しても、均
一なエッチング特性が得られるようにしたエッチング装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセス、特にプラズマを用
いたドライエッチング装置においては、いかにしてウェ
ハを均一に処理するかがエッチング特性の面から重要な
ポイントなっている。ここで、均一なエッチングとは、
エッチングレート、エッチング選択比、エッチング形状
がウェハの全面に亘って可能な限り等しくなることであ
る。一方、均一なエッチングを実現する方法としては、
エッチングされるウェハ表面の直上におけるプラズマ密
度、電子温度、ラジカルの組成、電場（バイアス）、磁
場及び圧力等を均一にすることが最適であるといわれて
いる。しかし、実現困難なものは、エッチングに使用さ
れるガスの組成である。これはあらゆるエッチングパラ
メータをウェハ面内で均一にしても、ウェハ周辺領域に
おけるエッチングの非均一性は避けられない。すなわ
ち、ウェハの中央領域においては、その周囲が被エッチ
ング対象で囲まれているため、エッチャントの消費が激
しく、エッチング時の生成物であるバイプロダクトの生
成が増加する。これに対して、ウェハの周辺領域では、
上記中央領域と逆の現象が生じるからである。
いたドライエッチング装置においては、いかにしてウェ
ハを均一に処理するかがエッチング特性の面から重要な
ポイントなっている。ここで、均一なエッチングとは、
エッチングレート、エッチング選択比、エッチング形状
がウェハの全面に亘って可能な限り等しくなることであ
る。一方、均一なエッチングを実現する方法としては、
エッチングされるウェハ表面の直上におけるプラズマ密
度、電子温度、ラジカルの組成、電場（バイアス）、磁
場及び圧力等を均一にすることが最適であるといわれて
いる。しかし、実現困難なものは、エッチングに使用さ
れるガスの組成である。これはあらゆるエッチングパラ
メータをウェハ面内で均一にしても、ウェハ周辺領域に
おけるエッチングの非均一性は避けられない。すなわ
ち、ウェハの中央領域においては、その周囲が被エッチ
ング対象で囲まれているため、エッチャントの消費が激
しく、エッチング時の生成物であるバイプロダクトの生
成が増加する。これに対して、ウェハの周辺領域では、
上記中央領域と逆の現象が生じるからである。
【０００３】そこで、従来のエッチング装置において
は、図４に示すように、真空反応室１内の下部電極（ウ
ェハステージ）２上に載置されたウェハ３の外周囲に位
置する下部電極２上の箇所に、円環状のフォーカスリン
グ４を設け、このフォーカスリング４により上述する現
象を緩和し、エッチングの均一性を改善するようにして
いる。また、上記フォーカスリング４には、ウェハ３の
外側が単なる空間とならないように、図５に示す縦断面
形状が矩形状を呈するもの、または図６に示す縦断面形
状が階段状を呈するものなどが使用される。そして、こ
れらのフォーカスリング４に、ウェハのようにエッチャ
ントを積極的に消費する材料を使用したり、電気的な連
続性を持たせたり、或いはフォーカスリング４を図６に
示すように階段状にして、エッチングガスの流れに淀み
を作ることにより、エッチングの均一性効果を持たせる
ようにしている。なお、図４において、５は真空反応室
１内の上部に設けた上部電極であり、６は上部電極５の
下面に設けたガス噴出用のシャワープレートである。
は、図４に示すように、真空反応室１内の下部電極（ウ
ェハステージ）２上に載置されたウェハ３の外周囲に位
置する下部電極２上の箇所に、円環状のフォーカスリン
グ４を設け、このフォーカスリング４により上述する現
象を緩和し、エッチングの均一性を改善するようにして
いる。また、上記フォーカスリング４には、ウェハ３の
外側が単なる空間とならないように、図５に示す縦断面
形状が矩形状を呈するもの、または図６に示す縦断面形
状が階段状を呈するものなどが使用される。そして、こ
れらのフォーカスリング４に、ウェハのようにエッチャ
ントを積極的に消費する材料を使用したり、電気的な連
続性を持たせたり、或いはフォーカスリング４を図６に
示すように階段状にして、エッチングガスの流れに淀み
を作ることにより、エッチングの均一性効果を持たせる
ようにしている。なお、図４において、５は真空反応室
１内の上部に設けた上部電極であり、６は上部電極５の
下面に設けたガス噴出用のシャワープレートである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来のエッチング装置においても、エッチングガスの組
成の違いによる上記現象の緩和効果は小さく、しかも、
図４に示すように、真空反応室１の上部からのガス導入
に加えて側面箇所からエッチングガスを導入する構成に
しても、希望する緩和効果の実現できない。また、真空
反応室１の側面箇所からエッチングガスを導入する構造
のエッチング装置では、真空反応室の側壁部からウェハ
の外周領域までの距離が相当あるため、側面からのガス
導入による効果にも限界がある。また、真空反応室の側
壁部からウェハの外周領域までの距離が狭いと真空反応
室の排気特性が劣化したり、エッチングの均一性が悪化
するという問題がある。
従来のエッチング装置においても、エッチングガスの組
成の違いによる上記現象の緩和効果は小さく、しかも、
図４に示すように、真空反応室１の上部からのガス導入
に加えて側面箇所からエッチングガスを導入する構成に
しても、希望する緩和効果の実現できない。また、真空
反応室１の側面箇所からエッチングガスを導入する構造
のエッチング装置では、真空反応室の側壁部からウェハ
の外周領域までの距離が相当あるため、側面からのガス
導入による効果にも限界がある。また、真空反応室の側
壁部からウェハの外周領域までの距離が狭いと真空反応
室の排気特性が劣化したり、エッチングの均一性が悪化
するという問題がある。
【０００５】そこで本発明は、上述の問題を解決するた
めになされたもので、大口径のウェハやウェハ周辺領域
部の均一性が得られるにくいエッチングプロセスに対し
ても均一なエッチング特性を得ることができるエッチン
グ装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、大口径のウェハやウェハ周辺領域
部の均一性が得られるにくいエッチングプロセスに対し
ても均一なエッチング特性を得ることができるエッチン
グ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、真空反応室と、前記真空反応室内に設置さ
れ、ウェハが載置されるウェハステージと、前記ウェハ
ステージ上のウェハに対して上方からエッチングガスを
噴出する第１ガス噴出手段とを有し、前記第１ガス噴出
手段から噴出されるエッチングガスを高周波電力により
プラズマ化し、このプラズマ化した活性ガスにより前記
ウェハをエッチングする装置において、前記ウェハの外
周近傍に、該ウェハの外周から中央に向けエッチングガ
スを噴出する第２ガス噴出手段を設けたことを特徴とす
る。
に本発明は、真空反応室と、前記真空反応室内に設置さ
れ、ウェハが載置されるウェハステージと、前記ウェハ
ステージ上のウェハに対して上方からエッチングガスを
噴出する第１ガス噴出手段とを有し、前記第１ガス噴出
手段から噴出されるエッチングガスを高周波電力により
プラズマ化し、このプラズマ化した活性ガスにより前記
ウェハをエッチングする装置において、前記ウェハの外
周近傍に、該ウェハの外周から中央に向けエッチングガ
スを噴出する第２ガス噴出手段を設けたことを特徴とす
る。
【０００７】本発明のエッチング装置においては、第１
ガス噴出手段とは独立した第２ガス噴出手段からウェハ
の周辺領域に対してエッチングガスを噴出することがで
きる。これにより、大口径のウェハやウェハ周辺領域部
の均一性が得られるにくいエッチングプロセスに対して
も均一なエッチング特性を得ることが可能になる。
ガス噴出手段とは独立した第２ガス噴出手段からウェハ
の周辺領域に対してエッチングガスを噴出することがで
きる。これにより、大口径のウェハやウェハ周辺領域部
の均一性が得られるにくいエッチングプロセスに対して
も均一なエッチング特性を得ることが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実
施の形態を示すドライエッチング装置の概略構成図、図
２は本発明の一実施の形態におけるドライエッチング装
置に使用されるフォーカスリングの一例を示す要部の拡
大断面図、図３は本発明の一実施の形態におけるドライ
エッチング装置に使用されるフォーカスリングの他の例
を示す要部の拡大断面図である。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実
施の形態を示すドライエッチング装置の概略構成図、図
２は本発明の一実施の形態におけるドライエッチング装
置に使用されるフォーカスリングの一例を示す要部の拡
大断面図、図３は本発明の一実施の形態におけるドライ
エッチング装置に使用されるフォーカスリングの他の例
を示す要部の拡大断面図である。
【０００９】図１において、ドライエッチング装置は、
ウェハ１０をエッチング処理する真空反応室１２と、こ
の真空反応室１２内に設置された円形状の下部電極（請
求項に記載のウェハステージを構成する）１４と、この
下部電極１４上に載置されたウェハ１０の外周に臨む下
部電極１４の上面箇所１４１に設けられた円環状のフォ
ーカスリング１６と、真空反応室１２内の上部に設けた
上部電極１８と、この上部電極１８の下面に設けたガス
噴出用のシャワープレート２０（請求項に記載した第１
ガス噴出手段に相当する）を備える。また、真空反応室
１２の外周には図示省略した周知の空心コイルが設置さ
れる構成になっている。なお、下部電極１４上に載置さ
れたウェハ１０は、下部電極１４に設けられた静電チャ
ックまたは機械的チャック（何れも図示省略）により保
持される。また、フォーカスリング１６は、下部電極１
４の上面箇所１４１に載置またはネジ止め等により保持
される構成になっている。
ウェハ１０をエッチング処理する真空反応室１２と、こ
の真空反応室１２内に設置された円形状の下部電極（請
求項に記載のウェハステージを構成する）１４と、この
下部電極１４上に載置されたウェハ１０の外周に臨む下
部電極１４の上面箇所１４１に設けられた円環状のフォ
ーカスリング１６と、真空反応室１２内の上部に設けた
上部電極１８と、この上部電極１８の下面に設けたガス
噴出用のシャワープレート２０（請求項に記載した第１
ガス噴出手段に相当する）を備える。また、真空反応室
１２の外周には図示省略した周知の空心コイルが設置さ
れる構成になっている。なお、下部電極１４上に載置さ
れたウェハ１０は、下部電極１４に設けられた静電チャ
ックまたは機械的チャック（何れも図示省略）により保
持される。また、フォーカスリング１６は、下部電極１
４の上面箇所１４１に載置またはネジ止め等により保持
される構成になっている。
【００１０】上記シャワープレート２０には、種類の異
なる複数のエッチングガス源、例えばＯ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ
8、ＣＯ等のガス源からシャワープレート２０に供給さ
れるガス流量及びガス組成を調整する各別の流量制御弁
（請求項に記載した第１ガス噴出手段の流量制御手段に
相当する）２２−１〜２２−４がガス供給路２４を介し
て接続されている。また、シャワープレート２０を含め
た上部電極１８とアースとの間には、例えば２７ＭＨｚ
の電磁波を発生するＵＨＦ電源２６が接続され、さら
に、下部電極１４とアースとの間には、例えば８００ｋ
Ｈｚの高周波バイアス電源２８が接続されている。な
お、上記ＵＨＦ電源２６の周波数及び高周波バイアス電
源２８の周波数は上述した値に限定されない。
なる複数のエッチングガス源、例えばＯ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ
8、ＣＯ等のガス源からシャワープレート２０に供給さ
れるガス流量及びガス組成を調整する各別の流量制御弁
（請求項に記載した第１ガス噴出手段の流量制御手段に
相当する）２２−１〜２２−４がガス供給路２４を介し
て接続されている。また、シャワープレート２０を含め
た上部電極１８とアースとの間には、例えば２７ＭＨｚ
の電磁波を発生するＵＨＦ電源２６が接続され、さら
に、下部電極１４とアースとの間には、例えば８００ｋ
Ｈｚの高周波バイアス電源２８が接続されている。な
お、上記ＵＨＦ電源２６の周波数及び高周波バイアス電
源２８の周波数は上述した値に限定されない。
【００１１】上記フォーカスリング１６は、シリコン、
アルミニウム、ステンレス、酸化シリコン、酸化アルミ
ニウム等を主体とする材料から構成されるもので、その
縦断面形状は、図２に示すように矩形状を呈し、かつ下
部電極１４に載置されたウェハ１０の上面までの高さに
ほぼ同じ厚さを有している。このフォーカスリング１６
の下部電極１４との当接面箇所には、図１及び図２に示
すように、ガス通路１６１がフォーカスリング１６の全
長に亘りリング状に形成され、さらに、一端がガス通路
１６１に連通され他端がフォーカスリング１６を貫通し
てフォーカスリング１６の中心に対して斜め上方へ向け
開口されたガス噴出孔１６２がフォーカスリング１６の
円周方向に所定の間隔離して複数形成されている。この
実施の形態におけるガス噴出孔１６２の数は４個以上で
ある。
アルミニウム、ステンレス、酸化シリコン、酸化アルミ
ニウム等を主体とする材料から構成されるもので、その
縦断面形状は、図２に示すように矩形状を呈し、かつ下
部電極１４に載置されたウェハ１０の上面までの高さに
ほぼ同じ厚さを有している。このフォーカスリング１６
の下部電極１４との当接面箇所には、図１及び図２に示
すように、ガス通路１６１がフォーカスリング１６の全
長に亘りリング状に形成され、さらに、一端がガス通路
１６１に連通され他端がフォーカスリング１６を貫通し
てフォーカスリング１６の中心に対して斜め上方へ向け
開口されたガス噴出孔１６２がフォーカスリング１６の
円周方向に所定の間隔離して複数形成されている。この
実施の形態におけるガス噴出孔１６２の数は４個以上で
ある。
【００１２】また、フォーカスリング１６の縦断面形状
は、図３に示すように、下部電極１４に載置されたウェ
ハ１０の上面までの高さより低い部分１６Ａと、ウェハ
１０の上面までの高さより高い部分１６Ｂとを有する階
段形状を呈し、この高い部分１６Ｂには、フォーカスリ
ング１６の中心に対して水平方向に開口されたガス噴出
孔１６２がフォーカスリング１６の円周方向に所定の間
隔離して複数形成され、この各ガス噴出孔１６２は下部
電極１４との当接面箇所に形成したガス通路１６１に連
通されている。上記ガス通路１６１には、種類の異なる
複数のエッチングガス源、例えばＯ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ8、
ＣＨＦ3等のガス源からガス通路１６１及びガス噴出孔
１６２を通してウェハ１０の周辺領域に供給されるガス
流量及びガス組成を調整する各別の流量制御弁（請求項
に記載した第２ガス噴出手段の流量制御手段に相当す
る）３０−１〜３０−４がガス供給路３２を介して接続
されている。なお、上記フォーカスリング１６を含めた
ガス通路１６１及びガス噴出孔１６２は、請求項に記載
した第２ガス噴出手段を構成する。
は、図３に示すように、下部電極１４に載置されたウェ
ハ１０の上面までの高さより低い部分１６Ａと、ウェハ
１０の上面までの高さより高い部分１６Ｂとを有する階
段形状を呈し、この高い部分１６Ｂには、フォーカスリ
ング１６の中心に対して水平方向に開口されたガス噴出
孔１６２がフォーカスリング１６の円周方向に所定の間
隔離して複数形成され、この各ガス噴出孔１６２は下部
電極１４との当接面箇所に形成したガス通路１６１に連
通されている。上記ガス通路１６１には、種類の異なる
複数のエッチングガス源、例えばＯ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ8、
ＣＨＦ3等のガス源からガス通路１６１及びガス噴出孔
１６２を通してウェハ１０の周辺領域に供給されるガス
流量及びガス組成を調整する各別の流量制御弁（請求項
に記載した第２ガス噴出手段の流量制御手段に相当す
る）３０−１〜３０−４がガス供給路３２を介して接続
されている。なお、上記フォーカスリング１６を含めた
ガス通路１６１及びガス噴出孔１６２は、請求項に記載
した第２ガス噴出手段を構成する。
【００１３】上記のように構成されたエッチング装置に
おいて、真空反応室１２内の下部電極１４上にウェハ１
０を載置した状態で、Ｏ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ8、ＣＯ等のガ
ス源からウェハ１０のエッチングに最適なガスを流量制
御弁２２−１〜２２−４により選択し、かつその流量及
び組成を調整した混合ガスをシャワープレート２０に供
給し、さらに、Ｏ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ8、ＣＨＦ3等のガス源
からウェハ１０のエッチングに最適なガスを流量制御弁
３０−１〜３０−４により選択し、かつその流量及び組
成を調整した混合ガスをガス通路１６１及びガス噴出孔
１６２を通してウェハ１０の周辺領域に供給する。そし
て、空反応室１２内を図示省略した真空排気装置により
真空排気し、上部電極１８にＵＨＦ電源２６からの電磁
波を供給し、かつ図示省略した空心コイルにより印加さ
れる磁場との相互作用によって活性ガスプラズマを発生
させる。かかる状態で、下部電極１４に接続された高周
波バイアス電源２８からウェハ１０に高周波バイアス電
圧を印加することにより、プラズマ中の活性ガスをウェ
ハ表面に引き込んでエッチングを行う。
おいて、真空反応室１２内の下部電極１４上にウェハ１
０を載置した状態で、Ｏ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ8、ＣＯ等のガ
ス源からウェハ１０のエッチングに最適なガスを流量制
御弁２２−１〜２２−４により選択し、かつその流量及
び組成を調整した混合ガスをシャワープレート２０に供
給し、さらに、Ｏ2、Ａｒ、Ｃ4Ｆ8、ＣＨＦ3等のガス源
からウェハ１０のエッチングに最適なガスを流量制御弁
３０−１〜３０−４により選択し、かつその流量及び組
成を調整した混合ガスをガス通路１６１及びガス噴出孔
１６２を通してウェハ１０の周辺領域に供給する。そし
て、空反応室１２内を図示省略した真空排気装置により
真空排気し、上部電極１８にＵＨＦ電源２６からの電磁
波を供給し、かつ図示省略した空心コイルにより印加さ
れる磁場との相互作用によって活性ガスプラズマを発生
させる。かかる状態で、下部電極１４に接続された高周
波バイアス電源２８からウェハ１０に高周波バイアス電
圧を印加することにより、プラズマ中の活性ガスをウェ
ハ表面に引き込んでエッチングを行う。
【００１４】なお、この実施の形態において、フォーカ
スリング１６のガス噴出孔１６２からウェハ１0の周辺
領域に向け噴出されるエッチングガスの方向はガス噴出
孔１６２の開口の向きにより決定され、そして、噴出ガ
スの初速はガス噴出孔１６２の径に依存にする。また、
ガス噴出孔１６２の径と初速との関係は、おおよそ次式
に示すようになる。流量制御弁３０−１〜３０−４で決
定される流量Ｆは、Ｆ＝ｋ１γβ-2である。ただし、ｋ
１は定数、γは圧力、βはガス噴出孔の径である。この
式から、圧力が決まり、初速Ｓは、Ｓ＝ｋ２γとなる。
ただし、ｋ２は常数である。
スリング１６のガス噴出孔１６２からウェハ１0の周辺
領域に向け噴出されるエッチングガスの方向はガス噴出
孔１６２の開口の向きにより決定され、そして、噴出ガ
スの初速はガス噴出孔１６２の径に依存にする。また、
ガス噴出孔１６２の径と初速との関係は、おおよそ次式
に示すようになる。流量制御弁３０−１〜３０−４で決
定される流量Ｆは、Ｆ＝ｋ１γβ-2である。ただし、ｋ
１は定数、γは圧力、βはガス噴出孔の径である。この
式から、圧力が決まり、初速Ｓは、Ｓ＝ｋ２γとなる。
ただし、ｋ２は常数である。
【００１５】この実施の形態に示すエッチング装置にお
いて、ウェハ１０表面のシリコン酸化膜をエッチングす
る場合は、上部電極１８のＵＨＦ電源２６の周波数を２
７ＭＨｚ、パワーを２．５ｋＷとし、下部電極１４の高
周波バイアス電源２８の周波数を８００ｋＨｚ、パワー
を２ｋＷとし、真空反応室１２の圧力を１００ｍＴｏｒ
ｒとする。そして、シャワープレート２０に供給される
エッチングガスの種類および流量を、Ｃ4Ｆ8：２０ｓｃ
ｃｍ、Ｏ2：５０ｓｃｃｍ、Ａｒ：５００ｓｃｃｍと
し、また、フォーカスリング１６に供給されるエッチン
グガスの種類および流量を、ＣＨＦ3：３ｓｃｃｍ、Ｃ4
Ｆ8：２ｓｃｃｍ、Ｏ2：１０ｓｃｃｍ、Ａｒ：２５０ｓ
ｃｃｍとした。
いて、ウェハ１０表面のシリコン酸化膜をエッチングす
る場合は、上部電極１８のＵＨＦ電源２６の周波数を２
７ＭＨｚ、パワーを２．５ｋＷとし、下部電極１４の高
周波バイアス電源２８の周波数を８００ｋＨｚ、パワー
を２ｋＷとし、真空反応室１２の圧力を１００ｍＴｏｒ
ｒとする。そして、シャワープレート２０に供給される
エッチングガスの種類および流量を、Ｃ4Ｆ8：２０ｓｃ
ｃｍ、Ｏ2：５０ｓｃｃｍ、Ａｒ：５００ｓｃｃｍと
し、また、フォーカスリング１６に供給されるエッチン
グガスの種類および流量を、ＣＨＦ3：３ｓｃｃｍ、Ｃ4
Ｆ8：２ｓｃｃｍ、Ｏ2：１０ｓｃｃｍ、Ａｒ：２５０ｓ
ｃｃｍとした。
【００１６】このような実施例においては、フォーカス
リング１６からウェハ１０の周辺領域に対して、エッチ
ング部分の内側面のデポ性に寄与するＣＨＦ3ガスを噴
出し、デポ成分の逆の働きをするＯ2ガスの比率をシャ
ワープレート２０側より下げ、エッチングレートへの寄
与が大きいＣ4Ｆ8ガスの比率をシャワープレート２０側
より下げる。
リング１６からウェハ１０の周辺領域に対して、エッチ
ング部分の内側面のデポ性に寄与するＣＨＦ3ガスを噴
出し、デポ成分の逆の働きをするＯ2ガスの比率をシャ
ワープレート２０側より下げ、エッチングレートへの寄
与が大きいＣ4Ｆ8ガスの比率をシャワープレート２０側
より下げる。
【００１７】このようにウェハ１０の中央領域および周
辺領域に対して、別々のガス噴出系でエッチングガスを
噴出させると共に、導入ガスの流量および組成を変える
ことにより、フォーカスリング１６からウェハ１０の周
辺領域に向け流すガスについて、その組成をウェハ周辺
領域で過剰となるエッチャントの比率を下げることがで
き、かつウェハ周辺領域で不足するバイプロダクトの影
響を補正するためのデポ性のガスを増やすことが可能に
なる。このような実施例によれば、３０ｍｍ以上の大口
径ウェハやウェハ周辺領域部の均一性が得られるにくい
エッチングプロセスに対しても均一なエッチング特性を
得ることができる。
辺領域に対して、別々のガス噴出系でエッチングガスを
噴出させると共に、導入ガスの流量および組成を変える
ことにより、フォーカスリング１６からウェハ１０の周
辺領域に向け流すガスについて、その組成をウェハ周辺
領域で過剰となるエッチャントの比率を下げることがで
き、かつウェハ周辺領域で不足するバイプロダクトの影
響を補正するためのデポ性のガスを増やすことが可能に
なる。このような実施例によれば、３０ｍｍ以上の大口
径ウェハやウェハ周辺領域部の均一性が得られるにくい
エッチングプロセスに対しても均一なエッチング特性を
得ることができる。
【００１８】また、同一の真空反応室１２を使用しなが
ら、コンタクト及びエッチバック等のようにウェハの中
央領域と周辺領域の均一性が大きく変わる異種のプロセ
スを処理することが可能になる。この場合、フォーカス
リング１６からのガスの組成を変化させる方法以外に、
ガスの噴出向きや噴出初速を変えた複数種類のフォーカ
スリングを利用する方法もある。さらにまた、ウェハ周
辺部やフォーカスリングそのものにデポが付着し易いプ
ロセスにおいて、ウェハ外周の近傍から未反応のバージ
ンガスを流すことにより、ウェハ周辺部やフォーカスリ
ングに対するデポ性を低減でき、デポによるエッチスト
ップの防止やフォーカスリングのクリーニング頻度を低
減できる。また、ウェハ周辺近傍からウェハの中央部方
向にガスを噴出させることにより、特に酸化膜エッチン
グで高いエッチング選択比を得る場合などに好適隣、エ
ッチングガスの過度な解離を抑制することができる。
ら、コンタクト及びエッチバック等のようにウェハの中
央領域と周辺領域の均一性が大きく変わる異種のプロセ
スを処理することが可能になる。この場合、フォーカス
リング１６からのガスの組成を変化させる方法以外に、
ガスの噴出向きや噴出初速を変えた複数種類のフォーカ
スリングを利用する方法もある。さらにまた、ウェハ周
辺部やフォーカスリングそのものにデポが付着し易いプ
ロセスにおいて、ウェハ外周の近傍から未反応のバージ
ンガスを流すことにより、ウェハ周辺部やフォーカスリ
ングに対するデポ性を低減でき、デポによるエッチスト
ップの防止やフォーカスリングのクリーニング頻度を低
減できる。また、ウェハ周辺近傍からウェハの中央部方
向にガスを噴出させることにより、特に酸化膜エッチン
グで高いエッチング選択比を得る場合などに好適隣、エ
ッチングガスの過度な解離を抑制することができる。
【００１９】また、本発明においては、図１に示すよう
に、真空反応室１２にレーザ等の光を発する共にウェハ
１０の処理面から反射される光を受ける光学系３４を設
け、この光学系３４からの光信号を分光器３６を通して
コンピュータ等の演算処理部３８に取り込んで処理する
ことにより、ウェハ１０の中央領域及び周辺領域を含む
複数箇所のエッチングレート、すなわちエッチング速度
及び均一性をモニタし、このモニタ結果に応じて流量制
御弁３０−１〜３０−４を制御することにより、流量制
御弁３０−１〜３０−４からフォーカスリング１６のガ
ス噴出孔１６２を通してウェハ１０の周辺領域に噴出さ
れるガス流量及び／またはガス組成を調整することがで
きる。これにより、ウェハ１０の均一はエッチングが可
能になる。
に、真空反応室１２にレーザ等の光を発する共にウェハ
１０の処理面から反射される光を受ける光学系３４を設
け、この光学系３４からの光信号を分光器３６を通して
コンピュータ等の演算処理部３８に取り込んで処理する
ことにより、ウェハ１０の中央領域及び周辺領域を含む
複数箇所のエッチングレート、すなわちエッチング速度
及び均一性をモニタし、このモニタ結果に応じて流量制
御弁３０−１〜３０−４を制御することにより、流量制
御弁３０−１〜３０−４からフォーカスリング１６のガ
ス噴出孔１６２を通してウェハ１０の周辺領域に噴出さ
れるガス流量及び／またはガス組成を調整することがで
きる。これにより、ウェハ１０の均一はエッチングが可
能になる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明のエッチング装置
によれば、３０ｍｍ以上の大口径ウェハやウェハ周辺領
域部の均一性が得られるにくいエッチングプロセスに対
しても均一なエッチング特性を得ることができる。
によれば、３０ｍｍ以上の大口径ウェハやウェハ周辺領
域部の均一性が得られるにくいエッチングプロセスに対
しても均一なエッチング特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すドライエッチング
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるドライエッチン
グ装置に使用されるフォーカスリングの一例を示す要部
の拡大断面図である。
グ装置に使用されるフォーカスリングの一例を示す要部
の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるドライエッチン
グ装置に使用されるフォーカスリングの他の例を示す要
部の拡大断面図である。
グ装置に使用されるフォーカスリングの他の例を示す要
部の拡大断面図である。
【図４】従来におけるドライエッチング装置の概略構成
図である。
図である。
【図５】従来におけるドライエッチング装置に使用され
るフォーカスリングの一例を示す要部の拡大断面図であ
る。
るフォーカスリングの一例を示す要部の拡大断面図であ
る。
【図６】従来におけるドライエッチング装置に使用され
るフォーカスリングの他の例を示す要部の拡大断面図で
ある。
るフォーカスリングの他の例を示す要部の拡大断面図で
ある。
１０……ウェハ、１２……真空反応室、１４……下部電
極、１６……フォーカスリング、１６１……ガス通路、
１６２……ガス噴出孔、１８……上部電極、２０……シ
ャワープレート、２２−１〜２２−４……流量制御弁
（流量制御手段）、２６……ＵＨＦ電源、２８……高周
波バイアス電源、３０−１〜３０−４……流量制御弁
（流量制御手段）、３４……光学系、３６……分光器、
３８……演算処理部。
極、１６……フォーカスリング、１６１……ガス通路、
１６２……ガス噴出孔、１８……上部電極、２０……シ
ャワープレート、２２−１〜２２−４……流量制御弁
（流量制御手段）、２６……ＵＨＦ電源、２８……高周
波バイアス電源、３０−１〜３０−４……流量制御弁
（流量制御手段）、３４……光学系、３６……分光器、
３８……演算処理部。
Claims (7)
- 【請求項１】 真空反応室と、 前記真空反応室内に設置され、ウェハが載置されるウェ
ハステージと、 前記ウェハステージ上のウェハに対して上方からエッチ
ングガスを噴出する第１ガス噴出手段とを有し、 前記第１ガス噴出手段から噴出されるエッチングガスを
高周波電力によりプラズマ化し、このプラズマ化した活
性ガスにより前記ウェハをエッチングする装置におい
て、 前記ウェハの外周近傍に、該ウェハの外周から中央に向
けエッチングガスを噴出する第２ガス噴出手段を設け
た、 ことを特徴とするエッチング装置。 - 【請求項２】 前記ウェハステージに載置されたウェハ
の外周に臨ませてフォーカスリングが設けられ、前記フ
ォーカスリングに前記第２ガス噴出手段が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載のエッチング装置。 - 【請求項３】 前記第２ガス噴出手段は、前記フォーカ
スリングの内部に該フォーカスリングの全長に亘りリン
グ状に形成したガス通路と、前記フォーカスリングの円
周方向に所定の間隔離して形成されるとともに一端が前
記ガス通路に連通され、他端が前記フォーカスリングの
内方に向け開口された複数のガス噴出孔を備えることを
特徴とする請求項２記載のエッチング装置。 - 【請求項４】 前記第２ガス噴出手段のガス噴出孔のガ
ス噴出方向及び／または噴出初速を変えたフォーカスリ
ングが複数種類備えることを特徴とする請求項２記載の
エッチング装置。 - 【請求項５】 前記第１ガス噴出手段は、種類の異なる
複数のエッチングガス源に各別の流量制御手段を介して
接続され、前記真空反応室内に供給するエッチングガス
の組成を、前記各流量制御手段の流量制御により調整す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載のエッチン
グ装置。 - 【請求項６】 前記第２ガス噴出手段は、種類の異なる
複数のエッチングガス源に各別の流量制御手段を介して
接続され、前記ウェハの外周から中央に向けて噴出させ
るエッチングガスの組成を、前記各流量制御手段の流量
制御により調整するようにしたことを特徴とする請求項
１記載のエッチング装置。 - 【請求項７】 前記ウェハの中央領域と周辺領域のエッ
チングレートをモニタし、このモニタ結果に応じて前記
第２ガス噴出手段の流量制御手段を制御することを特徴
とする請求項５記載のエッチング装置。
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| JP2001009282A JP4433614B2 (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | エッチング装置 |
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| JP2002217171A true JP2002217171A (ja) | 2002-08-02 |
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-
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- 2001-01-17 JP JP2001009282A patent/JP4433614B2/ja not_active Expired - Fee Related
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