JP2697432B2 - エッチング装置 - Google Patents

エッチング装置

Info

Publication number
JP2697432B2
JP2697432B2 JP3328185A JP32818591A JP2697432B2 JP 2697432 B2 JP2697432 B2 JP 2697432B2 JP 3328185 A JP3328185 A JP 3328185A JP 32818591 A JP32818591 A JP 32818591A JP 2697432 B2 JP2697432 B2 JP 2697432B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
focus ring
electrode
etching
gas
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3328185A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05140771A (ja
Inventor
修 山口
亨 雨宮
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin 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 Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP3328185A priority Critical patent/JP2697432B2/ja
Publication of JPH05140771A publication Critical patent/JPH05140771A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2697432B2 publication Critical patent/JP2697432B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プラズマ中の励起活
性種を用いて試料をエッチングするエッチング装置に関
し、より具体的には、その試料を冷却する手段の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】この種のエッチング装置の従来例を図2
に示す。このエッチング装置は、いわゆる平行平板型の
ものであり、図示しない真空排気装置によって真空排気
される真空容器2内に、第1の電極(カソード)6と第
2の電極(アノード)12とが互いに対向するように配
置されている。4は排気口であり、実際は電極6を挟ん
だ2個所に設けられている。21は、後述するプラズマ
20が不所望の個所へ拡がるのを防止するメッシュであ
る。
【0003】電極6は、平板状の試料(例えばウェー
ハ)10を載置する台を兼ねている。この電極6の内部
には、二重の環状の冷媒通路8が設けられており、そこ
に例えば水、フレオン(登録商標)等の冷媒を流して冷
却される。この電極6は、この例では絶縁物16によっ
て真空容器2から絶縁されており、かつ高周波電源18
が接続されている。またこの電極6上には、試料10を
取り囲むセラミックス製のフォーカスリング22が載置
されている。
【0004】電極12は、この例では真空容器2を介し
て接地されている。またこの電極12には、ガス導入口
13につながる多数の小孔(図示省略)が設けられてお
り、ガス導入口13に導入されたエッチングガス14を
この小孔からシャワー状に放出することができる。
【0005】このエッチング装置の動作例を説明する
と、電極6上に所要の試料10を載置し、真空容器2内
を真空排気すると共にそこに所要のエッチングガス14
(例えばCl2やCF4 等)を導入して真空容器2内の圧
力を例えば10-3Torr〜数十Torr程度に保ち、
高周波電源18から電極6と電極12間に高周波電力を
供給すると、両電極6、12間に放電が生じてプラズマ
20が生成され、それに含まれるイオン、遊離原子等の
励起活性種によって試料10の表面の各種材料(例えば
Al 、SiO2等)がエッチングされる。
【0006】その場合、前述したフォーカスリング22
は、エッチングガス14の流れを整えてエッチング時の
プラズマ20の均一性を高めて試料10全体のエッチン
グレートの均一性を高める働きをする。このフォーカス
リング22をセラミックス製にするのは、もし金属にす
るとそれとの間でも高周波放電が生じて試料10のエッ
チングに悪影響が生じるのでそれを避けるためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】エッチング時、試料1
0は、プラズマ20からの熱によって加熱される。その
ため上記エッチング装置においては、電極6内に冷媒を
流して、エッチング時の試料10の温度上昇を防ぐよう
にしているけれども、試料10を電極6上に載置するや
り方では両者の密着性が悪いため、即ち電極6の表面を
幾ら平坦に仕上げてもミクロ的に見れば試料10との間
には隙間が存在するため、試料10に対する冷却性能が
悪く、そのため、エッチング時の試料10の表面温度と
電極6の温度との間に70℃以上の差があり、電極6の
冷媒通路8に流す冷媒温度を例えば−20℃にしても試
料10の表面温度が約50℃以上にもなり、この熱によ
って試料10の表面に設けているレジストの変形等が起
こり、所望のエッチングプロファイルが得られないとい
う問題がある。
【0008】また、試料10の面内において電極6との
間で熱伝達の良い所とそうでない所が生じて試料10の
面内で温度むらが生じるため、エッチングプロファイル
が悪化する所とそうでない所が生じて、試料10の面内
におけるエッチングの均一性が悪いという問題もある。
【0009】そこでこの発明は、エッチング時の試料の
温度を低くしかも試料の面内において一様に保つことが
できるようにしたエッチング装置を提供することを主た
る目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のエッチング装置は、前記フォーカスリン
グを、外側フォーカスリングとそれに対して着脱可能な
内側フォーカスリングとから成る二重構造にし、かつ当
フォーカスリングを昇降可能にすると共にその内径を
試料の外径よりも幾分小さくし、このフォーカスリング
を昇降させると共に下降させたときに同フォーカスリン
グの下部で試料の周縁部を第1の電極に押さえ付けるフ
ォーカスリング昇降手段を設け、かつ前記第1の電極と
その上の試料の周縁部を除外した部分との間に隙間が形
成されるようにし、この隙間に、試料と第1の電極との
間で熱を伝達する媒体ガスを供給する媒体ガス供給手段
を設けたことを特徴とする。
【0011】
【作用】フォーカスリング昇降手段によってフォーカス
リングを下降させることにより、当該フォーカスリング
によって試料の周縁部が第1の電極に押さえ付けられて
当該試料は保持される。即ちこのフォーカスリングが試
料押さえの働きもする。この状態で、試料の周縁部を除
外した部分と第1の電極との間に隙間が形成される。こ
の隙間に媒体ガス供給手段から媒体ガスを供給すること
により、エッチング時の試料の熱は、この隙間内の媒体
ガスを介して、冷媒によって冷却されている第1の電極
に効率良く伝えられる。その結果、エッチング時の試料
の温度を低く保つことができる。しかも、媒体ガスは気
体であるから試料の裏面全体に一様に接するので、試料
の面内を一様に冷却することができ、従って試料の温度
を面内において一様に保つことができる。
【0012】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るエッチン
グ装置を示す断面図である。図2の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
【0013】この実施例においては、前述した従来のフ
ォーカスリング22に相当するセラミックス製のフォー
カスリング24を、第1の電極6上に載置する、あるい
は取り付けるのではなく、矢印Aのように昇降可能にし
ている。また、このフォーカスリング24の内径を、試
料10の外径よりも幾分小さくして、試料10を押さえ
付けることができるようにしている。更にこの例では、
フォーカスリング24を、外側のフォーカスリング24
aと内側の着脱可能なフォーカスリング24bから成る
二重構造にしているが、その理由は後述する。
【0014】そして、フォーカスリング昇降手段を構成
するものとして、真空容器2外に設けられた昇降装置3
2、それに接続された軸28、それに取り付けられてお
りかつフォーカスリング24を左右から支持するアーム
26を備えており、この昇降装置32によってフォーカ
スリング24を上記のように昇降させると共に下降ささ
たときにフォーカスリング24の下部で試料10の周縁
部を電極6に向けて押さえ付けるようにしている。軸2
8が真空容器2を貫通する部分はパッキン30等によっ
て真空シールされている。なお、軸28は実際上は2本
あってそれらが共通の昇降装置32に接続されている
が、ここでは図示の都合上1本だけ示している。
【0015】この例では、電極6の上面であって試料1
0の周縁部に対応する部分を除外した領域をわずかに窪
ませることによって、電極6とその上の試料10の周縁
部を除外した部分との間に隙間34が形成されるように
している。
【0016】そしてこの隙間34に、この例では次のよ
うな構成の媒体ガス供給手段によって、例えばヘリウ
ム、窒素のような熱伝導性の良い媒体ガス42を供給す
るようにしている。
【0017】即ち、隙間34に、この例ではガス導入口
36、ガス導出口38およびゲージ接続口40を接続し
ており、ガス導入口36には、図示しないガス源から流
量調節器44を経由して上記媒体ガス42が供給され
る。ガス導出口38には、例えばロータリーポンプのよ
うな真空ポンプ50が接続されており、またこの真空ポ
ンプ50には流量調節弁48を経由して窒素ガス52が
供給されるようにしている。
【0018】ゲージ接続口40には真空ゲージ46を接
続しており、この例ではこれによって上記流量調節弁4
8を制御して、上記隙間34内のガス圧を一定に保つよ
うにしている。即ち、真空ポンプ50の排気速度は一定
にしておき、隙間34のガス圧が上がったら流量調節弁
48を絞ることによってガス導出口38側の排気速度を
高め、逆に隙間34のガス圧が下がったら流量調節弁4
8を開くことによって窒素ガス52のライン側の排気速
度を高め、それによって隙間34のガス圧を例えば10
〜20Torr程度の範囲内で一定に保つようにしてい
る。隙間34のガス圧を一定に保つことは必須ではない
けれども、そのようにする方が隙間34内の媒体ガス4
2による熱伝導性が一定になるので好ましい。
【0019】なお、上記隙間34から真空容器2内へ媒
体ガス42が漏れるのを防止するためは、図示例のよう
に、電極6上に、隙間34を取り囲むパッキン35を設
けても良いが、このようなパッキン35を敢えて設けな
くても、試料10の周縁部はフォーカスリング24によ
って電極6に押さえ付けられるので、媒体ガス42の漏
れは小さく、特に問題はない。
【0020】また、例えばこのようなパッキン35を設
けてそれによって試料10を電極6の上面から幾分浮き
上がらせるようにすれば、電極6の上面に敢えて窪みを
設けなくても上記隙間34を形成することができる。
【0021】電極6上への試料10の搬出入は図示しな
い搬送手段、例えば搬送アームによって行われるが、そ
の際、昇降装置32等によってフォーカスリング24を
昇降させる。試料10を搬入後フォーカスリング24を
下降させることにより、当該フォーカスリング24によ
って試料10の周縁部が電極6に押さえ付けられて、当
該試料10は保持される。即ちこのフォーカスリング2
4は、エッチングガス14の流れを整えてエッチング時
のプラズマ20の均一性を高めて試料10全体のエッチ
ングレートの均一性を高める本来の働きの他に、試料押
さえの働きもする。このようにすることにより、構造が
非常に簡素化される。
【0022】上記状態で、前述したように試料10の周
縁部を除外した部分と電極6との間に隙間34が形成さ
れ、この隙間34に前述したようにして媒体ガス42を
供給することにより、エッチング時の試料10の熱は、
この隙間34内の媒体ガス42を介して、電極6に効率
良く伝えられる。この電極6自身は、従来例と同様に、
その冷媒通路8に流される冷媒によって冷却されてい
る。
【0023】このようにすることにより、電極6の温度
と試料10の表面温度との温度差を小さく、例えば20
℃以下に抑えることができる。その結果、エッチング時
の試料10の表面温度を低く、例えば室温付近に保つこ
とができる。
【0024】しかも、隙間34内に供給される媒体ガス
42は気体であるから試料10の裏面全体に一様に接す
るので、試料10の面内を一様に冷却することができ、
従って試料10の表面温度を面内において一様に保つこ
とができる。
【0025】これらの結果、優れたエッチングプロファ
イルおよびエッチング均一性を得ることができる。
【0026】しかも、この例のようにフォーカスリング
24を二重構造にしておけば、その内側のフォーカスリ
ング24bを交換することによって、フォーカスリング
24全体の高さを簡単に調整することができ、それによ
ってエッチングガス14の流れを整える働きを調整し
て、試料10に対するエッチングの均一性等の調整を簡
単に行うことができる。
【0027】また、上記例では外側のフォーカスリング
24aと試料10を押さえる部分とが一つの部材で構成
されたものを例示したが、試料10を押さえる部分を必
要に応じて別部材で構成しても良い。
【0028】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、エッチ
ング時の試料の熱は、その裏面に形成した隙間に供給さ
れる媒体ガスによって、冷媒によって冷却される第1の
電極に効率良く伝えられるので、エッチング時の試料の
温度を低く保つことができる。しかも、媒体ガスは気体
であるから試料の裏面全体に一様に接するので、試料の
温度を面内において一様に保つことができる。その結
果、優れたエッチングプロファイルおよびエッチング均
一性を得ることができる。勿論、試料を堤状に取り囲み
エッチングガスの流れを整えるフォーカスリングを備え
ているので、当該フォーカスリングによって、エッチン
グガスの流れを整えてエッチング時のプラズマの均一性
を高めて試料全体のエッチングレートの均一性を高める
ことができる。しかもフォーカスリングはセラミックス
製であるので、金属製の場合と違って、電極とフォーカ
スリングとの間に不所望な放電が生じて試料のエッチン
グに悪影響が及ぶのを避けることができる。また、フォ
ーカスリングを昇降手段で昇降させることによってフォ
ーカスリングの下部で試料の周縁部を押さえ付ける構造
を採用していて、フォーカスリングが試料押さえの働き
もするので、フォーカスリングと試料押さえとを別に設
ける場合に比べて、構造を非常に簡素化することができ
る。更に、フォーカスリングを二重構造にしてその内側
フォーカスリングを着脱可能にしたので、内側フォーカ
スリングを交換することによって、フォーカスリング全
体の高さを簡単に調整することができ、それによってエ
ッチングガスの流れを整える働きを調整して、試料に対
するエッチングの均一性等の調整を簡単に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るエッチング装置を
示す断面図である。
【図2】 従来のエッチング装置の一例を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
2 真空容器 6 第1の電極 8 冷媒通路 10 試料 12 第2の電極 14 エッチングガス 18 高周波電源 24 フォーカスリング 32 昇降装置 34 隙間 42 媒体ガス

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッチングガスが導入される真空容器
    と、この真空容器内に設けられた第1の電極であって平
    板状の試料を支持すると共に冷媒によって冷却されるも
    のと、前記真空容器内にこの第1の電極と対向するよう
    に設けられた第2の電極と、前記第1の電極上の試料を
    堤状に取り囲みエッチングガスの流れを整えるセラミッ
    クス製のフォーカスリングとを備えるエッチング装置に
    おいて、前記フォーカスリングを、外側フォーカスリン
    グとそれに対して着脱可能な内側フォーカスリングとか
    ら成る二重構造にし、かつ当該フォーカスリングを昇降
    可能にすると共にその内径を試料の外径よりも幾分小さ
    くし、このフォーカスリングを昇降させると共に下降さ
    せたときに同フォーカスリングの下部で試料の周縁部を
    第1の電極に押さえ付けるフォーカスリング昇降手段を
    設け、かつ前記第1の電極とその上の試料の周縁部を除
    外した部分との間に隙間が形成されるようにし、この隙
    間に、試料と第1の電極との間で熱を伝達する媒体ガス
    を供給する媒体ガス供給手段を設けたことを特徴とする
    エッチング装置。
JP3328185A 1991-11-15 1991-11-15 エッチング装置 Expired - Lifetime JP2697432B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3328185A JP2697432B2 (ja) 1991-11-15 1991-11-15 エッチング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3328185A JP2697432B2 (ja) 1991-11-15 1991-11-15 エッチング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05140771A JPH05140771A (ja) 1993-06-08
JP2697432B2 true JP2697432B2 (ja) 1998-01-14

Family

ID=18207420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3328185A Expired - Lifetime JP2697432B2 (ja) 1991-11-15 1991-11-15 エッチング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2697432B2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2638443B2 (ja) * 1993-08-31 1997-08-06 日本電気株式会社 ドライエッチング方法およびドライエッチング装置
US5685914A (en) * 1994-04-05 1997-11-11 Applied Materials, Inc. Focus ring for semiconductor wafer processing in a plasma reactor
US6123791A (en) * 1998-07-29 2000-09-26 Applied Materials, Inc. Ceramic composition for an apparatus and method for processing a substrate
JP2001185542A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Hitachi Ltd プラズマ処理装置及びそれを用いたプラズマ処理方法
US7311784B2 (en) * 2002-11-26 2007-12-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing device
JPWO2005055298A1 (ja) * 2003-12-03 2007-08-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びマルチチャンバシステム
JP4519576B2 (ja) * 2004-08-30 2010-08-04 住友精密工業株式会社 プラズマエッチング装置用基台及びこれを備えたプラズマエッチング装置
JP2006319043A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2008219048A (ja) * 2008-06-12 2008-09-18 Kawasaki Microelectronics Kk 石英治具およびプラズマ処理装置
KR101926571B1 (ko) * 2011-05-31 2018-12-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 유도성 커플링된 플라즈마(icp) 반응기를 위한 동적인 이온 라디칼 시브 및 이온 라디칼 개구
KR102031666B1 (ko) * 2012-11-08 2019-10-14 엘지이노텍 주식회사 반도체 식각 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261334A (ja) * 1985-09-11 1987-03-18 Hitachi Ltd パタ−ンの形成方法
JPH0224534U (ja) * 1988-08-03 1990-02-19
JPH0334540A (ja) * 1989-06-30 1991-02-14 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置およびその装置におけるウエハ温度制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05140771A (ja) 1993-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4255747B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US6514347B2 (en) Apparatus and method for plasma treatment
JP5223377B2 (ja) プラズマ処理装置用の電極、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2018098239A (ja) 載置台及びプラズマ処理装置
US20100122774A1 (en) Substrate mounting table and substrate processing apparatus having same
US20090000743A1 (en) Substrate processing apparatus and shower head
JP2697432B2 (ja) エッチング装置
US20090017635A1 (en) Apparatus and method for processing a substrate edge region
JP4417574B2 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JPH11204442A (ja) 枚葉式の熱処理装置
JP2001077088A (ja) プラズマ処理装置
JP2012089625A (ja) 接合装置
JPH10223621A (ja) 真空処理装置
JP3817414B2 (ja) 試料台ユニットおよびプラズマ処理装置
JPH0614520B2 (ja) 低圧雰囲気内の処理装置
JP2012054399A (ja) 半導体製造装置及び半導体製造方法
JPH07321184A (ja) 処理装置
JPH08260158A (ja) 基板処理装置
WO2019155808A1 (ja) 基板載置台及びこれを備えたプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JPH11204443A (ja) 枚葉式の熱処理装置
TW202115767A (zh) 電漿處理裝置
JPH07183281A (ja) 処理装置
KR100275918B1 (ko) 기판처리장치
KR20230136531A (ko) 기판 탑재대, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JPH01309328A (ja) プラズマ処理方法及びその装置