JP2773294B2 - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JP2773294B2 JP2773294B2 JP24743489A JP24743489A JP2773294B2 JP 2773294 B2 JP2773294 B2 JP 2773294B2 JP 24743489 A JP24743489 A JP 24743489A JP 24743489 A JP24743489 A JP 24743489A JP 2773294 B2 JP2773294 B2 JP 2773294B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ドライエッチング方法に関し， 複数の導入口からの反応ガスの流量と基板温度の面内
分布を制御する方法を提案し，被エッチング膜のエッチ
ング量分布を均一にすることを目的とし， エッチングしようとする基板を保持するサセプタの周
囲に沿った複数の温度測定個所で基板温度を測定し，個
々の温度測定個所に向う複数のガス導入口から反応ガス
を導入し，個々のガス導入口の流量を，あらかじめ求め
られたエッチング量の反応ガス流量及び基板温度に対す
る関係から，エッチング量の分布が基板内で均一になる
ように決定する構成とする。
分布を制御する方法を提案し，被エッチング膜のエッチ
ング量分布を均一にすることを目的とし， エッチングしようとする基板を保持するサセプタの周
囲に沿った複数の温度測定個所で基板温度を測定し，個
々の温度測定個所に向う複数のガス導入口から反応ガス
を導入し，個々のガス導入口の流量を，あらかじめ求め
られたエッチング量の反応ガス流量及び基板温度に対す
る関係から，エッチング量の分布が基板内で均一になる
ように決定する構成とする。
本発明はドライエッチング方法に関する。
ドライエッチング装置，例えば平行平板型装置に反応
ガスを導入し，平行平板電極間にRF電力を印加して，肩
代の極板上におかれた被エッチング膜をエッチングする
ドライエッチング方法は半導体製造プロセスにおいて広
く用いられている。
ガスを導入し，平行平板電極間にRF電力を印加して，肩
代の極板上におかれた被エッチング膜をエッチングする
ドライエッチング方法は半導体製造プロセスにおいて広
く用いられている。
〔従来の技術〕 以下，本発明のドライエッチングは，上記の典型的な
平行平板型装置を用いて説明する。
平行平板型装置を用いて説明する。
従来の平行平板型装置では，反応ガスの導入口は１箇
所であり，且つ被エッチング膜を被着した基板をのせる
サセプタの温度管理はその下側を流れるチラーの冷却水
温のみを行った。
所であり，且つ被エッチング膜を被着した基板をのせる
サセプタの温度管理はその下側を流れるチラーの冷却水
温のみを行った。
又，サセプタは消耗品であり，交換によりエッチング
特性も変わっていた。
特性も変わっていた。
実際上，サセプタの面内温度を均一にすることは容易
ではなく，エッチング処理の状況によっても変化するも
のである。
ではなく，エッチング処理の状況によっても変化するも
のである。
基板上の被エッチング膜のエッチング量分布を均一に
するために，装置に導入する反応ガスの流量と基板温度
の面内分布を制御する必要がある。
するために，装置に導入する反応ガスの流量と基板温度
の面内分布を制御する必要がある。
又，装置に導入される反応ガスも均一であればよいと
いうものでなく，任意に制御できることが必要となって
くる。
いうものでなく，任意に制御できることが必要となって
くる。
本発明は複数の導入口からの反応ガスの流量と基板温
度の面内分布を制御する方法を提案し，被エッチング膜
のエッチング量分布を均一にすることを目的とする。
度の面内分布を制御する方法を提案し，被エッチング膜
のエッチング量分布を均一にすることを目的とする。
上記課題の解決は，エッチングしようとする基板を保
持するサセプタの周囲に沿った複数の温度測定個所で基
板温度を測定し，個々の温度測定個所に向う複数のガス
導入口から反応ガスを導入し，個々のガス導入口の流量
を，あらかじめ求められたエッチング量の反応ガス流量
及び基板温度に対する関係から，エッチング量の分布が
基板内で均一になるように決定するエッチング方法によ
り達成される。
持するサセプタの周囲に沿った複数の温度測定個所で基
板温度を測定し，個々の温度測定個所に向う複数のガス
導入口から反応ガスを導入し，個々のガス導入口の流量
を，あらかじめ求められたエッチング量の反応ガス流量
及び基板温度に対する関係から，エッチング量の分布が
基板内で均一になるように決定するエッチング方法によ
り達成される。
本発明は，サセプタの温度（基板温度，更に詳細に基
板上に被着された被エッチング膜の温度）と反応ガスの
流量がそれぞれエッチングレートに大きな関係があると
いう実験事実をあらかじめ求めておき，この結果を利用
して，複数の反応ガス導入口から導入される反応ガスの
流量を，反応ガス導入口の対応位置におけるサセプタ温
度をモニタしながら制御することにより被エッチング膜
のエッチング量分布を均一にするようにしたものであ
る。
板上に被着された被エッチング膜の温度）と反応ガスの
流量がそれぞれエッチングレートに大きな関係があると
いう実験事実をあらかじめ求めておき，この結果を利用
して，複数の反応ガス導入口から導入される反応ガスの
流量を，反応ガス導入口の対応位置におけるサセプタ温
度をモニタしながら制御することにより被エッチング膜
のエッチング量分布を均一にするようにしたものであ
る。
第１図は本発明の一実施例を説明する装置の模式断面
図とその制御系統を説明するブロック図である。
図とその制御系統を説明するブロック図である。
図において,1は反応室,21〜24は反応ガス導入口,3は
排気口,4はサセプタ,5は対向電極,71〜74はサセプタの
裏面において反応ガス導入口21〜24の対応位置に設けら
れた温度センサ,8はサセプタに接続されたRF電源,Wは基
板,V1〜V4は流量調節バルブである。
排気口,4はサセプタ,5は対向電極,71〜74はサセプタの
裏面において反応ガス導入口21〜24の対応位置に設けら
れた温度センサ,8はサセプタに接続されたRF電源,Wは基
板,V1〜V4は流量調節バルブである。
次に，実施例によるエッチング方法を順をおって説明
する。
する。
まず，エッチング直前に，サセプタ４に設けられた温
度センサ71〜74によりサセプタの４つの温度測定個所の
温度T1,T2,T3,T4を測定する。
度センサ71〜74によりサセプタの４つの温度測定個所の
温度T1,T2,T3,T4を測定する。
そのデータをコントローラ９に送り，あらかじめ最適
条件を入力していた各導入口からの流量対温度の関係か
ら最適な反応ガス流量を決定し，各流量調節バルブV1〜
V4を制御する。
条件を入力していた各導入口からの流量対温度の関係か
ら最適な反応ガス流量を決定し，各流量調節バルブV1〜
V4を制御する。
次に，反応ガスの流れが安定した状態でエッチングを
行う。
行う。
エッチング終了後，次の基板を連続でエッチングする
場合はその都度上記の手順を繰り返して，最適ガス流量
でエッチングを行う。
場合はその都度上記の手順を繰り返して，最適ガス流量
でエッチングを行う。
以上により，毎回基板は最適条件でエッチングされる
ため，各基板は均一なエッチング量分布となる。
ため，各基板は均一なエッチング量分布となる。
次に，実際のエッチング例を説明する。各ガス導入口
からの最適流量の導出は後記第３図を用いて説明し，こ
こでは結果のみを示す。
からの最適流量の導出は後記第３図を用いて説明し，こ
こでは結果のみを示す。
基板:5インチSi基板 被エッチング膜:OCD（スピンオングラス）膜 反応ガス:CF4/C4F8 ガス圧:0.2Torr RF電力：基板当たり400W サセプタ温度： T71＝20℃， T72＝15℃， T73＝20℃， T74＝15℃． 各ガス導入口の流量： CF4/C4F8 100/80SCCM 全量で180SCCM G21＝52SCCM, G22＝38SCCM, G23＝52SCCM, G24＝38SCCM, エッチングレート:1800Å/M エッチング後の膜厚分布： ± 3.0％ 従来例の膜厚分布： ±15.0％ （ガス導入口が１箇所の場合） ここで,T71〜T74は各測定個所71〜74の温度,G21〜G14
は各ガス導入口21〜24のガス流量である。
は各ガス導入口21〜24のガス流量である。
第２図（１），（２）は実施例に使用した装置の正面
の断面図と側面の断面図である。
の断面図と側面の断面図である。
図において,1は反応室,21〜24はそれぞれ反応ガス導
入口,3は排気系に接続される排気口,4は基板を保持する
サセプタ,5は接地電位に接続された対向電極,6は冷却
管,71〜74はサセプタの裏面において反応ガス導入口21
〜24の対応位置に設けられた熱電対,8はサセプタに接続
されたRF電源,Wは被エッチング膜を被着した基板であ
る。
入口,3は排気系に接続される排気口,4は基板を保持する
サセプタ,5は接地電位に接続された対向電極,6は冷却
管,71〜74はサセプタの裏面において反応ガス導入口21
〜24の対応位置に設けられた熱電対,8はサセプタに接続
されたRF電源,Wは被エッチング膜を被着した基板であ
る。
第３図（１）〜（３）は実施例のエッチングに使用し
た最適条件を説明する図である。
た最適条件を説明する図である。
第３図（１）はエッチングレートE/R対基板温度の関
係を示し， ガス及び流量:CF4/C4F8 100/80SCCM ガス圧:0.2Torr RF電力：基板当たり400W 被エッチング膜:OCD膜 に対するものである。
係を示し， ガス及び流量:CF4/C4F8 100/80SCCM ガス圧:0.2Torr RF電力：基板当たり400W 被エッチング膜:OCD膜 に対するものである。
第３図（２）はエッチングレートE/R対反応ガスの流
量の関係を示し， ガス及び混合比:CF4/C4F8 1.0/0.8 ガス圧:0.2Torr RF電力：基板当たり400W 被エッチング膜:OCD膜 に対するものである。
量の関係を示し， ガス及び混合比:CF4/C4F8 1.0/0.8 ガス圧:0.2Torr RF電力：基板当たり400W 被エッチング膜:OCD膜 に対するものである。
第３図（３）は第３図（２）の拡大図で，エッチング
レートE/R対反応ガスの流量の関係を示し，この図を用
いて各ガス導入口の流量を求める。
レートE/R対反応ガスの流量の関係を示し，この図を用
いて各ガス導入口の流量を求める。
いま，サセブタ各部の温度が， T71＝20℃， T72＝15℃， T73＝20℃， T74＝15℃． の場合に対する各ガス導入口の流量を求める。
制御前 CF4/C4F8を100/80SCCM,全流量で180SCCMを各ガス導入
口（ポート）に均等に配分して流した場合はポート１箇
所当たりの流量Ｇは Ｇ＝180/4＝45SCCM となる。即ち，各ポートとも45SCCMとなるため，この流
量に対するE/Rは図より T72＝T74＝15℃:E/R＝1930Å/M, T71＝T73＝20℃:E/R＝1740Å/M. E/Rの分布幅は190Å/Mとなる。
口（ポート）に均等に配分して流した場合はポート１箇
所当たりの流量Ｇは Ｇ＝180/4＝45SCCM となる。即ち，各ポートとも45SCCMとなるため，この流
量に対するE/Rは図より T72＝T74＝15℃:E/R＝1930Å/M, T71＝T73＝20℃:E/R＝1740Å/M. E/Rの分布幅は190Å/Mとなる。
制御後 全流量が180SCCMとなり，更に15℃,20℃ともに同一の
E/Rとなる各ポートの流量は G21＝G23＝52SCCM, G22＝G24＝38SCCM, となり，この時のE/R＝1800Å/Mである。
E/Rとなる各ポートの流量は G21＝G23＝52SCCM, G22＝G24＝38SCCM, となり，この時のE/R＝1800Å/Mである。
以上のようにして前記のエッチング例の流量を導出し
た。
た。
以上説明したように本発明によれば，複数の導入口か
らの反応ガスの流量と基板温度の面内分布を制御して，
被エッチング膜のエッチング量分布を均一することがで
きるようになった。
らの反応ガスの流量と基板温度の面内分布を制御して，
被エッチング膜のエッチング量分布を均一することがで
きるようになった。
この結果，半導体製造プロセスのエッチング精度が上
がり，本発明は高集積，超微細構造のLSI製造工程に適
用可能となった。
がり，本発明は高集積，超微細構造のLSI製造工程に適
用可能となった。
第１図は本発明の一実施例を説明する装置の模式断面図
とその制御系統を説明するブロック図， 第２図（１），（２）は実施例に使用した装置の正面の
断面図と側面の断面図， 第３図（１）〜（３）は実施例のエッチングに使用した
最適条件を説明する図で，第３図（１）はエッチングレ
ートE/R対基板温度の関係，第３図（２）はエッチング
レートE/R対反応ガスの流量の関係，第３図（３）は第
３図（２）の拡大図である。 図において， １は反応室， 21〜24はそれぞれ反応ガス導入口（ポート）， ３は排気系に接続される排気口， ４は基板を保持するサセプタ， ５は接地電位に接続された対向電極， ６は冷却管， 71〜74はサセプタの裏面において反応ガス導入口21〜24
の対応位置に設けられた熱電対， ８はサセプタに接続されたRF電源， ９はコントローラ， Ｗは被エッチング膜を被着した基板， V1〜V4は流量調節バルブ である。
とその制御系統を説明するブロック図， 第２図（１），（２）は実施例に使用した装置の正面の
断面図と側面の断面図， 第３図（１）〜（３）は実施例のエッチングに使用した
最適条件を説明する図で，第３図（１）はエッチングレ
ートE/R対基板温度の関係，第３図（２）はエッチング
レートE/R対反応ガスの流量の関係，第３図（３）は第
３図（２）の拡大図である。 図において， １は反応室， 21〜24はそれぞれ反応ガス導入口（ポート）， ３は排気系に接続される排気口， ４は基板を保持するサセプタ， ５は接地電位に接続された対向電極， ６は冷却管， 71〜74はサセプタの裏面において反応ガス導入口21〜24
の対応位置に設けられた熱電対， ８はサセプタに接続されたRF電源， ９はコントローラ， Ｗは被エッチング膜を被着した基板， V1〜V4は流量調節バルブ である。
Claims (1)
- 【請求項１】エッチングしようとする基板を保持するサ
セプタの周囲に沿った複数の温度測定個所で基板温度を
測定し，個々の温度測定個所に向う複数のガス導入口か
ら反応ガスを導入し，個々のガス導入口の流量を，あら
かじめ求められたエッチング量の反応ガス流量及び基板
温度に対する関係から，エッチング量の分布が基板内で
均一になるように決定することを特徴とするエッチング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24743489A JP2773294B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24743489A JP2773294B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107482A JPH03107482A (ja) | 1991-05-07 |
| JP2773294B2 true JP2773294B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=17163384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24743489A Expired - Fee Related JP2773294B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773294B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6706541B1 (en) * | 1999-10-20 | 2004-03-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for controlling wafer uniformity using spatially resolved sensors |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP24743489A patent/JP2773294B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03107482A (ja) | 1991-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |