JP3039973B2 - プラズマエッチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体LSI製造装置におけるプラズマエッチ
ング装置に係り、特に、ウェハを均一処理理するのに有
利なプラズマエッチング装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体LSIの高集積化に伴いパターンは微細化してい
る。これに伴って、パターンをウェハ上に形成するエッ
チングプロセスでは高精度な加工技術が要求されてく
る。高精度な加工に必要な条件は、まず、マスクの寸法
通りに垂直に加工できること、すなわち、マスクの下に
サイドエッチがはいらないこと、及び、下地膜との選択
性がよいこと、さらに、これらの加工を高速、かつ、均
一に行うことが挙げられる。そのためには処理圧力の低
圧化が有効であり、マイクロ波を用いたプラズマ処理方
式が適している。

このマイクロ波を用いた処理法式に関しては、特開昭
63−103088号公報に示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来装置ではマイクロ波を均一に処理室へ放射
するという点について考慮されておらず、導波管の接続
位置により放射マイクロ波の強度に偏りが生じるという
問題点があった。その結果、発生するプラズマの密度分
布も不均一になる。

本発明はマイクロ波を処理室に均一に放射することを
目的としており、そのためのマイクロ波のモード変換器
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するためには、まず、円筒型共振器に
マイクロ波を偏りなく導入する必要がある。また、マイ
クロ波導入の際の結合をよくするためには、円筒型共振
器内の電界方向と同じ方向に入射マイクロ波の電界方向
をそろえることが必要である。

このためにマイクロ波発振器からマイクロ波を導くた
めに用いる矩型導波管を、直接、共振器に接続すること
はせず、矩型導波管から、一度、同軸型導波管に接続
し、その同軸型導波管を円筒型共振器に接続する構造と
するものである。

〔作用〕

円筒型共振器内の電界方向は、第２図に示すように半
径方向となっている。従って、この共振器にマイクロ波
を導入するには、入射マイクロ波の電界方向もこの方向
になっていることが必要である。従来の方式では矩型導
波管内の電界方向が第３図に示すようになっていたため
に、この接続を第４図に示す構成として電界方向を一致
させていた。そのため、共振器内のマイクロ波の強度分
布に偏りができ、その結果、処理室に供給されるマイク
ロ波の強度分布にも偏りが発生する。

本発明では矩型導波管を、一度、同軸導波管に接続す
ることによって電界方向を第５図に示す方向にそろえる
ことができるため、この同軸導波管を円筒型共振器の中
心に接続することにより電界方向を一致させることが可
能となる。さらに、共振器の中心部からマイクロ波が共
振されるために共振器内のマイクロ波の強度分布に偏り
は発生しない。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図により説明する。第１図にお
いて、図示していないマイクロ波発振器から発振された
マイクロ波は矩型導波管１により導かれ、さらに同軸導
波管２にはいる。同軸導波管２内におけるマイクロ波の
電界方向は第３図に示すように半径方向となっている。
マイクロ波はさらに円筒型共振器３にはいりこんで共振
する。円筒型共振器３内における電界方向もまた半径方
向となっているために導波管２と共振器３の結合度は高
く、ここでマイクロ波が反射することはない。また、導
波管２は共振器３の中心に接続されているため、共振器
３内におけるマイクロ波の強度分布に偏りは発生しな
い。したがって、マイクロ波はスロットアンテナ４から
処理室６ないへ均一に放射される。

処理室６とマイクロ波透過窓５は真空室を構成してお
り、図示していない真空ポンプにより排気管10を通して
真空排気されている。さらに、処理室６には図示してい
ない流量制御器によって流量制御された処理ガスがガス
導入管７を通して導入され、処理室内は所定の真空雰囲
気に保持されている。

スロットアンテナ４から放射されたマイクロ波によっ
て処理ガスがプラズマ化され、ウェハ載置台にセットさ
れたウェハをエッチング処理する。

スロットアンテナ４から放射されるマイクロ波の強度
分布は均一であるため、これにより維持されているプラ
ズマの密度分布も均一となり、ウェハのエッチングは均
一に行われる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、処理室に均一にマイクロ波を放射で
きるのでプラズマの分布を均一化し、均一なエッチング
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は円筒共
振器内の電界方向を示す説明図、第３図は矩型導波管内
の電界方向を示す説明図、第４図は矩型導波管と円筒型
共振器を組合わせた状態における電界方向を示す説明
図、第５図は同軸導波管と円筒型共振器を組合わせた状
態における電界方向を示す説明図である。 １……矩型導波管、２……同軸導波管、３……円筒型共
振器、４……スロットアンテナ、５……マイクロ波透過
窓、６……処理室、７……ガス導入管、８……ウェハ、
９……ウェハ載置台、10……排気管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器と、該真空容器内にエッチングガ
   スを供給するガス供給手段と、マイクロ波源と、該マイ
   クロ波源で発生させたマイクロ波を同軸導波管と円形型
   共振器を用いて前記真空容器内へ供給して前記真空容器
   内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記真
   空容器内でウェハを保持するウェハ載置電極手段とを備
   えたプラズマエッチング装置であって、前記プラズマ発
   生手段の前記同軸導波管は前記円筒型共振器の中心に接
   続されており、かつ、前記円筒型共振器は内部に導入さ
   れるマイクロ波により発生する電界の方向が前記同軸導
   波管の内部でマイクロ波により発生する電界の方向と同
   じになるように構成されていることにより、前記同軸導
   波管から前記円筒型共振器の内部へマイクロ波を偏りな
   く導入し、該導入したマイクロ波を前記円筒型共振器か
   ら前記真空容器内へ均一に放射してプラズマを発生さ
   せ、該プラズマにより前記ウェハ載置電極手段に保持さ
   れたウェハを均一にエッチング処理することを特徴とす
   るプラズマエッチング装置。
2. 【請求項２】前記プラグマ発生手段は矩形導波管を更に
   有し、前記マイクロ波源で発生させたマイクロ波を前記
   矩形導波管を介して前記同軸導波管へ導入することを特
   徴とする請求項１記載のプラズマエッチング装置。
3. 【請求項３】前記円筒型共振器はスロットアンテナを有
   し、前記マイクロ波を、前記スロットアンテナを介して
   前記真空容器内に放射することを特徴とする請求項１記
   載のプラズマエッチング装置。