JP3205878B2 - Dry etching equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、主として半導体デバ
イスの製造における半導体ウェーハのエッチング工程で
用いられるドライエッチング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching apparatus used mainly in a semiconductor wafer etching step in the manufacture of semiconductor devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体デバイス製造のためのエッ
チング工程では、平行平板電極を用いたドライエッチン
グ装置が一般に用いられていた。特に、ウェーハ（被処
理基板とも言う）の大口径化に伴い、被処理基板を一枚
一枚処理する枚葉式ドライエッチング装置が一般的にな
ってきた。2. Description of the Related Art Conventionally, in an etching process for manufacturing a semiconductor device, a dry etching apparatus using parallel plate electrodes has been generally used. In particular, with the increase in the diameter of a wafer (also referred to as a substrate to be processed), a single-wafer dry etching apparatus for processing a substrate to be processed one by one has become common.
【０００３】この枚葉式の形式の装置では、生産性を上
げる為に、従来の多数枚一括処理する形式の、いわゆる
バッチ式装置に比較し、処理速度を一桁上げる必要があ
った。In order to increase productivity, the single-wafer type apparatus needs to increase the processing speed by an order of magnitude compared to a conventional so-called batch-type apparatus that processes a large number of sheets at once.
【０００４】このため、例えば酸化膜の枚葉式ドライエ
ッチング装置では、１Torr程度の圧力で、平行平板電極
の間隔を１０mm以下にして高い高周波電力密度でエッチ
ングを行う、いわゆるナローギャップ式エッチング装置
が良く使用されていた。このナローギャップ式の装置に
おいては、電極間に生成されるプラズマ密度を高めるた
め、被処理基板であるウェーハの周囲に、絶縁材料でな
る扁平なウェーハリングを設置し、ウェーハが存在する
部分の電極間隔に比較し、外周のウェーハリングの部分
の電極間隔を狭くして、プラズマをウェーハリングより
内側に閉じ込めるようにした手段が知られていた。For this reason, for example, in a single-wafer type dry etching apparatus for an oxide film, a so-called narrow gap type etching apparatus which performs etching at a high frequency power density with a pressure of about 1 Torr and a distance between parallel plate electrodes of 10 mm or less. Used well. In this narrow gap type apparatus, a flat wafer ring made of an insulating material is placed around a wafer as a substrate to be processed in order to increase a plasma density generated between the electrodes, and an electrode in a portion where the wafer exists is provided. There has been known a means for narrowing an electrode interval in a portion of a peripheral wafer ring as compared with an interval so as to confine plasma inside the wafer ring.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ナローギャップ式エッ
チング装置において、前記のようなウェーハリングを用
いたプラズマを閉じ込める手段を採用した場合、プラズ
マが閉じ込められた部分のすぐ外側の部分、即ち電極間
隔を狭くしたウェーハリングの部分において、大量の付
着物が発生し、堆積した付着物の除去が煩雑となるばか
りでなく、堆積物のクリーニングをすることなく長時間
に亘って使用すると、付着物が剥離し、ドライエッチン
グ中に、大量の異物がウェーハ表面に付着する場合もあ
った。特にウェーハを支持する電極に、ウェーハに対す
るクランプや、プラズマを閉じ込める為に設置した絶縁
材料でなるウェーハリング等があると、これらの部材の
内側壁（プラズマと対向する面）端縁部に大量の付着物
が堆積していた。In a narrow gap type etching apparatus, when a means for confining plasma using a wafer ring as described above is employed, a portion immediately outside the confined portion of the plasma, that is, an electrode interval is set. A large amount of deposits are generated in the narrowed wafer ring, which not only complicates the removal of deposited deposits, but also removes deposits when used for a long time without cleaning the deposits. However, a large amount of foreign matter may adhere to the wafer surface during dry etching. In particular, if the electrode supporting the wafer has a clamp to the wafer or a wafer ring made of insulating material installed to confine the plasma, a large amount of the edge of the inner side wall (the surface facing the plasma) of these members Deposits had been deposited.
【０００６】又、前記ウェーハリングとウェーハの間に
は、微小な隙間が形成されることが避けられず、この隙
間の部分において、ウェーハを支持した電極（一般にア
ルミニウム製で表面をアルマイト処理している。）が、
プラズマに直接曝されるようにならざるを得なかった。
このように、電極がプラズマに直接曝される部分がある
と、この部分においてプラズマ状態が不均一となり、こ
の為、ウェーハの周縁部に対するエッチング速度が、ウ
ェーハの中央部におけるエッチング速度に比較し異常な
値となることがあった。[0006] Further, it is inevitable that a minute gap is formed between the wafer ring and the wafer. In the gap, an electrode supporting the wafer (generally made of aluminum and anodized on the surface). Is.)
I had to be exposed directly to the plasma.
As described above, when there is a portion where the electrode is directly exposed to the plasma, the plasma state becomes non-uniform in this portion, and therefore, the etching speed for the peripheral portion of the wafer is abnormal compared to the etching speed for the central portion of the wafer. Values.
【０００７】更には、ウェーハ表面における被エッチン
グ材料と、その材料の下地を構成している材料に対する
エッチング速度のウェーハ面内における均一性を確保す
ることも難しかった。このため、エッチング処理におけ
る選択比がウェーハ面内で変化することになり、微細な
コンタクトホールの形成工程では、コンタクトホールの
形状がウェーハ面内で不均一にばらついてしまうという
問題点も生じていた。Furthermore, it has been difficult to ensure uniformity in the wafer surface of the etching rate for the material to be etched on the wafer surface and the material constituting the base of the material. For this reason, the selectivity in the etching process changes within the wafer surface, and in the process of forming fine contact holes, there has been a problem that the shape of the contact hole varies unevenly within the wafer surface. .
【０００８】この発明は、以上のような問題点に鑑みて
なされたもので、長時間の使用に対してもウェーハ上へ
の異物の付着が少く、しかもクリーニングが容易であ
り、且つウェーハの全面に亘って均一なプラズマが発生
でき、更には、被エッチング材料とその下地の材料に対
する選択比をウェーハ面内で均一化できるドライエッチ
ング装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has low adhesion of foreign substances to a wafer even when used for a long period of time, is easy to clean, and has an overall surface of the wafer. It is another object of the present invention to provide a dry etching apparatus capable of generating a uniform plasma over the entire surface of a wafer and further making the selectivity of the material to be etched and its underlying material uniform within the wafer surface.
【０００９】[0009]
【課題を解決する為の手段】前記目的を達成するこの発
明のドライエッチング装置は、真空処理室内に互いに平
行な２枚の電極を設け、一方の電極に被処理基板を支持
し、２枚の電極間で生成させた反応性ガスプラズマによ
って被処理基板の表面をドライエッチングする装置にお
いて、前記被処理基板を支持する一方の電極に、被処理
基板の外側に配置される、導電性材料でなる偏平リング
と、該偏平リングの外縁部を覆う為の絶縁性材料でなる
偏平リングを備えており、前記導電性材料でなる偏平リ
ングの内側縁部が、被処理基板の裏面側縁部との間に
０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の隙間を保って、被処理基板
の裏面側縁部に重ねてあることを特徴としている。In order to achieve the above object, a dry etching apparatus according to the present invention is provided with two electrodes parallel to each other in a vacuum processing chamber, and one of the electrodes supports a substrate to be processed. In an apparatus for dry-etching the surface of a substrate to be processed by a reactive gas plasma generated between the electrodes, one electrode supporting the substrate to be processed is disposed on the outside of the substrate to be processed, and is made of a conductive material. A flat ring, comprising a flat ring made of an insulating material for covering an outer edge of the flat ring, wherein an inner edge of the flat ring made of the conductive material is in contact with a rear side edge of the substrate to be processed. Between
It is characterized in that it is overlapped on the back side edge of the substrate to be processed with a gap of 0.2 mm or more and 1 mm or less .
【００１０】このように構成したドライエッチング装置
において、電極の対向間隔は４mm以上２０mm以下に維持
することが望ましい。４mm未満ではプラズマを生成させ
るのが難しく、２０mmを越えるとプラズマを電極間に閉
じ込めることが難しくなり、真空処理室内全体に広がる
ようになる為である。In the dry etching apparatus configured as described above, it is desirable that the distance between the electrodes facing each other is maintained at 4 mm or more and 20 mm or less. If it is less than 4 mm, it is difficult to generate plasma, and if it exceeds 20 mm, it becomes difficult to confine the plasma between the electrodes, and the plasma spreads throughout the vacuum processing chamber.
【００１１】導電性材料の扁平リングは、被処理基板の
表面と面一乃至２mm以下の高さとなる厚さに形成するこ
とが望ましい。扁平リングの表面が被処理基板の表面よ
り後退していると被処理基板を搬送する際に、被処理基
板が動いて、回収不能や破損を生ずる場合があるからで
あり、２mmを越えて突出していると、プラズマの均一性
が損なわれ、均一なエッチングが難しくなるからであ
る。The flat ring made of a conductive material is desirably formed so as to be flush with the surface of the substrate to be processed and to have a height of 2 mm or less. If the surface of the flat ring is recessed from the surface of the substrate, the substrate may move when transporting the substrate, making it impossible to collect or break it. This is because the uniformity of the plasma is impaired and uniform etching becomes difficult.
【００１２】又、この導電性材料の扁平リングが反応性
ガスプラズマに露出する部分の幅は、１０mm以上３０mm
以下とするのが望ましい。１０mm未満ではプラズマが閉
じ込められる境界がウェーハに近づきすぎて、異物の発
生上好ましくない為であり、３０mmを越えると、被処理
基盤に対するパワー密度が下り、その分、大きなパワー
を必要とするからである。The width of the portion where the flat ring of the conductive material is exposed to the reactive gas plasma is 10 mm or more and 30 mm or more.
It is desirable to do the following. If it is less than 10 mm, the boundary where the plasma is confined is too close to the wafer, which is not preferable in terms of generation of foreign matter. If it exceeds 30 mm, the power density for the substrate to be processed is lowered, and a correspondingly large power is required. is there.
【００１３】前記のように導電性材料の偏平リングの内
側縁部と被処理基板の裏面側縁部の間に０．２ｍｍ以上
１ｍｍ以下の隙間を保つことが望ましいのは、０．２ｍ
ｍ未満の隙間では、前記内側縁部に付着するポリマーが
数回のエッチングで、被処理基板を浮き上がらせてしま
う高さとなってしまうからであり、１ｍｍを越える隙間
では反応性ガスプラズマがまわりこんでしまうためであ
る。[0013] 0 between the rear side edge of the inner edge and the target substrate of the flat ring of the conductive material as. It is desirable to maintain a gap of 2 mm or more and 1 mm or less , 0.2 m
When the gap is less than 1 mm, the polymer adhering to the inner edge becomes a height that causes the substrate to be processed to be lifted by several times of etching, and in the gap exceeding 1 mm, the reactive gas plasma flows around. This is because
【００１４】導電性材料の扁平リングは、被処理基板に
おけるエッチングの対象となる膜の下地を形成している
材質と同質の材料で構成するのが望ましい。ローディン
グ効果を利用して、下地に対するエッチング速度を低下
させ、高い選択比を確保する為である。The flat ring made of a conductive material is desirably made of the same material as the material forming the base of the film to be etched on the substrate to be processed. This is because the loading effect is used to lower the etching rate with respect to the base, and to ensure a high selectivity.
【００１５】例えば、被処理基板がシリコンウェーハで
あり、表面の酸化膜をエッチングする場合、導電性材料
の扁平リングは、単結晶シリコン、ポリシリコン、炭化
シリコン等のシリコンを含む材料又はカーボンで構成す
るのが望ましい。For example, when the substrate to be processed is a silicon wafer and an oxide film on the surface is etched, the flat ring of the conductive material is made of a material containing silicon such as single crystal silicon, polysilicon, silicon carbide or carbon. It is desirable to do.
【００１６】[0016]
【作用】この発明のドライエッチング装置によれば、電
極間で発生させた反応性ガスプラズマの密度の均一な領
域を被処理基板の縁部を越えて導電性材料でなる扁平リ
ングの部分まで広げることができる。このため、付着物
が発生する領域を被処理基板の縁部から遠ざけることが
でき、異物付着を低減できる。又、導電性材料でなる扁
平リングの着脱は容易であるため、クリーニングの煩わ
しさも大幅に改善することができる。According to the dry etching apparatus of the present invention, the region where the density of the reactive gas plasma generated between the electrodes is uniform is extended beyond the edge of the substrate to be processed to the flat ring portion made of a conductive material. be able to. For this reason, the area in which the deposits are generated can be kept away from the edge of the substrate to be processed, and the adhesion of foreign substances can be reduced. Further, since the flat ring made of a conductive material can be easily attached and detached, the trouble of cleaning can be greatly reduced.
【００１７】又、導電性材料でなる偏平リングの内側縁
部を被処理基板の裏面側縁部に重ねたので、被処理基板
を支持した電極自体が直接プラズマに曝される部分を無
くすることができる。このためプラズマ状態の不均一を
招くことがなく、被処理基板の縁部における異常なエッ
チング速度を避けることができる。なおかつ、導電性材
料でなる偏平リングの内側縁部と、被処理基板の裏面側
縁部とは、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の隙間を保って重
ねられているので、前記偏平リングの内側縁部に付着す
るポリマーが数回のエッチングで被処理基板を浮き上が
らせてしまう高さとなることや、反応性ガスプラズマが
被処理基板の裏面側縁部に回り込んでしまうことを未然
に防止できる。 Further, since the inner edge of the flat ring made of a conductive material is overlapped with the rear edge of the substrate to be processed, there is no need to directly expose the electrode supporting the substrate to plasma. Can be. Therefore, the plasma state does not become nonuniform, and an abnormal etching rate at the edge of the substrate to be processed can be avoided. In addition, conductive material
Inner edge of the flat ring made of metal and the back side of the substrate to be processed
The edge is heavy with a gap of 0.2 mm or more and 1 mm or less.
Is attached to the inner edge of the flat ring.
Polymer rises above the substrate to be processed by etching several times.
And the reactive gas plasma
Be careful not to wrap around the back side edge of the substrate
Can be prevented.
【００１８】更には、導電性材料でなる扁平リングの外
縁部を絶縁性材料でなる扁平リングで覆ったので、均一
な反応性ガスプラズマは、絶縁性材料でなる扁平リング
の内側に閉じ込めることができるばかりでなく、この境
界部分において、異常放電が生じるおそれもなくでき
る。Furthermore, since the outer edge of the flat ring made of a conductive material is covered with the flat ring made of an insulating material, uniform reactive gas plasma can be confined inside the flat ring made of an insulating material. Not only can this occur, but also there is no risk of abnormal discharge occurring at this boundary.
【００１９】又、導電性材料でなる扁平リングの材質を
選択することにより、被処理基板縁部における選択比を
基板中央における選択比と均一化することが可能であ
り、選択比の面内分布を改善することができる。Further, by selecting the material of the flat ring made of a conductive material, the selectivity at the edge of the substrate to be processed can be made uniform with the selectivity at the center of the substrate, and the in-plane distribution of the selectivity can be obtained. Can be improved.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、シリコンウェーハの酸化膜に対するド
ライエッチング装置の実施例について図を参照して説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a dry etching apparatus for an oxide film on a silicon wafer will be described below with reference to the drawings.
【００２１】図１に示したドライエッチング装置は、ア
ルミニウム製の真空処理室１の内部に、表面にアルマイ
ト処理を施したアルミニウム製の試料載置電極２と、こ
れに平行に対向させた、試料載置電極２と同材質の対向
電極３が設置されている。試料載置電極２および対向電
極３は何れも円盤状のものである。試料載置電極２には
被処理基板、即ちシリコンウェーハの表面にシリコン酸
化膜が形成され、且つフォトレジストによりパターニン
グされたウェーハ４が載置されており、ウェーハ４の周
囲には単結晶シリコン製の扁平リング５が置かれてい
る。扁平リング５のウェーハ４の縁部と対向する内側に
は、環状鍔１５が形成してあり、この環状鍔１５がウェ
ーハ４の裏面側縁部に重なるように構成されており、且
つ扁平リング５の環状鍔１５とウェーハ４の裏面の間に
は０．５mm以下の隙間が出来るように構成されている。
更に扁平リング５は、試料載置電極２と対向電極３の間
で形成される反応ガスのプラズマに対して１５mmの幅で
接するように構成されており、かつ扁平リング５とウェ
ーハ４の表面が面一となるように構成されている。扁平
リング５の外側には、絶縁性材料であるポリアリレート
樹脂で構成された扁平リング６が設置されており、前記
扁平リング５の外縁部が扁平リング６により完全に覆わ
れている。更に、試料載置電極２の側面は絶縁体７を介
してシールド８により覆われており、真空処理室１の底
壁を貫通した導入管１６にコンデンサ１０を介して高周
波電源９が接続されている。対向電極３のプラズマに接
する面には、カーボン系のガス吹出板１１が取り付けら
れており、その周囲にはポリアリレート樹脂で構成され
た、対向電極カバー１２が取り付けられて、前記扁平リ
ング６と対向するように構成されている。本実施例で
は、ウェーハ４とガス吹出板１１で構成された電極間隔
を７mm、扁平リング６と対向電極カバー１２で構成され
た間隔を３mmとした。The dry etching apparatus shown in FIG. 1 comprises a vacuum processing chamber 1 made of aluminum and a sample mounting electrode 2 made of aluminum whose surface has been subjected to alumite treatment, and a sample mounting electrode 2 which is opposed to and parallel to the electrode. A counter electrode 3 of the same material as the mounting electrode 2 is provided. Both the sample mounting electrode 2 and the counter electrode 3 are disk-shaped. A wafer 4 on which a silicon oxide film is formed on the surface of a substrate to be processed, that is, a silicon wafer and which is patterned by a photoresist, is mounted on the sample mounting electrode 2. Of the flat ring 5 is placed. An annular flange 15 is formed on the inside of the flat ring 5 facing the edge of the wafer 4, and the annular flange 15 is configured to overlap the rear side edge of the wafer 4. The gap between the annular flange 15 and the rear surface of the wafer 4 is 0.5 mm or less.
Further, the flat ring 5 is configured to be in contact with the plasma of the reaction gas formed between the sample mounting electrode 2 and the counter electrode 3 with a width of 15 mm, and the flat ring 5 and the surface of the wafer 4 are in contact with each other. It is configured to be flush. A flat ring 6 made of a polyarylate resin as an insulating material is provided outside the flat ring 5, and the outer edge of the flat ring 5 is completely covered by the flat ring 6. Further, the side surface of the sample mounting electrode 2 is covered with a shield 8 via an insulator 7, and a high frequency power supply 9 is connected via a capacitor 10 to an introduction pipe 16 penetrating the bottom wall of the vacuum processing chamber 1. I have. A carbon-based gas blowing plate 11 is attached to the surface of the counter electrode 3 which is in contact with the plasma, and a counter electrode cover 12 made of polyarylate resin is mounted around the gas blowing plate 11. They are configured to face each other. In the present embodiment, the distance between the electrodes composed of the wafer 4 and the gas blowing plate 11 is 7 mm, and the distance between the flat ring 6 and the counter electrode cover 12 is 3 mm.
【００２２】上記実施例のドライエッチング装置を動作
するには、排気導管１４を介して接続された排気装置
（図示していない）によって真空処理室１をあらかじめ
１０-3Ｐａ程度の真空度に排気し、次いで、図示してい
ないウェーハ搬送機構によってウェーハ４を試料載置電
極２上に搬送する。次にガス導入管１３から、ＣＨＦ3
とＨｅ及びＯ2 の混合ガスを真空処理室１内へ導入し、
排気導管１４の途中に取り付けたスロットルバルブ（図
示していない）のコンダクタンスを調節しながら、真空
処理室１の圧力をエッチング圧力である約７０Ｐａに保
つ。然る後に高周波電源９をＯＮし、高周波電力を試料
載置電極２に印加する。この時、反応性ガスプラズマは
絶縁性材料である扁平リング６の内側のウェーハ４と導
電性材料でなる扁平リング５で構成される面内に均一に
閉じ込められる。このプラズマの均一な領域は、扁平リ
ング５が導電性であるため、ウェーハ４より外側の扁平
リング５のプラズマに露出している面にまで及び、ウェ
ーハ４は均一なプラズマのもとでエッチング加工が行な
われる。このため、従来生じていた、ウェーハ４の縁部
でのエッチング速度の異常がほとんど観測されなくなっ
た。更に、放電の境界領域がウェーハ４の縁部より１５
mm外側になるため、エッチングを繰り返して行なった場
合に堆積物が生じる領域は、扁平リング６の内側面とな
り、ウェーハ４から離れているため、長時間のエッチン
グを行なった場合でも、ウェーハ上への異物の付着は極
力少なくすることができる。更に、ガス吹出板１１面の
プラズマの境界部にも大量の堆積物が生じるが、この部
分もウェーハ４の表面の直上から離れているため、堆積
物が剥れて、ウェーハ４へ付着する異物の数も極めて低
下する。扁平リング５の環状鍔１５はウェーハ４の縁部
により覆われているため放電が扁平リング５とウェーハ
４の縁部の間の微小な隙間に入り異常放電を起すことは
ない。更にウェーハ４の縁部裏面と扁平リング５の環状
鍔１５の間に微小な隙間（本実施例では、０．５mm程
度）を設けてあるため、ウェーハ４の裏面が汚れていた
り、ウェーハ４を多数枚エッチングした場合に、扁平リ
ング５の環状鍔１５に付着するポリマーのために、ウェ
ーハ４が試料載置電極２から浮き上がることを防ぐこと
が出来る。更に、扁平リング５の材質がシリコンであ
り、被エッチング材料であるシリコン酸化膜の下地を形
成しているシリコンと同質の材料であるため、ラジカル
性エッチング特有の現象、即ちウェーハの縁部でラジカ
ル供給量が多いため、縁部のシリコンのエッチング速度
が速くなり、ウェーハ中央部における選択比とウェーハ
縁部における選択比が不均一となるということもない。
これは、ウェーハの縁部においても、ウェーハ中央部と
同様に導電性の扁平リング５によりＦラジカルが消費さ
れるためである。このため、エッチング選択比のウェー
ハ内均一性が極めて良好なエッチングが可能となる。
又、扁平リング５および扁平リング６は、試料載置電極
２に単に置いてあるだけであるため、着脱が非常に容易
であり、クリーニング時の煩わしさを無くすると共に、
クリーニング時間の大幅な短縮が可能となった。In order to operate the dry etching apparatus of the above embodiment, the vacuum processing chamber 1 is evacuated to a degree of vacuum of about 10 −3 Pa in advance by an evacuation apparatus (not shown) connected via an evacuation conduit 14. Then, the wafer 4 is transferred onto the sample mounting electrode 2 by a wafer transfer mechanism (not shown). Next, from the gas introduction pipe 13, CHF 3
And a mixed gas of He and O 2 are introduced into the vacuum processing chamber 1,
The pressure of the vacuum processing chamber 1 is maintained at about 70 Pa, which is the etching pressure, while adjusting the conductance of a throttle valve (not shown) attached in the middle of the exhaust conduit 14. After that, the high-frequency power supply 9 is turned on, and the high-frequency power is applied to the sample mounting electrode 2. At this time, the reactive gas plasma is uniformly confined in a plane formed by the wafer 4 inside the flat ring 6 made of an insulating material and the flat ring 5 made of a conductive material. The uniform region of the plasma extends to the surface of the flat ring 5 outside the wafer 4 that is exposed to the plasma because the flat ring 5 is conductive, and the wafer 4 is etched under the uniform plasma. Is performed. As a result, almost no abnormalities in the etching rate at the edge of the wafer 4, which have conventionally occurred, were observed. Furthermore, the boundary area of the discharge is 15
mm, the area where deposits occur when etching is repeatedly performed is the inner side surface of the flat ring 6 and is away from the wafer 4. Foreign matter can be minimized. Further, a large amount of deposits are also generated at the plasma boundary on the surface of the gas blowing plate 11, and since this portion is also separated from immediately above the surface of the wafer 4, the deposits are peeled off and foreign substances adhered to the wafer 4 Is also greatly reduced. Since the annular flange 15 of the flat ring 5 is covered by the edge of the wafer 4, the discharge does not enter a minute gap between the flat ring 5 and the edge of the wafer 4 and does not cause abnormal discharge. Further, since a minute gap (about 0.5 mm in the present embodiment) is provided between the back surface of the edge of the wafer 4 and the annular flange 15 of the flat ring 5, the back surface of the wafer 4 becomes dirty or When a large number of wafers are etched, it is possible to prevent the wafer 4 from rising from the sample mounting electrode 2 due to the polymer attached to the annular flange 15 of the flat ring 5. Further, since the material of the flat ring 5 is silicon and is the same material as silicon forming the base of the silicon oxide film, which is the material to be etched, a phenomenon peculiar to radical etching, that is, radical etching occurs at the edge of the wafer. Since the supply amount is large, the etching rate of silicon at the edge is increased, and the selectivity at the center of the wafer and the selectivity at the edge of the wafer are not uneven.
This is because F radicals are consumed at the edge of the wafer by the conductive flat ring 5 as in the center of the wafer. For this reason, it is possible to perform etching in which the uniformity of the etching selectivity within the wafer is extremely good.
In addition, since the flat ring 5 and the flat ring 6 are simply placed on the sample mounting electrode 2, they are very easy to attach and detach, eliminating troublesomeness during cleaning, and
The cleaning time can be greatly reduced.
【００２３】本実施例では、電極間隔を７mmに設定した
が、この値は特にこれに限定する必要はないが、電極間
隔が２０mmを越えると、プラズマが、両電極間の間に閉
じ込められず、真空処理室１内全体に広がってしまうた
め、高速度でのエッチングは出来なくなってしまう。
又、導電性材料でなる扁平リング５の材質は、単結晶シ
リコンに限定されることはなく、ポリシリコンであって
も、炭化珪素であっても、カーボンであっても良く、要
は、導電性であり、なおかつエッチング膜の下地のシリ
コンをエッチングするエッチャントであるＦラジカルで
エッチング可能な物質であれば良いことはいうまでもな
い。当然ながら、エッチング膜の下地の材質が他の材質
である時は、扁平リング５の材質も下地の材質に応じて
変更する。又、この扁平リング５のプラズマに曝される
部分の幅は、本実施例に限定されることはないが、その
幅が１０mm以下となると、下地のシリコンに対するエッ
チャントを消費する効果が充分でなくなるとともに、プ
ラズマが閉じ込められる境界が、ウェーハ４の縁部に近
づきすぎるため、異物の発生上からも好ましくはない。
又、ウェーハ４の裏面と、扁平リング５の環状鍔１５の
隙間は、余り間隔が広いと、この部分にプラズマがまわ
りこんでしまうために、１mm以下に設定するのが望まし
い。又、絶縁性材料でなる扁平リング６および対向電極
カバー１２の材質、ガス吹出板１１の材質等は、本実施
例に限定されるものではない。更に扁平リング５は図２
に示したように、２個の扁平リング５ａ、５ｂで構成す
ることもできる。In this embodiment, the distance between the electrodes is set to 7 mm. However, this value does not need to be particularly limited. However, if the distance between the electrodes exceeds 20 mm, plasma is not confined between the two electrodes. In addition, since it spreads over the entire inside of the vacuum processing chamber 1, etching at a high speed cannot be performed.
Further, the material of the flat ring 5 made of a conductive material is not limited to single crystal silicon, and may be polysilicon, silicon carbide, or carbon. It is needless to say that any substance that can be etched by F radicals, which is an etchant that etches the silicon underlying the etching film, can be used. Of course, when the material of the base of the etching film is another material, the material of the flat ring 5 is also changed according to the material of the base. Further, the width of the portion of the flat ring 5 exposed to plasma is not limited to the present embodiment, but if the width is less than 10 mm, the effect of consuming the etchant to the underlying silicon becomes insufficient. At the same time, the boundary where the plasma is confined is too close to the edge of the wafer 4, which is not preferable from the viewpoint of generation of foreign matter.
Also, the gap between the back surface of the wafer 4 and the annular flange 15 of the flat ring 5 is desirably set to 1 mm or less, since if the gap is too large, plasma will flow around this portion. Further, the material of the flat ring 6 and the counter electrode cover 12 made of an insulating material, the material of the gas blowing plate 11 and the like are not limited to the present embodiment. Further, the flat ring 5 is shown in FIG.
As shown in (2), it is also possible to configure with two flat rings 5a and 5b.
【００２４】[0024]
【発明の効果】この発明によれば、被処理基板への異物
の混入が少なく、且つ選択比の被処理基板内分布が良好
であり、更には被処理基板の縁部でのエッチング速度が
他の部分と著しく異なるような現象が起らず、なおかつ
クリーニングの極めて容易なエッチング装置を提供でき
る効果がある。According to the present invention, the contamination of the substrate to be processed with a foreign substance is small, the distribution of the selectivity within the substrate to be processed is good, and the etching rate at the edge of the substrate to be processed is low. There is an effect that it is possible to provide an etching apparatus which does not cause a phenomenon that is significantly different from the above-mentioned portion and is extremely easy to clean.
【図１】この発明の実施例の反応性イオンエッチング装
置の要部の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a main part of a reactive ion etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の他の実施例における導電性材料でな
る扁平リングの部分の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a flat ring portion made of a conductive material according to another embodiment of the present invention.
１ 真空処理室 ２ 試料載置電極 ３ 対向電極 ４ ウェーハ ５、５ａ、５ｂ 導電性材料でなる扁平リング ６ 絶縁性材料でなる扁平リング ７ 絶縁体 ８ シールド ９ 高周波電源 １０ コンデンサ １１ ガス吹出板 １２ 対向電極カバー １５ 環状鍔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum processing chamber 2 Sample mounting electrode 3 Counter electrode 4 Wafer 5, 5a, 5b Flat ring made of conductive material 6 Flat ring made of insulating material 7 Insulator 8 Shield 9 High frequency power supply 10 Capacitor 11 Gas blowout plate 12 Opposite Electrode cover 15 Annular collar
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−283391（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47130（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130823（ＪＰ，Ａ) 実願 昭60−113974号（実開 平２− 35438号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23C 16/509 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-283391 (JP, A) JP-A-62-47130 (JP, A) JP-A-2-130823 (JP, A) Jpn. Microfilm (JP, U) photographing the contents of the specification and drawings attached to the application form 113974 (Japanese Utility Model Application No. 2-35438) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21 / 3065 C23C 16/509
Claims (6)
を設け、一方の電極に被処理基板を支持し、２枚の電極
間で生成させた反応性ガスプラズマによって被処理基板
の表面をドライエッチングする装置において、前記被処
理基板を支持する一方の電極に、被処理基板の外側に配
置される、導電性材料でなる偏平リングと、該偏平リン
グの外縁部を覆う為の絶縁性材料でなる偏平リングを備
えており、前記導電性材料でなる偏平リングの内側縁部
が、被処理基板の裏面側縁部との間に０．２ｍｍ以上１
ｍｍ以下の隙間を保って、被処理基板の裏面側縁部に重
ねてあることを特徴とするドライエッチング装置。A vacuum processing chamber is provided with two electrodes parallel to each other, one of the electrodes supports a substrate to be processed, and the surface of the substrate is processed by reactive gas plasma generated between the two electrodes. In an apparatus for dry etching, a flat ring made of a conductive material and an insulating material for covering an outer edge of the flat ring are disposed on one electrode supporting the substrate to be processed, the flat ring being disposed outside the substrate to be processed. Wherein the inner edge of the flat ring made of the conductive material is 0.2 mm or more and 1 mm from the back side edge of the substrate to be processed.
A dry etching apparatus, wherein the dry etching apparatus is overlapped on a rear surface side edge of a substrate to be processed with a gap of not more than mm .
以下とした請求項１記載のドライエッチング装置。2. The facing distance between electrodes is 4 mm or more and 20 mm.
The dry etching apparatus according to claim 1, wherein:
の表面と面一乃至２ｍｍ以下の高さとなる厚さとした請
求項１記載のドライエッチング装置。3. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the flat ring of the conductive material has a thickness that is flush with the surface of the substrate to be processed and is equal to or less than 2 mm.
プラズマに露出する部分の幅を１０ｍｍ以上３０ｍｍ以
下とした請求項１記載のドライエッチング装置。4. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein a width of a portion of the flat ring made of a conductive material exposed to the reactive gas plasma is 10 mm or more and 30 mm or less.
におけるエッチング膜の下地を形成している材質と同質
の材料で構成した請求項１記載のドライエッチング装
置。5. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the flat ring made of a conductive material is made of the same material as the material forming the base of the etching film on the substrate to be processed.
コン、ポリシリコン、炭化シリコン等のシリコンを含む
材料又はカーボンで構成した請求項１記載のドライエッ
チング装置。6. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the flat ring made of a conductive material is made of a material containing silicon such as single crystal silicon, polysilicon, silicon carbide, or carbon.
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