JP3246788B2 - マイクロ波プラズマエッチング装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマエッチング装置Info
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- JP3246788B2 JP3246788B2 JP05842093A JP5842093A JP3246788B2 JP 3246788 B2 JP3246788 B2 JP 3246788B2 JP 05842093 A JP05842093 A JP 05842093A JP 5842093 A JP5842093 A JP 5842093A JP 3246788 B2 JP3246788 B2 JP 3246788B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界とマイクロ波電界
によって発生するプラズマにより多結晶シリコンのエッ
チングを行うマイクロ波プラズマエッチング装置におい
て、基板内でのエッチング形状の均一性を向上させるの
に好適なマイクロ波プラズマエッチング装置に関するも
のである。
によって発生するプラズマにより多結晶シリコンのエッ
チングを行うマイクロ波プラズマエッチング装置におい
て、基板内でのエッチング形状の均一性を向上させるの
に好適なマイクロ波プラズマエッチング装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波プラズマエッチング装
置は、例えば、日立評論ｖｏｌ．７１（１９８９）、Ｎ
ｏ．５，Ｐ３３−３８に記載のようにマイクロ波を伝播
する導波管内に石英製の放電管を有し、外部磁界とマイ
クロ波電界の作用により放電管内でプラズマを発生さ
せ、該プラズマにより基板のエッチングを行っていた。
あるいは、J.Vac.Sci.Technol.A.Vol.9,No.1(1991)に記
載のように内壁全面を石英製のカバーで覆った真空容器
内に外部磁界とマイクロ波電界の作用によりプラズマを
発生させ、該プラズマにより基板のエッチングを行って
いた。
置は、例えば、日立評論ｖｏｌ．７１（１９８９）、Ｎ
ｏ．５，Ｐ３３−３８に記載のようにマイクロ波を伝播
する導波管内に石英製の放電管を有し、外部磁界とマイ
クロ波電界の作用により放電管内でプラズマを発生さ
せ、該プラズマにより基板のエッチングを行っていた。
あるいは、J.Vac.Sci.Technol.A.Vol.9,No.1(1991)に記
載のように内壁全面を石英製のカバーで覆った真空容器
内に外部磁界とマイクロ波電界の作用によりプラズマを
発生させ、該プラズマにより基板のエッチングを行って
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】エッチング速度及びエ
ッチング形状の基板面内での均一性は、基板面内の反応
種及び反応生成物の濃度分布の均一性，基板に入射する
イオンエネルギの均一性並びに基板面内の温度の均一性
によって決まる。従来の装置においては、反応種につい
てはガス流れにより改善を行っている。また、イオンの
エネルギについては基板に印加する高周波電力の周波数
の変更により改善を行っており、温度については電極構
造の変更により改善を行っている。しかし、エッチング
によって生成する反応生成物については考慮されておら
ず、多結晶シリコンのエッチングのように反応生成物に
よってパターン側壁に形成される保護膜により異方性の
形状を達成するエッチングでは、基板のサイズが大きく
なるにつれて反応生成物の基板面内の均一性が低下し、
基板面内での側壁の保護膜の厚さが不均一になり形状差
が発生するという問題点があった。
ッチング形状の基板面内での均一性は、基板面内の反応
種及び反応生成物の濃度分布の均一性，基板に入射する
イオンエネルギの均一性並びに基板面内の温度の均一性
によって決まる。従来の装置においては、反応種につい
てはガス流れにより改善を行っている。また、イオンの
エネルギについては基板に印加する高周波電力の周波数
の変更により改善を行っており、温度については電極構
造の変更により改善を行っている。しかし、エッチング
によって生成する反応生成物については考慮されておら
ず、多結晶シリコンのエッチングのように反応生成物に
よってパターン側壁に形成される保護膜により異方性の
形状を達成するエッチングでは、基板のサイズが大きく
なるにつれて反応生成物の基板面内の均一性が低下し、
基板面内での側壁の保護膜の厚さが不均一になり形状差
が発生するという問題点があった。
【０００４】本発明の目的は、基板面内での反応生成物
の濃度分布を均一にし基板面内での形状差を防止するマ
イクロ波プラズマエッチング装置を提供することにあ
る。
の濃度分布を均一にし基板面内での形状差を防止するマ
イクロ波プラズマエッチング装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、Cl2あるいはCl2＋O2を用いたエッチングガスを基板
に対向する放電管の上部から導入し、一方、反応生成物
と同等な成分を有するガスとして四塩化珪素(SiCl4)を
基板の外周から導入することにより、基板面内の反応生
成物の濃度分布を均一にするようにしたものである。
に、Cl2あるいはCl2＋O2を用いたエッチングガスを基板
に対向する放電管の上部から導入し、一方、反応生成物
と同等な成分を有するガスとして四塩化珪素(SiCl4)を
基板の外周から導入することにより、基板面内の反応生
成物の濃度分布を均一にするようにしたものである。
【０００６】
【作用】エッチングガスを基板に対向する放電管の上部
から供給することにより反応種は一様に基板へ供給され
る。しかし、エッチングの進行に伴って反応種と基板と
の反応によって生成される反応生成物の濃度は、図４に
示すように基板外周に比べ中央が高くなり基板面内で不
均一になる。この時基板の外周から反応生成物と同等の
成分を有するガス(以下添加ガスと称す)を供給すること
により反応生成物の濃度が図３に示すように補正され均
一になる。したがって、基板面内の反応生成物の濃度分
布を一様にすることができるため、パターン側壁に堆積
する保護膜の厚さが一様になり形状差の無いエッチング
形状を得ることができる。
から供給することにより反応種は一様に基板へ供給され
る。しかし、エッチングの進行に伴って反応種と基板と
の反応によって生成される反応生成物の濃度は、図４に
示すように基板外周に比べ中央が高くなり基板面内で不
均一になる。この時基板の外周から反応生成物と同等の
成分を有するガス(以下添加ガスと称す)を供給すること
により反応生成物の濃度が図３に示すように補正され均
一になる。したがって、基板面内の反応生成物の濃度分
布を一様にすることができるため、パターン側壁に堆積
する保護膜の厚さが一様になり形状差の無いエッチング
形状を得ることができる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。マグネトロン（図示省略）から発振さ
れたマイクロ波は導波管１を伝播しマイクロ波導入窓２
を介して放電管３に導かれる。磁界発生用直流電源(図
示省略)からソレノイドコイル４に供給される直流電流
によって形成される磁界とマイクロ波電界によって、エ
ッチングガス供給装置(図示省略)から供給されるエッチ
ングガス(本実施例ではＣｌ2）及び添加ガス供給装置
(図示省略)から供給される添加ガス（ＳｉＣｌ4）はプ
ラズマ化される。このプラズマにより、載置電極５に載
置されている基板６がエッチングされる。エッチング時
の圧力は真空排気装置(図示省略)によって制御される。
また、基板６に入射するイオンのエネルギは、載置電極
５に高周波電源７から供給される高周波電力によって制
御される。添加ガスの供給の有無によるエッチング形状
の差を図２に示す。図２に示すように、添加ガスを供給
することにより、多結晶シリコンの基板面内でのエッチ
ング形状の差を抑制し、また、多結晶シリコンのエッチ
ング速度の均一性を向上させることができる。
１は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。マグネトロン（図示省略）から発振さ
れたマイクロ波は導波管１を伝播しマイクロ波導入窓２
を介して放電管３に導かれる。磁界発生用直流電源(図
示省略)からソレノイドコイル４に供給される直流電流
によって形成される磁界とマイクロ波電界によって、エ
ッチングガス供給装置(図示省略)から供給されるエッチ
ングガス(本実施例ではＣｌ2）及び添加ガス供給装置
(図示省略)から供給される添加ガス（ＳｉＣｌ4）はプ
ラズマ化される。このプラズマにより、載置電極５に載
置されている基板６がエッチングされる。エッチング時
の圧力は真空排気装置(図示省略)によって制御される。
また、基板６に入射するイオンのエネルギは、載置電極
５に高周波電源７から供給される高周波電力によって制
御される。添加ガスの供給の有無によるエッチング形状
の差を図２に示す。図２に示すように、添加ガスを供給
することにより、多結晶シリコンの基板面内でのエッチ
ング形状の差を抑制し、また、多結晶シリコンのエッチ
ング速度の均一性を向上させることができる。
【０００８】本実施例によれば、反応生成物の濃度分布
を均一にし基板面内でのエッチング形状の差を抑制する
ことができ、また、多結晶シリコンのエッチング速度の
均一性を向上させることができる。
を均一にし基板面内でのエッチング形状の差を抑制する
ことができ、また、多結晶シリコンのエッチング速度の
均一性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、基板面内でのエッチン
グ形状の差を抑制することができるとともに、多結晶シ
リコンのエッチング速度の均一性を向上させることがで
きる。
グ形状の差を抑制することができるとともに、多結晶シ
リコンのエッチング速度の均一性を向上させることがで
きる。
【図１】本発明の一実施例のマイクロ波プラズマエッチ
ング装置の構成図である。
ング装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施例での効果を説明するためのエ
ッチング形状の断面図である。
ッチング形状の断面図である。
【図３】添加ガスを供給した場合の反応生成物の相対濃
度の面内分布を示す線図である。
度の面内分布を示す線図である。
【図４】従来装置における反応生成物の相対濃度の面内
分布を示す線図である。
分布を示す線図である。
２…マイクロ波導入窓、３…放電管、４…ソレノイドコ
イル、６…基板。
イル、６…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大本 豊 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−206027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−236125（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−16210（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 磁界とマイクロ波電界によって発生するプ
ラズマにより多結晶シリコンのエッチングを行うマイク
ロ波プラズマエッチング装置において、エッチングガス
にＣｌ2 あるいはＣｌ2 ＋Ｏ2 を用い、該エッチングガ
スを基板に対向する放電管の上部から導入し、反応生成
物と同等な成分を有するガスとして四塩化珪素（ＳｉＣ
ｌ4）を基板の外周から導入し、パターン側壁に堆積す
る保護膜の厚さが一様になり形状差のないエッチング形
状を得ることを特徴とするマイクロ波プラズマエッチン
グ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05842093A JP3246788B2 (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | マイクロ波プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05842093A JP3246788B2 (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | マイクロ波プラズマエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275564A JPH06275564A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3246788B2 true JP3246788B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=13083894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05842093A Expired - Fee Related JP3246788B2 (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | マイクロ波プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246788B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7932181B2 (en) * | 2006-06-20 | 2011-04-26 | Lam Research Corporation | Edge gas injection for critical dimension uniformity improvement |
| JP2009021584A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-29 | Applied Materials Inc | 高ｋ材料ゲート構造の高温エッチング方法 |
| WO2017056920A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-18 JP JP05842093A patent/JP3246788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06275564A (ja) | 1994-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |