JP3381119B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3381119B2
JP3381119B2 JP13585095A JP13585095A JP3381119B2 JP 3381119 B2 JP3381119 B2 JP 3381119B2 JP 13585095 A JP13585095 A JP 13585095A JP 13585095 A JP13585095 A JP 13585095A JP 3381119 B2 JP3381119 B2 JP 3381119B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、平行平板型プラズマエ
ッチング装置等のプラズマエッチング装置に関し、更に
詳細には多層膜をマルチステップでエッチングする際、
各膜毎のエッチングの面内均一性を向上させるように工
夫されたプラズマエッチング装置と半導体装置の製造方
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】半導体装置の製造では、エッチング処
理、特にプラズマエッチング処理或いは反応性イオンエ
ッチング処理は、ホトリソグラフィ法と関連して盛んに
使用されている。例えば、ゲート電極の形成のために、
或いは配線層の形成のために、ウェハ上の薄膜、例えば
酸化膜、金属膜等をエッチングして、ウェハ面にパター
ンを形成する工程は、半導体装置の製造には必ずと言っ
て良い程ある。 【0003】平行平板型プラズマエッチング装置を例に
してその概略を以下に述べる。図3は、従来の平行平板
型プラズマエッチング装置の構成を示す概略図である。
従来の平行平板型プラズマエッチング装置(以下、簡単
にエッチング装置と略称する)10は、図3に示すよう
に、真空ポンプ12により吸引されて所定圧力に維持さ
れるエッチング室14と、エッチング室14の両側に隣
接し、かつそれぞれ真空ポンプ16、18により真空吸
引されているロード室20及びアンロード室22とを備
えている。エッチング室14には、対の上部電極24と
下部電極26とが設けてあり、下部電極26の上にはエ
ッチングを施すウェハWが配置され、かつ電極24、2
6の間にはマッチング回路28を介してRF電源30か
らRF電圧が印加される。また、エッチング室14の外
部で上部電極24の上方に永久磁石又は電磁石32を配
置し、エッチング室14内に一定磁場を形成することも
ある。 【0004】反応ガスは、流量コントローラ34により
流量制御されつつボンベからエッチング室14に導入さ
れ、エッチング室14内でプラズマを生成しつつウェハ
Wをエッチングし、真空ポンプ12に吸引されて外部に
排出される。尚、ロード室20及びアンロード室22の
脇にはウェハ運搬用のカセットが配置されている。 【0005】接続孔を形成するために、ウェハ上の例え
ばSiO2 膜にエッチング処理を施す場合を例にして、
図3に示すエッチング装置の従来の運転方法を説明す
る。エッチング装置は、ウェハ毎に順次次の(1)から
(4)の工程に従って運転される。 (1)エッチングするウェハをロード室20からエッチ
ング室14に導入し、次いでエッチング室14に反応ガ
スを送入する工程、(2)エッチング室14内の反応ガ
スを真空ポンプ12により吸引してエッチング室14の
圧力を所定値に調節する工程、(3)電極24、26間
にRF電圧を印加してプラズマを生成させつつウェハ上
の薄膜をエッチングを施す工程、及び(4)エッチング
室14を排気してエッチングしたウェハをアンロード室
22に送出する工程。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】ところで、最近のエッ
チング処理では、同じプラズマエッチング装置を使用し
てマルチステップでウェハ上の多層膜にエッチングを施
すことが多い。多層膜とは、図4に示すように、例えば
Al−Si配線層上に順次積層されたTiON膜及びW
膜等の多層膜を言う。一方、従来のプラズマエッチング
装置において、操作中に或る条件を変更してエッチング
条件を調整しようとする場合、変更できる因子は、温
度、圧力、RF出力、反応ガスの種類及びその流量等で
あって、プラズマエッチング装置の構造に関する因子、
例えばウェハを載置する下部電極の構造を変更すること
はできない。そのため、マルチステップでウェハ上の多
層膜にエッチングを施す場合、支障が生じる事が多い。 【0007】例えば、図4に示す多層膜のエッチング処
理において、W膜のエッチングでは満足できるエッチン
グレートとエッチングの面内均一性を確保できたとして
も、次のエッチングステップで行った下層のTiON膜
のエッチングでは、上述の変更可能因子を変更してエッ
チング条件を調整したとしても、どうしてもその面内均
一性を満足なレベルで確保できないことがしばしばあっ
た。 【0008】その結果、エッチングの面内均一性が悪く
なってウェハの中央部のエッチング量とウェハ周辺部の
エッチング量とが異なり、ウェハ周辺部のチップの品質
を維持できなくなるため、エッチング工程における製品
歩留りが低下した。また、ウェハの大径化と共にエッチ
ングの面内不均一性の確保が益々難しくなるので、この
問題の解決は、一層重要となっている。そこで、本発明
の目的は、マルチステップでウェハ上の多層膜にエッチ
ングを施す場合に、エッチングの面内均一性を確保でき
るように改良したプラズマエッチング装置を提供するこ
とである。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明者は、プラズマエ
ッチング装置の下部電極に載置されるウェハの中央部及
び周辺部の反応ガスの流れに注目し、以下に説明するよ
うな実験を行った。実験に使用したプラズマエッチング
装置は、アライドマテリアル製の平行平板型プラズマエ
ッチング装置P−5000Wであって、その下部電極
は、図5に示すような構造を備えている。図5で、Aは
下部電極、Bはウェハ押さえ、Cは押さえリング、Wは
ウェハである。或る基準面(ウェハからの高さではな
い)からの高さHが、25mmと19mmの2個の押さえ押
さえリングC1 及びC2 を作製した。次に図4に示す多
層膜を有するウェハを下部電極Aに載置し、ウェハ押さ
えB及び押さえリングC1 を装着して、エッチング試験
を行った。続いて、押さえリングC1 に代えて押さえリ
ングC2 を使用して同じ条件のエッチング試験を行っ
た。W膜のエッチングの条件はRF出力を100W、反
応ガスをSF6 /Ar/He 40sccm/20sccm/1
0sccmとし、TiON膜のエッチングの条件はRF出力
を250W、反応ガスをCl2 /Ar 5sccm/75sc
cmとした。得た結果は、図6及び図7に示す通りであ
る。図6は押さえリングC1 及びC2 別のW膜のエッチ
ング試験の結果を示し、図7は押さえリングC1 及びC
2 別のTiON膜のエッチング試験の結果を示してい
る。図中、横軸はエッチング室の圧力(Pa)を示してい
る。 【0010】図6及び図7は、W膜のエッチングでは、
高さ25mmの押さえリングC1 の方が、高さ19mmの押
さえリングC2 より良好な面内均一性を得ることがで
き、TiON膜のエッチングでは、逆に押さえリングC
2 の方が、押さえリングC1 より良好な面内均一性を得
ることができることを示している。よって、本発明者
は、以上の実験から、押さえリングの高さが変わると、
ウェハ面上の反応ガスの流れ状態、特にウェハ周辺部で
の反応ガスの流れ状態が変化し、それにより周辺部のエ
ッチングレートが大きくなって、逆に中心部のエッチン
グレートが小さくなって、面内均一性が向上することを
見い出した。そこで、本発明者は、電極上に載置された
ウェハを取り囲むリング状部材を設け、多層膜を構成す
る種類の異なる膜をマルチステップでエッチングする
際、そのリング状部材の高さを可変にすることにより、
各膜のエッチングの面内均一性を向上できることに着眼
し、本発明を完成するに到った。 【0011】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係るプラズマエッチング装置は、エ
ッチング室内に配置された電極上にウェハを載置し、エ
ッチング室内に反応ガスを導入し、かつプラズマを発生
させて、ウェハにエッチング処理を施すプラズマエッチ
ング装置において、電極上に載置されるウェハを取り囲
むように配置され、ウェハ面を基準にして頂部の高さを
自在に変化できるようにしたリング状部材と、ウェハ面
を基準にしてリング状部材の頂部の高さが変えるように
リング状部材の昇降を駆動する駆動手段とを備えている
ことを特徴としている。本発明は、エッチング室内に設
置された電極上にウェハを載置し、エッチング室に反応
ガスを導入し、かつプラズマを発生させてエッチングを
行うプラズマエッチング方法にてエッチング処理を施
す、例えばRIEプラズマエッチング装置或いはECR
プラズマエッチング装置には適用できる。 【0012】また、本発明を平行平板型プラズマエッチ
ング装置に適用する際には、エッチング室内に上部電極
及び下部電極の対を備えた平行平板型プラズマエッチン
グ装置において、下部電極上に載置されるウェハを取り
囲むように下部電極の周りに配置され、ウェハ面を基準
にして頂部の高さを自在に変化できるようにしたリング
状部材と、ウェハ面を基準にしてリング状部材の頂部の
高さが変えるようにリング状部材の昇降を駆動する駆動
手段とを備えていることを特徴としている。 【0013】本発明で使用するリング状部材とは、電極
上に載置されたウェハを取り囲むようにウェハの周りに
配置された、リング状に隆起している部材を言い、その
部材は、リング状部材の頂部の高さがウェハに対して上
下に昇降可能なように取り付けられている。リング状部
材の頂部の高さが変えるようにリング状部材の昇降を駆
動する手投は、例えば油圧装置、空気圧装置等の既知の
流体圧機構を使用した昇降手段を使用できる。さらに本
発明では、エッチング室内に配置された電極上にウェハ
を載置し、エッチング室内に反応ガスを導入し、かつプ
ラズマを発生させて、ウェハにエッチング処理を施すこ
とを含む半導体装置の製造方法において、電極上に載置
されるウェハを取り囲むように配置されたリング状部材
をウェハ面を基準にして頂部の高さを自在に変化できる
ようにしたことを特徴としている。 【0014】 【作用】本発明では、駆動手段によりリング状部材を駆
動して昇降させると、リング状部材の頂部が電極上に載
置されたウェハ面を基準にして高くなったり、低くなっ
たりすることができる。リング状部材の高さが変化する
と、ウェハ面上の反応ガスの流れ状態、特にウェハ面の
周辺部上の反応ガスの流れ状態が変化し、そのため中心
部及び周辺部のエッチングレートが変化する。よって、
リング状部材の高さを変更することにより、中心部及び
周辺部のエッチングレートを制御し、エッチングの面内
均一性を向上させることができる。 【0015】 【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明に係わる装置並びにそれによる半導体装置の製造
方法を説明する。図1は、本発明に係る平行平板型プラ
ズマエッチング装置の実施例の要部横成を示す部分断面
図的な模式図である。本実施例の平行平板型プラズマエ
ッチング装置は、図3に示す平行平板型プラズマエッチ
ング装置10の構成に加えて、図1に示すように、ウェ
ハ押さえ50と、リング状部材52と、その駆動手段5
4とを備えている。 【0016】ウェハ押さえ50は、下部電極26上に載
置されたウェハWを押さえるためにウェハWの周辺部に
載せられる環状の円盤状部材で、外周形状及び外径は下
部電極26の外周形状及び外径に一致するようになって
いる。その開口部は、ウェハWのエッチング面を露出さ
せるための開口で、外側に向かって径が拡大するように
形状になっている。ウェハ押さえ50は、アルミニウム
製又はセラミック製である。 【0017】リング状部材52は短筒状の部材で形成さ
れ、その内周形状は下部電極26及びウェハ押さえ50
の外周形状に一致して、リング状部材52が下部電極2
6及びウェハ押さえ50に対して摺動自在になってい
る。駆動手段54として、リング状部材52には適当な
個数の既知の油圧シリンダ54が設けてある。油圧シリ
ンダ54は適当な場所に固定されていて、そのピストン
ロッド56が伸縮することにより、リング状部材52が
上下に昇降するようになっている。また、油圧シリンダ
54の動作を遠隔制御するために制御装置58が設けて
ある。 【0018】リング状部材52の内側で、ウェハ押さえ
50の面とリング状部材52の内周面との急激な形状変
化を避けるために、図2(a)に示すような断面三角形
のリング60を別に設けてもよい。傾斜リング60は、
その外周がリング状部材52の内周に一致し、その頂部
から内方下方に向かって傾斜した環状面を備え、ウェハ
押さえ50に上に載って静止し、リング状部材52が傾
斜リング60に対して摺動するようになっている。ま
た、ウェハ押さえ50と傾斜リング60とを一体的に形
成しても良い。更には、図2(b)に示すように、多数
枚の傾斜板をに重ねて写真機の絞りのように構成した傾
斜リング60をリング状部材52に取り付け、リング状
部材52の昇降に傾斜リング60の傾斜を追随させるよ
うにしても良い。 【0019】本実施例の平行平板型プラズマエッチング
装置を使用し、図4に示すような多層膜をエッチングす
る場合には、リング状部材52の高さを高くしてW膜を
エッチングし、リング状部材52の高さを低くしてTi
ON膜をエッチングすることにより、図6及び図7に示
すように種類の異なる双方の膜のエッチングにおいて面
内均一性を向上させることができる。 【0020】 【発明の効果】本発明の構成によれば、ウェハ面に対し
て高さを自在に変化できるようにしたリング状部材と、
その高さが変えるようにリング状部材の昇降を駆動する
駆動手段とを備えることにより、従来のプラズマエッチ
ング装置のエッチング条件の変更可能因子(温度、圧
力、RF出力及び反応ガスの種類、流量)に加えて、電
極上に載置されたウェハ面の反応ガス流れを制御できる
機構を有する。よって、同一装置を使用してマルチステ
ップで多層膜をエッチングする際、エッチングすべき膜
の種類に応じてリング状部材の高さを変えることによ
り、ウェハ面上の反応ガスの流れを制御してエッチング
の面内均一性を向上させることができる。本発明に係る
プラズマエッチング装置を使用することにより、大径の
ウェハでもその面内均一性を高めて生産効率を向上させ
ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma etching apparatus such as a parallel plate type plasma etching apparatus, and more particularly, to a method for etching a multilayer film in multiple steps.
Plasma etching equipment and semiconductor device manufacturing method devised to improve in-plane uniformity of etching for each film
It is about the law . 2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, an etching process, particularly a plasma etching process or a reactive ion etching process, is widely used in connection with a photolithography method. For example, for forming a gate electrode,
Alternatively, a process of forming a pattern on a wafer surface by etching a thin film, for example, an oxide film, a metal film, or the like on a wafer for forming a wiring layer is almost inevitable in the manufacture of a semiconductor device. [0003] An outline of a parallel plate type plasma etching apparatus will be described below as an example. FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional parallel plate type plasma etching apparatus.
As shown in FIG. 3, a conventional parallel plate type plasma etching apparatus (hereinafter simply referred to as an etching apparatus) 10 includes an etching chamber 14 that is sucked by a vacuum pump 12 and maintained at a predetermined pressure, and an etching chamber 14. And a load chamber 20 and an unload chamber 22 which are adjacent to both sides of the vacuum chamber and are vacuum-sucked by vacuum pumps 16 and 18, respectively. The etching chamber 14 is provided with a pair of an upper electrode 24 and a lower electrode 26, a wafer W to be etched is disposed on the lower electrode 26, and the electrodes 24, 2
During the period 6, the RF voltage is applied from the RF power supply 30 via the matching circuit 28. Further, a permanent magnet or electromagnet 32 may be arranged outside the etching chamber 14 above the upper electrode 24 to form a constant magnetic field in the etching chamber 14. The reaction gas is introduced into the etching chamber 14 from the cylinder while the flow rate is controlled by the flow rate controller 34, etches the wafer W while generating plasma in the etching chamber 14, and is sucked by the vacuum pump 12 and discharged to the outside. Is done. Note that a cassette for transporting wafers is arranged beside the load chamber 20 and the unload chamber 22. [0005] In order to form a connection hole, for example, an etching process is performed on a SiO 2 film on a wafer.
A conventional operation method of the etching apparatus shown in FIG. 3 will be described. The etching apparatus is sequentially operated for each wafer according to the following steps (1) to (4). (1) a step of introducing a wafer to be etched from the load chamber 20 into the etching chamber 14 and then feeding a reaction gas into the etching chamber 14; (2) etching by sucking the reaction gas in the etching chamber 14 by the vacuum pump 12 Adjusting the pressure of the chamber 14 to a predetermined value, (3) applying an RF voltage between the electrodes 24 and 26 to etch the thin film on the wafer while generating plasma, and (4) setting the etching chamber 14 A step of sending the evacuated and etched wafer to the unload chamber 22; [0006] In recent etching processes, a multilayer film on a wafer is often etched in multiple steps using the same plasma etching apparatus. As shown in FIG. 4, the multilayer film is, for example, a TiON film and a W film sequentially laminated on an Al—Si wiring layer.
A multilayer film such as a film. On the other hand, in a conventional plasma etching apparatus, when it is intended to adjust etching conditions by changing certain conditions during operation, factors that can be changed are temperature, pressure, RF output, type of reaction gas and its flow rate, and the like. Factors related to the structure of the plasma etching apparatus,
For example, the structure of the lower electrode on which the wafer is mounted cannot be changed. For this reason, when etching a multilayer film on a wafer in multiple steps, problems often occur. For example, in the etching process of the multilayer film shown in FIG. 4, even if a satisfactory etching rate and in-plane uniformity of the etching can be secured in the etching of the W film, the lower TiON film performed in the next etching step. In the above-mentioned etching, even if the etching conditions are adjusted by changing the above-mentioned changeable factors, it is often impossible to ensure the in-plane uniformity at a satisfactory level. As a result, the in-plane uniformity of the etching deteriorates, and the amount of etching at the center of the wafer differs from the amount of etching at the periphery of the wafer. Product yield decreased. In addition, as the diameter of the wafer increases, it becomes increasingly difficult to ensure the in-plane non-uniformity of the etching. Therefore, the solution of this problem has become more important. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved plasma etching apparatus capable of ensuring in-plane uniformity of etching when a multilayer film on a wafer is etched in multiple steps. Means for Solving the Problems The present inventor pays attention to the flow of the reaction gas in the central portion and the peripheral portion of the wafer mounted on the lower electrode of the plasma etching apparatus, and as described below. An experiment was performed. The plasma etching apparatus used in the experiment is a parallel plate type plasma etching apparatus P-5000W made of Allied Materials, and its lower electrode has a structure as shown in FIG. In FIG. 5, A is a lower electrode, B is a wafer holder, C is a holder ring, and W is a wafer. Two hold down rings C 1 and C 2 having a height H from a certain reference plane (not a height from the wafer) of 25 mm and 19 mm were produced. Then placing a wafer having a multilayer film shown in FIG. 4 the lower electrode A, wearing the wafer presser B and the pressing ring C 1, it was subjected to etching test. Subsequently, etching was performed testing the same conditions by using the ring C 2 retainer in place of the presser ring C 1. The etching condition of the W film is such that the RF output is 100 W and the reaction gas is SF 6 / Ar / He 40 sccm / 20 sccm / 1.
0 sccm, the etching conditions for the TiON film were an RF output of 250 W, and a reaction gas of Cl 2 / Ar 5 sccm / 75 sc
cm. The obtained results are as shown in FIGS. FIG. 6 shows the results of an etching test of the W film for the holding rings C 1 and C 2 , and FIG. 7 shows the results of the holding rings C 1 and C 2.
2 shows the results of another TiON film etching test. In the figure, the horizontal axis indicates the pressure (Pa) of the etching chamber. FIGS. 6 and 7 show that in the etching of the W film,
The press ring C 1 having a height of 25 mm can obtain better in-plane uniformity than the press ring C 2 having a height of 19 mm.
2/5 have shown that it is possible to obtain a good in-plane uniformity than ferrules C 1. Therefore, the present inventor, from the above experiment, when the height of the holding ring changes,
The flow state of the reactant gas on the wafer surface, especially the flow state of the reactant gas at the peripheral portion of the wafer, changes, thereby increasing the etching rate in the peripheral portion, and conversely, decreasing the etching rate in the central portion. It has been found that the inner uniformity is improved. Therefore, the present inventor provided a ring-shaped member surrounding a wafer placed on an electrode, and when etching different types of films constituting a multilayer film in multiple steps, the height of the ring-shaped member was variably set. By doing
The present invention has been completed by focusing on improving the in-plane uniformity of the etching of each film. In order to achieve the above object, based on the above findings, a plasma etching apparatus according to the present invention places a wafer on an electrode disposed in an etching chamber and introduces a reactive gas into the etching chamber. In a plasma etching apparatus that generates plasma and performs etching processing on a wafer, the plasma etching apparatus is disposed so as to surround the wafer mounted on the electrode, and the height of the top portion can be freely changed with respect to the wafer surface. And a driving means for driving the ring-shaped member to move up and down so that the height of the top of the ring-shaped member changes with respect to the wafer surface. According to the present invention, an etching process is performed by placing a wafer on an electrode installed in an etching chamber, introducing a reaction gas into the etching chamber, and generating plasma by performing a plasma etching method, for example, RIE plasma. Etching equipment or ECR
It can be applied to a plasma etching apparatus. When the present invention is applied to a parallel plate type plasma etching apparatus, it is mounted on a lower electrode in a parallel plate type plasma etching apparatus having a pair of an upper electrode and a lower electrode in an etching chamber. A ring-shaped member arranged around the lower electrode so as to surround the wafer and capable of freely changing the height of the top with respect to the wafer surface; and the height of the top of the ring-shaped member with reference to the wafer surface. And driving means for driving the ring-shaped member to move up and down so as to change. [0013] The ring-shaped member used in the present invention refers to a ring-shaped raised member arranged around the wafer so as to surround the wafer placed on the electrode. It is attached so that the height of the top of the member can be raised and lowered with respect to the wafer. For manual operation for driving the elevation of the ring-shaped member so as to change the height of the top of the ring-shaped member, elevating means using a known fluid pressure mechanism such as a hydraulic device or a pneumatic device can be used. More books
In the invention, the wafer is placed on an electrode placed in the etching chamber.
And introduce a reaction gas into the etching chamber.
When plasma is generated and wafers are etched
In the method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
Ring-shaped member arranged to surround a wafer to be processed
The height of the top can be changed freely with respect to the wafer surface
It is characterized by doing so. According to the present invention, when the ring member is driven up and down by the driving means, the top of the ring member is raised or lowered with respect to the wafer surface placed on the electrode. can do. When the height of the ring-shaped member changes, the flow state of the reactant gas on the wafer surface, particularly the flow state of the reactant gas on the peripheral portion of the wafer surface, changes, so that the etching rates of the central portion and the peripheral portion change. Therefore,
By changing the height of the ring-shaped member, it is possible to control the etching rates of the central portion and the peripheral portion, and to improve the in-plane uniformity of the etching. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
The method will be described. FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view showing an essential part of an embodiment of a parallel plate type plasma etching apparatus according to the present invention. The parallel plate type plasma etching apparatus of the present embodiment has, in addition to the configuration of the parallel plate type plasma etching apparatus 10 shown in FIG. 3, a wafer holder 50, a ring-shaped member 52, and a driving means thereof as shown in FIG. 5
4 is provided. The wafer holder 50 is an annular disk-shaped member placed on the periphery of the wafer W to hold down the wafer W placed on the lower electrode 26. The outer peripheral shape and the outer diameter are the outer peripheral shape of the lower electrode 26. And the outer diameter. The opening is an opening for exposing the etched surface of the wafer W, and has a shape such that the diameter increases outward. The wafer holder 50 is made of aluminum or ceramic. The ring-shaped member 52 is formed of a short cylindrical member, and its inner peripheral shape is the lower electrode 26 and the wafer holder 50.
The ring-shaped member 52 conforms to the outer peripheral shape of the lower electrode 2.
6 and the wafer holder 50 are slidable. As the driving means 54, an appropriate number of known hydraulic cylinders 54 are provided on the ring-shaped member 52. The hydraulic cylinder 54 is fixed at an appropriate place, and the ring-shaped member 52 moves up and down when the piston rod 56 expands and contracts. Further, a control device 58 is provided for remotely controlling the operation of the hydraulic cylinder 54. In order to avoid a sudden change in the shape of the surface of the wafer holder 50 and the inner peripheral surface of the ring-shaped member 52 inside the ring-shaped member 52, a ring 60 having a triangular cross section as shown in FIG. May be provided separately. The inclined ring 60
The outer periphery thereof coincides with the inner periphery of the ring-shaped member 52, and has an annular surface that is inclined inward and downward from the top, and rests on the wafer retainer 50 and stands still. It slides against it. Further, the wafer holder 50 and the inclined ring 60 may be formed integrally. Further, as shown in FIG. 2 (b), a plurality of inclined plates are superimposed on each other, and an inclined ring 60 configured like an aperture of a camera is attached to the ring-shaped member 52, and the ring-shaped member 52 is tilted up and down. The inclination of the ring 60 may be made to follow. In the case of etching a multilayer film as shown in FIG. 4 using the parallel plate type plasma etching apparatus of the present embodiment, the height of the ring-shaped member 52 is increased to etch the W film. The height of the member 52
By etching the ON film, in-plane uniformity can be improved in etching both types of films as shown in FIGS. According to the structure of the present invention, a ring-shaped member whose height can be freely changed with respect to the wafer surface,
By providing a driving means for driving the elevation of the ring-shaped member so as to change the height thereof, it is possible to change the etching conditions of the conventional plasma etching apparatus (temperature, pressure, RF output, type of reaction gas, flow rate). In addition, a mechanism is provided for controlling the flow of the reaction gas on the wafer surface placed on the electrode. Therefore, when etching a multilayer film in multiple steps using the same apparatus, the flow of the reaction gas on the wafer surface is controlled by changing the height of the ring-shaped member according to the type of the film to be etched. In-plane uniformity of the etching can be improved. By using the plasma etching apparatus according to the present invention, even in the case of a large-diameter wafer, the in-plane uniformity can be improved and the production efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る平行平板型プラズマエッチング装
置の実施例の要部構成を示す部分断面図的な模式図であ
る。 【図2】図2(a)及び(b)はそれぞれ三角形リング
を説明する部分断面図的な模式図である。 【図3】従来の平行平板型プラズマエッチング装置の構
成を示す模式図である。 【図4】多層膜を説明するための断面図である。 【図5】従来の平行平板型プラズマエッチング装置の下
部電極の構成を示す部分断面図的な模式図である。 【図6】W膜のエッチングの試験結果を示すグラフであ
る。 【図7】TiON膜のエッチングの試験結果を示すグラ
フである。 【符号の説明】 10 従来の平行平板型プラズマエッチング装置 12、16、18 真空ポンプ 14 エッチング室 20 ロード室 22 アンロード室 24 上部電極 26 下部電極 28 マッチング回路 30 RF電源 32 電磁石 34 流量コントローラ 50 ウェハ押さえ 52 リング状部材 54 駆動手段 56 ピストンロッド 58 制御装置 60 傾斜リング
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of an embodiment of a parallel plate type plasma etching apparatus according to the present invention. FIGS. 2A and 2B are schematic partial cross-sectional views each illustrating a triangular ring. FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional parallel plate type plasma etching apparatus. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a multilayer film. FIG. 5 is a schematic partial sectional view showing a configuration of a lower electrode of a conventional parallel plate type plasma etching apparatus. FIG. 6 is a graph showing a test result of etching of a W film. FIG. 7 is a graph showing a test result of etching of a TiON film. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Conventional parallel plate type plasma etching apparatus 12, 16, 18 Vacuum pump 14 Etching chamber 20 Load chamber 22 Unload chamber 24 Upper electrode 26 Lower electrode 28 Matching circuit 30 RF power supply 32 Electromagnet 34 Flow controller 50 Wafer Holder 52 Ring member 54 Driving means 56 Piston rod 58 Control device 60 Inclined ring

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】【請求項1】 エッチング室内に配置された電極上にウ
ェハを載置し、エッチング室内に反応ガスを導入し、か
つプラズマを発生させて、ウェハ表面の多層膜にエッチ
ング処理を施す半導体装置の製造方法であって、前記電極およびその上部に載置されるウェハを取り囲む
状態で配置された短筒状のリング状部を、当該電極およ
びウェハを取り囲んだ状態を維持しつつ当該電極に対し
て摺動自在に移動させることにより、前記多層膜を構成
する膜の種類に応じて前記ウェハ面を基準にした前記リ
ング状部材の頂部の高さを変化させながら、当該多層膜
を構成する複数の膜を連続してエッチングすることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
(57) [Claim 1] A multilayer film on a wafer surface by placing a wafer on an electrode disposed in an etching chamber, introducing a reaction gas into the etching chamber, and generating plasma. To etch
A method of manufacturing a semiconductor device, which performs a polishing process, wherein said method surrounds said electrode and a wafer mounted thereon.
The short cylindrical ring-shaped part arranged in this state is
While maintaining the state surrounding the wafer
The multi-layer film is constructed by slidably moving
The above-mentioned refilling with reference to the wafer surface according to the type of film to be formed.
While changing the height of the top of the ring-shaped member,
Is characterized in that a plurality of films constituting
A method for manufacturing a semiconductor device.
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