JPH01238120A - エッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 平行平板型のドライ・エツチング装置に関し。

ウェハの周辺部と中心部とのエツチング速度をそろえる
ことによりエツチングの均一性を向上させることを目的
とし。

チャンバの中に互いに平行に設けられた２枚の平板状の
主電極の一方に接してウェハを載置し。

画電極の間に高周波電力番印加してプラズマを発生させ
、ウェハをエツチングするエツチング装置において、互
いに平行に設けられた２枚の平板状の主電極の周囲に複
数組の陰および陽からなる補助電極対を設け、この複数
組の補助電極対に主電極間の高周波電力より電圧の高い
高周波電力を印加するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、エツチング装置、特に平行平板型プラズマ・
エツチング装置や平行平板型反応性イオン・エツチング
（ｔＥ）装置などの平行平板型ドライ・エツチング装置
に関する。

ＬＳＩの゛集積密度の向上と共にウェット・エツチング
では精度が不足するようになり、より高精度のエツチン
グが可能なドライ・エツチングが用いられるようになっ
てきた。

ドライ・エツチングには、プラズマ中の活性成分との化
学反応がエツチングの主体であるプラズマ・エツチング
と、電界により加速されたイオンの物理的スパッタ作用
によりエツチングが起こるイオン・エツチングとがある
。

現在、この２方式のうち、プラズマ・エツチングが最も
多く使用されている。

プラズマ・エツチングは、減圧したガスに高周波電界を
かけて放電を起こし、その結果性ずる低温プラズマの中
に存在する化学的に活性な、原子。

分子、イオンなどの成分と、ウェハ表面の被加工層との
化学反応により、蒸気圧の高い物質が形成されることを
利用してエツチングを行うものである。

プラズマ・エツチングのうち、イオンの衝突エネルギー
がエツチングに顕著に寄与するものは。

反応性イオーン・エツチング（Ｒ［Ｅ）と呼ばれる。

プラズマ・エツチング装置には１円筒型と平行平板型と
の２つのタイプがあり、平行平板型の方がより高精度の
エツチングが可能である。

本発明は、この平行平板型プラズマ・エツチング装置お
よび平行平板型反応性イオン・エツチング（ＲＩ　Ｅ）
装置に関する。

（従来の技術〕 第２図は、従来例を示す図である。

第２図において、２１はチャンバ、２２は陰極。

２３は陽極、２４はウェハ、２５は高周波電源。

２６は電力計である。

チャンバ２１は９減圧容器であり２図示していないが、
ガス調節装置および排気装置を備えている。

陰極２２には、高周波電源２５が発生する高周波電力の
負電位が印加される。

陽極２３には、高周波電源２５が発生する高周波電力の
正電位が印加される。

ウェハ２４は、半導体などからなり、エツチングが行わ
れる基板である。

高周波電源２５は、陰極２２および陽極２３に印加する
ための高周波電力を発生させる。

電力計２６は、高周波型［２５が発生させる高周波電力
を測定するためのものである。

以下、第２図の動作を説明する。

Ｓｉなどの半導体からなるウェハ２４は陽極２３の上に
載置される。したがって、この装置は、ＩＩ極結合型と
呼ばれる。このほかに、ウェハ２４を陰極２２の上に載
置する陰極結合型がある。

チャンバ２１の中は、排気装置（図示せず）により、１
０１〜１０”’Ｔｏｒｒ程度の真空に引かれる。

また、チャンバ２１の中には、ガス調節装置（図示せず
）から１反応ガスが供給される。反応ガスは、エツチン
グが行われるウェハ上の被加工層の材質に応じて選択さ
れる。

この状態で、高周波電源２５から３０ｋＨｚ−１３、５
６Ｍ）Ｉｚの高周波電力を発生させて、陰極２２および
陽極２３に印加すると、陰極２２および陽極２３の間で
プラズマが発生し、このプラズマによりウェハ２４のエ
ツチングが行われる。

エツチングの停止は、電力計２６により高周波電源２５
が発生する高周波電力を測定し、その値が所定の値にな
ったら、高周波電源２５を停止することにより行う。

Ｃ発明が解決しようとするｉ！ＩＮ） 従来の平行平板型プラズマ・エツチング装置や平行平板
型ＲＩＢ装置のような平行平板型ドライ・エツチング装
置では、陰極と陽極の間の中心部に高周波電界が集中す
る。したがって１発生するプラズマの濃度も陰極と陽極
の間の中心部で高くなるので、ウェハのエツチング速度
は、その中心部が周辺部よりも大きくなる結果、ウェハ
が均一にエツチングされないという問題があった。

本発明は、ウェハの周辺部と中心部とのエツチング速度
をそろえることによりエツチングの均一性を向上させた
平行平板型ドライ・エツチング装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明のドライ・エツチン
グ装置は、チャンバの中に互いに平行に設けられた２枚
の平板状の主電極の一方に接してウェハを載置し１両電
極の間に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、ウ
ェハをエツチングするエツチング装置において、互いに
平行に設けられた２枚の平板状の主電極の周囲に複数組
の陰および陽からなる補助電極対を設け、この複数組の
補助電極対に主電極間の高周波電力より電圧の高い高周
波電力を印加するように構成する。

〔作用〕

本発明のドライ・エツチング装置は、互いに平行に設け
られた２枚の平板状の主電極の周囲に複数組の陰および
陽からなる補助電極対を設け、この複数組の補助電極対
に主電極間の高周波電力より電圧の高い高周波電力を印
加するようにしているので、印加される高周波電界がウ
ェハを載置した主電極間の中心部に集中することがなく
、主電極間に均一に印加されるから、エツチング速度は
ウェハの中心部と周辺部とで同じになる。したがって、
ウェハのエツチングを均一に行うことができる。

〔実施例〕

第１図は１本発明の１実施例構成図である。

第１図において、１０１はチャンバ、１０２は主陰極、
１０３は主陽極、１０４は補助陰極Ａ。

１０５は補助陽極Ａ、１０Ｇは補助陰極Ｂ、１０７は補
助陽極Ｂ、１０８は補助陰極Ｃ，１０９は補助陽極Ｃ，
１１０はウェハ、Ｉｌｌは高周波電源Ａ、１１２４；！
電力計Ａ、１１３は高周波型ａＢ。

１１４は電力計Ｂである。

チャンバ１０１は、減圧容器であり３図示していないが
、ガス調節装置および排気装置を備えている。

主陰極１０２には、高周波型５Ａ１ｔｔが発生する高周
波電力の負電位が印加される。

主陽極１０３には、高周波電源Ａ１１ｌが発生する高周
波電力の正電位が印加される。

補助陰極ＡｌＯ４，補助陰極Ｂ１０６および補助陰極Ｃ
ｌＯ３には、高周波電源Ｂ１１３が発生する高周波電力
の負電位が印加される。

補助陽極ＡｌＯ３，補助陽極Ｂ１０７および補助陽極Ｃ
１０９には、高周波型［Ｂ１１３が発生する高周波電力
の正電位が印加される。

ウェハ１１０は、　Ｓｔなどの半導体からなり、エツチ
ングが行われる基板である。

高周波電源Ａ１１ｌは、主陰極１０２および主陽極１０
３に印加するための高周波電力を発生させる。

電力計Ａ１１２は、高周波電源Ａ１１ｌが発生させる高
周波電力を測定するためのものである。

高周波電源Ｂ１１３は、補助陰極ＡｌＯ４，補助陽極Ａ
ｌＯ３，補助陰極Ｂ１０６．補助陽極Ｂ１０７、補助陰
極ＣｌＯ３および補助陽極Ｃｌ０９に印加するための高
周波電力を発生させる。

電力計８１１４は、高周波電源Ｂ１１３が発生させる高
周波電力を測定するためのものである。

以下、第１図の動作を説明する。

Ｓｉなどの半導体からなるウェハ１１０は主陽極１０３
の上に載置される。したがって、この装置は、陽極結合
型である。ウェハ１１０を主陰極１０２の上に載置すれ
ば陰極結合型となる。

チャンバ１０１の中は、排気装置（図示せず）により、
　　ｌ　Ｏ−”〜１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空に引かれ
る。

また、チャンバ１０１の中には、ガス調節装置（図示せ
ず）から１反応ガスが供給される。反応ガスは、エツチ
ングが行われるウェハ１１０上の被加工層の材質に応じ
て選択される。

この状態で、高周波電源Ａ１１ｌから３０ｋＨｚ〜１３
．５６ＭＨｚの高周波電力を発生させて、主陰極１０２
および主陽極１０３に印加すると、主陰極１０２および
主陽極１０３の間でプラズマが発生し、このプラズマに
よりウェハ１１０のエッチングが行われる。

この時、高周波電源Ｂ１１３からも３０ｋｌ（ｚ〜１３
．５６ＭＨｚで、高周波電源Ａ１１ｌが発生する高周波
電力よりも電圧の高い高周波電力が発生され、補助陰極
ＡｌＯ４と補助陽極ＡｌＯ３，補助陰橿Ｂ１０６と補助
陽極Ｂ　ｌ　０７．補助陰極Ｃ１ｏ８と補助陽極Ｃ１０
９の各対電橿に印加される。

この結果、主陽極１０２と１陽ｆｆ１１０３の間の電界
は各部で均一となる。したがって２発生するプラズマも
１陰１１０２と主陽極１０３の間の各部で均一となるの
で、ウェハ１１０のエツチング速度は、ウェハ１１０の
周辺部と中心部とで同じになり、ウェハ１１０は均一に
エツチングされる。

エツチングの停止は、電力計Ａｌ１２および電力計８１
１４により高周波１ｉｔｉｌｔＡ　ｌ　ｌ　ｌおよび高
周波型ａＢｔ　１３が発生する高周波電力を測定し。

その値が所定の値になったら、高周波電源Ａｌ１１およ
び高周波型ａＢ１１３を停止することにより行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、主陰極と主陽極の間の電界は各部で均
、−となり９発生するプラズマも主陰極と主陽極の間の
各部で均一となるので、ウェハのエツチング速度は、そ
の周辺部と中心部とで同しになり、ウェハは均一にエツ
チングされる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の１実施例構成図、第２図は従来例を示
す図である。 第１図において １０１：チャンバ １０２：主陰極 １０３：主陽極 １０４；補助陰極Ａ ｌＯ３：補助陽極Ａ １０６：補助陰極Ｂ １０７：補助１１橘Ｂ １０８：補助陰極Ｃ １０９：補助陰極Ｃ １１０：ウェハ １１１：高周波電源Ａ １１２：電力計へ １１３：高周波電源Ｂ １１４：電力計Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　チャンバ（１０１）の中に互いに平行に設けられた２
   枚の平板状の主電極（１０２、１０３）の一方に接して
   ウェハ（１１０）を載置し、両電極の間に高周波電力を
   印加してプラズマを発生させ、ウェハ（１１０）をエッ
   チングするエッチング装置において、 互いに平行に設けられた２枚の平板状の主電極（１０２
   、１０３）の周囲に複数組の陰および陽からなる補助電
   極対（１０４と１０５、１０６と１０７、１０８と１０
   ９）を設け、この複数組の補助電極対（１０４と１０５
   、１０６と１０７、１０８と１０９）に主電極（１０２
   、１０３）間の高周波電力より電圧の高い高周波電力を
   印加することを特徴とするエッチング装置。