JPH0265232A - ドライエッチング装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造工程て回路パターンを形成す
るために使用されるドライエツチング装置に関し、特に
、」二部電極と下部電極との間隔を所定間隔に調節する
ことができるドライエツチング装置に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種のドライエツチング装置！（以下、ドライ
エツチャーという）は第３図に示すように、チャンバー
２３内に上部電極２１と下部電極２２とを相互に平行に
対向させて配置しである。上部電極２１．は内部に空間
を有し、この上部電極２１にボルト２５により固定され
たガス管２４を介して所定のエッチツクカスを上部電極
２］の内部空間に供給するようになっている。上部電極
２１の対向面にはガス流出口２６か設けられており、カ
ス管２４を介して供給されたエッチングカスを上部電極
２１のガス流出口２６からチャンバ２３内に流出させる
と共に、上部電極２１と下部電極２２との間に電源２７
により高電圧を印加して電極間にプラズマカスを発生さ
せる。そして、このプラズマのエネルギにより、下部電
極２２上のウェハ２０の表面に形成された膜をエツチン
グして、所定の回路パターンを形成する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のドライエツチャーにおい
ては、上部電極２１と下部電極２２との間隔（以下、単
に電極間隔という）が狭いと、この電極間隔が若干変化
しただけでもプラズマガスに加えられるエネルギに差が
生じ、ウェハ２０内での膜のエツチング速度及びエツチ
ング形状が変化するという欠点があり、これが半導体装
置の歩留を低下させる原因になる。特に、上部電極２１
はガス管２４とボルト２５により固定されているだけで
あり、チャンバー２３内の清掃又は部品交換等を行うた
めにボルト２５を緩めて上部電極２１を取り外した場合
、再度上部電極２１を取り付ける際に、ボルト２５の緊
締強度のバラツキ等により電極間隔が変化する可能性が
高い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
上部電極を一旦取り外して再度取り付けた場合にも、上
部電極と下部電極との間隔を常に一定値に調整すること
ができる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］ 本発明に係るドライエツチング装置は、第１電極と第２
電極との間に電圧を印加してプラズマを生起させ、一方
の電極上に配設されたウェハをエツチング処理するドラ
イエツチング装置において、光源と、前記第１電極の内
部に設けられ光源がらの光を第１光路及び第２光路の２
光路に分離する分離ミラー手段と、前記第１光路に介在
してその光強度を検出する検出手段と、前記第２光路の
光を前記第２電極内で反射させた後前記検出手段に導く
導光ミラー手段とを有し、前記分離ミラー手段及び導光
ミラー手段は前記第１電極及び第２電極の間隔が所定値
の場合に前記検出手段に検出される光の強度が最大とな
るように設定されていることを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、光源からの光が分離ミラー手段によ
り第１光路と第２光路とに分離される。

そして、この分離ミラー手段により分離された第１光路
上の光は、検出手段に直接入射してその強度が検出され
る。一方、前記第２光路上の光は導光ミラー手段により
前記第２電極内で反射した後、前記検出手段に導かれて
その光強度が検出される。

而して、第１電極及び第２電極の間隔が所定値の場合に
、検出手段の検出強度が最大になるようにように、前記
分離ミラー手段及び導光ミラー手段を設定すると、この
第１及び第２電極の間隔が所定値から外れている場合は
、第１及び第２電極の間隔を微小変更することにより検
出手段の検出値が上昇する。そこで、前記検出手段の検
出値を監視しながら、この検出手段の検出値が最大値に
なるように第１及び第２電極間の間隔を調整すれば、こ
の間隔を常に所定値に調節することができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第１図は本発明の実施例に係るドライエツチング装置を
示す縦断面図である。

上部電極１及び下部電極２は、従来装置と同様に（第３
図参照）、チャンバー内に配置され、電源（図示せず）
から両者間に電圧が印加されると共に、上部電極１に設
けられたガス流出口（図示せず）からエツチングガスが
電極１，２間に供給される。これにより、上部電極１と
下部電極２との間にプラズマガスが生起され、下部電極
２上に載置されたウェハ（図示せず）がエツチングされ
る。上述のドライエツチング自体の機能は従来装置と同
様である。

而して、本実施例においては、上部電極１内に、ハーフ
ミラ−である分離ミラー３が設置されている。そして、
この分離ミラー３には、電極外部に設けたレーザ光源６
から位相がそろった単色光であるレーザ光が光ファイバ
７により導光されるようになっている。光ファイバ７か
ら出射されたレーザ光は分離ミラー３により第１の光路
８ａ及び第２の光路８ｂの２つの光路に分離される。

＝６ 第１の光路８ａは上部型ｗ１１及び下部電極２に垂直で
あり、第２の光路８ｂはこの第１の光路８ａに対し所定
の分離角度で傾斜する。

下部電極２内には、その第１の光路８ａに介在して下部
電極２に固定されたハーフミラ−５が第１の光路８ａに
対して４５°傾斜して配置されており、第２の光路８ｂ
上には反射ミラー４が所定角度で傾斜して配置されてい
る。このミラー４の傾斜角度は上部電極１と下部電極２
との間隔を調整する際に、分離ミラー３の角度との関係
で、後述する光電変換素子９に入射する第１光路８ａの
レーザ光と第２光路８ｂのレーザ光との位相が合うよう
に調整される。反射ミラー４にて反射した反射光８Ｃは
固定ミラーうで反射して第１光路８ａ上のレーザ光と同
一の光路を進行する。

そして、下部電極２の下方であって、第１の光路８ａ上
には、光路変換素子９が配設されており、固定ハーフミ
ラ−５を透過した第１光路８ａのレーザ光及びこのミラ
ー５にて反射した第２光路８ｂからのレーザ光が光電変
換素子９に入射するようになっている。

光電変換素子９は入射光の輝度を電気信号の強弱に変換
する。この光電変換素子９の出力電流は電流計１０によ
り測定される。

次に、上述の如く構成されたドライエツチング装置にお
ける電極間距離の調整動作について説明する。

先ず、電極間隔を設定する際に、分離ミラー３の傾斜角
度と、反射ミラー４の傾斜角度及び位置を調整して、第
１光路８ａ及び第２光路８ｂを経て光電変換素子９に入
射する両レーザ光の位相を合わせ、電流計１０により検
出される光の強度が最大になるようにする。

そして、例えば、上部電極１を一旦取り外して再度取り
付けた場合には、以下のようにしてその電極間隔を調整
する。光源６から発せられたレーザ光は、第１電極とし
ての上部電極１の内部に設けられた分離ミラー３により
、第１光路８ａ及び第２光路８ｂの２光路に分離される
。そして、第１光路８ａのレーザ光は下部電極２内に設
けられたハーフミラ−５を透過して光電変換素子９に直
接入射する。一方、第２光路８ｂを進行したレーザ光は
第２電極としての下部電極２内に設けられた反射ミラー
４にて反射し、反射光８Ｃはハーフミラ−５に向かい、
このミラー５にて反射して第１光路８ａを進行してきた
レーザ光と同一光路を進行して光電変換素子９に入射す
る。

而して、この固定ミラー５及び反射ミラー４にて導光さ
れ、集められた第１光路８ａ及び第２光路８ｂのレーザ
光は、その位相差により相互に光の干渉か生じる。つま
り、電極間隔か前述の電極間隔を設定したときの基準電
極間隔から外れている場合には、両レーザ光の位相は整
合していないので、光電変換素子９により検出される光
強度は低いものになる。一方、電極間隔が前記基準電極
間隔に一致している場合は、光電変換素子９に入射する
レーザ光は第１光路を経たレーザ光と第２光路を経たレ
ーザ光とで位相が整合するため、その検出された光強度
は最大のものになる。このため、電流計１０の検出値を
監視しつつ、電極１゜２間の間隔を変更することにより
、最大の電流値が得られた場合に上部電極１と下部電極
２との間の間隔が電極取り外し前の基準電極間隔に調整
されたことになる。このようにして、電極間隔の調整を
精細に且つ高精度で行うことができる。例えば、レーザ
光源６に、Ｈｅ−Ｎｅレーザを使用ずれば、その波長が
６３８ｎｍであるので、３１９ｎｍ以内の微調整が可能
である。

なお、この実施例では分離ミラー３及びミラー４．５等
からなるシステムを一対設けであるが、電極の周辺部に
二対又はそれ以上のシステムを組込むことにより、更に
一層信頼性が高く、正確な電極間隔調整が可能となる。

第２図は本発明の他の実施例を示す縦断面図である。こ
の実施例においては、第１電極が下部電極２であり、第
２電極が上部電極１である。即ち、下部電極２内に分離
ミラー１３が設けられており、レーザ光源１６から光フ
ァイバ１７を介して導かれたレーザ光はこの分離ミラー
１３により、下部電極２内を直進する第１光路１８ａと
、下部電極一 ２から上部電極１に向かう第２光路１８ｂとに分離され
る。第１光路１８ａを進行するレーザ光は下部電極内に
設（つられた光電変換素子１つによりその光強度が検出
される。一方、第２光路１８ｂを進行するレーザ光は、
上部電極１内に設けられた反射ミラー１４にて反射し、
この反射光１８は下部電極２内に戻り、分離ミラー１３
に入射する。

そして、この反射光１８ｃは分離ミラー１３を透過し、
下部電極２内に設けられた反射ミラー１５にて再度分離
ミラー１３に向けて反射し、次いで、分離ミラー１３に
て第１光路１８ａと同一の光路内に反射する。従って、
光ファイバ１７から直接光電変換素子１９に向かう第１
光路１８ａ上のレーザ光と、第２光路１．８　ｂを進行
して上部電極１内の反射ミラー１４にて反射してきたレ
ーザ光とか同一光路上を進行して光電変換素子１９に入
射する。

この場合に、第１−光路１８ａを進行してきたレーザ光
の光路長と、第２光路を進行してきたレーザ光の光路長
とは、当然に異なり、その差がレーザ光の波長の整数倍
に一致しているときに、即ち、光電変換素子１９に入射
する両レーザ光の位相が整合しているときに、光電変換
素子１つにより検出される光強度が最大になる。従って
、この実施例においても、前述の第１図に示す実施例と
同様に、電流計１０を監視することにより、その上部及
び下部電極間隔を一定値に調整することがてきる。

本実施例においては、上部電極１内に設けるべきものは
、反射ミラー１４のみであり、従って、上部電極１の構
造が簡素化される。また、反射ミラー１４．１５は水平
に設置されて固定されており、分離ミラー］３も光ファ
イバ１７からのレーザ光を電極１，２に対して垂直方向
に反射するものであるから、その傾斜角度は固定されて
いる。

従って、本実施例においては、電極間隔の設定時に、各
ミラーの傾斜角度の調整は不要であり、電極間隔の微調
整たけでこれを設定することができる。

なお、本実施例においては、電極間隔がレーザ光の波長
の１／２以上変化した場合には、所定の電極間隔に戻す
ことが不可能であるため、粗調整システムと併用して設
置することが好ましい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、光源から発せられ
た光を２つの光路に分離した後集合させてその輝度を検
出手段により測定するから、その輝度が最大となるよう
に電極間隔を調整することにより、常に、一定の電極間
隔を保ち、安定したエツチング速度及びエツチング形状
を得ることができる。これにより、本発明は半導体装置
の歩留低下を防止することができるという極めて優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す縦断面図、第３図は従来技術の縦
断面図である。 １．２１；上部電極、２，２２；下部電極、３゜］３；
分離ミラー、４，５，１４，１５；ミラー８ａ、１８ａ
；第１の光路、８ｂ、１８ｂ；第２の光路、８ｃ、１８
ｃ：反射光、９ 変換素子、１０；電流計 １９；光電

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１電極と第２電極との間に電圧を印加してプラ
   ズマを生起させ、一方の電極上に配設されたウェハをエ
   ッチング処理するドライエッチング装置において、光源
   と、前記第１電極の内部に設けられ前記光源からの光を
   第１光路及び第２光路の２光路に分離する分離ミラー手
   段と、前記第１光路に介在してその光強度を検出する検
   出手段と、前記第２光路の光を前記第２電極内で反射さ
   せた後前記検出手段に導く導光ミラー手段とを有し、前
   記分離ミラー手段及び導光ミラー手段は前記第１電極及
   び第２電極の間隔が所定値の場合に前記検出手段に検出
   される光の強度が最大となるように設定されることを特
   徴とするドライエッチング装置。