JPH03188627A

JPH03188627A - プラズマエッチング装置

Info

Publication number: JPH03188627A
Application number: JP32752689A
Authority: JP
Inventors: Takahide Ishiguro; 敬英石黒; Masahiro Tsujimura; 辻村　正浩
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1991-08-16

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、ＶＬＳ　Ｉの極微細加工などに用いられるプ
ラズマエツチング装置に関する。

〈従来の技術〉従来、プラズマエツチング装置として、例えば第４図に
示すようなものが知られている。この装置は、図示しな
い真空ポンプで排気されるチャンバ１内に平板状の上部
電極３４と下部電極３を対向させて配置し、画電極３４
．３間にガス管５を介してフレオンガス（ＣＦ、）など
のエッヂヤントガスＧを導入しつつ、図示しない電源か
ら高周波電力を印加して、発生するプラズマにより試料
テーブル２の上面をなす上記下部電極３上に載置したポ
リシリコン、窒化シリコン、酸化シリコンなどからなる
ウェハ６．６．・・・をエツチングするものである。

〈発明が解決しようとする課題〉ところが、上記従来のプラズマエツチング装置は、エッ
チャントガスＧがガス管５から−Ｌ部電極３４の一定箇
所に設けられた貫通穴３０．３０を経て画電極３４．３
間に供給される構造であるため、下部電極３の上面にお
けるエッヂヤントガス流の分布が不均一になり、ウェハ
６．６．　間でエツチング度合に差が生じて、製造歩留
りが低下するという欠点がある。また、上部電極３４の
下面への飛来物を除去する手段が何らないため、エツチ
ングで生じたウェハの破片等か上部電極３４に付着して
、プラズマ放電を不安定にしたり、エツチング速度を変
化させ、エソヂング特性に悪影響を与えるという欠点が
ある。

そこで、本発明の目的は、下部電極上面におけるエッヂ
ヤントガス流の分布を均一化し、さらには上部電極下面
へのエツチング生成物の付着を阻止することによって、
多数ウェハの均一エツチングで製造歩留りを向上させ、
さらには高精度のエツチングを可能ならしめるプラズマ
エツチング装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、本発明のプラズマエツチング
装置は、ポンプで排気されるチャンバ内に平板状の上部
電極と下部電極を対向させて配置し、両電極間にエッチ
ャントガスを導入しつつ高周波電力を印加して、発生す
るプラズマにより下部電極上に載置したウェハをエツチ
ングするものにおいて、上記上部電極を、下面に略均等
に配置された複数の円形凹部を有する電極本体と、この
電極本体に対し電気的接続を保って上記円形凹部に嵌合
され、駆動手段によって回転せしめられる複数の円板電
極で構成するとともに、上記円板電極内に、基端がエッ
チャントガス導入管に連通し、先端がこの円板電極の外
縁部に開口する第１ガス通路を設けたことを特徴とする
。

また、上記プラズマエツチング装置の円板電極内または
電極本体内に、基端が上記エッチャントガス導入管に連
通し、先端がガスを上記上部電極の下面に沿って吹き出
すように開口する第２ガス通路を設けてもよい。

〈作用〉ポンプで排気されるチャンバ内には、平板状の上部電極
と下部電極が対向して配置され、上部電極の電極本体下
面に均等に設けられた複数の円形凹部には、電極本体と
電気的接続を保って夫々円板Ｔｉ極が嵌合され、駆動手
段によって回転せしめられている。導入管から供給され
るエッチャントガスは、上記回転駆動される複数の円板
電極内に設けられた第１ガス通路を経て、円板電極の外
縁部の開口からウェハを載せた下部電極の上面に向かっ
て吹き出す。つまり、エッチャントガスの吹き出す開口
が回転式なので、固定式のものに比べてウェハ面上での
エッチャントガス流の分布が格段に均一化され、上部、
下部電極間への高周波電力の印加で生じるプラズマによ
るエツチングにおいてウェハ間でエツチング度合に差が
生じず、均一なエツチングを行なうことができる。

また、上記プラズマエツチング装置の円板電極内または
電極本体内に第２ガス通路を追加した場合は、第２ガス
通路の先端の開口からエッチャントガスが上部電極の下
面に沿って吹き出されるので、このガス流によって上部
電極下面に飛来するエツチング生成物の付着が抑制され
、プラズマ放電を安定化し、エツチング速度を一定化す
ることができ、上部電極付着物の再飛散によるウェハの
損傷も防止できる。

〈実施例〉以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明のプラズマエツチング装置の一実施例
を示す縦断面図である。この装置は、上部電極４の構造
とガス管５の接続構造が異なる点を除いて、第４図で述
べた従来のプラズマエツチング装置と同じ構成であり、
同じ部材には同一番号を付して説明を省略する。

円形平板をなす上記上部電極４は、第２図にも示すよう
に、下面外周に等間隔をおいて設けられた８個の円形凹
部１２，１２．・・・を有する電極本体ｌｌと、この電
極本体１１に対して電気的接続を保って上記円形凹部１
２に回転自在に嵌合される８個の円板電極１３．１３．
・・で構成される。各円板電極１３は、中心に突設した
駆動軸１４を円形凹部１２の中心に設けた貫通穴１２ａ
（第３図参照）およびチャンバｌの天蓋に設けた貫通穴
１ａに挿通して支承され、図示しないモータによって矢
印へで示す方向に回転駆動されるようになっている。

また、各円板電極１３内には、第３図に示すように、駆
動軸Ｉ４の基部に、先端が径方向穴Ｉ５を経て外周に開
口するように設けた軸心穴１６と、この軸心穴１６の後
端に連ねて円板電極の直径方向に設けた直径方向穴１７
と、この直径方向穴１７の両端に連ねて円板電極の外縁
部に開口（第２図参照）するように軸方向に設けた軸方
向穴１８１８とで第１ガス通路１９を形成しており、上
記径方向穴Ｉ５は、駆動軸１４に気密に外嵌する継手２
４を介してガス管５の末端に連通している。

さらに、上記円板電極１３内に、一方の軸方向穴１８か
ら斜め外側に分岐する分岐穴２０を貫設するとともに、
この分岐穴２０の開口部の周縁に、エツチングガスＧを
上部電極４の下面に沿って矢印Ｂの如く吹き出すように
テフロン製の屈曲チューブ２１を接着して、第２ガス通
路２２を形成する。なお、上記第１ガス通路１９の一対
のガス吹出開口２３．２３および屈曲チューブ２１は、
各円板電極Ｉ３上に第２図で示すように配設されている
。

上記構成のプラズマエツチング装置の動作について次に
述べる。

ポンプで排気されるチャンバｌ内には、第１図に示すよ
うに円板状の上部電極４と下部電極３が対向して配置さ
れ、上部電極４の電極本体１１の８個の円形凹部１２に
は、電極本体１１と電気的接続を保って８個の円板電極
１３が夫々嵌合され、図示しないモータによって駆動軸
１４を介して回転せしめられる一方、下部電極３上には
エツチングすべき複数のウェハ６が載置されている。ガ
ス管５から供給されるエッチャントガスＧは、回転して
いる各円板電極１３内の第１通路１９およびこの通路か
ら斜めに分岐する第２通路２２を経て、第３図中の矢印
で示すように、開口２３．２３および屈曲チューブ２Ｉ
から下部電極３（第１図参照）上のウェハ７．７．・・
に向かって、あるいは上部電極４の下面に沿って（矢印
Ｂ参照）吹き出す。

このとき、エッチャントガスＧの吹き出す開口２３．２
３や屈曲チューブ２１が、円板電極１３と共に回転する
ので、吹出口３０．３０が固定式の第１図で述べた従来
例に比べて、ウェハ６面上でのエッチャントガス流の分
布が格段に均一化され、上部電極４の下面に沿うエッチ
ャントガス流も偏りがなくなる。こうして、上部、下部
電極４゜３間に高周波電力を印加すると、各円板電極１
３が上部電極４の電極本体１１に電気的に接続されてい
るから、従来の一体形の上部電極３４と同様に支障なく
プラズマが発生するとともに、上記エッチャントガス流
の均一化によってウェハ６間でエツチング度合に差が生
じず、均一なエツチングを行なうことができる。従って
、エツチングによるＬＳＩの極微細加工などの製造歩留
りが大幅に向上する。さらに、上記上部電極４の下面に
沿う偏りのないエッチャントガス流によって、上部電極
４の下面に飛来するウェハの破片などのエツチング生成
物の付着が抑制され、プラズマ放電を安定化し、エツチ
ング速度を一定化でき、上部電極付着物の再飛散による
ウェハ６の損傷も防止できる。

従って、エツチングによるＬＳＩの極微細加工における
製造歩留りは勿論、加工精度を一層高めることができる
。

上記実施例では、各円板電極Ｉ３に第１ガス通路１９か
ら分岐して、上部電極４の下面に沿ってエッチャントガ
スを吹き出す第２ガス通路２２を設けているので、上記
下面に沿う均一なガス流でエツチング生成物の付着を抑
制し、プラズマ放電の安定化、エツチング速度の一定化
を図れるという利点がある。また、上記第２ガス通路２
２を電極本体ｌｌ内に設け、例えば電極本体１１の中心
から下図に沿って放射状に吹き出すようにしてもよい。

なお、本発明が図示の実施例に限られないのはいうまで
もない。

〈発明の効果〉以上の説明で明らかなように、本発明のプラズマエツチ
ング装置は、ウェハを載置する下部電極に対向させてチ
ャンバ内に配置した上部電極を、下面に略均等に配置さ
れた複数の円形凹部を有する電極本体と、この電極本体
に対し電気的接続を保って上記円形凹部に嵌合され、駆
動手段で回転せしめられる複数の円板電極で構成すると
ともに、上記円板７１Ｘ極内に、基端がエッヂヤントガ
ス導入管に連通し、先端が円板電極の外縁部に開口する
第１ガス通路を設けているので、ウェハ面上でのエッチ
ャントガス流の分布を均一化でき、ウェハ間でエツチン
グ度合に差のない均一なエツチングを行なうことができ
て、半導体素子の製造歩留りを大幅に改善できる。また
、円板電極内または電極本体内にエッチャントガスを上
部電極の下面に沿って吹き出す第２ガス通路を設ければ
、上部電極へのエツチング生成物の付着を抑制して、プ
ラズマ放電の安定化、エツチング速度の一定化を図るこ
とかでき、エツチングの加工精度を一層高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマエツチング装置の一実施例を
示す縦断面図、第２図は上記実施例の上部電極の底面図
、第３図は上記実施例の円板電極の部分詳細図、第４図
は従来のプラズマエツチング装置の縦断面図である。１・・・チャンバ、２・・・試料テーブル、３・・・下
部電極、４・・上部電極、５・・・ガス管、６　・ウェ
ハ、１１・・電極本体、１２・・・円形凹部、１３・・
・円板電極、１４・・・駆動軸、１９・・・第１ガス通
路、２１・・・屈曲チューブ、２２・・第２ガス通路。特　許　出　願　人　　シャープ株式会社代　理　人　
弁理士　　前出　葆　ほか１名第２図第１図２３第３図４第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポンプで排気されるチャンバ内に平板状の上部電
極と下部電極を対向させて配置し、両電極間にエッチャ
ントガスを導入しつつ高周波電力を印加して、発生する
プラズマにより下部電極上に載置したウェハをエッチン
グするプラズマエッチング装置において、上記上部電極を、下面に略均等に配置された複数の円形
凹部を有する電極本体と、この電極本体に対し電気的接
続を保って上記円形凹部に嵌合され、駆動手段によって
回転せしめられる複数の円板電極で構成するとともに、
上記円板電極内に、基端がエッチャントガス導入管に連
通し、先端がこの円板電極の外縁部に開口する第１ガス
通路を設けたことを特徴とするプラズマエッチング装置
。
（２）請求項１に記載のプラズマエッチング装置におい
て、上記円板電極内または電極本体内に、基端が上記エ
ッチャントガス導入管に連通し、先端がガスを上記上部
電極の下面に沿って吹き出すように開口する第２ガス通
路を設けたプラズマエッチング装置。