JPH04186619A - 半導体製造装置 - 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］ 本発明は半導体製造装置に関し、特に半導体素子の製造
でドライエツチング工程に使用する半導体製造装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の半導体装置は、ドライエ・ソチングを行
う装置例えばプラズマエツチング装置として知られ、半
導体製造プロセスで広く用いられている。第２図は従来
のプラズマエツチング装置の基本構造の一例を示す模式
断面図である。同図において、１０は真空排気可能なチ
ャンバであり、チャンバ１０の中に下部電極１１と上部
電極１２が設けられており、下部電極１１の上に被エツ
チング物として半導体基板１４が載置される。下部電極
１１及び上部電極１２は高周波電源１３に接続され、高
周波（例えば１３．５６Ｍ１（Ｚ、　４００ＭＨ２又は
５０ｋＨ２）が印加サレル。

チャンバ１０は真空ポンプ１５により低圧例に排気され
、一方ガス導入管１６よりエツチングガスがチャンバ１
０内に導入されるようになっている。下部電極１１は図
示しない駆動手段により回転されるようになっていて、
エツチングの均一性が得られる配慮がなされているのが
一般である。

以上が従来のプラズマエツチング装置の基本構成である
が、エッチラングガスが導入管１Ｂより導入され、上記
の高周波が印加されると、下部電極１１と上部電極１２
の間に図示しないプラズマが発生する。この状態で、半
導体基板１４の表面の被エツチング部分はこのプラズマ
により、一般には化学的な反応性エツチングにより、エ
ツチングされる。

チャンバｌＯ内の構造のバリエーションとしては半導体
基板１４を１枚づつ処理する枚葉式と、−度に数枚（６
〜ＩＣ枚）づつ処理するバッチ式とがある。枚葉式に比
べてバッチ式は電極面積が大きくなっており、下部電極
１１に半導体１４を多数枚載置できるようになっている
。

また、プラズマの発生あるいは半導体基板１４へのプラ
ズマの当り方すなわちエツチングモードにおける物理的
態様について種々のバリエーションがあり、用いる高周
波として、マイクロ波、ＥＣＲ（電子サイクトトロン共
鳴）、マグネトロン方式によるもの等があり、それぞれ
の特徴を生かした適用がなされている。技術開発動向と
しては、半導体基板に対するプラズマによるダメージを
低減することと、エツチングの均一性向上のための工夫
が行われている。これらの工夫については、例えば特開
昭５９−４６０３１号公報、特開昭５８−１６８２３０
号公報に開示されているように、基本的構造としては第
２図に示したような開口を介する金属板１７を上部電極
１２と下部電極１１との間に挿入し、プラズマが直接半
導体基板１４に暴露しないような構造としてプラズマに
よるダメージの低減をはかつている。また、エツチング
均一性の向上に対する工夫としては、上記公報にも記載
されているように、半導体基板Ｌ４を回転しつつ、エツ
チングを行うことを基本としている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の半導体製造装置では、まず、半導体
基板（以下ウェーハという）は同じ位置で回転しながら
エツチングされるため、ウェーハの中心部はその周辺と
比べるとほとんど固定されているのと同じであり、ウェ
ーハ周辺に近づくにつれて移動距離は大きくなる。この
ため、いかなる形状の開口部を有する遮蔽板を用いても
均一なエツチングは達成できず、エツチングの均一性か
わるく、その上オーバエッチ時間が長くなるという課題
があった。またウェーハは回転しながらエツチングされ
るので、例えば上部電極のうちの一箇所でもパーティク
ル発生の原因か生じた場合、パーティクルはウェーハ全
体に付着することになり、ウェーハ上にパーティクルが
付着しやすいという課題があった。以上二つの理由から
従来は技術的に満足のできる装置とはなっていなかった
。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、
エツチング均一性が優れ、パーティクル付着の少ない優
れたエツチングを達成できる半導体製造装置を提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体製造装置は、排気系を有する真空容
器内に上部電極、下部電極及びそれらの中間に少なくと
も１個の開口部を有する遮蔽板からなり、上部電極と遮
蔽板とが形成するプラズマ室にエツチングガスを導入し
て発生させたプラズマの一部を遮蔽板と下部電極とが形
成するエツチング室に開口部から取り出し、下部電極上
のつ工−ハに照射してエツチングを行う半導体製造装置
の下部電極をこの電極に平行に設置した遮蔽板に対して
所定方向に平行移動させる基板走査手段を設けたもので
ある。

［作　用］ 本発明においては、ウェーハを載置した下部電極を、開
口を有する遮蔽板に対して平行移動させ、開口部からの
プラズマをウェーハに走査して照射するから、移動方向
を開口の長辺方向に対し直角方向に移動すれば、プラズ
マエッチャントがつ工−ハに一様に接触するようになり
、均一でダメージのすくないエツチングが行われる。ま
た、プラズマエッチャントは固定の開口部を介して出射
する格好であるので上部電極でパーティクルが発生して
もウェーハに到達して付着する率が著しく少なくなる。

［実施例コ 第１図は本発明による半導体製造装置の一実施例を゛示
す要部断面図である。同図において、第２図の従来例と
同様に、チャンバ２０内に設けられた下部電極２１及び
上部電極２２には高周波電極２３が接続されていて、高
周波を印加するようになっている。下部電極２１上には
被エツチング基板のウェーハ２４が載置される。本実施
例においては、互いに平行に配置された下部電極２１と
上部電極２２との間に、遮蔽板２５が配置されている。

遮蔽板２５にはスリット２６による開口部か形成されて
いる。チャンバ２０には、遮蔽板２５の上側にエツチン
グガスのガス導入口２８、下側に真空ポンプ２７が配設
されている。また、遮蔽板２５の大きさはウェーハ２４
の直径に対して少なくとも２倍の寸法を有するものとす
る必要がある。そして、ウェーハ２４の載置される下部
電極２１はスリット２６の長辺方向に対して直角に矢印
のように水平方向に図示しないモータ駆動機構により走
査できるようになっている。

以上の構成において、チャンバ２０は、スリット２６の
開口部を有する遮蔽板２５によって仕切られたものとな
ることによって、差動排気系を形成しているから、ガス
導入口２Ｂからエツチングガスが導入されると遮蔽板２
５より上部は、下部より１桁以上高いガス圧力となる。

それ故、高周波が印加されると、下部電極２２と遮蔽板
２５の間の空間にプラズマが発生するから、この領域が
プラズマ室となる。そして、下部電極２１と遮蔽板２５
との間の空間は圧力の低下によってプラズマは形成され
ず、プラズマ室のプラズマの一部がプラズマシャワー（
プラズマエッチャント）として、スリット２６を介して
ウェーハ２４に到達（又は照射）してその表面をプラズ
マエツチングするようになる。したがって、この領域を
エツチング室と称することができる。エツチング室にお
いては、下部電極２１を水平駆動することによって、ウ
ェーハ２４は開口部のスリット２６から噴出するプラズ
マシャワーで表面全体が走査され、ウェーハ２４のダメ
ージのない−様なプラズマエツチングが実施される。

第３図は遮蔽板のスリット形状とその周辺部材との関係
を明示する模式斜視図である。同図にみられるように、
スリット２６は遮蔽板２５の直径全体に平行して開口さ
れたハーフプレート型のものが標準的である。しかし、
必ずしも２つのハーフプレートとする必要はなく、遮蔽
板２５の直径方向に平行なスリットを設けその両端を閉
じたものとしてもよく、場合によってはスリット２６の
形状をその両端が閉じたタイプものでスリット形状が直
線　・状でないものを使用する場合もある。第４図（ａ
）。

（ｂ）はこのようなスリット形状の他の態様を示す本発
明による遮蔽板の斜視図である。第４図（ａ）に示す遮
蔽板２５ａには、両端が閉じていて、かつ両側が中央部
より狭いタイプのスリット２６ａを有するものである。

また、第４図（ｂ）に示す遮蔽板２５ｂには、両端が閉
じ、かつ中央部が両側より狭いタイプのスリット２８ｂ
を有するものである。このようにスリット２６の開口形
状の異なるものを使用する理由は、装置の特性によって
、ウェーハ２４のエツチング速度が、ウェーハ中央部が
遅い場合や、速い場合があることに対応するようにした
からである。例えばウェーハ２４のエツチング速度が中
央部で遅い場合はスリット２５ａを、速い場合はスリッ
ト２５ｂを用いるようにして、中央部と両端のスリット
幅を異ならせることによって均一にエツチングすること
を簡単にできるようにしたものである。そして、これは
ウェーハ２４を走査することによって可能となるもので
あり、従来方式のよ・　うに単に回転する方法では絶対
に達成できないことである。

以上のように、遮蔽板に設けたスリットから照射される
帯状のプラズマエッチャントに対しウェーハを走査する
ようにしたことにより、被エツチングウェーハのローデ
ィング条件（被エツチング材のレジストパターンとの面
積比によりウェーハ中央部と周辺部とのエツチングレー
トが異なること）に対してスリット形状を変えることに
よって、簡単にその対応を実施することができるように
なった。また、パーティクル付着に対しては、つ工−ハ
を同一場所で回転する第２図の従来例のような場合には
パーティクル拡散によりウェーハへの付着量は多くなる
が、スキャニングする方法はパーティクルの拡散が減少
し、前記従来技術より約ｌ／１０に減少させることがで
きた。

なお、上記実施例においては、平行平板型エツチング装
置について説明したが、平行平板型に限らず、マイクロ
波エツチング方式、ＥＣＲエツチング方式等のプラズマ
照射部にスリットを設はつ工−ハを走査する機構であっ
ても同様な効果が得られ、本実施例に限定されるもので
ないことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ウェーハをプラズマエツ
チングするプラズマエツチング装置においてウェーハ上
に開口部を有する遮蔽板を設け、この開口部から照射す
る帯状のプラズマをエッチャントとしてウェーハを走査
するような構成としたので、被エツチングウェーハのロ
ーディング条件に対する対応が簡単に行えるようになり
、その結果ウェーハへのダメージのない均一なエツチン
グ可能な半導体製造装置を提供できる。また、この装置
によれば、狭い開口部がら照射するプラズマに対して、
ウェーハを走査するので、プラズマ室で発生したパーテ
ィクルのウェーハ上への拡散が著しく減少し、ウェーハ
のエツチングに付随してパーティクルが付着するという
従来の課題の解決策としても効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明１−よる半導体製造装置の一実施例を示
す要部断面図、第２図は従来のプラズマエツチング装置
の一構造例を示す模式断面図、第３図は本発明の遮蔽板
のスリット形状とその周辺部材との関係を示す斜視図、
第４図（ａ）　、　（ｂ）は本発明のスリット形状の他
の態様を示す斜視図である。 図において、１０．２０はチャンバ、１１．２１はＴ［
電極、１２．２２は上部電極、１３．２３は高周波電源
、１４２４はウェーハ、１５は真空ポンプ、１６はガス
導入口、１７は開口を冑する金属板、２５，２５ａ、２
５ｂは遮蔽板、２８．２６ａ、２８ｂ、　はスリット、
２７は真空ポンプ、２８はガス導入口である。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代　理　人　　弁理士　佐々木　宗　治第１因 第２図 オｑ堅日月の遮蔽板とヤの周、ｔρ−音Ｖ請第３図 （ｂ） ＄＆朗のスリットル↓入の斑■算イ別 第４ｒｌＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気系を備えた真空装置内に上部電極、下部電極及びこ
   れら電極の中間に開口部を有する遮蔽板を有し、上記上
   部電極と遮蔽板が形成するプラズマ室にエッチング用ガ
   スを導入して発生した高周波プラズマの一部を上記遮蔽
   板と下部電極が形成するエッチング室に上記開口部を介
   して取り出し上記下部電極上に載置した半導体基板に照
   射してエッチングを行う半導体製造装置において、上記
   下部電極が遮蔽板に対して所定方向に平行移動する基板
   走査手段を有することを特徴とする半導体製造装置。