JPH04348027A - プラズマエッチング方法及び装置 - Google Patents

プラズマエッチング方法及び装置

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JPH04348027A
JPH04348027A JP14970991A JP14970991A JPH04348027A JP H04348027 A JPH04348027 A JP H04348027A JP 14970991 A JP14970991 A JP 14970991A JP 14970991 A JP14970991 A JP 14970991A JP H04348027 A JPH04348027 A JP H04348027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
magnetic field
plasma
electrode plates
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14970991A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Abe
阿部 雅敏
Sadayuki Okudaira
奥平 定之
Hideo Komatsu
英雄 小松
Takeshige Ishida
石田 丈繁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造プロセスにお
けるプラズマエッチング方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来方法及び装置の1例の構成を
示す説明用断面図、図8は従来により得られる電極直径
方向測定位置に対する磁場強度分布の1例を示す説明図
である。図7中、1はエッチングチャンバー、2,3は
エッチングチャンバー1内の対向した2つの上,下電極
板、7,8はエッチングチャンバー1と電極板2,3と
の間にそれぞれ個別に交流電力を供給する交流電源、9
はエッチングチャンバー1外に設けられ相対峙したN,
S極を有する永久磁石で、両電極板2,3間に磁界を供
給する。
【0003】エッチングチャンバー1内にエッチングガ
スを供給して両電極板2,3間でプラズマ放電させ、下
電極板3上のウェーハ4をプラズマエッチングする。 5,6はそれぞれエッチングチャンバー1の上,下面に
上,下電極板2,3を絶縁して取付ける絶縁板、10は
上,下電極板2,3の中心線、11は永久磁石9の中心
線である。
【0004】この従来例は永久磁石9がチャンバー1の
中心線即ち上,下電極板2,3の中心線10と,磁石9
の中心線11とを一致するような位置関係に設置されて
いる。したがって当該磁石9の磁場強度は、図8に示し
たように、上,下両電極板2,3の中心線10に対して
対称、即ち、下電極板3に載置したウェーハ4の中心線
に対しても対称となる分布をなしている。
【0005】また、永久磁石9を用いているため、磁石
9の上下方向の移動のみでは、磁場強度を変化できても
、分布まで変えることは難しい。このような状態の上記
永久磁石設置位置の装置による、磁場強度分布の下で、
エッチングチャンバー1にフッ素原子を含む単独ガス、
例えばC2 F6 ガスなどを導入し、エッチングチャ
ンバー1内のガス圧力を0.5Pa〜9Paの範囲で制
御し、交流電源7および8により、上電極板2および下
電極板3に電力を印加してプラズマを発生せしめ、下電
極板3上に設置してあるウェーハ4、例えば酸化膜圧1
μmのシリコン酸化膜をエッチングした。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この時のエッチレート
のウェーハ面内分布を測定すると、ウェーハ中心部のエ
ッチレートが早く、周辺部のエッチレートが遅い分布と
なっている。このように当該永久磁石位置での装置によ
る磁場強度分布ではウェーハ面内のエッチレート均一性
を±10%以下にするのは困難であった。
【0007】本発明の目的はウェーハ面内のエッチング
速度のバラツキが小さく、かつ素子損傷の少ないプラズ
マエッチング方法及び装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明方法は上記の課題
を解決し上記の目的を達成するため図1に示すようにエ
ッチングチャンバー1内の対向した2つの電極板2,3
に、それぞれ個別に交流電力を供給し、かつ相対峙した
N,S極を有する磁石9で形成される磁界を,エッチン
グチャンバー1外から両電極板2,3間に供給すると共
にエッチングチャンバー1内にエッチングガスを供給し
て放電させ、ウェーハ4をプラズマエッチングするプラ
ズマエッチング方法において、前記磁石9により前記電
極板2,3の直径内において極大、極小の点を持たない
一方向の勾配を有する磁場強度分布を得るようにするこ
とを特徴とする。
【0009】本発明装置は同じ課題を解決し同じ目的を
達成するため図1に示すようにエッチングチャンバー1
と、その内部の対向した2つの電極2,3との間に、そ
れぞれ個別に交流電力を供給する交流電源7,8を接続
し、かつエッチングチャンバー1外には、両電極板2,
3間に磁界を供給する、相対峙したN,S極を有する磁
石9を設けると共にエッチングチャンバー1内にエッチ
ングガスを供給して放電させ、ウェーハ4をプラズマエ
ッチングするプラズマエッチング装置において、前記電
極板2,3の直径内で極大、極小の点を持たない一方向
の勾配を有する磁場強度分布を得るべく磁石9を配設し
てなる。
【0010】
【作  用】エッチングチャンバー1と、その内部の対
向した2つの電極板2,3との間に、それぞれ別個に交
流電源7,8により交流電力が供給され、かつ両電極板
2,3間に、相対峙するN,S極を有する磁石9により
両電極板2,3の直径内において極大,極小の点を持た
ない一方向の勾配を有する磁場強度分布が得られると共
にエッチングチャンバー1内にエッチングガスが供給さ
れて両電極板2,3間にプラズマ放電が起こり、ウェー
ハ4はプラズマエッチングされることになる。
【0011】
【実施例】図1は本発明方法及び装置の第1実施例の構
成を示す説明用断面図、図2は第1実施例により得られ
る電極直径方向測定位置に対する磁場強度分布の1例を
示す説明図、図3は同じくウェーハ直径方向測定位置に
対するエッチレートのウェーハ面内分布の1例を示す説
明図である。
【0012】図1中、1はエッチングチャンバー、2,
3はエッチングチャンバー1内の対向した2つの上,下
電極板、7,8はエッチングチャンバー1と電極板2,
3との間にそれぞれ個別に交流電力を供給する交流電源
、9はエッチングチャンバー1外に設けられ相対峙した
N,S極を有する永久磁石で、両電極板2,3間に磁界
を供給する。エッチングチャンバー1内にエッチングガ
スを供給して両電極板2,3間でプラズマ放電させ、下
電極板3上のウェーハ4をプラズマエッチングする。 5,6はそれぞれエッチングチャンバー1の上,下面に
上,下電極板2,3を絶縁して取付ける絶縁板、10は
上,下電極板2,3の中心線、11は永久磁石9の中心
線である。
【0013】第1実施例は、上記構成のプラズマエッチ
ング装置において、上,下電極板2,3の直径内で極大
,極小の点を持たない一方向の勾配を有する磁場強度分
布を得るのに永久磁石9の中心線11を上,下電極板2
,3の中心線10より偏心した位置に永久磁石9を設置
した構成になっている。
【0014】上記構成の第1実施例において、エッチン
グチャンバー1と、その内部の対向した2つの上,下電
極板2,3との間に、それぞれ別個に交流電源7,8に
より交流電力が供給され、かつ両電極板2,3間に、相
対峙するN,S極を有する永久磁石9により両電極板2
,3の直径内において極大,極小の点を持たない一方向
の勾配を有する磁場強度分布が得られると共にエッチン
グチャンバー1内にエッチングガスが供給されて両電極
板2,3間にプラズマ放電が起こり、ウェーハ4はプラ
ズマエッチングされることになる。
【0015】永久磁石9の中心線11を上,下電極板2
,3の中心線10から偏心した位置に永久磁石9を設置
した場合、永久磁石9により得られる磁場強度は図2に
示したように上,下電極板2,3および下電極板3に載
置したウェーハ4に対し、極大,極小の点を持たない一
方向の勾配を持った分布を与える。上記永久磁石設置位
置の装置のもとで、エッチングチャンバー1にエッチン
グガスとしてC2 F6 ガス30sccMを導入し、
エッチングチャンバー1内のガス圧力を0.8Paに設
定する。
【0016】又、交流電源7および8として,13.5
6MHzの高周波電源を用い,上電極板2に700W,
下電極板3に900Wの高周波電力を供給し、C2 F
6 ガスのプラズマを発生せしめ、下電極板3に載置し
てある酸化膜圧1μm,直径150mmのシリコン酸化
膜のウェーハ4をエッチングした。なお、永久磁石9を
ウェーハ4の上方175mmの位置に偏心して設置した
場合下電極板内の磁場強度は55ガウスから45ガウス
であり、0.5ガウス/cmの一方向への勾配を与えて
いる。
【0017】図3は第1実施例を用い、以上述べた方法
でシリコン酸化膜をエッチングした時のエッチレートの
ウェーハ面内分布を、光学的に測定して得られた測定結
果を示したものである。横軸にウェーハ面内直径方向の
測定点を示しこれに対し縦軸にエッチレートをプロット
して示してあり、エッチレートは横軸に対して平行とな
り、従来に比べてエッチレートの均一性が良いことを示
している。
【0018】この時のエッチレートは350nm/mi
nで、エッチレートの均一性は±5%を得ている。同様
のことがフッ素原子を含むガス及び他のガスとの混合ガ
スでホトレジストについても得られる。また、塩素原子
を含むガス及び他のガスとの混合ガスでアルミ合金また
はホトレジストをエッチングした場合も同様である。
【0019】図4は第2実施例の構成を示す説明用断面
図である。この第2実施例は永久磁石9の中心線11と
電極板2,3との中心線10を一致させた状態で、磁石
9の中心線11を電極板2,3の中心線10に対して角
度を持たせ、即ち、電極板2,3面に対して磁石9を傾
斜させることにより、前記磁場強度分布の勾配を与える
例である。
【0020】図5は第3実施例の構成を示す説明用断面
図である。この第3実施例は永久磁石9の中心線11と
電極板2,3との中心線10を一致させた状態で、N極
またはS極に、磁性体材料12を固定することにより前
記磁場強度分布の勾配を与える例である。
【0021】図6は第4実施例の構成を示す説明用断面
図である。この第4実施例は、永久磁石9の中心線11
と電極板2,3との中心線10を一致させた状態で、エ
ッチングチャンバー1の周辺に磁性体材料12を取付け
ることにより、前記磁場強度分布の勾配を与える例であ
る。
【0022】以上、第1実施例では、すでに述べたが、
第2〜第4実施例による装置を用い、エッチングガスC
2 F6 30cc/min〜120cc/min,エ
ッチングチャンバー1内ガス圧力0.5Pa〜10Pa
,上,下電極板2,3への印加高周波電力250W〜1
000W,上,下電極板2,3の間隔20mm〜50m
m,ウェーハ4が載置されている下電極板3上での磁場
強度40ガウス〜110ガウス,下電極板3上での磁場
強度勾配0.5ガウス/cm〜1.3ガウス/cm,高
周波上,下電極板2,3間での位相差−160度〜+1
70度のプロセス条件の範囲で、前記シリコン酸化膜を
エッチングした。
【0023】プロセス条件によって最適条件は、それぞ
れ変化するが、第2〜第4実施例においても同様な結果
が得られている。また、フッ素原子を含むガス及び他の
ガスとの混合ガスを用いた場合、ホトレジストについて
も同様であり、塩素原子を含むガス及び他のガスとの混
合ガスでアルミ合金または、ホトレジストについても同
様である。
【0024】以上のように、磁場強度が上,下電極板2
,3および,下電極板3に載置したウェーハ4に対し、
極大,極小を持たない一方向の勾配を持つことにより、
上記ガス流量,ガス圧力等,プロセス条件の適正化と相
まってプラズマの分布をエッチングに対して良くする作
用がある。なお、磁石9が電極下向に配置してある場合
も同様である。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したことから明らかなよ
うに本発明によれば磁石を用いたプラズマエッチング方
法及び装置において、その磁場強度を電極板および電極
板上に載置した、ウェーハ4に対し極大,極小を持たな
い一方向の勾配分布を持たせることはガス圧力,電極板
間隔,位相差,電力,磁場強度,ガス流量などの該プロ
セス条件と相まって、プラズマの分布がエッチングに対
して良くなりその結果、エッチレート均一性を従来の2
倍以上向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法及び装置の第1実施例の構成を示す
説明用断面図である。
【図2】第1実施例により得られる電極直径方向測定位
置に対する磁場強度分布の1例を示す説明図である。
【図3】同じくウェーハ直径方向測定位置に対するエッ
チレートのウェーハ面内分布の1例を示す説明図である
【図4】第2実施例の構成を示す説明用断面図である。
【図5】第3実施例の構成を示す説明用断面図である。
【図6】第4実施例の構成を示す説明用断面図である。
【図7】従来方法及び装置の1例の構成を示す説明用断
面図である。
【図8】従来により得られる電極直径方向測定位置に対
する磁場強度分布の1例を示す説明図である。
【符号の説明】
1  エッチングチャンバー 2  (上)電極板 3  (下)電極板 4  ウェーハ 7  (上部)交流電源 8  (下部)交流電源 9  (永久)磁石 10  中心線 11  中心線 12  磁性体材料

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  エッチングチャンバー(1)内の対向
    した2つの電極板(2,3)に、それぞれ個別に交流電
    力を供給し、かつ相対峙した(N,S)極を有する磁石
    (9)で形成される磁界を,エッチングチャンバー(1
    )外から両電極板(2,3)間に供給すると共にエッチ
    ングチャンバー(1)内にエッチングガスを供給して放
    電させ、ウェーハ(4)をプラズマエッチングするプラ
    ズマエッチング方法において、前記磁石(9)により前
    記電極板(2,3)の直径内において極大、極小の点を
    持たない一方向の勾配を有する磁場強度分布を得るよう
    にすることを特徴とするプラズマエッチング方法。
  2. 【請求項2】  エッチングガスはフッ素原子を含む単
    独ガス又は該ガスと2種類以上の他のガスとの混合ガス
    、又は塩素原子を含む単独ガス又は該ガスと2種類以上
    の他のガスとの混合ガスを供給することを特徴とする請
    求項1のプラズマエッチング方法。
  3. 【請求項3】  エッチングチャンバー(1)と、その
    内部の対向した2つの電極板(2,3)との間に、それ
    ぞれ個別に交流電力を供給する交流電源(7,8)を接
    続し、かつエッチングチャンバー(1)外には、両電極
    板(2,3)間に磁界を供給する、相対峙した(N,S
    )極を有する磁石(9)を設けると共にエッチングチャ
    ンバー(1)内にエッチングガスを供給して放電させ、
    ウェーハ(4)をプラズマエッチングするプラズマエッ
    チング装置において、前記電極板(2,3)の直径内で
    極大、極小の点を持たない一方向の勾配を有する磁場強
    度分布を得るべく磁石(9)を配設してなるプラズマエ
    ッチング装置。
  4. 【請求項4】  一方向の勾配を有する磁場強度分布を
    得るのに磁石(9)の中心線(11)を電極板(2,3
    )の中心線(10)より偏心した位置に磁石(9)を設
    置してなる請求項3のプラズマエッチング装置。
  5. 【請求項5】  一方向の勾配を有する磁場強度分布を
    得るのに磁石(9)を傾斜して設置してなる請求項3の
    プラズマエッチング装置。
  6. 【請求項6】  一方向の勾配を有する磁場強度分布を
    得るのに磁石(9)に磁性体材料(12)を設けてなる
    請求項3のプラズマエッチング装置。
  7. 【請求項7】  一方向の勾配を有する磁場強度分布を
    得るのにエッチングチャンバー(1)の周辺に、磁性体
    材料(12)を設置してなる請求項3のプラズマエッチ
    ング装置。
JP14970991A 1991-05-24 1991-05-24 プラズマエッチング方法及び装置 Pending JPH04348027A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019186487A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理装置の制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019186487A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理装置の制御方法

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