JPH0437125A - 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】 〔概　要〕 プラズマにより反応性ガスを活性ラジカルにして基板の
表面をエンチングするドライエツチング装置に関し、 基板の表面全域を均一にエツチングできるドライエツチ
ング装置の提供を目的とし、 反応性ガスが槽内に導入される反応槽と、僅かな導電性
を有し基板を載置するセラミック板に極板を埋め込んで
形成し、槽内に配設して極板をコンデンサを介して接地
した静電チャックと、静電チャックの極板と接続し、出
力電圧を自在に制御できる直流電源と、 静電チャックのセラミック板と対向、且つ離隔して槽内
に配設した対向電極と、 対向電極と接続し、当該対向電極に高周波電圧を印加す
る高周波電源を含んで構成したドライエツチング装置に
おいて、 極板は当該極板の領域内に基板を載置できる大きさで構
成されるとともに、基板を載置するセラミック板の表面
は基板と低スパッタリング性且つ絶縁性の遮蔽リングと
で遮蔽されるようにしてドライエツチング装置を構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ドライエツチング装置、特に基板の表面全域
を均一にエツチングすることのできるドライエツチング
装置に関する。

昨今の半導体装置の大規模化と高集積化に伴って、半導
体ウェーハ上に形成する配線パターン等ψ の微細化も著しものがある。

従って、かかる背景により酸化シリコンやアルミニウム
等をレジストパターンどおりに正確にエツチングするこ
とのできるドライエツチング装置が強く要請されている
。

〔従来の技術〕

次に、従来のドライエツチング装置について図面を参照
しながら説明する。

第２図は、従来のドライエツチング装置を説明するため
の図で、同図（ａ）は装置の要部概略側断面図、同図（
ｂ）はＡ−Ａ線よりみた基板の平面図である。

尚、同じ部品・材料に対しては全図を通して同じ記号を
付与しである。

従来のドライエツチング装置は、同図（ａ）に示すよう
に排気装［１９に連結した排気管１１ｂから槽内１１ａ
が排気されるとともに、導入管１１ｃから反応性ガス１
５が導入される反応槽１１と、僅かな導電性を有し基板
１０を載置するセラミック板１２ａに、基板１０より小
さな極板１２ｂを埋め込んで形成し、槽内１１ａに配設
して極板１２ｂをコンデンサ１８を介して接地した静電
チャック１２と、静電チャック１２の極板１２ｂと接続
し、出力電圧を自在に制御できる直流電源１６と、 静電チャック１２のセラミック板１２ａと対向、且つ離
隔して槽内１１ａに配設した対向電極１３と、対向電極
１３と接続し、対向電極１３に高周波電圧を印加する高
周波電源１４を含ませて構成したものである。

このドライエツチング装置による基板、例えば基板１０
エツチングは、下記の手順に従って行なわれる。

まず、パターン化したレジストを表面に被着した円形の
基板１０を、静電チャック１２０円形をしたセラミック
板１２ａ上に載置する。

次いで、直流電源１６を制御し、例えば１０００ボルト
程度の直流電圧を極板１２ｂに印加すると、基板１０は
、静電力により静電チャック１２のセラミンク板１２ａ
の表面に吸着・固定される。

そして、排気装置１９を作動し、槽内１１ａを排気しな
がら導入管１１ｃから槽内１１ａに、例えばＣ）ＩＦ３
ガスとＣＦａガスよりなる反応性ガス１５を導入し、槽
内１１ａを一定圧力、例えば数１００１００Ｏ。

ｒｒ程度の圧力に調整する。

この後、高周波電源１４を作動して対向電極１３に４０
０ＫＨｚ程度の高周波数電圧を印加し、対向電極１３と
静電チャック１２との間でプラズマを発生させて、反応
性ガス１５をＣ（炭素）、Ｆ′″（ラジカルな弗素）　
、ＣＦ３　”イオン等に解離させる。

すると、ラジカルなＦ”は、基板１０の露出した表面、
例えば酸化シリコン（ＳｉＯ□）を揮発性の高い化合物
、例えば５ｉＦ＝にして除去、すなわちエツチングする
こととなる。

しかる後、基板１０の表面に被着したレジストを除去す
ると、レジストのパターンに応じたパターンが基板１０
の表面に形成されることとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のドライエツチング装置の静電チャック１２のセラ
ミック板１２ａは、基板１０のエツチングが完了した際
、直流電源１６の出力電圧をＯ（ボルト）にしたら直ち
にセラミック板１２ａに蓄積された電荷を放電し、セラ
ミック板１２ａの表面から基板１０の取り外しを可能に
する狙いで、僅かに導電性を持つように形成されていた
。

このように僅かな導電性を有するセラミック板１２ａは
、導電性のクロム系酸化物等を含んだセラミック、例え
ばアルミナで形成されていた。

従って、基板１０をエツチングする際にセラミック板１
２ａがプラズマに晒され、上記金属酸化物がスパッタリ
ングされて基板１０に付着するのを防止するため、第２
図の（ｂ）図に示す如く極板１２ｂの大きさを基板１０
より小さくし、基板１０が極板１２ｂの全面を遮蔽でき
るようにしていた。

ところが、斯かる状態で上記した如く静電チャック１２
と対向電極１３との間にプラズマを発生させると、極板
１２ｂの外側領域では基板１０にかかる電界が低下し、
極板１２ｂの内側領域と比較してイオン密度が小さくな
ることは避けられなかった。

この結果、極板１２ｂの内側領域に対応する基板１０の
エツチング深さに比べ、極板１２ｂの外側領域に対応す
る基板１０のエツチング深さが浅くなるという問題が発
生していた。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、その目的は基板１０を均一にエツチングすること
のできるドライエツチング装置の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は第１図に示すように、反応性ガス１５が槽内
１１ａに導入される反応槽１１と、僅かな導電性を有し
基板１０を載置するセラミック板２１ａに極板２１ｂを
埋め込んで形成し、槽内１１ａに配設して極板２１ｂを
コンデンサ１８を介して接地した静電チャック２１と、 静電チャック２１の極板２１ｂと接続し、出力電圧を自
在に制御できる直流電源１６と、 静電チャック２１のセラミック板２１ａと対向、且つ離
隔して槽内１１ａに配設した対向電極１３と、対向電極
１３と接続し、対向電極１３に高周波電圧を印加する高
周波電源１４を含んで構成したドライエツチング装置に
おいて、 極板２１ｂは当該極板２１ｂの領域内に基板１０を載置
できる大きさで構成されるとともに、基板１０を載置す
るセラミック板２１ａの表面は基板１０と低スパッタリ
ング性且つ絶縁性の遮蔽リング２２とで遮蔽されること
を特徴とするドライエツチング装置により達成される。

〔作　用〕

本発明のドライエツチング装置においては、静電チャッ
ク２１の極板２１ｂは当該極板２１ｂの領域内に基板１
０を載置できる大きさで構成されるとともに、基板１０
を載置するセラミック板２１ａの表面は基板１０と低ス
パッタリング性且つ絶縁性の遮蔽リング２２とで遮蔽さ
れるように構成している。

この結果、基板１０は、静電チャック２１のセラミック
板２１ａ上の極板２１ｂの領域内に対応する範囲内に載
置できるために、基板１０の全表面は均一にエツチング
されることとなる。

また、セラミック板２１ａ表面は、基板１０をエツチン
グする際に、基板１０と遮蔽リング２２で遮蔽されてい
るためプラズマに晒されることがない。

従って、セラミック板２１ａに含まれる導電性の酸化物
がスパッタリングされて、基板１０に付着することもな
い。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例のドライエツチング装置を
説明するための図で、同図（ａ）は装置の要部概略側断
面図、同図（ｂ）は基板をＡ−Ａ線よりみた平面図であ
る。

本発明の一実施例のドライエツチング装置は、従来のド
ライエツチング装置において静電チャンク１２の代わり
に第１図の（ａ）図に示す静電チャック２１を配設する
とともに、対向電極１３の外周面を取り囲んで当該対向
電極１３と静電チャック２１との間で行われるプラズマ
放電の領域を狭めるセラミック製の外周リング２３を付
加して構成したものである。

なお、外周リング２３は、反応槽１１の天井に固定した
セラミック製の支持棒２４で保持されている。

本発明の一実施例のドライエツチング装置の静電チャッ
ク２１は、基板１０より大きな径を有する円形の極板２
１ｂと、極板２１ｂを内部に収納してクロム系の酸化物
を含んで１０１２Ω−Ｃｍ程度の固有抵抗を有するアル
ミナ系のセラミック板２１ａとで構成したちのある。

そして、基板１０をエツチングする際にセラミック板２
１ａの表面は、セラミック板２１ａの表面に載置した第
１図の（ａ）及び（ｂ）図に示すような外径がセラミッ
ク板２１ａの径より大きく且つ中央部に設けた円形の開
口部２２ａの径が基板１０の径より僅かに大きな遮蔽リ
ング２２と、この遮蔽リング２２の開口部２２ａに嵌着
且つ裏面をセラミック板２１ａの表面に当接して基板１
０とで遮蔽される。

また、低スパッタリング性且つ絶縁性のセラミック、例
えば純度が９９．９％以上のアルミナで構成した遮蔽リ
ング２２は、第１図の（ａ）図に示すようにセラミック
板２１ａにｔ置した際に当該セラミック板２１ａの外周
面を遮蔽し、静電チャック２１と対向電極１３間でプラ
ズマ放電を発生させた際にセラミック板２１ａの外周面
にプラズマ放電が発生するのを抑制する放電抑制部２２
ｂも有している。

従って、本発明の一実施例のドライエツチング装置は、
静電チャック２１の極板２１ｂの表面領域内に静電チャ
ック２１のセラミック板２１ａに載置した基板１０を包
含するとともに、セラミック板２１ａの表面とその外周
面は、基板１０と遮蔽リング２２により遮蔽されるよう
に構成されている。

斯くして、ドライエツチング装置は、基板１０を均一に
エツチングし、且つセラミック板２１ａに含まれる導電
性の酸化物を基板１０に付着することもない。

なお、本発明の一実施例のドライエツチング装置による
基板のエツチング方法は、前述した従来のドライエツチ
ング装置と同様であるので、ここでの説明は割愛するこ
ととする。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、基板の
表面全域を均一にエツチングでき、且つ基板の表面を汚
染しないドライエツチング装置を提供することができる
。

従って、本発明のドライエツチング装置により半導体ウ
ェーハ上に配線パターンを形成することより、半導体装
置の製造歩留まりを向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のドライエンチング装置を
説明するための図、 第２図は、従来のドライエツチング装置を説明するため
の図である。 図において、 １０は基板、 １１は反応槽、 １１ａは槽内、 １１ｂは排気管、 １１ｃは導入管、 １２と２１は静電チャック、 １２ａ　と２１ａはセラミック板、 １２ｂ　と２１ｂは極板、 １３は対向電極、 １４は高周波電源、 １５は反応性ガス、 １６は直流電源、 １７はコイル、 １８はコンデンサ、 １９は排気装置、 ２２は遮蔽リング、 ２２ａは開口部、 ２２ｂは放電抑制部、 ２３は外周リング、 ２４は支持棒をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　反応性ガス（１５）が槽内（１１ａ）に導入される反
   応槽（１１）と、 僅かな導電性を有し基板（１０）を載置するセラミック
   板（２１ａ）に極板（２１ｂ）を埋め込んで形成し、前
   記槽内（１１ａ）に配設して極板（２１ｂ）をコンデン
   サ（１８）を介して接地した静電チャック（２１）と、
   前記静電チャック（２１）の極板（２１ｂ）と接続し、
   出力電圧を自在に制御できる直流電源（１６）と、前記
   静電チャック（２１）のセラミック板（２１ａ）と対向
   、且つ離隔して前記槽内（１１ａ）に配設した対向電極
   （１３）と、 前記対向電極（１３）と接続し、当該対向電極（１３）
   に高周波電圧を印加する高周波電源（１４）を含んで構
   成したドライエッチング装置において、 前記極板（２１ｂ）は当該極板（２１ｂ）の領域内に前
   記基板（１０）を載置できる大きさで構成されるととも
   に、前記基板（１０）を載置する前記セラミック板（２
   １ａ）の表面は当該基板（１０）と低スパッタリング性
   且つ絶縁性の遮蔽リング（２２）とで遮蔽されることを
   特徴とするドライエッチング装置。