JPH0437126A - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
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- JPH0437126A JPH0437126A JP14498590A JP14498590A JPH0437126A JP H0437126 A JPH0437126 A JP H0437126A JP 14498590 A JP14498590 A JP 14498590A JP 14498590 A JP14498590 A JP 14498590A JP H0437126 A JPH0437126 A JP H0437126A
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Landscapes
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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。
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〕
ドライエツチング装置の改善に関し、
ウェハーを均一にエツチングするために、ウェハー上で
均一なガス分布を形成することを目的とし、 下部電極上にウェハーを載置し、上部電極から反応ガス
をシャワー状に噴射して、ウェハーのエツチングをおこ
なう平行平板型ドライエツチング装置であって、 前記シャワー状に噴射するシャワー板を有する上部電極
内において、該上部電極に導入するガス導入管の端部と
前記シャワー板との間に、該ガス導入管の内径とほぼ同
径のガス拡散板を配設Ｌ２てなることを特徴とする。
均一なガス分布を形成することを目的とし、 下部電極上にウェハーを載置し、上部電極から反応ガス
をシャワー状に噴射して、ウェハーのエツチングをおこ
なう平行平板型ドライエツチング装置であって、 前記シャワー状に噴射するシャワー板を有する上部電極
内において、該上部電極に導入するガス導入管の端部と
前記シャワー板との間に、該ガス導入管の内径とほぼ同
径のガス拡散板を配設Ｌ２てなることを特徴とする。
また、前記ガス拡散板は前記ガス導入管の端部から前記
シャワー板までの距離のほぼ１／３の位置に配設されて
いることを特徴とする。
シャワー板までの距離のほぼ１／３の位置に配設されて
いることを特徴とする。
本発明は半導体装置の製造方法などに用いられるドライ
エツチング装置の改善に関する。
エツチング装置の改善に関する。
半導体装置の製造方法においては、デバイス寸法が微細
化されるにつれてレジストパターンからの正確なパター
ン転写が重要になって、それに適した異方性エツチング
が汎用されているが、ウェハーが大口径化されてくると
、面内でのエツチング寸法のバラツキが大きくなり、本
発明はそのバラツキの改善に関している。
化されるにつれてレジストパターンからの正確なパター
ン転写が重要になって、それに適した異方性エツチング
が汎用されているが、ウェハーが大口径化されてくると
、面内でのエツチング寸法のバラツキが大きくなり、本
発明はそのバラツキの改善に関している。
さて、異方性エツチングはりアクティブイオンエツチン
グ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ ；
ＲＩ Ｅ）で実現されているが、そのＲＩＥには対向し
て配置された２つの平行平板電極のうちの一方の電極に
ウェハーを載置する平行平板型ドライエツチング装置が
用いられている。
グ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ ；
ＲＩ Ｅ）で実現されているが、そのＲＩＥには対向し
て配置された２つの平行平板電極のうちの一方の電極に
ウェハーを載置する平行平板型ドライエツチング装置が
用いられている。
第４図はそのようなＲＩＥをおこなう従来のドライエツ
チング装置の要部断面図を示しており、図中の記号１は
真空チャンバ、２は上部電極、３は下部電極、４はウェ
ハー、５はガス導入管、６は排気口、７は絶縁部、８は
高周波電源（周波数５ＫＨ２〜１３．５６ＭＨ２） テ
ある。また、上部電極２はガス導入管５の端部５Ｔから
円錐または円筒状に拡がり、下部電極３に対向する面が
円形の多数孔をもったシャワー板２Ｎになっている形状
で、所謂“如雨露゛形状になっている。
チング装置の要部断面図を示しており、図中の記号１は
真空チャンバ、２は上部電極、３は下部電極、４はウェ
ハー、５はガス導入管、６は排気口、７は絶縁部、８は
高周波電源（周波数５ＫＨ２〜１３．５６ＭＨ２） テ
ある。また、上部電極２はガス導入管５の端部５Ｔから
円錐または円筒状に拡がり、下部電極３に対向する面が
円形の多数孔をもったシャワー板２Ｎになっている形状
で、所謂“如雨露゛形状になっている。
そのエツチング処理は例えば、下部電極３上に載置した
ウェハー４に対して上部電極２のシャワー板２Ｎから反
応ガスを垂直に噴射して反応ガスをプラズマ化し、ウェ
ハー４にそのプラズマガスを衝突させてエツチングして
いる。
ウェハー４に対して上部電極２のシャワー板２Ｎから反
応ガスを垂直に噴射して反応ガスをプラズマ化し、ウェ
ハー４にそのプラズマガスを衝突させてエツチングして
いる。
なお、このような対向電極形ドライエツチング装置には
接地電極側にウェハーを載置するアノードカップル型と
上記のような高周波電源側にウェハーを載置するカソー
ドカップル型との二種類があり、また、処理枚数によっ
て枚葉式、バッチ式などに分類される。
接地電極側にウェハーを載置するアノードカップル型と
上記のような高周波電源側にウェハーを載置するカソー
ドカップル型との二種類があり、また、処理枚数によっ
て枚葉式、バッチ式などに分類される。
しかし、ウェハー（被エツチング基板）が６インチφ、
８インチφと大口径化されて（ると、ウェハー面内での
エツチングのバラツキが大きくなって、上記のようなド
ライエツチング装置を用いて異方性エツチングをおこな
っても半導体デバイスの微細化・高精度化の要求に十分
に対応できない問題が起こっている。
８インチφと大口径化されて（ると、ウェハー面内での
エツチングのバラツキが大きくなって、上記のようなド
ライエツチング装置を用いて異方性エツチングをおこな
っても半導体デバイスの微細化・高精度化の要求に十分
に対応できない問題が起こっている。
それは、上部電極２下面のシャワー板２Ｎの径をウェハ
ー４と同程度の径の円板としても、ガスが中央部分から
多く噴射して、ウェハー上のプラズマガスが中央部分の
濃度が高く、周囲部分のプラズマガス濃度が低いために
、ウェハー中央部分のパターンと周囲部分のパターンと
の寸法が相違することで、これはパターン寸法およびエ
ツチングレート （エツチング速度）から明らかに確認
される。
ー４と同程度の径の円板としても、ガスが中央部分から
多く噴射して、ウェハー上のプラズマガスが中央部分の
濃度が高く、周囲部分のプラズマガス濃度が低いために
、ウェハー中央部分のパターンと周囲部分のパターンと
の寸法が相違することで、これはパターン寸法およびエ
ツチングレート （エツチング速度）から明らかに確認
される。
これを解消させるためには、ウェハー近傍におけるプラ
ズマガスの濃度を均一化することが重要であるが、従来
の装置のままでは均一化は極めて難しい問題である。
ズマガスの濃度を均一化することが重要であるが、従来
の装置のままでは均一化は極めて難しい問題である。
本発明はこのような問題点を低減させて、ウェハーを均
一にエツチングするために、ウェハー上で均一なガス分
布を形成させることを目的としたドライエツチング装置
を提案するものである。
一にエツチングするために、ウェハー上で均一なガス分
布を形成させることを目的としたドライエツチング装置
を提案するものである。
その課題は、第１図に示す原理図のように、シャワー状
に噴射するシャワー板２Ｎを有する上部電極２内におい
て、該上部電極に導入するガス導入管５の端部５Ｔと前
記シャワー板２Ｎとの間に、該ガス導入管の内径ａとほ
ぼ同径Ｃの、且つ、ガス導入管の端部からシャワー板ま
での距離ｄのほぼ１／３の位置すにガス拡散板１０を配
設しているドライエツチング装置によって解決される。
に噴射するシャワー板２Ｎを有する上部電極２内におい
て、該上部電極に導入するガス導入管５の端部５Ｔと前
記シャワー板２Ｎとの間に、該ガス導入管の内径ａとほ
ぼ同径Ｃの、且つ、ガス導入管の端部からシャワー板ま
での距離ｄのほぼ１／３の位置すにガス拡散板１０を配
設しているドライエツチング装置によって解決される。
また、前記ガス拡散板１０は前記ガス導入管の端部５Ｔ
から前記シャワー板２Ｎまでの距離のほぼ１／３の位置
に配設されているドライエツチング装置によって更に好
結果が得られる。
から前記シャワー板２Ｎまでの距離のほぼ１／３の位置
に配設されているドライエツチング装置によって更に好
結果が得られる。
即ち、本発明は、ガス拡散板１０を上部電極２内におけ
るガス導入管５の端部５Ｔ前面に設け、ガスが上部電極
内で広く周囲に拡散して噴射するようにする。且つ、そ
の寸法および位置は実施データで決める。
るガス導入管５の端部５Ｔ前面に設け、ガスが上部電極
内で広く周囲に拡散して噴射するようにする。且つ、そ
の寸法および位置は実施データで決める。
そうすれば、ガスが従来のように上部電極内の中央部分
から多く噴射するのが防止されて、ウェハー上で一層均
一なガス分布を形成することができる。
から多く噴射するのが防止されて、ウェハー上で一層均
一なガス分布を形成することができる。
以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第２図は本発明にかかるドライエツチング装置の要部断
面図（枚葉式）を示しており、図中の記号は第４図と同
一部材に同一記号が付けてあり、１は真空チャンバ、２
は上部電極、３は下部電極。
面図（枚葉式）を示しており、図中の記号は第４図と同
一部材に同一記号が付けてあり、１は真空チャンバ、２
は上部電極、３は下部電極。
４はウェハー、５はガス導入管、６は排気口、７は絶縁
部、８は高周波電源、 ５Ｔはガス導入管の端部、 ２
Ｎは上部電極のシャワー板であるが、その他の記号１０
がガス拡散板である。このガス拡散板ｌＯをガス導入管
５の端部５Ｔ前面に配置すると、ガス導入管５から上部
電極２に導入されたガスが電極内部でガス拡散板に当た
って周囲に拡散し、シャワー板２Ｎの全体のノズルから
均一な分布でウェハー４上に噴射することができる。ま
た、このガス拡散板１０は耐エツチング性のある石英ガ
ラスまたは石英被覆材で作成したものを用いる。
部、８は高周波電源、 ５Ｔはガス導入管の端部、 ２
Ｎは上部電極のシャワー板であるが、その他の記号１０
がガス拡散板である。このガス拡散板ｌＯをガス導入管
５の端部５Ｔ前面に配置すると、ガス導入管５から上部
電極２に導入されたガスが電極内部でガス拡散板に当た
って周囲に拡散し、シャワー板２Ｎの全体のノズルから
均一な分布でウェハー４上に噴射することができる。ま
た、このガス拡散板１０は耐エツチング性のある石英ガ
ラスまたは石英被覆材で作成したものを用いる。
次に、ガス拡散板１０の寸法および位置について検討し
たデータを説明すると、直径（口径）８インチφのウェ
ハー面上の被エツチング膜を異方性エツチングする場合
に、ガス導入管５の内径（ａ）を１ｒｓｔａφ、上部電
極２の厚さ（ｄ）を１８ｍ＋ａ。
たデータを説明すると、直径（口径）８インチφのウェ
ハー面上の被エツチング膜を異方性エツチングする場合
に、ガス導入管５の内径（ａ）を１ｒｓｔａφ、上部電
極２の厚さ（ｄ）を１８ｍ＋ａ。
シャワー板２Ｎの直径を２１０ｍｍφとした上部電極（
第１図参照）の内部に、直径を変化させたガス拡散板１
０を配置し、且つ、そのガス拡散板１０の配置位置を変
えて得たデータを第３図（ａ）、 （ｂ）に示している
。
第１図参照）の内部に、直径を変化させたガス拡散板１
０を配置し、且つ、そのガス拡散板１０の配置位置を変
えて得たデータを第３図（ａ）、 （ｂ）に示している
。
ウェハー面上の被エツチング膜を多結晶シリコン膜、ガ
スを六弗化硫黄（ＳＦ、）、ガス流量は４Ｑｓｃｃｍ、
真空チャンバ内の減圧度は０．２Ｔｏｒｒ、高周波電源
の出力は２００Ｗとしたデータであるが、第３図ｉａ）
は横軸をガス拡散板の直径（Ｃ）、数字はガス導入管の
内径（ａ）の倍数、縦軸をエツチングレートのバラツキ
分布（±％）にしたデータである。このデータよりガス
拡散板の径はガス導入管の内径（ａ）にほぼ等しい場合
に、ガスが均一に分布して均一なエツチングがおこなわ
れることが判る。また、第３図中）は横軸をガス導入管
の端部からの距離（ｂ）、数字はガス導入管の端部から
シャワー板までの距離ｄの倍数、縦軸をエツチングレー
トのバラツキ分布（±％）としたデータで、これよりガ
ス導入管の端部からシャワー板までの距＠ｄのほぼ１／
３の位置の場合に、ガスが比較的均一に分布して均一な
エツチングがおこなわれることが判る。エツチングレー
トとエツチング寸法とは密接な比例関係にあり、エツチ
ングレートのバラツキが小さいと、エツチング寸法も均
一化されており、均一なエツチングがおこなわれている
ことになる。
スを六弗化硫黄（ＳＦ、）、ガス流量は４Ｑｓｃｃｍ、
真空チャンバ内の減圧度は０．２Ｔｏｒｒ、高周波電源
の出力は２００Ｗとしたデータであるが、第３図ｉａ）
は横軸をガス拡散板の直径（Ｃ）、数字はガス導入管の
内径（ａ）の倍数、縦軸をエツチングレートのバラツキ
分布（±％）にしたデータである。このデータよりガス
拡散板の径はガス導入管の内径（ａ）にほぼ等しい場合
に、ガスが均一に分布して均一なエツチングがおこなわ
れることが判る。また、第３図中）は横軸をガス導入管
の端部からの距離（ｂ）、数字はガス導入管の端部から
シャワー板までの距離ｄの倍数、縦軸をエツチングレー
トのバラツキ分布（±％）としたデータで、これよりガ
ス導入管の端部からシャワー板までの距＠ｄのほぼ１／
３の位置の場合に、ガスが比較的均一に分布して均一な
エツチングがおこなわれることが判る。エツチングレー
トとエツチング寸法とは密接な比例関係にあり、エツチ
ングレートのバラツキが小さいと、エツチング寸法も均
一化されており、均一なエツチングがおこなわれている
ことになる。
従って、上記のように、ガス導入管５の端部５Ｔの前面
に、ガス導入管の内径ａとほぼ同径のガス拡散板ｌＯを
、ガス導入管の端部からシャワー板までの距離ｄのほぼ
１／３の位置すに配置すれば、シャワー板２Ｎから均一
な分布でウェハー４上にガスが噴出して、ウェハー上に
均一なガスプラズマ分布が形成される。従って、本発明
にかかるドライエツチング装置によればそのウェハー面
が一層均一にエツチングされる優位性は明白である。
に、ガス導入管の内径ａとほぼ同径のガス拡散板ｌＯを
、ガス導入管の端部からシャワー板までの距離ｄのほぼ
１／３の位置すに配置すれば、シャワー板２Ｎから均一
な分布でウェハー４上にガスが噴出して、ウェハー上に
均一なガスプラズマ分布が形成される。従って、本発明
にかかるドライエツチング装置によればそのウェハー面
が一層均一にエツチングされる優位性は明白である。
なお、本発明は上記実施例に説明したプラズマエツチン
グの他、イオンエツチングにも適用できて、そのほかの
平行平板電極型ドライエツチング装置のすべてに適用で
きるものである。
グの他、イオンエツチングにも適用できて、そのほかの
平行平板電極型ドライエツチング装置のすべてに適用で
きるものである。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるドライ
エツチング装置によれば、ウェハー全面が均一にエツチ
ングされ、そのパターンニング寸法精度を改善すること
ができて、ＩＣ，ＬＳＩなど半導体デバイスの高品質化
・高信顛化に顕著に貢献するものである。
エツチング装置によれば、ウェハー全面が均一にエツチ
ングされ、そのパターンニング寸法精度を改善すること
ができて、ＩＣ，ＬＳＩなど半導体デバイスの高品質化
・高信顛化に顕著に貢献するものである。
第１図は原理図、
第２図は本発明にかかるドライエツチング装置の要部断
面図、 第３図（ａｌ、 （ｂ）はガス拡散板の寸法および位置
のデータ図、 第４図は従来のドライエツチング装置の要部断面図であ
る。 図において、 １は真空チャンバ、 ２は上部電極、 ３は下部電極、４はウェハー
５はガス導入管、６は排気口、 ７
は絶縁部、８は高周波電源、 １０はガス拡散板、 ２Ｎはシャワー板、 ５Ｔはガス導入管の端部、ａ
はガス導入管の内径、 ｂはガス導入管の端部からガス拡散板までの距離、Ｃは
ガス拡散板の直径、 ｄはガス導入管の端部からシャワー板までの距離を示し
ている。 原理図 第１図 （Ｑｌ ＋ｂ＋ ’ｊｆ’１抹賓υｉｔｈ寸）天スよひ・信１シｆ−７ｍ
第３図 ネ堝≦Ｆ３Ｖ１＋□詩ドライエシチう万１東１【ハ綺忙
カー面扛わ第２図 ６ら艮−ｐ°ライエ・／チ＞＞ｇｘ、平−１ｆｓｔケ面
八〇第４図
面図、 第３図（ａｌ、 （ｂ）はガス拡散板の寸法および位置
のデータ図、 第４図は従来のドライエツチング装置の要部断面図であ
る。 図において、 １は真空チャンバ、 ２は上部電極、 ３は下部電極、４はウェハー
５はガス導入管、６は排気口、 ７
は絶縁部、８は高周波電源、 １０はガス拡散板、 ２Ｎはシャワー板、 ５Ｔはガス導入管の端部、ａ
はガス導入管の内径、 ｂはガス導入管の端部からガス拡散板までの距離、Ｃは
ガス拡散板の直径、 ｄはガス導入管の端部からシャワー板までの距離を示し
ている。 原理図 第１図 （Ｑｌ ＋ｂ＋ ’ｊｆ’１抹賓υｉｔｈ寸）天スよひ・信１シｆ−７ｍ
第３図 ネ堝≦Ｆ３Ｖ１＋□詩ドライエシチう万１東１【ハ綺忙
カー面扛わ第２図 ６ら艮−ｐ°ライエ・／チ＞＞ｇｘ、平−１ｆｓｔケ面
八〇第４図
Claims (2)
- （１）下部電極上にウェハーを載置し、上部電極から反
応ガスをシャワー状に噴射して、ウェハーのエッチング
をおこなう平行平板型ドライエッチング装置であって、 前記シャワー状に噴射するシャワー板を有する上部電極
内において、 該上部電極に導入するガス導入管の端部と前記シャワー
板との間に、該ガス導入管の内径とほぼ同径のガス拡散
板を配設してなることを特徴とするドライエッチング装
置。 - （２）前記ガス拡散板は前記ガス導入管の端部から前記
シャワー板までの距離のほぼ１／３の位置に配設されて
いることを特徴とする請求項（１）記載のドライエッチ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14498590A JPH0437126A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14498590A JPH0437126A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | ドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437126A true JPH0437126A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15374800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14498590A Pending JPH0437126A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0437126A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7264850B1 (en) | 1992-12-28 | 2007-09-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for treating a substrate with a plasma |
| JP2009212454A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Tokyo Electron Ltd | 蓋部品、処理ガス拡散供給装置、及び基板処理装置 |
| JP2013165276A (ja) * | 2013-03-19 | 2013-08-22 | Tokyo Electron Ltd | 蓋部品、処理ガス拡散供給装置、及び基板処理装置 |
| US9484213B2 (en) | 2008-03-06 | 2016-11-01 | Tokyo Electron Limited | Processing gas diffusing and supplying unit and substrate processing apparatus |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14498590A patent/JPH0437126A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7264850B1 (en) | 1992-12-28 | 2007-09-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Process for treating a substrate with a plasma |
| JP2009212454A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Tokyo Electron Ltd | 蓋部品、処理ガス拡散供給装置、及び基板処理装置 |
| US9177839B2 (en) | 2008-03-06 | 2015-11-03 | Tokyo Electron Limited | Cover part, process gas diffusing and supplying unit, and substrate processing apparatus |
| US9484213B2 (en) | 2008-03-06 | 2016-11-01 | Tokyo Electron Limited | Processing gas diffusing and supplying unit and substrate processing apparatus |
| JP2013165276A (ja) * | 2013-03-19 | 2013-08-22 | Tokyo Electron Ltd | 蓋部品、処理ガス拡散供給装置、及び基板処理装置 |
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