JPH0441686A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ドライエッチング装置の特にプラズマ、イ
オン、スパッタエツチング等のドライプロセスにてウェ
ハーをエツチング処理するドライエッチング装置に関す
るものである。

〔従来の技術） 第４図は例えば特開昭６３−１４２８３０号公報に示さ
れた従来のドライエツチング装置を示した断面の構成図
である。

図において、（１）はドライエツチングを行なうための
開閉可能な真空密閉されたチャンバー（２）はこのチャ
ンバー（１）内の上部に設けられ、平面電極（３）に接
続された高周波電源、（４）は上記平面電極（３）に対
向し、上記チャンバー（２）の下部に設けられた下部電
極、（５）は上記チャンバー（１）の上部中央に設けら
れた反応性ガスの導入口、（６）は上記チャンバー（１
）の両側下部端面に設けられ、反応性ガスを真空排気系
（図示せず）にて排気させるための排気口、（７）は上
記下部電極（４）の上面に載置され、ドライエッチング
が行なわれるウェハー、（８）は上記下部電極の周囲に
同心状に密着して配置されると共に、駆動機構（図示せ
ず）にて、上下動自在に慴動される４本の円筒状のリン
グ電極である。

〔従来動作の説明〕

次に、動作について説明する。第４図において、まずウ
ェハ（７）を下部電極（４）上に載置する。次に制御部
（図示せず）によりウェハー（７）の寸法情報やエツチ
ング条件の情報を入力する。制御部はこれらの入力情報
に対応した制御信号を駆動機構に出力し、リング電極（
８）の上下方向に位置を制御する。

この後、反応性ガスを導入口（５）から導入し、排気口
（６）からの所定量の排気によりチャンバー（１）内の
圧力が一定に保持される。この状態で高周波電力（２）
が上部電極（３）に印加されると、上部電極（３）と下
部電極（４）間に放電を発生させて、プラズマ中のイオ
ンやラジカルがウェハー（７）の表面で反応をおこし、
それによって生じた反応生成物が主体となってエツチン
グが行なわれる。ここで−数的に第５図の様に、下部電
極（４）上にウェハー（７）を載置することにより、こ
の周辺上に微妙な電界の乱れが生じ、その電界によって
解離した反応性イオンがこのウェハー（７）に向って入
射するため、ウェハー（７）内の均一性が悪くなる。

そのため、ウェハー（７）の周辺部の電界の乱れを補償
するため、第５図の様に、補正板（７ａ）を配置すると
、図中の破線で示した様に電界が補償される。

又、ウェハーのエツチング条件を変えたい場合は、例え
ばウェハー（７）の外径がリング電極（８ｂ）の外径に
等しければ、第６図の様にリング電極（８ｃ）　、　　
（８ｄ）の上面をウェハー（７）の上面と同一面に、リ
ング電極（８ａ）　、　　（８ｂ）の上面を下部電極（
４）の上面と同一にする。これによってリング電極（８
ｃ）　、　　（８ｄ）が第５図における補正板（７゛）
と同様の役割を果たす。

さらに、この状態でエツチング条件を変えたい場合は、
第７図の様にリング電極（８ｄ）を単独に動作させ、予
め設定された位置に決めれば良い。

（発明が解決しようとするＢ題〕 従来のドライエツチング装置は以上の様に構成されてお
り、ウェハー（７）のエツチングを均一に行なうために
、ウェハー（７）の外径に密接して、複数の円筒状のリ
ング電極を設ける様になっているため、ウェハー（７）
の外径が変わればそれに合わせてリング電極を取り替え
なければならず、作業性が悪いという問題点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の様な問題点を解消するためになされ
たもので、下部電極と同心で、且つ離間して一個のリン
グ電極を設けてエツチング時の電界の流れを補償すると
共に、ウェハーを下部電極面上に押圧し固定するクラン
パを設けて、ウェハーのドライエッチングを均一に行な
えるドライエツチング装置を得ることを目的とする。

〔発明の手段〕

この発明に係るドライエッチング装置は、下部電極の上
面にウェハーを押圧固定するクランパ及びその駆動機構
と、下部電極の外周に同心で且つ離間して円筒状の１個
のリング電極、及びこれを上下に慴動させる駆動機構と
を設けたものである。

〔作用〕

この発明におけるドライエツチング装置は、下部電極面
上に載置されたウェハーがクランパーにより押圧、密着
されると共に、下部電極外周のリング電極が駆動Ｉ！構
により、上下移動されてウェハー上面とリング電極上端
面との距離が所定量に設定される。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第３図につい
て説明する。

図において、く１）ないしく７）は従来例と略同様の構
成に付、説明を省略する。

（９）は下部電極（４）の外周に同心で、所定の距離に
配置された一個の円筒状のリング電極、（ｌＯ）は下部
型８ｉ（４）の周辺に配置され、ウェハー（７）の周縁
部を押圧するＬ字状の４本のクランパ、（１１）は上記
クランパ（ｌＯ）の下方に夫々連結され、上下運動及び
回転運動を与える駆動機構、（１２）は上記リング電極
（９）の中央下部に連結され、これを上下に慴動させる
駆動機構で制御部（図示せず）により制御させる。

〔実施例の詳細な説明〕

上記の様に構成されたものにおいては、第１図ないし第
３図において、まず、ウェハー（７）を下部電極（４）
の所定位置に載置する。次に制御部（図示せず）を操作
して、駆動機構（１１）を駆動するとクランパ（１０）
が上昇し、さらにその爪部（１０ａ）が回転して、第２
図に示す様にウェハー（７）の周縁部の４箇所に位置す
る。

そして、クランパ（１０）はわずかに下降してウェハー
（７）を下部電極（４）の上面（４ａ）に押圧し固定す
る。

その後、反応性ガスを導入して、プラズマを発生させウ
ェハー（７）をドライエツチングする動作は従来例と同
様に付、説明を省略するが、ここで、ウェハー（７）の
上面とリング電極（９）の上端面との距離りにより、ウ
ェハー（７）にエツチングされるマスクの均一性が変わ
るが、その他の重要な要因としてエツチング特性（例え
ば断面形状等）を悪化させないで使用できる、例えば高
周波パワー、圧力及び反応性ガスの流量等が挙げられる
。

これらの条件を最適に組み合わせると、第５図の様にウ
ェハー（７）の外周に補正板（７ａ）を設けなくても、
性能上十分に満足できるエツチング効果が得られること
が実験によって確かめられた。

即ち、第３図はＡｌ５ｉＧｕ膜をエツチングしたときの
実験結果を示す線図である。

図において、縦軸はエツチング速度を示し、横軸はウェ
ハの位置（中心−〇）を示す。また実線は均一性が０％
、即ちマスクの厚さか全面にわたって均一である状態を
示し、点線は実験時のマスクの均一性を示すものであり
、この時の実験値＝４゜６％であり、十分に実用性のあ
るものが得られた。（実用性は５％以内） さらに、この時のウェハー上面とリング電極上端面との
距離は、ｈ　＝　１０ｍｍであり、条件をそのままにし
てｈ＝４ｍｍにすると均一性＝４．８％と少し悪くなり
ｈ　＝　３０ｍｍにするとさらに均一性＝　Ｘ３．９％
と急に悪化することが確かめられた。

〔他の実施例の説明〕

上記実施例では、ウェハー（７）をクランプするのに４
本のクランパを設けて押圧する構成について述へたが、
ウェハー（７）の対角線上に２本のクランパを配しても
同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上の様にこの発明によれば、下部電極の上面にウェハ
ーを載置し、これを押圧し密着するクランパを、又下部
電極の外周に同心で、離間して１個のリング電極を設け
、これを上下駆動し、ウェハー上面とリング電極上端面
との距離を調整してエツチングの条件を変えうる様に構
成したので、ウェハーの外径が変わってもリング電極を
取りかえる必要がなく、作業性の向上が図れる効果があ
る。

また、クランパによりウェハーが下部電極に密着される
のて、ウェハーの間接的な冷却か均一に行なわれ、ウェ
ハーのマスク内部の熱劣化がなくなると共にエツチング
処理が均一になり品質の向上か図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を説明するための断面図、第２図は第
１図の“矢視Ａ”を示す上面図、第３図はこの発明のエ
ツチング特性を示す線図、第４図る。 図中、（１）はチャンバー、（２）は高周波電源、（３
）は上部電極、（４）は下部電極、（７）はウェハー、
（９）はリング電極、（ｌＯ）はクランパ、（１１）及
び（１２）は駆動機構である。 尚、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ウェハーを載置するための下部電極を有する平行平板
   電極型のドライエッチング装置において、上記下部電極
   の表面に上記ウェハーを固定するクランパと、このクラ
   ンパを開閉する駆動機構と、上記下部電極の外周に離間
   して同心的に配された円筒状のリング電極と、このリン
   グ電極を上下動自在に慴動させる駆動機構とを備えた事
   を特徴とするドライエッチング装置。