JPH05114584A - ドライエツチング装置 - Google Patents

ドライエツチング装置

Info

Publication number
JPH05114584A
JPH05114584A JP30258191A JP30258191A JPH05114584A JP H05114584 A JPH05114584 A JP H05114584A JP 30258191 A JP30258191 A JP 30258191A JP 30258191 A JP30258191 A JP 30258191A JP H05114584 A JPH05114584 A JP H05114584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
dry etching
electrode
counter electrode
processed
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.)
Granted
Application number
JP30258191A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3252167B2 (ja
Inventor
Tsutomu Tsukada
勉 塚田
Yasumi Sago
康実 佐護
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.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anelva Corp filed Critical Anelva Corp
Priority to JP30258191A priority Critical patent/JP3252167B2/ja
Publication of JPH05114584A publication Critical patent/JPH05114584A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3252167B2 publication Critical patent/JP3252167B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 長時間の使用に対してもエッチング速度がほ
とんど変化しないドライエッチング装置を提供すること
を目的としている。 【構成】 真空処理室1内に互いに平行な基板載置電極
2と、対向電極10を設置し、基板載置電極2に被処理
基板4を載置し、電極2、10間に生成させた反応性ガ
スプラズマによって被処理基板4をドライエッチングす
る装置である。対向電極10を構成する材料が反応性ガ
スプラズマでエッチングを受ける導電性材料としてある
と共に、基板載置電極の被処理基板4の周囲に、反応性
ガスプラズマでエッチングを受ける導電性材料でなり、
かつその上面を被処理基板の上面より高くしたブロック
が設置してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスの製
造工程におけるエッチングに用いられるドライエッチン
グ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体デバイス製造のためのエッ
チング工程では、平行平板電極を用いたドライエッチン
グ装置が一般に用いられていた。特に、基板の大口径化
に伴い、基板を一枚一枚処理する枚葉式ドライエッチン
グ装置が一般的になってきた。この形式の装置では、生
産性を上げるために処理速度を従来の多数枚一括処理す
る、いわゆるバッチ式装置に比較し、処理速度を一桁上
げる必要があった。このため、例えば酸化膜のドライエ
ッチング装置では、100Pa程度の圧力で、平行平板電
極の電極間隔を10mm以下にして高い高周波電力密度で
基板をエッチングする、いわゆるナローギャップ式ドラ
イエッチング装置がよく使われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記ナローギャップ式
のドライエッチング装置においては、プラズマ密度を高
めるため、例えば、被処理基板であるウェーハが存在す
る部分の電極間隔に比較し、その周囲の電極間隔を狭く
して強制的にプラズマをウェーハと対向する部分に閉じ
込める試みが行なわれた。この場合、対向電極が高密度
イオンの衝撃によりスパッタリングされ、被処理基板で
あるシリコンウェーハにスパッタ粒子によるダメージを
与えるため、通常、対向電極は、カーボン、シリコンカ
ーバイト等の材質が選択された。しかし、これらの材質
の対向電極を用いた場合、対向電極が被処理基板のエッ
チングを重ねるに従い削れてしまい、次第に、対向電極
と、基板載置電極の間隔が広がり、被処理基板に対する
エッチング速度が低下する現象がみられた。このため、
対向電極をしばしば交換する必要があった。ところが、
これらの材料を利用した対向電極は、非常に高価である
ばかりでなく、交換の手間や、交換後の電極間隔の調整
に多大な時間が必要であった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】この発明は、上記のような
従来の問題点を解決するためになされたもので、長時間
の使用に対してもエッチング速度がほとんど変化しない
ドライエッチング装置を提供することを目的とするもの
である。
【0005】斯る目的を達成するために、この発明の装
置では、真空処理室内に互いに平行な基板載置電極と、
それに対向する対向電極を設置し、前記基板載置電極に
被処理基板を載置し、電極間に生成させた反応性ガスプ
ラズマによって被処理基板をドライエッチングするドラ
イエッチング装置において、前記対向電極を構成する材
料が、前記反応性ガスプラズマでエッチングを受ける導
電性材料としてあると共に、基板載置電極上に載置され
た被処理基板の周囲に、前記反応性ガスプラズマでエッ
チングを受ける導電性材料で成るブロックが設置してあ
り、かつ該ブロックの上面を被処理基板の上面より高く
してあることを特徴としている。
【0006】
【作用】この発明のドライエッチング装置によれば、被
処理基板のエッチングを行なった場合、被処理基板と対
向した対向電極および被処理基板の周囲に設置したブロ
ックも反応性ガスプラズマによるエッチング作用を受け
ることになる。
【0007】従って、被処理基板のエッチングが繰り返
される度に、ブロックの高さが減じる。ブロックの高さ
が減じると、対向電極との距離が大きくなり、該ブロッ
クの表面で消費される高周波パワーが減じ、このため、
被処理基板側に印加される高周波パワーの密度が増加
し、被処理基板に対するエッチング速度が速くなる。と
ころが、対向電極を構成する材料も、反応性ガスプラズ
マによるエッチングを受ける材料であるため、導電性の
ブロックが削られると同時に、対向電極も削られ、対向
電極と基板載置電極の間隔が広くなり、被処理基板に対
するエッチング速度は減少する方向となる。この両者の
効果が、お互いに補正され、結果として被処理基板に対
するエッチング速度が一定に保たれる。
【0008】前記対向電極を構成する材料は、被処理基
板がシリコン系のウェーハの場合、反応生成物が揮発性
物質となるようにカーボン、シリコン、炭化シリコン、
窒化シリコンのいずれか一つ又はこれらの複合材とする
のが望ましい。同様に、ブロックの材質は、単結晶シリ
コン、ポリシリコン、炭化シリコン等のシリコンを含む
材質、ないしはカーボン、あるいは導電性ポリマーとす
るのが望ましい。
【0009】基板載置電極と対向電極の間隔は、4mm以
上20mm以内が望ましい。4mm未満では、放電空間が狭
く、反応性ガスプラズマを発生させることができない。
又、20mmを越えると反応性ガスプラズマが電極間にと
じ込められなくなり、周囲に広がる為である。
【0010】又、ブロックの反応性ガスプラズマに接す
る面積は、5%以上200%以下が望ましい。5%未満
では、この発明の作用効果が得られなくなり、200%
を越えると、被処理基板に対するエッチングの効率が悪
く、かつ高周波電力の利用効率も低下するためである。
【0011】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図を用いて説明す
る。
【0012】図1は、酸化膜のエッチング装置に適用し
た例を示す。図でアルミニウム製の真空処理室1の内部
に、表面にアルマイト処理を施したアルミニウム製の試
料載置電極2とこれに平行に対向させた、試料載置電極
2と同材質の対向電極取付板3が設置されている。試料
載置電極2には被処理基板であるシリコン酸化膜が形成
され、かつフォトレジストによりパターニングされたウ
ェーハ4(150mmφ)が載置されており、ウェーハ4
の周囲には単結晶シリコン製のリング状導電性ブロック
5が置かれている。導電性ブロック5のプラズマに接す
る面は、ウェーハ4の周縁より幅15mmとなるよう構成
されており、導電性ブロック5の上面はウェーハ4の表
面より1mm高くなるように構成されている。導電性ブロ
ック5の外側は、絶縁性材料であるポリアリレート樹脂
で構成された絶縁リング6が設置されている。更に、試
料載置電極2は真空処理室1内に露出する部分が図示し
ていない絶縁体を介して、接地電位のシールドにより被
われており、また、高周波電源9に接続されている。対
向電極取付板3のプラズマに接する面には、カーボン製
の対向電極10が取り付けられており、その周囲にはポ
リアリレート樹脂で構成された、対向電極カバー11が
取り付けられている。
【0013】この実施例では、ウェーハ4と対向電極1
0で構成された電極間隔(G1 )を10mm、導電性ブロ
ック5と対向電極10で構成された間隔(G2 )を9mm
とした。
【0014】上記実施例のドライエッチング装置を動作
するには、真空処理室1をあらかじめ10-3Pa程度の真
空度に排気し、図示してはいないウェーハ搬送機構によ
りウェーハ4を試料載置電極2上に搬送する。次に、ガ
ス導入管13を通して、CHF3 とHe及びO2 の混合
ガスを供給し、対向電極10に形成したガス吹き出し穴
14から放出させると共に、排気導管12の途中に取り
付けたスロットルバルブ(図示せず)のコンダクタンス
を調節しながら、真空処理室1の圧力をエッチング圧力
である約70Paに保つ。次に、高周波電源9をONし、
高周波電力を試料載置電極2に印加してプラズマを生成
させる。この時、プラズマは絶縁リング6の内側のウェ
ーハ4と導電性ブロック5で構成される面内に閉じ込め
られる。プラズマ密度は、対向電極10とウェーハ4な
いしは導電性ブロック5との間隔、G1 、G2 によって
異なる。導電性ブロック5が導電性であるため、G2
小さければ、高周波パワーがより導電性ブロック5側に
かかり、従ってウェーハ4に印加される高周波パワーは
小さくなる。このため、ウェーハ4の酸化膜のエッチン
グ速度は、小さくなる。これとは逆に、導電性ブロック
5が薄くなると、ウェーハ4にかかるパワーは大きくな
り、酸化膜に対するエッチング速度が上昇する。実際
に、シリコン製の導電性ブロック5は、ウェーハ4の酸
化膜をエッチングすると同時にエッチングされるため、
多数枚のウェーハを処理するに従いその厚みは薄くな
る。発明者らの実験では、約2000時間のエッチング
で導電性ブロック5は1mmの厚さがエッチングされた。
この時、厚さ1μmのBPSG膜のエッチングは、約6
万枚行なうことができる。この時、もし、対向電極10
がエッチングによって削られず、ウェーハ4と対向電極
10との間隔G1 が一定の値をとるならば、図2に示す
ように約500オームストロング/minエッチング速度が
上昇する。ところが、対向電極は、カーボン製であり、
エッチングを多数回行なうと、導電性ブロック5と同様
に削られてしまう。発明者らの実験では、対向電極10
のエッチング速度は、導電性ブロック5と同程度である
ことが観測された。これによる、エッチング速度の減少
は、約500オームストロング/minであり、丁度、導電
性ブロック5が削れたことにより、エッチング速度が増
加した分に対応した。実際に観測された、ウェーハのエ
ッチング速度は、この6万枚のランニングの間、ほぼ一
定の値を保った。
【0015】図2は、導電性ブロック5の厚みを変えた
ときのシリコン酸化膜のエッチング速度の変化の様子を
示す図である。この実験では、対向電極の厚みは常に一
定に保ち、ウェーハ4と対向電極10の間の間隔は一定
とした。図より、導電性ブロック5の厚みが減少するに
従って、シリコン酸化膜のエッチング速度が上昇するこ
とが明らかである。これは、導電性ブロック5の厚みが
減じるに従い、導電性ブロック5と対向電極10の間隔
が広がり、導電性ブロック5上で消費される高周波パワ
ーが大きくなり、ウェーハ4に対するエッチング速度が
上昇したと考えることができる。
【0016】実施例では、電極間隔を10mmに設定した
が、この値は特にこれに限定する必要はないが、電極間
隔が20mmを越えると、プラズマが、両電極間の間に閉
じ込められず、真空処理室1全体に広がってしまうた
め、高速度でのエッチングはできなくなってしまう。
又、導電性ブロック5の材質は、単結晶シリコンに限定
されることはなく、ポリシリコンであっても、炭化珪素
であっても、カーボンであっても良く、また、導電性の
ポリマーであっても良い。要は、導電性であり、なおか
つ、シリコンをエッチングするエチャントであるFラジ
カルでエッチング可能な物質であれば良いことはいうま
でもない。又、この導電性ブロック5の形状やプラズマ
に曝されている部分の幅は、実施例に限定されることは
ないが、その面積がウェーハの面積の5%未満となる
と、この発明の効果は充分に発揮されない。200%を
越えると、導電性ブロック5の部分で消費されるパワー
が大きく、ウェーハに対するエッチング効率が悪くな
り、又、パワー効率も悪くなる。
【0017】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、非常に長時間のドライエッチングの繰り返しにおい
ても、エッチング速度を一定に保ってエッチングするこ
とを可能にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の反応性イオンエッチング装
置の要部の概略断面図である。
【図2】導電性ブロックの厚みと酸化膜のエッチング速
度の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1 真空処理室 2 試料載置電極 3 対向電極取付板 4 ウェーハ 5 導電性ブロック 6 絶縁リング 9 高周波電源 10 対向電極 11 対向電極カバー 12 排気導管 13 ガス導入管 14 ガス吹き出し穴

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空処理室内に互いに平行な基板載置電
    極と、それに対向する対向電極を設置し、前記基板載置
    電極に被処理基板を載置し、電極間に生成させた反応性
    ガスプラズマによって被処理基板をドライエッチングす
    るドライエッチング装置において、前記対向電極を構成
    する材料が、前記反応性ガスプラズマでエッチングを受
    ける導電性材料としてあると共に、基板載置電極上に載
    置された被処理基板の周囲に前記反応性ガスプラズマで
    エッチングを受ける導電性材料で成るブロックが設置し
    てあり、かつ該ブロックの上面を被処理基板の上面より
    高くしてあることを特徴とするドライエッチング装置。
  2. 【請求項2】 対向電極を構成する材料は、カーボン、
    シリコン、炭化シリコン、窒化シリコンのいずれか一つ
    又はこれら材料の複合材で構成した請求項1記載のドラ
    イエッチング装置。
  3. 【請求項3】 ブロックの材質は、単結晶シリコン、ポ
    リシリコン、炭化シリコン等のシリコンを含む材質、な
    いしはカーボンあるいは、導電性ポリマーであることを
    特徴とした請求項1記載のドライエッチング装置。
  4. 【請求項4】 基板載置電極と対向電極の間隔は4mm以
    上20mm以内とした請求項1記載のドライエッチング装
    置。
  5. 【請求項5】 ブロックは、被処理基板を取り囲むよう
    にして置かれたリング状ブロックであり、かつ該ブロッ
    クの反応性ガスプラズマに接する面積が被処理基板の面
    積の5%以上200%以下としたことを特徴とした請求
    項1記載のドライエッチング装置。
JP30258191A 1991-10-22 1991-10-22 ドライエッチング方法 Expired - Lifetime JP3252167B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30258191A JP3252167B2 (ja) 1991-10-22 1991-10-22 ドライエッチング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30258191A JP3252167B2 (ja) 1991-10-22 1991-10-22 ドライエッチング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05114584A true JPH05114584A (ja) 1993-05-07
JP3252167B2 JP3252167B2 (ja) 2002-01-28

Family

ID=17910705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30258191A Expired - Lifetime JP3252167B2 (ja) 1991-10-22 1991-10-22 ドライエッチング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3252167B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274142A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Shin Etsu Chem Co Ltd プラズマ処理装置用シリコンリング
JP2005259805A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Hitachi High-Technologies Corp プラズマエッチング処理装置及び処理方法。

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274142A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Shin Etsu Chem Co Ltd プラズマ処理装置用シリコンリング
JP2005259805A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Hitachi High-Technologies Corp プラズマエッチング処理装置及び処理方法。

Also Published As

Publication number Publication date
JP3252167B2 (ja) 2002-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4180913B2 (ja) プラズマ処理の均一性のためのステップのある上部電極
US6423242B1 (en) Etching method
JPH0528893B2 (ja)
JP3205878B2 (ja) ドライエッチング装置
JPS6337193B2 (ja)
US4340461A (en) Modified RIE chamber for uniform silicon etching
KR20070098499A (ko) 플라즈마 처리용의 전극판 및 플라즈마 처리 장치
JPH09129607A (ja) マイクロ波プラズマエッチング装置及び方法
JP3520577B2 (ja) プラズマ処理装置
WO2002086957A1 (fr) Procede de gravure a sec
JPH05114584A (ja) ドライエツチング装置
JPH0624186B2 (ja) ドライエツチング装置
JP3362093B2 (ja) エッチングダメージの除去方法
JPS62188777A (ja) バイアススパツタリング装置
JP3180438B2 (ja) プラズマ処理装置被処理基板固定方法
JPH06291064A (ja) プラズマ処理装置
JP2002164329A (ja) プラズマ処理装置
JPH0758083A (ja) 半導体製造装置
JPH06120140A (ja) 半導体製造方法および装置
JP3357737B2 (ja) 放電プラズマ処理装置
JPH0476495B2 (ja)
JPH08172071A (ja) 半導体製造装置および半導体ウエハの処理方法
JPH0241167B2 (ja)
JPH0491432A (ja) マグネトロンrie装置
JPH05190500A (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term