JPH0536637A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
- Publication number
- JPH0536637A JPH0536637A JP19303091A JP19303091A JPH0536637A JP H0536637 A JPH0536637 A JP H0536637A JP 19303091 A JP19303091 A JP 19303091A JP 19303091 A JP19303091 A JP 19303091A JP H0536637 A JPH0536637 A JP H0536637A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction chamber
- potential difference
- plasma
- substrate stage
- cylindrical wall
- 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
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマを利用した半導体製造装置において、
プラズマ状態を大きく変化させることなく、エッチング
特性に重要な要因であるイオンエネルギーに相当する電
位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の制御を可能にする。 【構成】基板ステージ２の側面を囲む筒状の壁１０を、
基板面に垂直方向に上下動可能に設け、この筒状の壁の
位置によって、拡散によって電子が衝突する壁の面積を
制御するようにしている。 【効果】筒状の壁における電子損失によって電位差（Ｖ
ｐ−Ｖｆ）を制御するので、ガスの種類や圧力を変えて
制御する従来例に比べて制御が容易となる。
プラズマ状態を大きく変化させることなく、エッチング
特性に重要な要因であるイオンエネルギーに相当する電
位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の制御を可能にする。 【構成】基板ステージ２の側面を囲む筒状の壁１０を、
基板面に垂直方向に上下動可能に設け、この筒状の壁の
位置によって、拡散によって電子が衝突する壁の面積を
制御するようにしている。 【効果】筒状の壁における電子損失によって電位差（Ｖ
ｐ−Ｖｆ）を制御するので、ガスの種類や圧力を変えて
制御する従来例に比べて制御が容易となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関
し、さらに詳しくは、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙ
ｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマを利用
したドライエッチング装置やＣＶＤ装置などの半導体製
造装置に関する。
し、さらに詳しくは、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙ
ｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマを利用
したドライエッチング装置やＣＶＤ装置などの半導体製
造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の半導体製造装置として、例え
ば、図３に示されるＥＣＲ形のドライエッチング装置が
ある。
ば、図３に示されるＥＣＲ形のドライエッチング装置が
ある。
【０００３】同図において、１は真空気密が保たれる反
応室、２はこの反応室１内に配置された基板ステージ、
３はこの基板ステージ２に載置保持された半導体ウェ
ハ、４は反応室１の底面に設けられた排気路であり、こ
の排気路４が図示しない真空ポンプに接続されて反応室
１内が真空排気される。また、反応室１上面には、エッ
チングガスを導入するガス導入路５が設けられており、
さらに、マイクロ波発生装置７から導波管８を介して伝
達されるマイクロ波を反応室１内に導入する石英の導入
窓６が設けられている。９は前記反応室１の外部に設け
られた磁場発生手段としてのコイルであり、このコイル
９によって基板ステージ２に載置された半導体ウェハ３
に垂直方向に磁界が発生するようになっている。
応室、２はこの反応室１内に配置された基板ステージ、
３はこの基板ステージ２に載置保持された半導体ウェ
ハ、４は反応室１の底面に設けられた排気路であり、こ
の排気路４が図示しない真空ポンプに接続されて反応室
１内が真空排気される。また、反応室１上面には、エッ
チングガスを導入するガス導入路５が設けられており、
さらに、マイクロ波発生装置７から導波管８を介して伝
達されるマイクロ波を反応室１内に導入する石英の導入
窓６が設けられている。９は前記反応室１の外部に設け
られた磁場発生手段としてのコイルであり、このコイル
９によって基板ステージ２に載置された半導体ウェハ３
に垂直方向に磁界が発生するようになっている。
【０００４】このように構成されたドライエッチング装
置においては、反応室１を真空排気した後、ガス導入路
５より所定量のガスを流して所定圧力にするとともに、
磁場とマイクロ波を導入することによって分子、イオ
ン、電子などが混在したプラズマを発生させ、主として
分子、イオンによってエッチング処理を施すものであ
る。
置においては、反応室１を真空排気した後、ガス導入路
５より所定量のガスを流して所定圧力にするとともに、
磁場とマイクロ波を導入することによって分子、イオ
ン、電子などが混在したプラズマを発生させ、主として
分子、イオンによってエッチング処理を施すものであ
る。
【０００５】エッチング形状は、図４に示されるよう
に、マスク１２の形状に忠実に垂直方向に被エッチング
膜１３がエッチングされる異方性エッチングである。な
お、１４は下地膜である。
に、マスク１２の形状に忠実に垂直方向に被エッチング
膜１３がエッチングされる異方性エッチングである。な
お、１４は下地膜である。
【０００６】この異方性に影響を与える重要な要因が、
プラズマ自体の有する電位であるプラズマポテンシャル
Ｖｐと半導体ウェハ上の電位であるフローティングポテ
ンシャルＶｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）であり、この電
位差（Ｖｐ−Ｖｆ）によってプラズマ中のイオンが加速
されて半導体ウェハを衝撃するものであってイオンエネ
ルギーに相当するものである。
プラズマ自体の有する電位であるプラズマポテンシャル
Ｖｐと半導体ウェハ上の電位であるフローティングポテ
ンシャルＶｆとの電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）であり、この電
位差（Ｖｐ−Ｖｆ）によってプラズマ中のイオンが加速
されて半導体ウェハを衝撃するものであってイオンエネ
ルギーに相当するものである。
【０００７】この電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値が大きいほ
ど異方性形状となるが、逆に大きすぎると、マスクおよ
び下地膜のエッチレートが大きくなり、選択比が悪化
し、基板へのダメージの原因となってしまう。したがっ
て、この電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値を適正に制御する必
要がある。
ど異方性形状となるが、逆に大きすぎると、マスクおよ
び下地膜のエッチレートが大きくなり、選択比が悪化
し、基板へのダメージの原因となってしまう。したがっ
て、この電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値を適正に制御する必
要がある。
【０００８】ここで、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値は、プ
ラズマ中の電子の電子温度に比例しており、陽光中理論
によれば、電子温度は、ガスの種類、チャンバー径およ
び圧力によって規定されることが知られており、したが
って、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）も、ガスの種類、チャンバ
ー径および圧力によって規定されることになる。
ラズマ中の電子の電子温度に比例しており、陽光中理論
によれば、電子温度は、ガスの種類、チャンバー径およ
び圧力によって規定されることが知られており、したが
って、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）も、ガスの種類、チャンバ
ー径および圧力によって規定されることになる。
【０００９】電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）に対するチャンバー
径の寄与は、電子の拡散によるチャンバー内壁における
電子損失によるものであり、電子損失が大きいほど電位
差（Ｖｐ−Ｖｆ）が大きくなる。また、ガスの種類に関
しては、電離しにくいガス程、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）が
大きくなり、圧力に関しては、低圧である方が、電位差
（Ｖｐ−Ｖｆ）が大きくなる。
径の寄与は、電子の拡散によるチャンバー内壁における
電子損失によるものであり、電子損失が大きいほど電位
差（Ｖｐ−Ｖｆ）が大きくなる。また、ガスの種類に関
しては、電離しにくいガス程、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）が
大きくなり、圧力に関しては、低圧である方が、電位差
（Ｖｐ−Ｖｆ）が大きくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来では、エッチング
形状や選択比に関して重要な要因である上述の電位差
（Ｖｐ−Ｖｆ）を制御するのに、ガスの種類や圧力など
のエッチングパラメータを変更することによって行って
いるが、このようなパラメータの変更は、プラズマ中の
分子やラジカルの量などのプラズマ状態を変化させてし
まい、エッチング特性が大きく変化することになり、制
御がしずらいという難点があった。
形状や選択比に関して重要な要因である上述の電位差
（Ｖｐ−Ｖｆ）を制御するのに、ガスの種類や圧力など
のエッチングパラメータを変更することによって行って
いるが、このようなパラメータの変更は、プラズマ中の
分子やラジカルの量などのプラズマ状態を変化させてし
まい、エッチング特性が大きく変化することになり、制
御がしずらいという難点があった。
【００１１】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、プラズマ状態を大きく変化させることなく、
イオンエネルギーに相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を容
易に制御できるようにすることを目的とする。
であって、プラズマ状態を大きく変化させることなく、
イオンエネルギーに相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を容
易に制御できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【００１３】すなわち、本発明は、マイクロ波発生装置
と、このマイクロ波発生装置からのマイクロ波が導入さ
れる反応室と、この反応室の外側に配設された磁場発生
手段と、前記反応室内の基板ステージとを備え、前記磁
場発生手段による磁場と前記マイクロ波発生装置による
マイクロ波とが印加される前記反応室内で放電ガスをプ
ラズマ化して前記基板ステージに載置された基板を処理
する半導体製造装置であって、前記基板ステージの側面
に沿って該側面を囲む筒状の壁を、前記基板面に垂直方
向に上下動可能に設けている。
と、このマイクロ波発生装置からのマイクロ波が導入さ
れる反応室と、この反応室の外側に配設された磁場発生
手段と、前記反応室内の基板ステージとを備え、前記磁
場発生手段による磁場と前記マイクロ波発生装置による
マイクロ波とが印加される前記反応室内で放電ガスをプ
ラズマ化して前記基板ステージに載置された基板を処理
する半導体製造装置であって、前記基板ステージの側面
に沿って該側面を囲む筒状の壁を、前記基板面に垂直方
向に上下動可能に設けている。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、基板面に垂直方向に上下動
可能な筒状の壁の位置を制御することによって、拡散に
よって電子が衝突する壁の面積、したがって、電子損失
が制御されることになり、これによって、従来のように
ガスの種類や圧力を変えることなく、イオンエネルギー
に相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の制御が可能になる。
可能な筒状の壁の位置を制御することによって、拡散に
よって電子が衝突する壁の面積、したがって、電子損失
が制御されることになり、これによって、従来のように
ガスの種類や圧力を変えることなく、イオンエネルギー
に相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の制御が可能になる。
【００１５】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
て、詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施例のＥＣＲ形のド
ライエッチング装置の概略構成図であり、従来例に対応
する部分には、同一の参照符を付す。
ライエッチング装置の概略構成図であり、従来例に対応
する部分には、同一の参照符を付す。
【００１７】同図において、１は真空気密が保たれる反
応室、２はこの反応室１内に配置された基板ステージ、
３はこの基板ステージ２に載置保持された半導体ウェ
ハ、４は反応室１の底面に設けられた排気路であり、こ
の排気路４が図示しない真空ポンプに接続されて反応室
１内が真空排気される。また、反応室１上面には、エッ
チングガスを導入するガス導入路５が設けられており、
さらに、マイクロ波発生装置７から導波管８を介して伝
達されるマイクロ波を反応室１内に導入する石英の導入
窓６が設けられている。９は前記反応室１の外部に設け
られた磁場発生手段としてのコイルであり、このコイル
９によって基板ステージ２に載置された半導体ウェハ３
に垂直方向に磁界が発生するようになっている。
応室、２はこの反応室１内に配置された基板ステージ、
３はこの基板ステージ２に載置保持された半導体ウェ
ハ、４は反応室１の底面に設けられた排気路であり、こ
の排気路４が図示しない真空ポンプに接続されて反応室
１内が真空排気される。また、反応室１上面には、エッ
チングガスを導入するガス導入路５が設けられており、
さらに、マイクロ波発生装置７から導波管８を介して伝
達されるマイクロ波を反応室１内に導入する石英の導入
窓６が設けられている。９は前記反応室１の外部に設け
られた磁場発生手段としてのコイルであり、このコイル
９によって基板ステージ２に載置された半導体ウェハ３
に垂直方向に磁界が発生するようになっている。
【００１８】以上の構成は、図３の従来例と同様であ
る。
る。
【００１９】この実施例のドライエッチング装置では、
ガスの種類や圧力を変えることなく、イオンエネルギー
に相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を容易に制御できるよ
うにするために、次のように構成している。
ガスの種類や圧力を変えることなく、イオンエネルギー
に相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）を容易に制御できるよ
うにするために、次のように構成している。
【００２０】すなわち、基板ステージ２の外周位置に
は、該基板ステージ２の側面に沿って該側面を囲むよう
に筒状の壁１０が、半導体ウェハ面に垂直方向に矢符Ａ
で示されるように上下動可能に設けられている。この筒
状の壁１０は、基板ステージ２の中心軸Ｂに対して同心
円状に延びて形成されている。また、この筒状の壁１０
は、反応室１内の真空気密が保たれるように、ベローズ
などの適宜手段を介して該反応室１外の駆動手段１１に
よって上下方向に駆動されるようになっており、この筒
状の壁１０の位置によって上述の電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）
の値を制御するものである。
は、該基板ステージ２の側面に沿って該側面を囲むよう
に筒状の壁１０が、半導体ウェハ面に垂直方向に矢符Ａ
で示されるように上下動可能に設けられている。この筒
状の壁１０は、基板ステージ２の中心軸Ｂに対して同心
円状に延びて形成されている。また、この筒状の壁１０
は、反応室１内の真空気密が保たれるように、ベローズ
などの適宜手段を介して該反応室１外の駆動手段１１に
よって上下方向に駆動されるようになっており、この筒
状の壁１０の位置によって上述の電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）
の値を制御するものである。
【００２１】以上のような構成を有するドライエッチン
グ装置において、例えば、図１に示される壁１０の位置
で、異方性形状が得られない場合には、図２に示される
位置まで筒状の壁１０を上方に移動させる。この図２の
状態においては、図１の状態に比べて、拡散によって電
子が衝突する壁１０の面積が増加しており、上述のよう
に、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値が大きくなり、したがっ
て、半導体ウェハ２を衝撃するイオンエネルギーが大き
くなって異方性形状が得られることになる。
グ装置において、例えば、図１に示される壁１０の位置
で、異方性形状が得られない場合には、図２に示される
位置まで筒状の壁１０を上方に移動させる。この図２の
状態においては、図１の状態に比べて、拡散によって電
子が衝突する壁１０の面積が増加しており、上述のよう
に、電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値が大きくなり、したがっ
て、半導体ウェハ２を衝撃するイオンエネルギーが大き
くなって異方性形状が得られることになる。
【００２２】このように、ガスの種類や圧力などのエッ
チングパラメータを変えることなく、筒状の壁１０の位
置を変えることによって電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値を制
御するので、プラズマ状態を大きく変えることなく、す
なわち、他のエッチング特性を変えることなく、エッチ
ング形状、選択比などの制御が可能となり、従来例に比
べて制御が容易となる。
チングパラメータを変えることなく、筒状の壁１０の位
置を変えることによって電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値を制
御するので、プラズマ状態を大きく変えることなく、す
なわち、他のエッチング特性を変えることなく、エッチ
ング形状、選択比などの制御が可能となり、従来例に比
べて制御が容易となる。
【００２３】上述の実施例では、ドライエッチング装置
に適用して説明したけれども、本発明は、ＥＣＲプラズ
マＣＶＤ装置にも同様に適用できるものである。
に適用して説明したけれども、本発明は、ＥＣＲプラズ
マＣＶＤ装置にも同様に適用できるものである。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板ステ
ージの側面を囲む筒状の壁を、基板面に垂直方向に上下
動可能に設けているので、この筒状の壁の位置を制御す
ることによって、拡散によって電子が衝突する壁の面積
を制御できることになり、これによって、従来のように
ガスの種類や圧力を変えることなく、すなわち、プラズ
マ状態を大きく変化させることなく、イオンエネルギー
に相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値を制御できること
になる。
ージの側面を囲む筒状の壁を、基板面に垂直方向に上下
動可能に設けているので、この筒状の壁の位置を制御す
ることによって、拡散によって電子が衝突する壁の面積
を制御できることになり、これによって、従来のように
ガスの種類や圧力を変えることなく、すなわち、プラズ
マ状態を大きく変化させることなく、イオンエネルギー
に相当する電位差（Ｖｐ−Ｖｆ）の値を制御できること
になる。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】図１の実施例の異なる状態を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図３】従来例の概略構成図である。
【図４】異方性エッチングを示す図である。
１ 反応室 ２ 基板ステージ ７ マイクロ波発生装置 ９ コイル １０ 筒状の壁
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】マイクロ波発生装置と、このマイクロ波発
生装置からのマイクロ波が導入される反応室と、この反
応室の外側に配設された磁場発生手段と、前記反応室内
の基板ステージとを備え、前記磁場発生手段による磁場
と前記マイクロ波発生装置によるマイクロ波とが印加さ
れる前記反応室内で放電ガスをプラズマ化して前記基板
ステージに載置された基板を処理する半導体製造装置で
あって、 前記基板ステージの側面に沿って該側面を囲む筒状の壁
を、前記基板面に垂直方向に上下動可能に設けたことを
特徴とする半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19303091A JPH0536637A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19303091A JPH0536637A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536637A true JPH0536637A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16301002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19303091A Pending JPH0536637A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0536637A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774155A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-17 | Nec Corp | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
| US5736818A (en) * | 1996-03-15 | 1998-04-07 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Resonant radiofrequency wave plasma generating apparatus with improved stage |
| US8411882B2 (en) | 2008-10-31 | 2013-04-02 | Htc Corporation | Electronic device with electret electro-acoustic transducer |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP19303091A patent/JPH0536637A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774155A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-17 | Nec Corp | ドライエッチング方法およびドライエッチング装置 |
| US5736818A (en) * | 1996-03-15 | 1998-04-07 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Resonant radiofrequency wave plasma generating apparatus with improved stage |
| US8411882B2 (en) | 2008-10-31 | 2013-04-02 | Htc Corporation | Electronic device with electret electro-acoustic transducer |
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