JPH06342771A - ドライエッチング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】より大きな面積をもつ半導体基板９でも面内を
均一にエッチングできるように図る。 【構成】マイクロ波を用いる平行平板型のドライエッチ
ング装置であって、マイクロ波を導入し広いマイクロ波
放出面をもつ誘電体線路部材であるテフロン板３を上部
電極２の下側に取付け、マイクロ波をテフロン板３に伝
播させ広い下側面よりマイクロ波をチャンバ１内に放射
させ均一なプラズマを形成する。さらに、必要に応じて
チャンバ１の外壁に等間隔に磁石１１を配置し、半導体
基板９の面上への磁界を小さし影響を抑えるとともにチ
ャンバ空間部の磁界を一様に印加させプラズマ密度を増
大させている。
均一にエッチングできるように図る。 【構成】マイクロ波を用いる平行平板型のドライエッチ
ング装置であって、マイクロ波を導入し広いマイクロ波
放出面をもつ誘電体線路部材であるテフロン板３を上部
電極２の下側に取付け、マイクロ波をテフロン板３に伝
播させ広い下側面よりマイクロ波をチャンバ１内に放射
させ均一なプラズマを形成する。さらに、必要に応じて
チャンバ１の外壁に等間隔に磁石１１を配置し、半導体
基板９の面上への磁界を小さし影響を抑えるとともにチ
ャンバ空間部の磁界を一様に印加させプラズマ密度を増
大させている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング装置に
関し、特にマイクロ波を用いたドライエッチング装置に
関する。
関し、特にマイクロ波を用いたドライエッチング装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造において、ドライエッ
チング技術は微細加工手段として広く用いらている。こ
の中で、マイクロ波を用いたドライエッチング装置は、
異方性に優れ、更にイオンのエネルギーを任意に制御で
きるので、アスペクト比の高い微細なパターンを加工す
るのに適用されている。
チング技術は微細加工手段として広く用いらている。こ
の中で、マイクロ波を用いたドライエッチング装置は、
異方性に優れ、更にイオンのエネルギーを任意に制御で
きるので、アスペクト比の高い微細なパターンを加工す
るのに適用されている。
【０００３】図７は従来のドライエッチング装置の一例
を示す模式断面図である。従来、この種のドライエッチ
ング装置の代表的な装置としては、例えば、特開昭５６
一１５５５３５号公報に開示されている。このドライエ
ッチング装置は、図７に示すように、電磁石２１により
最大磁場強度が８７５ガウス以上の強さの磁場をイオン
源室２３に印加し、このイオン源室２３内にマイクロ波
発振器４より導波管５ａおよびマイクロ波導入窓２２を
経由してマイクロ波を導入するとともにガス導入口６ａ
より導入される反応ガスの圧力を真空排気装置７で一定
に維持して、電子サイクロトン共鳴（ＥＣＲ）現象を起
させ、これにより反応ガスにエネルギーを伝達し、イオ
ン源室２３内部でプラズマを発生させる。このプラズマ
を取出し口２４からプラズマ流として電磁石２１の作る
発散磁場を利用してチャンバ１ａ内に引き入れ、試料台
２８に設置された一枚の半導体基板９をエッチング処理
するものであった。
を示す模式断面図である。従来、この種のドライエッチ
ング装置の代表的な装置としては、例えば、特開昭５６
一１５５５３５号公報に開示されている。このドライエ
ッチング装置は、図７に示すように、電磁石２１により
最大磁場強度が８７５ガウス以上の強さの磁場をイオン
源室２３に印加し、このイオン源室２３内にマイクロ波
発振器４より導波管５ａおよびマイクロ波導入窓２２を
経由してマイクロ波を導入するとともにガス導入口６ａ
より導入される反応ガスの圧力を真空排気装置７で一定
に維持して、電子サイクロトン共鳴（ＥＣＲ）現象を起
させ、これにより反応ガスにエネルギーを伝達し、イオ
ン源室２３内部でプラズマを発生させる。このプラズマ
を取出し口２４からプラズマ流として電磁石２１の作る
発散磁場を利用してチャンバ１ａ内に引き入れ、試料台
２８に設置された一枚の半導体基板９をエッチング処理
するものであった。
【０００４】このようにマイクロ波を使用するドライエ
ッチング装置は、低真空領域においてもＥＣＲにより高
いプラズマ密度が得られ、更に、高周波を試料台に印加
することによりイオンエネルギを制御できるといった優
れた特長をもっていた。
ッチング装置は、低真空領域においてもＥＣＲにより高
いプラズマ密度が得られ、更に、高周波を試料台に印加
することによりイオンエネルギを制御できるといった優
れた特長をもっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のドライ
エッチング装置では、マイクロ波は導波管を通して伝播
され導入窓からイオン源室に導入し、ＥＣＲによるプラ
ズマを発生させ発散磁場でチャンバ内にプラズマを引出
しているのものの、導入窓から導入されるマイクロ波エ
ネルギーで発生するプラズマは、均一な密度をもつ範囲
は導入窓の大きさに制限される。しかしながら、近年、
披エッチング試料である半導体基板が大型化し、例え
ば、８インチ直径といった大きな半導体基板を処理しな
ければならないという経緯に至った。このように大きな
半導体基板であると、半導体基板の周辺部を入射するイ
オン密度は中央部と比較して減少し、処理される半導体
基板の面内におけるエッチングが不均一になる。
エッチング装置では、マイクロ波は導波管を通して伝播
され導入窓からイオン源室に導入し、ＥＣＲによるプラ
ズマを発生させ発散磁場でチャンバ内にプラズマを引出
しているのものの、導入窓から導入されるマイクロ波エ
ネルギーで発生するプラズマは、均一な密度をもつ範囲
は導入窓の大きさに制限される。しかしながら、近年、
披エッチング試料である半導体基板が大型化し、例え
ば、８インチ直径といった大きな半導体基板を処理しな
ければならないという経緯に至った。このように大きな
半導体基板であると、半導体基板の周辺部を入射するイ
オン密度は中央部と比較して減少し、処理される半導体
基板の面内におけるエッチングが不均一になる。
【０００６】これに対応するためには導入窓を大きくす
ることが考えられるが、この導入窓は導入するマイクロ
波の波長で決定されるもので、その放出効率、伝達効率
を保ったままでの大型化は困難である。即ち、イオン源
室でマイクロ波は拡散しその強度に分布し、発生するプ
ラズマもまたそれに応じた密度分布となり、高い均一性
のあるエッチングが得られない。さらに、横方向のプラ
ズマ拡散を制限してプラズマ密度の均一性を図るため
に、均一な磁場を印加するのに大きな電磁石が必要とな
り、装置構成上所期の高い均一性を得ることは極めて困
難である。
ることが考えられるが、この導入窓は導入するマイクロ
波の波長で決定されるもので、その放出効率、伝達効率
を保ったままでの大型化は困難である。即ち、イオン源
室でマイクロ波は拡散しその強度に分布し、発生するプ
ラズマもまたそれに応じた密度分布となり、高い均一性
のあるエッチングが得られない。さらに、横方向のプラ
ズマ拡散を制限してプラズマ密度の均一性を図るため
に、均一な磁場を印加するのに大きな電磁石が必要とな
り、装置構成上所期の高い均一性を得ることは極めて困
難である。
【０００７】また、大きな面積をエッチング処理できる
上述の方式と異なる平行平板型のエッチング装置がある
が、この装置はガス圧によりプラズマ濃度の均一性を制
御するものである。しかし、プラズマ濃度は圧力に依存
するので、濃度が高く均一性の良いプラズマが得られな
い。このようなエッチング装置にも均一化を図るために
種々の改善が施されてきた。例えば、特開報平１一１６
５１２２号に開示されているよいうに、接地側の電極に
複数のガス放出穴を設け、これらの穴を弁機構で開閉し
ガスの流れを制御して均一化を図っている。しかしなが
ら、ガスの流れが一様でなく圧力が安定するまでのタイ
ムラグがまちまちであり、これを単に機械的な弁機構で
制御することは極めて困難であり得策な方法とは言えな
い。
上述の方式と異なる平行平板型のエッチング装置がある
が、この装置はガス圧によりプラズマ濃度の均一性を制
御するものである。しかし、プラズマ濃度は圧力に依存
するので、濃度が高く均一性の良いプラズマが得られな
い。このようなエッチング装置にも均一化を図るために
種々の改善が施されてきた。例えば、特開報平１一１６
５１２２号に開示されているよいうに、接地側の電極に
複数のガス放出穴を設け、これらの穴を弁機構で開閉し
ガスの流れを制御して均一化を図っている。しかしなが
ら、ガスの流れが一様でなく圧力が安定するまでのタイ
ムラグがまちまちであり、これを単に機械的な弁機構で
制御することは極めて困難であり得策な方法とは言えな
い。
【０００８】従って、本発明の目的は、より大きな面積
をもつ半導体基板でも面内を均一にエッチングできるド
ライエッチング装置を提供することである。
をもつ半導体基板でも面内を均一にエッチングできるド
ライエッチング装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、チャン
バ内に一方側に寄せて設けられる第１の電極と、この第
１の電極に対向して設けられエッチングすべき半導体基
板を載置する第２の電極と、前記第１の電極に取付けら
れマイクロ波を導入する望ましくは平板状の誘電体部材
と、前記第２の電極に接続される高周波電源とを備える
ドライエッチング装置である。また、他の特徴は、前記
第１の電極が前記誘電体線路部材のマイクロ波放出面を
覆うように取付け、マイクロ波を前記チャンバ内に送り
込む複数のマイクロ放出口を形成することである。さら
に、必要に応じて、前記チャンバの外壁に等間隔に複数
個の磁石を取付けることである。
バ内に一方側に寄せて設けられる第１の電極と、この第
１の電極に対向して設けられエッチングすべき半導体基
板を載置する第２の電極と、前記第１の電極に取付けら
れマイクロ波を導入する望ましくは平板状の誘電体部材
と、前記第２の電極に接続される高周波電源とを備える
ドライエッチング装置である。また、他の特徴は、前記
第１の電極が前記誘電体線路部材のマイクロ波放出面を
覆うように取付け、マイクロ波を前記チャンバ内に送り
込む複数のマイクロ放出口を形成することである。さら
に、必要に応じて、前記チャンバの外壁に等間隔に複数
個の磁石を取付けることである。
【００１０】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１１】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の第１の
実施例を示すドライエッチング装置の平面図およびＡ一
Ａ断面図である。このドライエッチング装置は、図１に
示すように、ガス導入口６および減圧するための真空排
気装置７をもつチャンバ１と、チャンバ１内に上部側に
寄せて設けられる上部電極２ａと、この上部電極２ａに
対向して設けられエッチングすべき半導体基板９を載置
する試料台８としての下部電極と、上部電極２ａに取付
けられるとともにマイクロ波発振器４より発生するマイ
クロ波を導波管５を経由して導入する平板状の誘電体線
路部材であるテフロン板３と、試料台８に接続される高
周波電源１０とを備えている。
実施例を示すドライエッチング装置の平面図およびＡ一
Ａ断面図である。このドライエッチング装置は、図１に
示すように、ガス導入口６および減圧するための真空排
気装置７をもつチャンバ１と、チャンバ１内に上部側に
寄せて設けられる上部電極２ａと、この上部電極２ａに
対向して設けられエッチングすべき半導体基板９を載置
する試料台８としての下部電極と、上部電極２ａに取付
けられるとともにマイクロ波発振器４より発生するマイ
クロ波を導波管５を経由して導入する平板状の誘電体線
路部材であるテフロン板３と、試料台８に接続される高
周波電源１０とを備えている。
【００１２】このドライエッチング装置は、大面積の半
導体基板が処理できる平行平板型の構造を採用し、かつ
上部電極２ａにマイクロ波を導入し広いマイクロ波放射
面をもつ誘電体線路部材であるテフロン板３を上部電極
２ａに取付けたことである。
導体基板が処理できる平行平板型の構造を採用し、かつ
上部電極２ａにマイクロ波を導入し広いマイクロ波放射
面をもつ誘電体線路部材であるテフロン板３を上部電極
２ａに取付けたことである。
【００１３】この上部電極２ａと大きさが略同じ程度の
広いマイクロ波放射面をもつ誘電体線路部材を設けるこ
とによってこのドライエッチング装置は以下に述べる動
作をする。
広いマイクロ波放射面をもつ誘電体線路部材を設けるこ
とによってこのドライエッチング装置は以下に述べる動
作をする。
【００１４】まず、導波管５より伝播してきたマイクロ
波はテフロン板３に入り、進行方向に対し横方向に広が
り伝播する。このとき横方向の電界強度は一葉であり、
進行方向に定在波が生ずる。そしてテフロン板３の内部
のマイクロ波はその下面から一葉に放射され、ガス導入
口６から導入されるガスにエネルギとして伝達しプラズ
マを発生させる。このようにテフロン板３内でマイクロ
波が略一葉に広がり放射されるので、大面積にわたり均
一なプラズマを発生させ、試料台８に印加される高周波
電圧による電界によって励起されたプラズマを加速させ
半導体基板９の表面をエッチングする。
波はテフロン板３に入り、進行方向に対し横方向に広が
り伝播する。このとき横方向の電界強度は一葉であり、
進行方向に定在波が生ずる。そしてテフロン板３の内部
のマイクロ波はその下面から一葉に放射され、ガス導入
口６から導入されるガスにエネルギとして伝達しプラズ
マを発生させる。このようにテフロン板３内でマイクロ
波が略一葉に広がり放射されるので、大面積にわたり均
一なプラズマを発生させ、試料台８に印加される高周波
電圧による電界によって励起されたプラズマを加速させ
半導体基板９の表面をエッチングする。
【００１５】なお、エネルギーの大きなイオンを用いる
イオン性のエッチングを実現するためには、試料台に印
加する高周波の周波数は低くし、例えば５ＭＨｚ以下、
特にイオンのエネルギを必要とする場合には４００ＫＨ
ｚ以下の周波数を用いることが望ましい。また、これに
対して、イオンのエネルギーを必要としないエッチング
では、１ＭＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの周波数のものを用
いる。
イオン性のエッチングを実現するためには、試料台に印
加する高周波の周波数は低くし、例えば５ＭＨｚ以下、
特にイオンのエネルギを必要とする場合には４００ＫＨ
ｚ以下の周波数を用いることが望ましい。また、これに
対して、イオンのエネルギーを必要としないエッチング
では、１ＭＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの周波数のものを用
いる。
【００１６】ここで試みに、チャンバ１内に多極の微小
磁界を形成するためにチャンバ１の上面および側面に複
数の磁石１１を等間隔に並べ装着したところ、磁石のな
い場合のプラズマ密度の均一性が±１０％に対し、磁石
のある場合は±３％の値が得られた。これは、磁界によ
り電子と反応ガスとの衝突電離が多くなるとともに複数
の均等な磁界によりチャンバの空間の磁界を一葉にし、
試料台８上部の全面に高密度のプラズマがより均一に形
成されるからである。
磁界を形成するためにチャンバ１の上面および側面に複
数の磁石１１を等間隔に並べ装着したところ、磁石のな
い場合のプラズマ密度の均一性が±１０％に対し、磁石
のある場合は±３％の値が得られた。これは、磁界によ
り電子と反応ガスとの衝突電離が多くなるとともに複数
の均等な磁界によりチャンバの空間の磁界を一葉にし、
試料台８上部の全面に高密度のプラズマがより均一に形
成されるからである。
【００１７】次に、このドライエッチング装置を使用し
て半導体基板の酸化膜をエッチングしてみた。ちなみ
に、このときの供試材として８インチのウェーハを準備
し、エッチング条件として、４フッ化炭素ガスをガス導
入口６から毎分３０ｍｌの割合でチャンバ１に導入して
圧力を０．００１Ｔｏｒｒに維持し、マイクロ波電力５
００Ｗ、５００Ｈｚの高周波電力を４０Ｗ投入した。こ
の結果、面内のエッチングの均一性は従来±１０％であ
ったのが±４％と良好な値が得られた。なお、このとき
のエッチング速度は６００ｎｍ／ｍｉｎであった。
て半導体基板の酸化膜をエッチングしてみた。ちなみ
に、このときの供試材として８インチのウェーハを準備
し、エッチング条件として、４フッ化炭素ガスをガス導
入口６から毎分３０ｍｌの割合でチャンバ１に導入して
圧力を０．００１Ｔｏｒｒに維持し、マイクロ波電力５
００Ｗ、５００Ｈｚの高周波電力を４０Ｗ投入した。こ
の結果、面内のエッチングの均一性は従来±１０％であ
ったのが±４％と良好な値が得られた。なお、このとき
のエッチング速度は６００ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００１８】図２（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の
実施例を示すドライエッチング装置の断面図および上部
電極側を示すＢ一Ｂ矢視図である。前述の実施例におけ
るエッチングの不均一の原因を調査した結果、テフロン
板面からのマイクロ波が均一に放射されるものの、発生
するプラズマの分布の均一性が十分でないことが判明し
た。そこで、この実施例におけるドライエッチング装置
は、誘電体線路部材であるテフロン板３の下側にマイク
ロ波遮蔽と電極とを兼ねる上部電極２ａを取付け、均一
にプラズマが発生するようにマイクロ波の放出を制限す
るために、任意の位置に複数のマイクロ波放出口１３を
設けたことである。
実施例を示すドライエッチング装置の断面図および上部
電極側を示すＢ一Ｂ矢視図である。前述の実施例におけ
るエッチングの不均一の原因を調査した結果、テフロン
板面からのマイクロ波が均一に放射されるものの、発生
するプラズマの分布の均一性が十分でないことが判明し
た。そこで、この実施例におけるドライエッチング装置
は、誘電体線路部材であるテフロン板３の下側にマイク
ロ波遮蔽と電極とを兼ねる上部電極２ａを取付け、均一
にプラズマが発生するようにマイクロ波の放出を制限す
るために、任意の位置に複数のマイクロ波放出口１３を
設けたことである。
【００１９】すなわち、このドライエッチング装置は、
図２に示すように、汚染を抑制するアルマイト１２が表
面に被着されるとともに中心部を囲む軌跡をもつ同心に
形成された複数のスリット状のマイクロ放出口１３をも
つ上部電極２ａをテプロン板３の下側に取付けたことで
ある。また、試料台８には２ＭＨｚという比較的に高い
周波数の高周波電源１０ａを接続し、前述の実施例と同
様にチャンバ１の外壁に複数の磁石を配置し多極微少磁
界を形成している。
図２に示すように、汚染を抑制するアルマイト１２が表
面に被着されるとともに中心部を囲む軌跡をもつ同心に
形成された複数のスリット状のマイクロ放出口１３をも
つ上部電極２ａをテプロン板３の下側に取付けたことで
ある。また、試料台８には２ＭＨｚという比較的に高い
周波数の高周波電源１０ａを接続し、前述の実施例と同
様にチャンバ１の外壁に複数の磁石を配置し多極微少磁
界を形成している。
【００２０】ちなみに、このドライエッチング装置を使
用して多結晶シリコン膜のエッチングを施したところ、
８インチのウェ一ハでエッチングの均一性は±２％の値
が得られた。この値は前述の実施例での±４％に比べ大
幅に向上した。なお、このときのエッチング条件は、塩
素ガスをガス導入口６から毎分３０ｍｌをチャンバ１に
導入し、圧力を０．０１Ｔｏｒｒ程度に維持し、マイク
ロ波電力６００Ｗ、２ＭＨｚの高周波電力を１００Ｗを
投入した。
用して多結晶シリコン膜のエッチングを施したところ、
８インチのウェ一ハでエッチングの均一性は±２％の値
が得られた。この値は前述の実施例での±４％に比べ大
幅に向上した。なお、このときのエッチング条件は、塩
素ガスをガス導入口６から毎分３０ｍｌをチャンバ１に
導入し、圧力を０．０１Ｔｏｒｒ程度に維持し、マイク
ロ波電力６００Ｗ、２ＭＨｚの高周波電力を１００Ｗを
投入した。
【００２１】図３（ａ）〜（ｃ）は誘電体線路部材を示
す平面図（ａ）および誘電体線路部材に伝播するマイク
ロ波の電界強度分布を示すグラフ（ｂ，ｃ）である。上
述した実施例におけるドライエッチング装置のいずれの
場合も、誘電体線路を伝播するマイクロ波とプラズマの
相互作用が低く、比較的プラズマの均一性が優れてい
る。しかしながら、この相互作用が強い場合にはプラズ
マの均一性の確保が容易でない。例えば、図３（ａ）に
示す誘電体線路部材にマイクロ波を導入すると、ＸーＸ
方向に関しては図３（ｂ）に示す定在波を生ずる。ま
た、ＹーＹ方向に関しては、その電界強度は中心部は大
きく端部では小さくなる。このように誘電体線路部材を
伝播するマイクロ波は、この電界強度分布に基ずきチャ
ンバ内に放出される。従って、マイクロ波とプラズマの
相互作用が大きい場合は、誘電体線路部材内の電界分布
に従い、高い均一性が得られない。
す平面図（ａ）および誘電体線路部材に伝播するマイク
ロ波の電界強度分布を示すグラフ（ｂ，ｃ）である。上
述した実施例におけるドライエッチング装置のいずれの
場合も、誘電体線路を伝播するマイクロ波とプラズマの
相互作用が低く、比較的プラズマの均一性が優れてい
る。しかしながら、この相互作用が強い場合にはプラズ
マの均一性の確保が容易でない。例えば、図３（ａ）に
示す誘電体線路部材にマイクロ波を導入すると、ＸーＸ
方向に関しては図３（ｂ）に示す定在波を生ずる。ま
た、ＹーＹ方向に関しては、その電界強度は中心部は大
きく端部では小さくなる。このように誘電体線路部材を
伝播するマイクロ波は、この電界強度分布に基ずきチャ
ンバ内に放出される。従って、マイクロ波とプラズマの
相互作用が大きい場合は、誘電体線路部材内の電界分布
に従い、高い均一性が得られない。
【００２２】図４は複数のマイクロ波放出口を均等に配
置した上部電極の一例を示す平面図である。そこで、前
述の第２の実施例で用いた上部電極のマイクロ波放出口
の形状あるいは上部電極の各領域毎にマイクロ波放出口
の数等を変えてみたら、プラズマの均一性が得られので
はないかと着想し、この着想が確信もてるものであるか
否かを確認する意味で、図４に示すように、形状が同じ
でスリット状のマイクロ波放出口１３が等間隔で配置さ
れたをもつ上部電極２ａを用いて予備実験を試みてみ
た。この結果、予想したように、図４のその１の方向か
らマイクロ波を導入すると、定在波の影響が生じ均一な
プラズマが得られなかった。また、その２の方向からマ
イクロ波を導入した場合は、図３（ｃ）に示すように、
中心部と端部での電界強度差の影響を受け均一なプラズ
マを得ることが出来なかった。
置した上部電極の一例を示す平面図である。そこで、前
述の第２の実施例で用いた上部電極のマイクロ波放出口
の形状あるいは上部電極の各領域毎にマイクロ波放出口
の数等を変えてみたら、プラズマの均一性が得られので
はないかと着想し、この着想が確信もてるものであるか
否かを確認する意味で、図４に示すように、形状が同じ
でスリット状のマイクロ波放出口１３が等間隔で配置さ
れたをもつ上部電極２ａを用いて予備実験を試みてみ
た。この結果、予想したように、図４のその１の方向か
らマイクロ波を導入すると、定在波の影響が生じ均一な
プラズマが得られなかった。また、その２の方向からマ
イクロ波を導入した場合は、図３（ｃ）に示すように、
中心部と端部での電界強度差の影響を受け均一なプラズ
マを得ることが出来なかった。
【００２３】図５および図６は本発明の第３の実施例に
おけるドライエッチング装置を説明するための上部電極
の実施例を示す平面図である。このドライエッチング装
置は、上述した誘電体線路部材内におけるマイクロ波の
電界強度によりプラズマの発生が依存する事象を利用し
たもので、電界強度の強い中心付近のマイクロ波放出口
の開口密度は小さく、端部に向って開口率を大きくする
ことにより、均一性の高いプラズマを得ることである。
おけるドライエッチング装置を説明するための上部電極
の実施例を示す平面図である。このドライエッチング装
置は、上述した誘電体線路部材内におけるマイクロ波の
電界強度によりプラズマの発生が依存する事象を利用し
たもので、電界強度の強い中心付近のマイクロ波放出口
の開口密度は小さく、端部に向って開口率を大きくする
ことにより、均一性の高いプラズマを得ることである。
【００２４】この上部電極の具体的の構造としては、例
えば、図５に示すように、マイクロ波導入方向に平行に
上部電極２ａの中心付近に幅の狭いスリット状のマイク
ロ波放出口１３を、端部側により幅の広いスリット状の
マイクロ波放出口１３を形成する。また、図６に示すよ
うに、同心の円弧形であつてスリット状の複数のマイク
ロ波放出口１３を設け、中央付近のスリット幅は狭く、
端部側は広く形成している。いずれの実施例も、開口部
の密度を電極の中心から遠ざかるにつれて徐々に大きく
することにより均一性の高いプラズマを得ている。半導
体基板の処理に本エッチング装置を適用する場合は、図
６に示した上部電極が有効である。
えば、図５に示すように、マイクロ波導入方向に平行に
上部電極２ａの中心付近に幅の狭いスリット状のマイク
ロ波放出口１３を、端部側により幅の広いスリット状の
マイクロ波放出口１３を形成する。また、図６に示すよ
うに、同心の円弧形であつてスリット状の複数のマイク
ロ波放出口１３を設け、中央付近のスリット幅は狭く、
端部側は広く形成している。いずれの実施例も、開口部
の密度を電極の中心から遠ざかるにつれて徐々に大きく
することにより均一性の高いプラズマを得ている。半導
体基板の処理に本エッチング装置を適用する場合は、図
６に示した上部電極が有効である。
【００２５】以上本発明の実施例では、縦型のドライエ
ッチング装置で説明したが、横型にも適用できることは
明らかである。また、誘電体線路部材としてテフロン材
を使用したが、石英等の他の誘電体材を用いてもよい。
ッチング装置で説明したが、横型にも適用できることは
明らかである。また、誘電体線路部材としてテフロン材
を使用したが、石英等の他の誘電体材を用いてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、マイクロ
波を用いるドライエッチング装置において、マイクロ波
を導入し広いマイクロ波放出面積をもつ誘電体線路部材
を上部電極に取付け、大面積にわたり均一なプラズマを
形成することよって、より大きな面積をもつ被エッチン
グ物である半導体基板を均一にエッチング出来るという
効果がある。また、必要に応じて誘電体線路部材のマイ
クロ波放出面を覆うように上部電極を取付け、誘電体線
路部材内の電界強度分布に応じて上部電極の対応する領
域に開口率を変えて任意形状のマイクロ波放出口を設け
ることによって、さらにプラズマ分布の均一化を図るこ
とができ、より面内の均一なエッチングすることができ
るという効果がある。
波を用いるドライエッチング装置において、マイクロ波
を導入し広いマイクロ波放出面積をもつ誘電体線路部材
を上部電極に取付け、大面積にわたり均一なプラズマを
形成することよって、より大きな面積をもつ被エッチン
グ物である半導体基板を均一にエッチング出来るという
効果がある。また、必要に応じて誘電体線路部材のマイ
クロ波放出面を覆うように上部電極を取付け、誘電体線
路部材内の電界強度分布に応じて上部電極の対応する領
域に開口率を変えて任意形状のマイクロ波放出口を設け
ることによって、さらにプラズマ分布の均一化を図るこ
とができ、より面内の均一なエッチングすることができ
るという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示すドライエッチング
装置の平面図およびＡ一Ａ断面図である。
装置の平面図およびＡ一Ａ断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示すドライエッチング
装置の断面図および上部電極側を示すＢ一Ｂ矢視図であ
る。
装置の断面図および上部電極側を示すＢ一Ｂ矢視図であ
る。
【図３】誘電体線路部材を示す平面図（ａ）および誘電
体線路部材に伝播するマイクロ波の電界強度分布を示す
グラフ（ｂ，ｃ）である。
体線路部材に伝播するマイクロ波の電界強度分布を示す
グラフ（ｂ，ｃ）である。
【図４】複数のマイクロ波放出穴を均等に配置した上部
電極の一例を示す平面図である。
電極の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の第３の実施例におけるドライエッチン
グ装置を説明するための上部電極の一実施例を示す平面
図である。
グ装置を説明するための上部電極の一実施例を示す平面
図である。
【図６】本発明の第３の実施例におけるドライエッチン
グ装置を説明するための上部電極の他の実施例を示す平
面図である。
グ装置を説明するための上部電極の他の実施例を示す平
面図である。
【図７】従来のドライエッチング装置の一例を示す模式
断面図である。
断面図である。
１，１ａ チャンバ ２，２ａ 上部電極 ３ テフロン板 ４ マイクロ波発振器 ５，５ａ 導波管 ６，６ａ ガス導入口 ７ 真空排気装置 ８ 試料台（下部電極） ９ 半導体基板 １０，１０ａ 高周波電源 １１ 磁石 １２ アルマイト １３ マイクロ波放出口 ２１ 電磁石 ２２ マイクロ波導入窓 ２３ イオン源室 ２４ 取出し口 ２８ 試料台
Claims (6)
- 【請求項１】 チャンバ内に設けられる第１の電極と、
この第１の電極に対向して設けられ被エッチング部材の
半導体基板を載置する第２の電極と、前記第１の電極に
取付けられマイクロ波を導入する誘電体線路部材と、前
記第２の電極に接続される高周波電源とを備えることを
特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項２】 前記誘電体線路部材が平板状であること
を特徴とする請求項１記載のドライエッチング装置。 - 【請求項３】 前記第１の電極が前記誘電体部材のマイ
クロ波放出面を覆うように取付けられマイクロ波を前記
チャンバ内に送り込む複数のマイクロ放出口を有するこ
とを特徴とする請求項１記載のドライエッチング装置。 - 【請求項４】 複数の前記マイクロ波放出口が前記第１
の電極の中心部を囲む軌跡をもつ同心に形成される複数
のスリットであることを特徴とする請求項３記載のドラ
イエッチング装置。 - 【請求項５】 複数の前記マイクロ波放出口が任意形状
の穴であって前記第１の電極に散在し、該第１の電極の
各領域毎に占める該穴の開口面積率を前記誘電体部材の
前記領域に対応する電界強度に応じて変えることを特徴
とする請求項３記載のドライエッチング装置。 - 【請求項６】前記チャンバの外壁に等間隔に複数個の磁
石を取付けることを特徴とする請求項１、請求項３、請
求項４及び請求項５記載のドライエッチング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085822A JP2570090B2 (ja) | 1992-10-08 | 1993-04-13 | ドライエッチング装置 |
| DE69301889T DE69301889T2 (de) | 1992-10-08 | 1993-10-07 | Trockenätzgerät von Typ mit zwei parallel verlaufende Flachelektroden |
| EP93116260A EP0591975B1 (en) | 1992-10-08 | 1993-10-07 | Two parallel plate electrode type dry etching apparatus |
| US08/132,822 US5415719A (en) | 1992-10-08 | 1993-10-07 | Two parallel plate electrode type dry etching apparatus |
| KR1019930020707A KR0126056B1 (ko) | 1992-04-13 | 1993-10-07 | 2개의 평행판 전극 형태의 건식 에칭 장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27007592 | 1992-10-08 | ||
| JP4-270075 | 1992-10-08 | ||
| JP5085822A JP2570090B2 (ja) | 1992-10-08 | 1993-04-13 | ドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342771A true JPH06342771A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2570090B2 JP2570090B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=26426831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5085822A Expired - Fee Related JP2570090B2 (ja) | 1992-04-13 | 1993-04-13 | ドライエッチング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5415719A (ja) |
| EP (1) | EP0591975B1 (ja) |
| JP (1) | JP2570090B2 (ja) |
| KR (1) | KR0126056B1 (ja) |
| DE (1) | DE69301889T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08255785A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Nec Corp | プラズマ処理装置 |
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| US5938854A (en) * | 1993-05-28 | 1999-08-17 | The University Of Tennessee Research Corporation | Method and apparatus for cleaning surfaces with a glow discharge plasma at one atmosphere of pressure |
| KR0153842B1 (ko) * | 1994-06-14 | 1998-12-01 | 나카무라 다메아키 | 마이크로파 플라즈마 처리장치 |
| JP3171222B2 (ja) * | 1994-06-14 | 2001-05-28 | 日本電気株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| KR100205476B1 (ko) * | 1994-07-14 | 1999-07-01 | 고지마 마타오 | 플라스마 처리장치 |
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| JP3164195B2 (ja) * | 1995-06-15 | 2001-05-08 | 住友金属工業株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
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1993
- 1993-04-13 JP JP5085822A patent/JP2570090B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-07 KR KR1019930020707A patent/KR0126056B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-10-07 DE DE69301889T patent/DE69301889T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-07 EP EP93116260A patent/EP0591975B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-07 US US08/132,822 patent/US5415719A/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0591975B1 (en) | 1996-03-20 |
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| US5415719A (en) | 1995-05-16 |
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