JPH0760816B2 - ドライエッチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、半導体リソグラフィプロセスで用いるドライ
エッチング装置に関し、特に平行平板型枚葉式ドライエ
ッチング装置におけるエッチングの均一性向上のための
改良に関する。

［発明の背景］ ドライエッチング装置はウエハの処理方法によりバッチ
式と枚葉式に分けられる。バッチ式によるものはウエハ
をボートと称する治具に複数枚必要な間隔をあけて立て
て並べるか（バレルタイプ）又は水平に並べて（プレー
ナタイプ）、バッチ処理を行なうものである。これに対
し枚葉式によるものはウエハを１枚づつ反応容器（チャ
ンバ）内に送り込んでエッチングを施すものである。枚
葉式においては、ウエハを１枚づつ処理するため装置の
小型化が図られるとともに、エッチングガス分布の均一
性が向上する。このような枚葉式ドライエッチング装置
において、半導体の均一安定化を高めるために、ウエハ
表面におけるエッチングの均一性をさらに向上させるこ
とが望まれている。

枚葉式ドライエッチング装置として、一対の平板形上部
電極および下部電極を対向させて平行に設け、下部電極
上にウエハを搭載した平行平板型ドライエッチング装置
が用いられている。

［従来の技術］ 従来の平行平板型枚葉式ドライエッチング装置におい
て、ウエハ表面のエッチングの均一性を補正しウエハ全
面に亙って均一な深さのエッチングを得るために、上部
電極と下部電極間の間隔を調整する方法が行われてい
た。しかしながら、この補正方法では、均一性の補正範
囲が狭くウエハ全面において充分な均一性の補正ができ
なかった。

従来の平行平板型枚葉式ドライエッチング装置における
別の均一性補正方法として、第３図に示すように、ウエ
ハ12を搭載した下部電極11上のウエハ保持用ガイドリン
グ13を上下に移動調節（矢印Ｃ）してエッチングの均一
性の補正を図る方法があった。しかしながら、この方法
においても、均一性の補正範囲が狭くウエハ全面におい
て充分な均一性が得られず、またウエハの搬送機構に対
し制限を加えることになり装置構成の複雑化を示す等の
問題があった。

［発明の目的］ 本発明は前記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、簡単な構造でウエハ搬送機構等に制約を加えること
なくウエハ全面に亙って充分な均一性の補正ができ安定
した均一なエッチングが達成できる平行平板型枚葉式ド
ライエッチング装置の提供を目的とする。

［実施例］ 第１図に本発明が適用される平行平板型枚葉式ドライエ
ッチング装置の構成を示す。反応容器20内に一対の対向
する平行平板状の上部電極２および下部電極１が設けら
れている。下部電極１上には下地５を介してウエハ４が
搭載される。３はエッチングマスクである。下部電極１
は高周波電源６に接続され、上部電極２はアースに接続
される。反応容器20にはエッチングガス導入管８が接続
されている。反応容器20にはさらに図示しない排気ポン
プに連結された排気管９が接続されている。７は冷却水
循環系であり冷却水が矢印Ｄのように循環する。このよ
うな構成において、排気管９により反応容器20内を所定
の真空圧まで排気し、エッチングガス導入管８よりエッ
チングガスを充填した状態で上部電極２および下部電極
１間に高周波電圧を印加して両電極間にプラズマガスを
発生させウエハ４のエッチングを行う。

本発明においては、このようなドライエッチング装置に
おいて、第２図に示すように、上部電極２の下面にエッ
チングの均一性を補正するための補正リング10を取付け
ている。この補正リング10は、ウエハ４の寸法やエッチ
ングガスの種類、印加電圧等のエッチング条件に応じて
最良の均一性を得るために、最適の径および高さが選定
される。このようにウエハ寸法等に応じて補正リングの
径および高さを可変とするために、補正リング10は異な
る寸法のものを複数種類予め準備し、上部電極２に対し
着脱交換可能とすることが望ましい。第２図の例では、
補正リング10は、ウエハ４の全面を覆う程度の外径を有
する円筒形状であって、その下面は下部電極１のウエハ
搭載部から間隔を隔てた状態で取付けられている。下部
電極１又は上部電極２は上下移動可能として両電極間の
間隔を調整可能とすることが望ましい。

このように、ウエハ寸法等に応じて補正リング10の径、
高さを変え、さらに両電極1,2間の間隔および補正リン
グ10の下面と下部電極１間の間隔を調整して補正リング
10を上部電極２の下面に取付ける。このような補正リン
グ10を設けた上部電極２と下部電極１間に高周波電圧を
印加してプラズマを発生させれば、ウエハ周辺の余分な
エッチング種の発生が抑制され、さらにエッチングガス
の流れが安定均一化してウエハ全面に亙ってエッチング
の均一性が補正される。

本発明装置を用いてエッチングを行った場合の均一性の
実測値を第４図および第５図に示す。測定はいずれも第
４図右側に示すようなウエハ４（径100mm）に対し矢印
Ａの測定方向に沿って、測定位置を左端を0,右端を100
としてウエハ全面に亙ってエッチング深さを測定したも
のである。矢印Ｂは排気方向を示す。

第４図は電極間隔および補正リングの高さを一定にして
補正リングの径を変えた場合の測定結果である。電極間
隔ｄ＝70mmとし、補正リングは0.3mm厚アルマイト製、
高さが60mmで、径がそれぞれ80φ,90φ，および100φの
ものについて各各エッチング時間２分,2分,1分30秒とし
てエッチングしたものである。

第５図は補正リングの高さと径を一定にして、電極間隔
ｄを75mm,80mm,85mm,90mmと変えてエッチングしたもの
である。補正リングは高さを60mm,径を100mmとした。

比較のため、補正リング無しでエッチングした場合のエ
ッチング深さを第６図に示す。但し、電極間隔ｄは70m
m、ウエハ４の径は５インチ（127mm）とした。

第４〜６図から分るように、ウエハ寸法に対し最適の補
正リングの径および電極間隔を選定すればエッチングの
均一性を著しく向上させることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るドライエッチング装
置においては、上部電極に筒型状の覆い手段、例えば補
正リングを取付けるという簡単な構造で、この覆い手段
の径と高さ、および電極間隔を適当に選定することによ
り、ウエハ寸法に応じてウエハ全面においてエッチング
の均一性を補正し安定した均一性の充分大きいエッチン
グが達成される。また、反応容器内での余分なエッチン
グ種の発生が抑制されるため、反応容器内壁の汚染が防
止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される平行平板型枚葉式ドライエ
ッチング装置の概略構成図、第２図は本発明実施例の構
成説明図、第３図は従来の均一性補正方法の説明図、第
４図および第５図は各々本発明装置を用いて異なる実施
条件でエッチングを行った場合のウエハ表面のエッチン
グ均一性の実測値のグラフ、第６図は補正リング無しの
従来装置における第４および５図と同様のグラフであ
る。 １……下部電極、２……上部電極、４……ウエハ、６…
…高周波電源、10……補正リング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 幸本 徹哉 東京都港区三田３−11―28 キヤノン販売 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−43880（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の対向する平行平板状の上部電極およ
   び下部電極を有し、該下部電極上に被エッチング物を搭
   載する平行平板型枚葉式ドライエッチング装置におい
   て、前記上部電極の下面に着脱交換可能で、前記下部電
   極上に搭載される前記被エッチング物の全面を覆う程度
   の内径を有する筒形状の覆い手段を設けたことを特徴と
   するドライエッチング装置。
2. 【請求項２】前記被エッチング物は半導体ウエハである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエ
   ッチング装置。
3. 【請求項３】前記下部電極は高周波電源に接続され、前
   記上部電極および下部電極間の放電によりガスプラズマ
   を発生させることを特徴とする特許請求の範囲第１また
   は第２項記載のドライエッチング装置。
4. 【請求項４】前記筒形状の覆い手段はエッチング均一性
   を補正するための補正リングからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記
   載のドライエッチング装置。
5. 【請求項５】前記補正リングはその下面が下部電極のウ
   エハ搭載部表面から間隔を隔てた状態で上部電極に取付
   けられたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   ドライエッチング装置。
6. 【請求項６】前記補正リングはその下面が下部電極のウ
   エハ搭載部表面と接した状態で上部電極に取付けられた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のドライエ
   ッチング装置。
7. 【請求項７】前記補正リングを取付けた上部電極および
   下部電極間の間隔を調整可能としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載のドライエッチング装置。