JPH0766184A - Emission intensity observation port for lep etching system - Google Patents
Emission intensity observation port for lep etching systemInfo
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- JPH0766184A JPH0766184A JP5235339A JP23533993A JPH0766184A JP H0766184 A JPH0766184 A JP H0766184A JP 5235339 A JP5235339 A JP 5235339A JP 23533993 A JP23533993 A JP 23533993A JP H0766184 A JPH0766184 A JP H0766184A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、低圧力プラズマ発生装
置に用いる発光強度観察用ポ−トに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emission intensity observation port used in a low pressure plasma generator.
【0002】[0002]
【従来の技術】高周波放電を用いたプラズマ発生方法
は、微細加工のためのドライエッチング、薄膜形成のた
めのスパッタリングやプラズマCVD、イオン注入装置
等の様々な分野で用いられている。加工寸法の微細化や
膜質の高精度な制御のために、より高真空中でのプラズ
マ生成が求められている。2. Description of the Related Art A plasma generating method using a high frequency discharge is used in various fields such as dry etching for fine processing, sputtering for forming a thin film, plasma CVD, and an ion implantation apparatus. Plasma generation in a higher vacuum is required in order to miniaturize the processing size and control the film quality with high accuracy.
【0003】以下、プラズマ発生方法の適応例として、
微細加工に適するドライエッチングについて説明する。
現代の高密度半導体集積回路の進歩は産業革命にも比較
される変革をもたらしつつある。半導体集積回路の高密
度化は、素子寸法の微細化、デバイスの改良、チップサ
イズの大面積化等により実現されてきた。素子寸法の微
細化は光の波長程度にまで進んできている。フォトリソ
グラフィはもはや高圧水銀灯のg線やi線では対応でき
なくなる限界が近づいている。将来のリソグラフィ−に
はエキシマレ−ザ−やX線の使用が有望である。微細パ
タ−ンの実現には、リソグラフィ−と並んでドライエッ
チングが重要な役割を果たしている。Hereinafter, as an application example of the plasma generation method,
Dry etching suitable for fine processing will be described.
Advances in modern high-density semiconductor integrated circuits are bringing about changes comparable to the industrial revolution. Higher density of semiconductor integrated circuits has been realized by miniaturization of element size, improvement of devices, and increase in chip size. The miniaturization of element dimensions has advanced to about the wavelength of light. Photolithography is approaching the limit where it is no longer compatible with g-line and i-line of a high-pressure mercury lamp. Excimer lasers and X-rays are promising for future lithography. Along with lithography, dry etching plays an important role in realizing a fine pattern.
【0004】ドライエッチングは、プラズマ中に存在す
るラジカル、イオン等による気相と固相面における化学
的又は物理的反応を利用し、薄膜又は基板の不要な部分
を除去する加工技術である。現在ドライエッチング技術
として最も広く用いられているものは反応性イオンエッ
チング(RIE)である。これは化学反応性に富む適当
なガスの高周波放電プラズマ中に試料を曝すことにより
エッチング反応を起こさせ、試料表面の不要部分を除去
するものである。必要な部分つまり除去しない部分は、
通常マスクとして用いたホトレジトパターンにより保護
されている。Dry etching is a processing technique for removing an unnecessary portion of a thin film or a substrate by utilizing a chemical or physical reaction between a gas phase and a solid phase surface caused by radicals and ions existing in plasma. At present, the most widely used dry etching technique is reactive ion etching (RIE). This is to remove an unnecessary portion of the sample surface by exposing the sample to the high frequency discharge plasma of a suitable gas having a high chemical reactivity to cause an etching reaction. The necessary part, that is, the part that is not removed,
It is usually protected by the photoresist pattern used as a mask.
【0005】パタ−ンの微細化のためにはイオンの方向
性を揃えることが必要である。平行イオンビ−ムをウエ
ハに当てるようにしなければならない。このためにはプ
ラズマ中でのイオンの散乱を減らすことが不可欠であ
る。イオンの方向性を揃えるためには、プラズマ発生装
置の真空度を高めてイオンの平均自由行程を大きくする
ことが効果的である。真空度が高いと散乱が減るので平
行イオンビ−ムになりやすいからである。しかし反面、
プラズマ室の真空度を高めると高周波放電が生じにくい
という問題がある。放電が起こらなければガスをプラズ
マにすることができない。高真空と放電は相反する性質
がある。In order to miniaturize the pattern, it is necessary to align the directionality of ions. A parallel ion beam must be applied to the wafer. To this end, it is essential to reduce the scattering of ions in the plasma. In order to make the directionalities of the ions uniform, it is effective to increase the vacuum degree of the plasma generator to increase the mean free path of the ions. This is because if the degree of vacuum is high, scattering is reduced and parallel ion beams are likely to occur. However, on the other hand,
There is a problem that high-frequency discharge is less likely to occur when the degree of vacuum in the plasma chamber is increased. If no discharge occurs, the gas cannot be turned into plasma. High vacuum and electric discharge have opposite properties.
【0006】そこでその対策として、プラズマ室に磁場
を印加して放電の発生を容易にする方法が発明されてき
た。例えばマグネトロンRIE或はECRドライエッチ
ング技術が開発されてきた。Therefore, as a countermeasure against this, a method of applying a magnetic field to the plasma chamber to facilitate the generation of discharge has been invented. For example, magnetron RIE or ECR dry etching techniques have been developed.
【0007】しかし、磁場を用いた場合電子が磁場によ
って補足されたプラズマに偏りが発生して、エッチング
種の不均一が生じたり、局所的な電位差が発生する。こ
のため、磁場を用いたプラズマプロセスをMOSLSI
プロセスに適応すると、ゲ−ト酸化膜を劣化させてしま
うという結果を生じるという問題があった。However, when a magnetic field is used, electrons are biased in the plasma captured by the magnetic field, resulting in nonuniform etching species and a local potential difference. For this reason, a plasma process using a magnetic field is applied to MOSLSI.
When applied to the process, there is a problem that the gate oxide film is deteriorated.
【0008】こうした問題の解決のため、回転電界を用
いて均一なプラズマを発生させる方法が本出願人により
研究された。回転電界によるのでリサ−ジュエッチング
装置ということもある。上部電極と下部電極があり、上
部電極は回転電界を形成するように、位相が一定角ずつ
異なる高周波電力を印加するようになっている。下部電
極にも別の高周波電力が与えられる。これは最初に特願
平2−402319号に提案されている。更に特願平4
−215820号等で電極配置方法の改善によるプラズ
マ均一性の向上が実現できることが示唆されている。In order to solve these problems, a method of generating a uniform plasma using a rotating electric field has been studied by the present applicant. Since it is generated by a rotating electric field, it may be called a Lissajous etching device. There are an upper electrode and a lower electrode, and the upper electrode is adapted to apply high-frequency power whose phases are different by a certain angle so as to form a rotating electric field. Another high frequency power is also applied to the lower electrode. This was first proposed in Japanese Patent Application No. 2-402319. Furthermore, Japanese Patent Application No. 4
No. 215820 suggests that the improvement of plasma uniformity can be realized by improving the electrode arrangement method.
【0009】図1、図2は回転電界を用いたプラズマ発
生装置の横断面図と縦断面図である。図2において、1
は内壁がセラミックス、テフロンまたは石英等の絶縁物
で覆われたチャンバである。これは真空に引くことがで
きる。チャンバ1は接地されている。2、3、4は高周
波電力が印加される側方電極(上部電極ともLEP電極
ともいう)である。上部電極の数は3とは限らず、4、
5、6、…など任意である。側方電極2、3、4はチャ
ンバ1の内部上方に互いに対向するように円周状に均等
間隔に設置されている。それぞれの電極に印加される放
電電力は同一であるが、電力の位相はおよそ120°ず
つ異ならせている。すなわち側方電極2に対して側方電
極3は位相が120°進んでおり側方電極4は120°
遅れるように構成している。下部電極5は別の高周波電
力が印加される電極であり。第4番目の電極であるが、
これは水平に設けられる。半導体ウエハ6を固定するた
めの試料台になっている。チャンバ1は接地されている
ので、これらの電極2、3、4、5とは絶縁されてい
る。チャンバ1の側方には観察用ポ−ト7がある。壁面
が円筒状に隆起したフランジ部を持つ。これの開口端に
は透明体8(石英窓、ガラス窓)が取り付けられる。1 and 2 are a horizontal sectional view and a vertical sectional view of a plasma generator using a rotating electric field. In FIG. 2, 1
Is a chamber whose inner wall is covered with an insulating material such as ceramics, Teflon, or quartz. It can be evacuated. The chamber 1 is grounded. Reference numerals 2, 3, and 4 are lateral electrodes (also referred to as upper electrodes and LEP electrodes) to which high-frequency power is applied. The number of upper electrodes is not limited to 3, 4,
5, 6, ... Are optional. The side electrodes 2, 3, 4 are circumferentially arranged at equal intervals above the inside of the chamber 1 so as to face each other. The discharge power applied to each electrode is the same, but the phase of the power is different by about 120 °. That is, the phase of the side electrode 3 is advanced by 120 ° with respect to the side electrode 2, and that of the side electrode 4 is 120 °.
It is configured to be delayed. The lower electrode 5 is an electrode to which another high frequency power is applied. The fourth electrode,
It is installed horizontally. It serves as a sample table for fixing the semiconductor wafer 6. Since the chamber 1 is grounded, it is insulated from these electrodes 2, 3, 4, and 5. An observation port 7 is provided on the side of the chamber 1. The wall surface has a cylindrical flange. A transparent body 8 (quartz window, glass window) is attached to the open end of this.
【0010】エッチングガスがマスフロ−コントロ−ラ
(図示せず)を介して導入口16からチャンバ1へ導か
れる。チャンバ1は真空ポンプにより真空に引かれてい
る。チャンバ−内圧力は例えばタ−ボポンプ(図示せ
ず)により0.1Paから10Pa程度に制御されてい
る。側方電極2、3、4には整合回路(図示せず)を介
して50MHzの高周波電力が供給され、フェ−ズシフ
タ(図示せず)により120°の位相差を与えている。Etching gas is introduced into the chamber 1 from the inlet 16 via a mass flow controller (not shown). The chamber 1 is evacuated by a vacuum pump. The chamber internal pressure is controlled to about 0.1 Pa to 10 Pa by, for example, a turbo pump (not shown). High frequency power of 50 MHz is supplied to the side electrodes 2, 3 and 4 through a matching circuit (not shown), and a phase difference of 120 ° is given by a phase shifter (not shown).
【0011】イオンエネルギ−とプラズマ密度の独立制
御を行うため、3個の側方電極2、3、4には周波数5
4.24MHzの高周波電力が与えられる。試料台でも
ある下部電極5には周波数13.56MHzの高周波電
力を印加している。また、チャンバ内壁はセラミック、
テフロンまたは石英等の絶縁物で覆っている。これは、
チャンバの内壁をプラズマ電位よりも負に帯電させる為
である。これにより、プラズマの損失を極力少なくし、
高真空下で効率の良いプラズマ発生を実現することがで
きる。In order to independently control the ion energy and plasma density, a frequency of 5 is applied to the three side electrodes 2, 3, 4.
High frequency power of 4.24 MHz is applied. A high frequency power having a frequency of 13.56 MHz is applied to the lower electrode 5 which is also the sample stage. The inner wall of the chamber is ceramic,
It is covered with an insulator such as Teflon or quartz. this is,
This is because the inner wall of the chamber is charged more negatively than the plasma potential. This minimizes plasma loss,
It is possible to realize efficient plasma generation under high vacuum.
【0012】上記の構成によって、N個の側方電極によ
り回転電界を形成できる。ガス中に含まれる電子は回転
電界により円またはサイクロイド等のリサ−ジュ図形を
描く運動を起こす。ために高真空中にも拘らず、高いイ
オン化効率が得らる。チャンバ内のプラズマ密度が高く
なる。マグネトロン放電やECR放電と異なり磁場を用
いないプラズマ発生方法である。磁場により荷電粒子の
動きが制限されプラズマの均一性を劣化させるというこ
とがない。さらにまた、荷電粒子によるウエハのチャ−
ジアップが殆ど起こらない。チャ−ジアップによる素子
の劣化も極めて小さい。また磁場発生装置が不必要であ
るため、装置の小型化が容易である。嵩ばる磁場発生装
置が要らないので、ウエハの大口径化にも容易に対応で
きる。With the above structure, a rotating electric field can be formed by N side electrodes. The electrons contained in the gas cause a motion of drawing a Lissajous figure such as a circle or a cycloid due to the rotating electric field. Therefore, high ionization efficiency can be obtained even in a high vacuum. The plasma density in the chamber is increased. Unlike magnetron discharge and ECR discharge, it is a plasma generation method that does not use a magnetic field. The movement of the charged particles is restricted by the magnetic field, and the uniformity of plasma is not deteriorated. Furthermore, the wafer char
Almost no jiup occurs. The deterioration of the device due to charge-up is extremely small. Further, since the magnetic field generator is unnecessary, it is easy to downsize the device. Since a bulky magnetic field generator is not required, it is possible to easily cope with an increase in wafer diameter.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ドライエッチング装置
にはエッチングの終点を検出する為の観察用ポ−トがあ
る。チャンバ1の壁面に円筒状の隆起があり、この開口
端にガラス、石英などの透明体8が固着される。外部か
ら透明体を通して内部を覗き、プラズマの状態や、ウエ
ハのエッチングの状態を観察することができる。このよ
うな覗き窓はどのような真空装置にも設けられる。しか
し低圧のドライエッチング装置では特に新たな問題を発
生する。The dry etching apparatus has an observation port for detecting the end point of etching. There is a cylindrical protrusion on the wall surface of the chamber 1, and a transparent body 8 such as glass or quartz is fixed to the open end. The state of plasma and the state of etching of the wafer can be observed from the outside through the transparent body and looking inside. Such a viewing window is provided in any vacuum device. However, a low-pressure dry etching apparatus causes a new problem.
【0014】LEPドライエッチング装置は、数Paの
低圧力下での高密度プラズマを巧みに発生する。チャン
バ内の電界は回転電界であり、電界分布も対称である。
しかし、空間自体は、観察用ポ−トのために回転対称で
ない。このためにプラズマの分布が一様でない。観察用
ポ−ト7の内部にホロ−効果のために、高密度のプラズ
マが局在する。図3、図4にこれを示す。図3は透視図
であり、観察用ポ−ト7の近くで、高密度のプラズマA
が存在することを示している。観察用ポ−トの存在がチ
ャンバ内でのプラズマ均一性を大きく劣化させてしま
う。観察用ポ−ト近くの高密度プラズマが、ウエハの周
辺部にも及ぶ。エッチング速度はプラズマ密度に依存す
る。このために観察用ポ−トに近いウエハの縁辺部Bが
より強くエッチングされてしまう。ためにエッチング深
さがウエハ面内で一様でない。The LEP dry etching device skillfully generates high density plasma under a low pressure of several Pa. The electric field in the chamber is a rotating electric field, and the electric field distribution is also symmetrical.
However, the space itself is not rotationally symmetric due to the observation port. Therefore, the plasma distribution is not uniform. High density plasma is localized inside the observation port 7 due to the hollow effect. This is shown in FIGS. FIG. 3 is a perspective view showing a high density plasma A near the observation port 7.
Is present. The existence of the observation port greatly deteriorates the plasma uniformity in the chamber. The high density plasma near the observation port also extends to the periphery of the wafer. The etching rate depends on the plasma density. Therefore, the edge portion B of the wafer near the observation port is more strongly etched. Therefore, the etching depth is not uniform on the wafer surface.
【0015】図8は従来の観察用ポ−トの断面図であ
る。透明体8が観察用ポ−トの端面に取り付けられるの
で、観察用ポ−トの内部空間9が長い。これは透明体の
内面と、チャンバ内壁面との距離Zと断面積を掛けた容
積をもっている。この空間でホロ−効果を発生する。FIG. 8 is a sectional view of a conventional observation port. Since the transparent body 8 is attached to the end surface of the observation port, the internal space 9 of the observation port is long. This has a volume obtained by multiplying the cross-sectional area by the distance Z between the inner surface of the transparent body and the inner wall surface of the chamber. A hollow effect is generated in this space.
【0016】図1〜図4の観察ポ−トを有する装置でS
iウエハのエッチングの試験をした。試料は、n+ Po
ly−Siである。エッチング条件は、Cl2 流量80
sccm、下部電極5への投入電力100W(周波数1
3.56MHz)、側方電極2、3、4への投入電力1
00W(周波数50MHz)であった。エッチングレ−
ト及び不均一性はそれぞれ350nm/min、8%で
あった。不均一性というのは、深さの最大値から最小値
を差し引きこれを平均値で割ったものである。値が大き
いほうが不均一である。このように大きい不均一性で
は、均一な形状を保証することが困難である。In the apparatus having the observation port shown in FIGS.
The i-wafer was tested for etching. The sample is n + Po
It is ly-Si. The etching condition is Cl 2 flow rate of 80.
sccm, power input to lower electrode 5 100 W (frequency 1
3.56 MHz), input power to the side electrodes 2, 3, 4 1
It was 00 W (frequency 50 MHz). Etching rate
And non-uniformity were 350 nm / min and 8%, respectively. The non-uniformity is the maximum depth minus the minimum depth divided by the average. The larger the value, the more uneven. With such a large non-uniformity, it is difficult to guarantee a uniform shape.
【0017】本願発明は、低圧力下で高密度のプラズマ
を発生し、微細加工性に優れかつデバイスへの損傷の少
ないドライエッチング装置においてプラズマの一様性を
高めるための放電観察用ポ−トを提供することを目的と
する。The present invention generates a high density plasma under a low pressure, has a fine processing property, and has a discharge etching port for enhancing plasma uniformity in a dry etching apparatus with little damage to devices. The purpose is to provide.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、観察用ポ−トは、透明体内面とチャンバ内壁とを
ほぼ面一にする。つまり透明体内面とチャンバ内壁を同
一平面上にならぶようにする。同一平面上にないとして
も、透明体内面と、チャンバ内壁の差Zが10mm以下
であるようにする。つまり透明体内面と、チャンバ内壁
面の差Zが0〜10mmであるようにするのである。こ
のためには、観察用ポ−トを短くして、透明体を少し厚
くすることによってなされる。あるいは、観察用ポ−ト
はそのままで、透明体を著しく厚くすることによって実
現することもできる。In order to solve the above-mentioned problems, the observation port makes the inner surface of the transparent body and the inner wall of the chamber substantially flush with each other. That is, the inner surface of the transparent body and the inner wall of the chamber are arranged on the same plane. Even if they are not on the same plane, the difference Z between the inner surface of the transparent body and the inner wall of the chamber should be 10 mm or less. That is, the difference Z between the transparent inner surface and the chamber inner wall surface is set to 0 to 10 mm. This is done by shortening the observation port and making the transparent body a little thicker. Alternatively, it can also be realized by making the transparent body extremely thick while leaving the observation port as it is.
【0019】[0019]
【作用】透明体がチャンバ内壁近くまで伸びているの
で、チャンバ内の空間的な対称性が向上する。図5、図
6に本発明の例を示す。図5は観察用ポ−ト7の長さを
そのままにして、ガラス、石英などの透明体を長くして
いる。長い透明体が、観察用ポ−トの内部の殆どを占め
る。観察用ポ−トの内部に空間が残らない。透明体が長
いので、透明体の内端と、チャンバ内壁の差Zが極めて
狭くなっている。Zは0〜10mmとする。図6に示す
ものは、観察用ポ−トが短くなっている。そしてガラ
ス、石英などの透明体8も少し厚くなり、観察用ポ−ト
の空間を完全に埋めるようになっている。観察用ポ−ト
の内部が透明体で満たされているために、ここにプラズ
マが存在することができない。観察用ポ−トの部分での
ホロ−効果が消える。Since the transparent body extends close to the inner wall of the chamber, the spatial symmetry in the chamber is improved. 5 and 6 show examples of the present invention. In FIG. 5, the length of the observation port 7 is left unchanged, and the transparent body such as glass or quartz is lengthened. The long transparent body occupies most of the inside of the observation port. No space remains inside the observation port. Since the transparent body is long, the difference Z between the inner end of the transparent body and the inner wall of the chamber is extremely narrow. Z is 0 to 10 mm. The one shown in FIG. 6 has a shorter observation port. The transparent body 8 such as glass or quartz is also slightly thickened so as to completely fill the space of the observation port. Plasma cannot exist here because the inside of the observation port is filled with a transparent material. The hollow effect disappears at the observation port.
【0020】このようにすると、チャンバ内部の空間が
回転対称になる。電界が回転電界でしかも電界分布も回
転対称であるから、プラズマ密度も空間的に回転対称に
なる。観察用ポ−トの近傍に高密度プラズマが存在しな
いので、ウエハのエッチング速度の不均一が起こらな
い。つまり均一性の高いエッチングが可能になる。本発
明は、観察用ポ−トを透明体で満たし、ホロ−効果を無
くし、プラズマの均一性を高揚させることにより高品質
エッチングを可能とする。In this way, the space inside the chamber becomes rotationally symmetrical. Since the electric field is a rotating electric field and the electric field distribution is also rotationally symmetrical, the plasma density is also spatially rotationally symmetrical. Since there is no high-density plasma in the vicinity of the observation port, the wafer etching rate does not become non-uniform. That is, highly uniform etching becomes possible. The present invention enables high-quality etching by filling the observation port with a transparent material, eliminating the hollow effect, and enhancing the uniformity of plasma.
【0021】[0021]
【実施例】図5、図6、図7は本発明の実施例を示す。
観察用ポ−ト以外の構造は図1、図2のものと同じであ
る。簡単のため側方電極や、下部電極の図示を略した。
図において、1は内壁にアルミナ溶射を施したアルミ製
円筒型チャンバである。これは接地されている。チャン
バの一箇所に観察用ポ−ト7がある。これの内部空間9
には、透明体8が充填されている。図5では、比較的長
い観察用ポ−ト7を使っている。これは在来のチャンバ
そのままである。この場合は長い透明体8を用いて、観
察用ポ−ト7をほぼ閉塞するようにする。透明体は、ガ
ラス、石英などである。図6のものは、特に観察用ポ−
トが短くなっており、透明体8が内面において、チャン
バの内壁と面一になっている。図7は拡大断面図であ
る。観察用ポ−トのフランジ12が、僅かな環状の隆起
になっており、フランジの端面に、溝10が切られてい
る。溝10にOリング11がはめ込まれる。凸型の透明
体8が開口部に挿入されている。透明体8は押さえ板
(図示せず)で押さえられるボルト(図示せず)により
チャンバ壁に固定される。Oリングと透明体は密着し、
真空を維持することができる。図8は従来例に係る観察
用ポ−トを示すが、空間の長さZが大きい。このように
長いとここに高密度プラズマが局在する。しかし図7の
ように空間が殆どないとプラズマが存在しなくなる。FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 show an embodiment of the present invention.
The structure other than the observation port is the same as that shown in FIGS. For simplicity, the side electrodes and the lower electrode are not shown.
In the figure, 1 is a cylindrical chamber made of aluminum whose inner wall is sprayed with alumina. It is grounded. An observation port 7 is located at one location in the chamber. Internal space 9 of this
Is filled with the transparent body 8. In FIG. 5, a relatively long observation port 7 is used. This remains the conventional chamber. In this case, a long transparent body 8 is used so that the observation port 7 is almost closed. The transparent body is glass, quartz, or the like. The one in FIG. 6 is especially for observation.
The inner surface of the transparent body 8 is flush with the inner wall of the chamber. FIG. 7 is an enlarged sectional view. The flange 12 of the observation port has a slight annular ridge, and the groove 10 is cut in the end surface of the flange. The O-ring 11 is fitted into the groove 10. The convex transparent body 8 is inserted into the opening. The transparent body 8 is fixed to the chamber wall by a bolt (not shown) held by a holding plate (not shown). The O-ring and the transparent body are in close contact,
A vacuum can be maintained. FIG. 8 shows an observation port according to the conventional example, but the length Z of the space is large. With such a long length, high-density plasma is localized here. However, as shown in FIG. 7, when there is almost no space, plasma does not exist.
【0022】このためにプラズマ密度の回転方向の一様
性が向上する。プラズマ密度とエッチング速度は強い相
関がある。プラズマ密度が均一であると、エッチング速
度も均一になる。ウエハ面ないでのエッチング深さの一
様性を高めることができる。この観察ポ−トを用いた場
合のn+ Poly−Siのエッチング性能を調べた。エ
ッチング条件は、従来例と同様、Cl2 流量80scc
m、下部電極5への投入電力100W(周波数13.5
6MHz)、側方電力2、3、4への投入電力100W
(周波数54.24MHz)であった。エッチングレ−
ト及び不均一性はそれぞれ350nm/min、3%で
あった。Therefore, the uniformity of the plasma density in the rotating direction is improved. There is a strong correlation between plasma density and etching rate. If the plasma density is uniform, the etching rate will also be uniform. The uniformity of the etching depth on the wafer surface can be improved. The etching performance of n + Poly-Si using this observation port was investigated. The etching conditions are the same as in the conventional example, with a Cl 2 flow rate of 80 sccc.
m, power input to the lower electrode 5 100 W (frequency 13.5
6MHz), input power 100W to side power 2, 3, 4
(Frequency 54.24 MHz). Etching rate
And non-uniformity were 350 nm / min and 3%, respectively.
【0023】エッチングレ−トにはほとんど差はない。
しかし、不均一性は従来の8%から3%へと著しく低下
している。つまりエッチングの均一性が大きく向上して
いる。ホロ−効果を発生させる空間がなくなり、局所的
な高密度プラズマ部が発生しなくなった結果である。本
観察用ポ−トを用いることにより、低圧力で均一なプラ
ズマを得ながら、発光を観察しエッチング終点検出が可
能となる。There is almost no difference in etching rate.
However, the non-uniformity is significantly reduced from the conventional 8% to 3%. That is, the uniformity of etching is greatly improved. This is a result of the fact that there is no space for generating the hollow effect and no local high-density plasma part is generated. By using the observation port, it is possible to detect the etching end point by observing the light emission while obtaining a uniform plasma at a low pressure.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明は、透明体の内端が、チャンバ内
壁とほぼ同一平面上に並ぶようにした観察用ポ−トを用
いる。観察用ポ−トに空間がなくなり、観察用ポ−ト部
でのホロ−効果が発生しない。観察用ポ−トの近傍に高
密度プラズマが偏在しない。ために回転方向に一様性の
高いプラズマを生成できる。ために一様性の高いエッチ
ングが可能となる。このような観察用ポ−トがあるの
で、低圧力下で均一なプラズマを発生させ、かつエッチ
ング終点を確認することが可能となる。According to the present invention, an observation port is used in which the inner end of the transparent body is arranged substantially flush with the inner wall of the chamber. There is no space in the observation port, and the hollow effect does not occur in the observation port section. High density plasma is not unevenly distributed in the vicinity of the observation port. Therefore, highly uniform plasma can be generated in the rotation direction. Therefore, highly uniform etching is possible. Since there is such an observation port, it is possible to generate uniform plasma under a low pressure and confirm the etching end point.
【図1】LEP電極を用い回転電界を発生させプラズマ
を生成するエッチング装置の概略横断平面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional plan view of an etching apparatus that uses a LEP electrode to generate a rotating electric field to generate plasma.
【図2】同じものの縦断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of the same thing.
【図3】従来例のLEPドライエッチング装置におい
て、観察用ポ−トの近傍で高密度プラズマが発生し、こ
の近くでウエハがより深くエッチングされることを示す
透視斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing that a high density plasma is generated in the vicinity of an observation port and a wafer is etched deeper in the vicinity of an observation port in a conventional LEP dry etching apparatus.
【図4】同じものの横断平面図。FIG. 4 is a cross-sectional plan view of the same.
【図5】本発明の実施例に係るLEPドライエッチング
装置の内部の電極を省略した横断平面図。FIG. 5 is a cross-sectional plan view in which electrodes inside the LEP dry etching apparatus according to the embodiment of the present invention are omitted.
【図6】本発明の他の実施例に係るLEPドライエッチ
ング装置の内部の電極を省略した横断平面図。FIG. 6 is a cross-sectional plan view in which electrodes inside a LEP dry etching apparatus according to another embodiment of the present invention are omitted.
【図7】図6の観察用ポ−トの近傍のみの拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of only the vicinity of the observation port of FIG.
【図8】従来例のLEPドライエッチング装置の観察用
ポ−トの近傍の拡大断面図。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of an observation port of a LEP dry etching apparatus of a conventional example.
1 チャンバ 2 側方電極 3 側方電極 4 側方電極 5 下部電極 6 ウエハ 7 観察用ポ−ト 8 透明体 9 観察用ポ−ト内空間 10 溝 11 Oリング 12 フランジ Z チャンバ内壁面と透明体内端の距離 1 Chamber 2 Side Electrode 3 Side Electrode 4 Side Electrode 5 Lower Electrode 6 Wafer 7 Observation Port 8 Transparent Body 9 Observation Port Inner Space 10 Groove 11 O Ring 12 Flange Z Chamber Inner Wall Surface and Transparent Body Edge distance
フロントページの続き (72)発明者 玉置 徳彦 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 大國 充弘 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 中山 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 久保田 正文 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内 (72)発明者 野村 登 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産 業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Tokuhiko Tamaki 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuhiro Oguni, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture (72) ) Inventor Ichiro Nakayama 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Masafumi Kubota 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Fuchu Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (1)
ャンバと、チャンバの上部において互いに対向するよう
に回転対称の位置に設けられるN枚のLEP電極と、チ
ャンバの底部に設けられエッチングすべき半導体ウエハ
を戴置する下部電極と、チャンバ内にエッチングガスを
導入するためのガス入口と、排出するためのガス出口
と、チャンバ内部を覗くための透明体を取り付けた窓を
有する観察用ポ−トと、LEP電極に印加すべき高周波
電力を発生する第1の高周波電源と、第1の高周波電源
の電力を位相が2π/Nだけ異ならせるようにする位相
器と、下部電極に高周波を印加すべき第2の高周波電源
とを含み、位相が異なる高周波をLEP電極に印加する
ことによりチャンバ内に回転電界を発生させ、回転電界
によりガスをプラズマとして、ウエハをエッチングする
ようにしたLEPドライエッチング装置において、観察
用ポ−トの透明体の内面と、チャンバの内面の距離Zが
0mm〜10mmであることを特徴とするLEPエッチ
ング装置の発光強度観察用ポ−ト。1. A cylindrical chamber capable of evacuating the interior thereof, N LEP electrodes provided at rotationally symmetrical positions in the upper portion of the chamber so as to face each other, and etching provided at the bottom of the chamber. An observation port having a lower electrode on which a semiconductor wafer to be placed is placed, a gas inlet for introducing an etching gas into the chamber, a gas outlet for discharging the chamber, and a window provided with a transparent body for looking inside the chamber. -, A first high-frequency power source that generates high-frequency power to be applied to the LEP electrode, a phaser that causes the power of the first high-frequency power source to differ in phase by 2π / N, and a high-frequency wave on the lower electrode. A second high frequency power source to be applied, and by applying high frequencies having different phases to the LEP electrodes, a rotating electric field is generated in the chamber, and the gas is plasma-generated by the rotating electric field. Then, in the LEP dry etching apparatus for etching the wafer, the distance Z between the inner surface of the transparent body of the observation port and the inner surface of the chamber is 0 mm to 10 mm. Strength observation port.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5235339A JPH0766184A (en) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | Emission intensity observation port for lep etching system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5235339A JPH0766184A (en) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | Emission intensity observation port for lep etching system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0766184A true JPH0766184A (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=16984641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5235339A Pending JPH0766184A (en) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | Emission intensity observation port for lep etching system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0766184A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08327919A (en) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Anelva Corp | Viewing port and auxiliary translucent body for viewing port |
WO1999067808A1 (en) * | 1998-06-23 | 1999-12-29 | Lam Research Corporation | High sputter, etch resistant window for plasma processing chambers |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP5235339A patent/JPH0766184A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08327919A (en) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Anelva Corp | Viewing port and auxiliary translucent body for viewing port |
WO1999067808A1 (en) * | 1998-06-23 | 1999-12-29 | Lam Research Corporation | High sputter, etch resistant window for plasma processing chambers |
US6074516A (en) * | 1998-06-23 | 2000-06-13 | Lam Research Corporation | High sputter, etch resistant window for plasma processing chambers |
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