JPH08158072A - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
- Publication number
- JPH08158072A JPH08158072A JP32945594A JP32945594A JPH08158072A JP H08158072 A JPH08158072 A JP H08158072A JP 32945594 A JP32945594 A JP 32945594A JP 32945594 A JP32945594 A JP 32945594A JP H08158072 A JPH08158072 A JP H08158072A
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- JP
- Japan
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- gas
- etched
- etching
- electrode
- substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被エッチング材の各部におけるエッチング速
度を任意に制御でき、中央部と外周部とでエッチング速
度の均一化が可能なドライエッチング装置を提供するこ
とである。 【構成】 密閉容器１内に、被エッチング材４に対向し
て高周波電極２を配し、中空とした電極２の内部を複数
室２２、２３に仕切る。各室２２、２３の被エッチング
材４に対向する面にそれぞれガス吹出し口７１、７２を
形成する一方、各室２２、２３にはガス導入管５、６を
それぞれ独立に接続し、上記ガス導入管５、６のそれぞ
れに任意の組成のガスを供給する。
度を任意に制御でき、中央部と外周部とでエッチング速
度の均一化が可能なドライエッチング装置を提供するこ
とである。 【構成】 密閉容器１内に、被エッチング材４に対向し
て高周波電極２を配し、中空とした電極２の内部を複数
室２２、２３に仕切る。各室２２、２３の被エッチング
材４に対向する面にそれぞれガス吹出し口７１、７２を
形成する一方、各室２２、２３にはガス導入管５、６を
それぞれ独立に接続し、上記ガス導入管５、６のそれぞ
れに任意の組成のガスを供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平行平板型の電極構造
を有するドライエッチング装置に関する。
を有するドライエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来のドライエッチング装置の一
例を示す。図において、密閉容器１内には高周波電極２
と接地電極３とが対向して配され、接地電極３上にはエ
ッチング対象である半導体基板４が載置してある。上記
高周波電極２は中空で、その内部にガス導入管８よりガ
スが導入されるようにしてあり、上記高周波電極２の上
記基板４に対向する面には多数のガス吹出し口９が形成
してある。
例を示す。図において、密閉容器１内には高周波電極２
と接地電極３とが対向して配され、接地電極３上にはエ
ッチング対象である半導体基板４が載置してある。上記
高周波電極２は中空で、その内部にガス導入管８よりガ
スが導入されるようにしてあり、上記高周波電極２の上
記基板４に対向する面には多数のガス吹出し口９が形成
してある。
【０００３】上記ガス導入管８の導入側端部は複数に分
岐しており、分岐管８１にはガスＡ（例えばＳＦ6 ）
が、分岐管８２にはガスＢ（例えばＯ2 ）が導入される
ようになしてある。またこれら分岐管８１、８２の途中
には、それぞれマスフローコントローラ８３、８４が設
けてあって、ガスＡ、Ｂの流量を調節できるようになし
てある。しかして、マスフローコントローラ８３、８４
を適宜調節することにより、上記ガス導入管８、ガス吹
出し口９を経て、容器１内にガスＡ、Ｂを所望の割合で
混合した混合ガスが導入される。そしてこの導入ガスに
上記高周波電極２により高周波電力を印加してプラズマ
を発生させ、エッチングを行なう。
岐しており、分岐管８１にはガスＡ（例えばＳＦ6 ）
が、分岐管８２にはガスＢ（例えばＯ2 ）が導入される
ようになしてある。またこれら分岐管８１、８２の途中
には、それぞれマスフローコントローラ８３、８４が設
けてあって、ガスＡ、Ｂの流量を調節できるようになし
てある。しかして、マスフローコントローラ８３、８４
を適宜調節することにより、上記ガス導入管８、ガス吹
出し口９を経て、容器１内にガスＡ、Ｂを所望の割合で
混合した混合ガスが導入される。そしてこの導入ガスに
上記高周波電極２により高周波電力を印加してプラズマ
を発生させ、エッチングを行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ドライエッチング装置を用いてエッチングを行なうと、
基板４の中央部と外周部でエッチング速度に差が生じ、
基板全体で均一なエッチングを行なうことが困難であっ
た。図４は上記従来の装置を用いてエッチングを行なっ
たときの基板４各部におけるエッチング速度を示すグラ
フである。図４のように、上記ガス導入管８に導入され
るガス組成を変化させると、エッチング速度は基板全体
として上下するが、例えば基板の中央部と外周部のエッ
チング速度の比はほぼ一定であり、基板各部のエッチン
グ速度を任意に変更することはできなかった。
ドライエッチング装置を用いてエッチングを行なうと、
基板４の中央部と外周部でエッチング速度に差が生じ、
基板全体で均一なエッチングを行なうことが困難であっ
た。図４は上記従来の装置を用いてエッチングを行なっ
たときの基板４各部におけるエッチング速度を示すグラ
フである。図４のように、上記ガス導入管８に導入され
るガス組成を変化させると、エッチング速度は基板全体
として上下するが、例えば基板の中央部と外周部のエッ
チング速度の比はほぼ一定であり、基板各部のエッチン
グ速度を任意に変更することはできなかった。
【０００５】この基板各部におけるエッチング速度を制
御するために、従来より、高周波電極内部でガスを拡散
させたり、ガス吹出し口の形状を変更するといった種々
の工夫がなされているが、十分な効果は見られなかっ
た。また、特開平６−５２９９６号公報には、基板上に
導入されるガス流量を基板各部で変更してガス濃度分布
を均一化し、エッチングのばらつきを解消することが開
示されている。しかしながら、本発明者等の実験によれ
ば、エッチングガスやエッチング条件等によっては、ガ
ス流量を変化させてもエッチング速度の増減に効果がな
いことがあり、必ずしも有効な方法とは言えなかった。
御するために、従来より、高周波電極内部でガスを拡散
させたり、ガス吹出し口の形状を変更するといった種々
の工夫がなされているが、十分な効果は見られなかっ
た。また、特開平６−５２９９６号公報には、基板上に
導入されるガス流量を基板各部で変更してガス濃度分布
を均一化し、エッチングのばらつきを解消することが開
示されている。しかしながら、本発明者等の実験によれ
ば、エッチングガスやエッチング条件等によっては、ガ
ス流量を変化させてもエッチング速度の増減に効果がな
いことがあり、必ずしも有効な方法とは言えなかった。
【０００６】本発明の目的は、被エッチング材の各部に
おけるエッチング速度を任意に制御でき、中央部と外周
部とでエッチング速度の均一化が可能なドライエッチン
グ装置を提供することである。
おけるエッチング速度を任意に制御でき、中央部と外周
部とでエッチング速度の均一化が可能なドライエッチン
グ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ装置は、図１に例示するように密閉容器１内に、被エ
ッチング材４に対向して配した電極２の内部を複数室２
２、２３に仕切り、各室２２、２３の被エッチング材４
に対向する面にそれぞれガス吹出し口７１、７２を形成
するとともに、各室２２、２３にガス導入管５、６をそ
れぞれ独立に接続し、上記ガス導入管５、６のそれぞれ
に任意の組成のガスを供給するようになしてある（請求
項１）。
グ装置は、図１に例示するように密閉容器１内に、被エ
ッチング材４に対向して配した電極２の内部を複数室２
２、２３に仕切り、各室２２、２３の被エッチング材４
に対向する面にそれぞれガス吹出し口７１、７２を形成
するとともに、各室２２、２３にガス導入管５、６をそ
れぞれ独立に接続し、上記ガス導入管５、６のそれぞれ
に任意の組成のガスを供給するようになしてある（請求
項１）。
【０００８】上記ガス導入管５、６は、導入側端部を複
数に分岐して、各分岐管５１、５２、６１、６２に異な
るガスを導入するとともに、各分岐管５１、５２、６
１、６２のそれぞれに流量調節手段５３、５４、６３、
６４を設けて、上記ガス導入管５、６に導入される混合
ガスの組成および流量を任意に調整可能としてある（請
求項２）。
数に分岐して、各分岐管５１、５２、６１、６２に異な
るガスを導入するとともに、各分岐管５１、５２、６
１、６２のそれぞれに流量調節手段５３、５４、６３、
６４を設けて、上記ガス導入管５、６に導入される混合
ガスの組成および流量を任意に調整可能としてある（請
求項２）。
【０００９】
【作用】上記構成において、上記ガス導入管５、６にそ
れぞれ異なる組成のガスを供給すると、各室２２、２３
を経てこれに対向する被エッチング材４上の各部に組成
の異なるエッチングガスが導入される。ガス組成の変化
はエッチングに直接関与するプラズマ内のイオンやラジ
カル量が増減することを意味し、これに応じて被エッチ
ング材４各部における反応を促進または抑制して、エッ
チング速度を上下させる。このように、被エッチング材
４の各部に導入されるガスの組成を適宜変更すること
で、各部のエッチング速度を任意に制御可能で、例え
ば、被エッチング材４の中央部と周辺部のエッチング速
度を一致させることにより、基板全体で均一なエッチン
グを行なうことができる。
れぞれ異なる組成のガスを供給すると、各室２２、２３
を経てこれに対向する被エッチング材４上の各部に組成
の異なるエッチングガスが導入される。ガス組成の変化
はエッチングに直接関与するプラズマ内のイオンやラジ
カル量が増減することを意味し、これに応じて被エッチ
ング材４各部における反応を促進または抑制して、エッ
チング速度を上下させる。このように、被エッチング材
４の各部に導入されるガスの組成を適宜変更すること
で、各部のエッチング速度を任意に制御可能で、例え
ば、被エッチング材４の中央部と周辺部のエッチング速
度を一致させることにより、基板全体で均一なエッチン
グを行なうことができる。
【００１０】
【実施例】図１に本発明のドライエッチング装置の一実
施例を示す。図において、密閉容器１内には高周波電極
２が配され、該電極２には高周波電源２１により高周波
が印加されるようになしてある。上記電極２に対向する
容器１底面には接地電極３が配設してあり、上記接地電
極３上にはエッチング対象となる半導体基板４が載置し
てある。
施例を示す。図において、密閉容器１内には高周波電極
２が配され、該電極２には高周波電源２１により高周波
が印加されるようになしてある。上記電極２に対向する
容器１底面には接地電極３が配設してあり、上記接地電
極３上にはエッチング対象となる半導体基板４が載置し
てある。
【００１１】上記高周波電極２は中空で、大径とした下
端部内を中央部と外周部の２室に区画してあり、これら
中央室２２と外周室２３にガスを導入するガス導入管
５、６をそれぞれ独立に設けてある。また、各室２２、
２３の、上記基板４に対向する面には複数のガス吹出し
口７１、７２がそれぞれ形成してあって、ガス導入管
５、６より、例えば六フッ化イオウ（ＳＦ6 ）ガスと酸
素（Ｏ2 ）ガスの混合ガスよりなるエッチングガスがシ
ャワー状に吹出すようになしてある。
端部内を中央部と外周部の２室に区画してあり、これら
中央室２２と外周室２３にガスを導入するガス導入管
５、６をそれぞれ独立に設けてある。また、各室２２、
２３の、上記基板４に対向する面には複数のガス吹出し
口７１、７２がそれぞれ形成してあって、ガス導入管
５、６より、例えば六フッ化イオウ（ＳＦ6 ）ガスと酸
素（Ｏ2 ）ガスの混合ガスよりなるエッチングガスがシ
ャワー状に吹出すようになしてある。
【００１２】上記中央室２２に接続されるガス導入管５
は、導入側端部が複数に分岐しており、分岐管５１、５
２にはそれぞれガスＡ（例えばＳＦ6 ）、ガスＢ（例え
ばＯ2 ）が導入されるようになしてある。これら分岐管
５１、５２には、導入ガスの流量調節を行なうマスフロ
ーコントローラ５３、５４が設けてあり、上記マスフロ
ーコントローラ５３、５４にてガスＡとガスＢの流量を
適宜調整することにより、上記ガス導入管５より、ガス
吹出し口７１を経て、対向する基板４の中央部上に所望
の組成および流量の混合ガスを導入できるようにしてあ
る。
は、導入側端部が複数に分岐しており、分岐管５１、５
２にはそれぞれガスＡ（例えばＳＦ6 ）、ガスＢ（例え
ばＯ2 ）が導入されるようになしてある。これら分岐管
５１、５２には、導入ガスの流量調節を行なうマスフロ
ーコントローラ５３、５４が設けてあり、上記マスフロ
ーコントローラ５３、５４にてガスＡとガスＢの流量を
適宜調整することにより、上記ガス導入管５より、ガス
吹出し口７１を経て、対向する基板４の中央部上に所望
の組成および流量の混合ガスを導入できるようにしてあ
る。
【００１３】上記外周室２３に接続するガス導入管６に
ついても同様で、分岐管６１、６２にそれぞれ設けたマ
スフローコントローラ６３、６４にてガスＡ、Ｂの流量
調節を行なうことにより、上記ガス導入管６、ガス吹出
し口７２を経て、対向する基板４の外周部上に所望の組
成および流量の混合ガスが導入される。
ついても同様で、分岐管６１、６２にそれぞれ設けたマ
スフローコントローラ６３、６４にてガスＡ、Ｂの流量
調節を行なうことにより、上記ガス導入管６、ガス吹出
し口７２を経て、対向する基板４の外周部上に所望の組
成および流量の混合ガスが導入される。
【００１４】上記装置を用いてエッチングを行なう場合
には、予め容器１内を減圧し、ガスＡおよびガスＢの流
量を上記マスフローコントローラ５３、５４、６３、６
４にて調整して、所望の組成および流量となるように制
御された混合ガスとして、上記ガス導入管５、６に導入
する。そして、高周波電極２に高周波電力を印加するこ
とにより、上記各室２２、２３を経て上記吹出し口７
１、７２より容器１内に導入されるエッチングガスにプ
ラズマを発生させて基板４のエッチングを行なう。
には、予め容器１内を減圧し、ガスＡおよびガスＢの流
量を上記マスフローコントローラ５３、５４、６３、６
４にて調整して、所望の組成および流量となるように制
御された混合ガスとして、上記ガス導入管５、６に導入
する。そして、高周波電極２に高周波電力を印加するこ
とにより、上記各室２２、２３を経て上記吹出し口７
１、７２より容器１内に導入されるエッチングガスにプ
ラズマを発生させて基板４のエッチングを行なう。
【００１５】この時、上記吹出し口７１、７２より上記
基板４上に導入されるエッチングガスは、基板４の中央
部と外周部とでそれぞれ組成および流量の異なるものと
なる。従って、発生するプラズマの状態はそれに応じて
変化し、これに伴って各部におけるエッチング速度が変
化するので、上記吹出し口７１、７２より導入されるエ
ッチングガス組成、流量を適宜変更することにより、基
板４の中央部と外周部におけるエッチング速度を任意に
制御することができる。
基板４上に導入されるエッチングガスは、基板４の中央
部と外周部とでそれぞれ組成および流量の異なるものと
なる。従って、発生するプラズマの状態はそれに応じて
変化し、これに伴って各部におけるエッチング速度が変
化するので、上記吹出し口７１、７２より導入されるエ
ッチングガス組成、流量を適宜変更することにより、基
板４の中央部と外周部におけるエッチング速度を任意に
制御することができる。
【００１６】次に、上記構成の装置を用いて本発明の効
果を確認した。エッチングガスとして六フッ化イオウ
（ＳＦ6 ）ガスと酸素（Ｏ2 ）ガスの混合ガスを使用
し、中央室２２にはＳＦ6 とＯ2 を６５：３５の割合で
混合したガスを、外周室２３にはＳＦ6 とＯ2 を６０：
４０の割合で混合したガスを供給した。ガス流量は各々
５０sccmとし、ガス圧０．３Torr、高周波電力を１．８
Ｗ／cm2 としてエッチングを行なった。この時、基板４
としては直径４インチのシリコンウエハを用い、高周波
電極２内に形成した各室の大きさは、中央室２２を直径
５０mm、外周室２３は外径２００mm、内径５０mmの環状
室とし、吹出し口７１、７２の個数の比率は吹出し口７
１：吹出し口７２＝１：１５とした。また、外周室２３
に供給するガス組成をＳＦ6 ：Ｏ2 ＝８０：２０に変更
して同様の条件でエッチングを行ない、それぞれ、基板
４の中心からの距離とエッチング速度の関係を第２図に
示した。
果を確認した。エッチングガスとして六フッ化イオウ
（ＳＦ6 ）ガスと酸素（Ｏ2 ）ガスの混合ガスを使用
し、中央室２２にはＳＦ6 とＯ2 を６５：３５の割合で
混合したガスを、外周室２３にはＳＦ6 とＯ2 を６０：
４０の割合で混合したガスを供給した。ガス流量は各々
５０sccmとし、ガス圧０．３Torr、高周波電力を１．８
Ｗ／cm2 としてエッチングを行なった。この時、基板４
としては直径４インチのシリコンウエハを用い、高周波
電極２内に形成した各室の大きさは、中央室２２を直径
５０mm、外周室２３は外径２００mm、内径５０mmの環状
室とし、吹出し口７１、７２の個数の比率は吹出し口７
１：吹出し口７２＝１：１５とした。また、外周室２３
に供給するガス組成をＳＦ6 ：Ｏ2 ＝８０：２０に変更
して同様の条件でエッチングを行ない、それぞれ、基板
４の中心からの距離とエッチング速度の関係を第２図に
示した。
【００１７】図２に明らかなように、中央室２２に導入
するガス組成を一定とし、外周室２３に導入するガス組
成を変化させると、基板４の中心部と外周部におけるエ
ッチング速度の比が変化する。例えば、外周室２３に導
入されるガス組成がＳＦ6 ：Ｏ2 ＝６０：４０の時には
（図に●で示す）、基板４外周部のエッチング速度は中
心部より小さいが、これをＳＦ6 ：Ｏ2 ＝８０：２０に
変更すると（図に○で示す）、基板４外周部のエッチン
グ速度は中心部より大きくなる。このように、外周室２
３に導入するガス組成を変化させることで、基板中央部
と外周部のエッチング速度比が大きく変化しており、各
室２２、２３に供給するガス組成を適宜変更すること
で、基板各部のエッチング速度を任意に制御可能である
ことがわかる。なお、上記実施例では上部電極を高周波
電極２とし、下部電極を接地電極３として構成したが、
例えば上部電極を接地し、下部電極に高周波電源を接続
して高周波を印加してもよい。
するガス組成を一定とし、外周室２３に導入するガス組
成を変化させると、基板４の中心部と外周部におけるエ
ッチング速度の比が変化する。例えば、外周室２３に導
入されるガス組成がＳＦ6 ：Ｏ2 ＝６０：４０の時には
（図に●で示す）、基板４外周部のエッチング速度は中
心部より小さいが、これをＳＦ6 ：Ｏ2 ＝８０：２０に
変更すると（図に○で示す）、基板４外周部のエッチン
グ速度は中心部より大きくなる。このように、外周室２
３に導入するガス組成を変化させることで、基板中央部
と外周部のエッチング速度比が大きく変化しており、各
室２２、２３に供給するガス組成を適宜変更すること
で、基板各部のエッチング速度を任意に制御可能である
ことがわかる。なお、上記実施例では上部電極を高周波
電極２とし、下部電極を接地電極３として構成したが、
例えば上部電極を接地し、下部電極に高周波電源を接続
して高周波を印加してもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明のドライエッチン
グ装置は、被エッチング材と対向する電極内を複数室に
区画して、それぞれに任意組成のガスを供給することが
でき、被エッチング材の各部におけるエッチング速度を
任意に制御することができる。従って、例えば基板中央
部と外周部におけるエッチング速度を均一化して、基板
全体で均一なエッチングを行なうことができる。
グ装置は、被エッチング材と対向する電極内を複数室に
区画して、それぞれに任意組成のガスを供給することが
でき、被エッチング材の各部におけるエッチング速度を
任意に制御することができる。従って、例えば基板中央
部と外周部におけるエッチング速度を均一化して、基板
全体で均一なエッチングを行なうことができる。
【図１】本発明のドライエッチング装置の全体断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明装置を用いてエッチングを行なった時の
基板中心からの距離とエッチング速度の関係を示す図で
ある。
基板中心からの距離とエッチング速度の関係を示す図で
ある。
【図３】従来のドライエッチング装置の全体断面図であ
る。
る。
【図４】従来の装置を用いてエッチングを行なった時の
基板中心からの距離とエッチング速度の関係を示す図で
ある。
基板中心からの距離とエッチング速度の関係を示す図で
ある。
１ 密閉容器 ２ 高周波電極（電極） ２１ 高周波電源 ２２ 中央室 ２３ 外周室 ３ 接地電極 ４ 半導体基板（被エッチング材） ５、６ ガス導入管 ５１、５２ 分岐管 ５３、５４ マスフローコントローラ（流量調節手段） ６１、６２ 分岐管 ６３、６４ マスフローコントローラ（流量調節手段） ７１、７２ ガス吹出し口
フロントページの続き (72)発明者 頼永 宗男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 杉戸 泰成 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 密閉容器内に、被エッチング材と対向す
る電極を配し、中空とした上記電極内をガス導入路とす
るとともに、上記電極の、被エッチング材に対向する面
に複数のガス吹出し口を設けて、該ガス吹出し口から容
器内に導入されるガスによりエッチングを行なうドライ
エッチング装置において、上記電極の内部を複数室に仕
切り、各室の被エッチング材に対向する面にそれぞれガ
ス吹出し口を形成するとともに、各室にガス導入管をそ
れぞれ独立に接続し、上記ガス導入管にそれぞれ任意の
組成のガスを供給するようになしたことを特徴とするド
ライエッチング装置。 - 【請求項２】 上記ガス導入管の導入側端部を複数に分
岐して、各分岐管に異なるガスを導入するとともに、各
分岐管のそれぞれに流量調節手段を設けて、上記ガス導
入管に導入される混合ガスの組成および流量を任意に調
整可能とした請求項１記載のドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32945594A JPH08158072A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32945594A JPH08158072A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | ドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08158072A true JPH08158072A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18221574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32945594A Withdrawn JPH08158072A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08158072A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000030894A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-28 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ処理方法および装置 |
| KR100338955B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-05-31 | 박종섭 | 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치 |
| JP2005507159A (ja) * | 2001-10-15 | 2005-03-10 | ラム リサーチ コーポレーション | 調整可能なマルチゾーンガス噴射システム |
| US7723236B2 (en) * | 2005-01-18 | 2010-05-25 | Tokyo Electron Limited | Gas setting method, gas setting apparatus, etching apparatus and substrate processing system |
| JP2010166101A (ja) * | 2010-05-07 | 2010-07-29 | Hitachi Ltd | プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング処理方法 |
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