JPH0927482A - プラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマエッチング装置Info
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- JPH0927482A JPH0927482A JP19799795A JP19799795A JPH0927482A JP H0927482 A JPH0927482 A JP H0927482A JP 19799795 A JP19799795 A JP 19799795A JP 19799795 A JP19799795 A JP 19799795A JP H0927482 A JPH0927482 A JP H0927482A
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- Japan
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- plasma etching
- etching apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被エッチング物の表面を局部的にエッチング
するプラズマエッチング装置を提供する。 【構成】 マグネトロン1で発生した2.45GHzの
マイクロ波を反応性ガス供給管3を通るCF4 と酸素の
混合ガスに導波管2を通して印加し、反応性ガスをプラ
ズマ化する。プラズマ化した反応性ガスは、ノズル4か
らウェハ5の凸部5aに当てられる。エッチング中に発
生した反応生成物は、反応性ガス供給管6の外周に同軸
状に設けられた反応生成物排気管6の吸引口6aから吸
引されて、外部に排気される。シリコンウェハ5の表面
を局部的にエッチングするために、シリコンウェハ5を
移動台7に吸着固定して、駆動手段8にて移動台をx、
y及びθ方向に移動させる。反応生成物排気管6の吸引
口6aを反応性ガス供給管のノズル4に近接して設けた
から、反応生成物を直ちに排気することができる。
するプラズマエッチング装置を提供する。 【構成】 マグネトロン1で発生した2.45GHzの
マイクロ波を反応性ガス供給管3を通るCF4 と酸素の
混合ガスに導波管2を通して印加し、反応性ガスをプラ
ズマ化する。プラズマ化した反応性ガスは、ノズル4か
らウェハ5の凸部5aに当てられる。エッチング中に発
生した反応生成物は、反応性ガス供給管6の外周に同軸
状に設けられた反応生成物排気管6の吸引口6aから吸
引されて、外部に排気される。シリコンウェハ5の表面
を局部的にエッチングするために、シリコンウェハ5を
移動台7に吸着固定して、駆動手段8にて移動台をx、
y及びθ方向に移動させる。反応生成物排気管6の吸引
口6aを反応性ガス供給管のノズル4に近接して設けた
から、反応生成物を直ちに排気することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマエッチング装
置、特に、被エッチング物の表面を局部的にエッチング
できるプラズマエッチング装置に関する。
置、特に、被エッチング物の表面を局部的にエッチング
できるプラズマエッチング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで、シリコンウェハ等の被エッチ
ング物の表面をプラズマエッチングする場合、プラズマ
励起した反応性ガス中に被エッチング物をさらして、被
エッチング物表面全体を所定厚さにエッチングすること
は、多々提案されている。
ング物の表面をプラズマエッチングする場合、プラズマ
励起した反応性ガス中に被エッチング物をさらして、被
エッチング物表面全体を所定厚さにエッチングすること
は、多々提案されている。
【0003】一方、近年、被エッチング物の表面全体を
同時にエッチングする技術に代えてシリコンウェハやS
OI(シリコン・オン・インシュレータ)等の被エッチ
ング物の表面を局部的にエッチングして、薄くしたり
(シンニング)、平坦化するダウンストリーム型のプラ
ズマエッチング装置が提案されている(例えば、特開平
6ー5571号公報)。
同時にエッチングする技術に代えてシリコンウェハやS
OI(シリコン・オン・インシュレータ)等の被エッチ
ング物の表面を局部的にエッチングして、薄くしたり
(シンニング)、平坦化するダウンストリーム型のプラ
ズマエッチング装置が提案されている(例えば、特開平
6ー5571号公報)。
【0004】前記提案されたプラズマエッチング装置
は、プラズマチャンバ空洞を限定する絶縁体と、該プラ
ズマチャンバ空洞内に反応性ガスを供給する手段と、反
応性ガスをプラズマ化する高周波パワー供給手段と、被
エッチング物の局部的領域をプラズマエッチングする手
段と、被エッチング物を移動させるX−Y位置移動手段
とを備えている。
は、プラズマチャンバ空洞を限定する絶縁体と、該プラ
ズマチャンバ空洞内に反応性ガスを供給する手段と、反
応性ガスをプラズマ化する高周波パワー供給手段と、被
エッチング物の局部的領域をプラズマエッチングする手
段と、被エッチング物を移動させるX−Y位置移動手段
とを備えている。
【0005】そして、前記X−Y移動手段はハウジング
内に収容固定されるとともに、該ハウシングの底部に
は、反応生成物を真空排気するための排気手段を備えて
いる。前記構造を備えたプラズマエッチング装置によれ
ば、被エッチング物をXY移動手段にて移動させること
により、被エッチング物の表面を局部的にエッチングす
ることが可能となる。
内に収容固定されるとともに、該ハウシングの底部に
は、反応生成物を真空排気するための排気手段を備えて
いる。前記構造を備えたプラズマエッチング装置によれ
ば、被エッチング物をXY移動手段にて移動させること
により、被エッチング物の表面を局部的にエッチングす
ることが可能となる。
【0006】しかし、エッチング中に発生した反応生成
物をハウジングの底部に設けた排気手段から排気する構
成を採用しているため、反応生成物を直ちに排気するこ
とは困難である。しかも、排気される反応生成物は、ハ
ウジング内を通過するため排気経路が長くなり、排気中
にハウジング内壁に該反応生成物が吸着して、次回エッ
チング時の汚染の原因になる可能性がある。
物をハウジングの底部に設けた排気手段から排気する構
成を採用しているため、反応生成物を直ちに排気するこ
とは困難である。しかも、排気される反応生成物は、ハ
ウジング内を通過するため排気経路が長くなり、排気中
にハウジング内壁に該反応生成物が吸着して、次回エッ
チング時の汚染の原因になる可能性がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、局部的にエ
ッチング可能なプラズマエッチング装置において、反応
生成物の排気経路が短く、かつ排気速さを向上させたプ
ラズマエッチング装置を提供する点にある。
ッチング可能なプラズマエッチング装置において、反応
生成物の排気経路が短く、かつ排気速さを向上させたプ
ラズマエッチング装置を提供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】プラズマ化した反応性ガ
スにて被エッチング物をエッチングするプラズマエッチ
ング装置において、プラズマ化した反応性ガスを前記被
エッチング物表面に供給する反応性ガス供給管と、該反
応性ガス供給管の外周に設けられ、プラズマ化した反応
性ガスと被エッチング物との反応生成物を吸引する反応
生成物吸引管とを備えることを特徴とする。被エッチン
グ物表面を局部的にエッチングするために、反応性ガス
供給管の出口の断面積を被エッチング物の表面積よりも
小さくする。
スにて被エッチング物をエッチングするプラズマエッチ
ング装置において、プラズマ化した反応性ガスを前記被
エッチング物表面に供給する反応性ガス供給管と、該反
応性ガス供給管の外周に設けられ、プラズマ化した反応
性ガスと被エッチング物との反応生成物を吸引する反応
生成物吸引管とを備えることを特徴とする。被エッチン
グ物表面を局部的にエッチングするために、反応性ガス
供給管の出口の断面積を被エッチング物の表面積よりも
小さくする。
【0009】
【実施例】本発明を図1に基づいて説明する。図1に示
すプラズマエッチング装置10において、1はマグネト
ロンであって2.45GHzのマイクロ波を発生する。
該マグネトロン1から発生したマイクロ波は導波管2に
導かれる。3は反応性ガス供給管であって、該反応性ガ
ス供給管3は前記導波管2に結合しており、前記反応性
ガス供給管3を流れる反応性ガスに前記導波管2からマ
イクロ波を印加して、反応性ガスをプラズマ化する。
すプラズマエッチング装置10において、1はマグネト
ロンであって2.45GHzのマイクロ波を発生する。
該マグネトロン1から発生したマイクロ波は導波管2に
導かれる。3は反応性ガス供給管であって、該反応性ガ
ス供給管3は前記導波管2に結合しており、前記反応性
ガス供給管3を流れる反応性ガスに前記導波管2からマ
イクロ波を印加して、反応性ガスをプラズマ化する。
【0010】前記反応性ガス供給管3の先端にはノズル
4が形成されており、該ノズル4からプラズマ化した反
応性ガスを放出する。
4が形成されており、該ノズル4からプラズマ化した反
応性ガスを放出する。
【0011】5は被エッチング物である、例えばシリコ
ンウェハであって、該シリコンウェハ5を局部的にエッ
チングできるように、前記ノズル4がシリコンウェハ5
の上方に近接して位置している。そして、前記シリコン
ウェハ5を局部的にエッチングするために、前記ノズル
4はシリコンウェハ5の表面積よりも小さい断面積の出
口を備えている。
ンウェハであって、該シリコンウェハ5を局部的にエッ
チングできるように、前記ノズル4がシリコンウェハ5
の上方に近接して位置している。そして、前記シリコン
ウェハ5を局部的にエッチングするために、前記ノズル
4はシリコンウェハ5の表面積よりも小さい断面積の出
口を備えている。
【0012】6は前記反応性ガス供給管3の外周を同軸
状に取り囲むように設けた反応生成物排気管であって、
該反応生成物排気管6の一端は、図示しない真空ポンプ
に連結されており、該反応生成物排気管6の吸引口6a
からエッチング中に発生した反応生成物を吸引して外部
へ排気する。
状に取り囲むように設けた反応生成物排気管であって、
該反応生成物排気管6の一端は、図示しない真空ポンプ
に連結されており、該反応生成物排気管6の吸引口6a
からエッチング中に発生した反応生成物を吸引して外部
へ排気する。
【0013】7はシリコンウェハ5を真空吸着手段など
にて固定できる被エッチング物移動台であって、駆動手
段8にてx軸方向及びy軸方向に移動し、かつθ方向に
回転できるようになっている。
にて固定できる被エッチング物移動台であって、駆動手
段8にてx軸方向及びy軸方向に移動し、かつθ方向に
回転できるようになっている。
【0014】9は前記反応性ガス供給管3のノズル4を
含む先端部、反応生成物排気管6の吸引口6aを含む先
端部、シリコンウェハ5、移動台7などを収容するステ
ンレス製のハウジングであって、該ハウジング9内は大
気圧(760torr)に保たれている。
含む先端部、反応生成物排気管6の吸引口6aを含む先
端部、シリコンウェハ5、移動台7などを収容するステ
ンレス製のハウジングであって、該ハウジング9内は大
気圧(760torr)に保たれている。
【0015】以上の構成を備えたダウンストリーム型の
プラズマエッチング装置10において、反応性ガス、例
えばCF4 に酸素を混合した混合ガス(CF4 +O2 )
に前記導波管2から周波数2.45GHzのマイクロ波
を印加してプラズマ化する。該プラズマ化した反応性ガ
スを前記反応性ガス供給管3のノズル4からシリコンウ
ェハ5の凸部5aに照射すると、プラズマ化した反応性
ガスは、シリコンウェハ5の凸部5aに作用してエッチ
ングが行われる。
プラズマエッチング装置10において、反応性ガス、例
えばCF4 に酸素を混合した混合ガス(CF4 +O2 )
に前記導波管2から周波数2.45GHzのマイクロ波
を印加してプラズマ化する。該プラズマ化した反応性ガ
スを前記反応性ガス供給管3のノズル4からシリコンウ
ェハ5の凸部5aに照射すると、プラズマ化した反応性
ガスは、シリコンウェハ5の凸部5aに作用してエッチ
ングが行われる。
【0016】一方、プラズマ化した反応性ガス、例えば
F* (フッ素ラジカル)にて前記シリコンウェハ5の凸
部5aがエッチングされ、エッチング中に発生した反応
生成物であるSiFx (x=4)などのガスは、前記反
応生成物排気管6の吸引口6aから吸引されて、反応生
成物排気管6を通して差動排気される。
F* (フッ素ラジカル)にて前記シリコンウェハ5の凸
部5aがエッチングされ、エッチング中に発生した反応
生成物であるSiFx (x=4)などのガスは、前記反
応生成物排気管6の吸引口6aから吸引されて、反応生
成物排気管6を通して差動排気される。
【0017】前記反応性ガス供給管3及び反応生成物排
気管6は、通常石英にて構成するのが好適である。
気管6は、通常石英にて構成するのが好適である。
【0018】ところで、このプラズマエッチング装置に
おいて、前記反応性ガスであるO2/CF4 混合ガスの流
量比率が1以上では、SiOFX(X=1〜4) の堆積が生
じ、この堆積膜は、シリコンウェハ5の表面の凸部5a
で薄く、凹部で厚くなる。
おいて、前記反応性ガスであるO2/CF4 混合ガスの流
量比率が1以上では、SiOFX(X=1〜4) の堆積が生
じ、この堆積膜は、シリコンウェハ5の表面の凸部5a
で薄く、凹部で厚くなる。
【0019】シリコンウェハ5の表面の局部的エッチン
グは、この堆積膜を通して行われるが、この場合、エッ
チング速度が膜厚に左右されて、低下する傾向がある。
そこで、O2/CF4 混合比が1〜2の領域を用いると、
シリコンウェハ5の凸部5aのエッチング速度は殆ど低
下せず、凹部のみエッチング速度が1/2〜1/5に低
下してシリコン表面の平坦化が促進される。
グは、この堆積膜を通して行われるが、この場合、エッ
チング速度が膜厚に左右されて、低下する傾向がある。
そこで、O2/CF4 混合比が1〜2の領域を用いると、
シリコンウェハ5の凸部5aのエッチング速度は殆ど低
下せず、凹部のみエッチング速度が1/2〜1/5に低
下してシリコン表面の平坦化が促進される。
【0020】以下、前記構成によるプラズマエッチング
装置にて、ノズル4の口径が10mmの反応性ガス供給
管を通してシリコンウェハ5をエッチングする場合の実
例について説明する。マイクロ波パワーを100W、マ
イクロ波周波数2.45GHz、ハウジング内圧力76
0Torr、ガス流量はO2 が20sccm、CF4 が
15sccmの条件下で、凹凸を予め測定した、直径8
インチのシリコンウェハの凸部近傍のみプラズマエッチ
ング処理を2分間行った後、別の反応性ガス供給管(図
示せず)にシリコンウェハを移動させ、O2 ガスを停止
させてウェハ全面にプラズマが照射されるノズルに切り
換え10秒間プラズマ処理を行った。
装置にて、ノズル4の口径が10mmの反応性ガス供給
管を通してシリコンウェハ5をエッチングする場合の実
例について説明する。マイクロ波パワーを100W、マ
イクロ波周波数2.45GHz、ハウジング内圧力76
0Torr、ガス流量はO2 が20sccm、CF4 が
15sccmの条件下で、凹凸を予め測定した、直径8
インチのシリコンウェハの凸部近傍のみプラズマエッチ
ング処理を2分間行った後、別の反応性ガス供給管(図
示せず)にシリコンウェハを移動させ、O2 ガスを停止
させてウェハ全面にプラズマが照射されるノズルに切り
換え10秒間プラズマ処理を行った。
【0021】この処理の結果、処理前のシリコンウェハ
の厚さの変化が30μmあったものが、0.1μmまで
低下した平坦化を実現することができた。また、処理後
のウェハ表面には、鏡面が得られることもわかった。前
記実施例では、排気手段として反応生成物排気管のみ設
けたが、必要に応じてハウジング9の底部に排気手段を
追加して設けても良い。これによって、エッチング開始
前に、ハウジング9内の残渣物を予め排気することがで
きる。
の厚さの変化が30μmあったものが、0.1μmまで
低下した平坦化を実現することができた。また、処理後
のウェハ表面には、鏡面が得られることもわかった。前
記実施例では、排気手段として反応生成物排気管のみ設
けたが、必要に応じてハウジング9の底部に排気手段を
追加して設けても良い。これによって、エッチング開始
前に、ハウジング9内の残渣物を予め排気することがで
きる。
【0022】前記実施例では、フッ素を含む反応性ガス
としてCF4 を用いたが、前記反応性ガスの他に、ガス
種としてSF4 、NF3 、SF6 、CF2 Cl2 、CF
Cl3 、CF3 Cl、C2 F6 、C3 F8 などのフッ素
を含む反応性ガスに酸素を添加した混合ガスを使用して
も実施することができる。また、前記実施例では、反応
生成物排気管を反応性ガス供給管の外周に1個同軸状に
設けた例で説明したが、反応生成物排気管を2個以上多
重に設けても良く、これによってより広い面積にわたっ
て反応生成物の差動排気を行うことができる。
としてCF4 を用いたが、前記反応性ガスの他に、ガス
種としてSF4 、NF3 、SF6 、CF2 Cl2 、CF
Cl3 、CF3 Cl、C2 F6 、C3 F8 などのフッ素
を含む反応性ガスに酸素を添加した混合ガスを使用して
も実施することができる。また、前記実施例では、反応
生成物排気管を反応性ガス供給管の外周に1個同軸状に
設けた例で説明したが、反応生成物排気管を2個以上多
重に設けても良く、これによってより広い面積にわたっ
て反応生成物の差動排気を行うことができる。
【0023】
【発明の効果】本発明プラズマエッチング装置は、反応
生成物吸引手段を反応性ガス供給手段の極く近傍に配置
したから、局部的エッチングを行った場合、直ちに反応
生成物を排気できるため、前記エッチング時に被エッチ
ング物表面に堆積する堆積物の厚さが減少して、被エッ
チング物表面の凸部の高エッチング速度を達成すること
が可能となる。また、反応生成物のハウジング内壁への
吸着を低減できるため、次回エッチング時における反応
生成物の影響を防止することができる。
生成物吸引手段を反応性ガス供給手段の極く近傍に配置
したから、局部的エッチングを行った場合、直ちに反応
生成物を排気できるため、前記エッチング時に被エッチ
ング物表面に堆積する堆積物の厚さが減少して、被エッ
チング物表面の凸部の高エッチング速度を達成すること
が可能となる。また、反応生成物のハウジング内壁への
吸着を低減できるため、次回エッチング時における反応
生成物の影響を防止することができる。
【図1】本発明プラズマエッチング装置の要部断面図で
ある。
ある。
1 マグネトロン 2 導波管 3 反応性ガス供給管 4 ノズル 5 ウェハ 6 反応生成物排気管 7 移動台 8 移動台駆動手段 9 ハウジング
Claims (6)
- 【請求項1】 プラズマ化した反応性ガスにて被エッチ
ング物をエッチングするプラズマエッチング装置におい
て、 プラズマ化した反応性ガスを前記被エッチング物表面に
供給する反応性ガス供給手段と、 該反応性ガス供給手段の外周に設けられ、プラズマ化し
た反応性ガスと被エッチング物との反応生成物を吸引す
る反応生成物吸引手段とを備えることを特徴とするプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項2】 反応性ガス供給手段の出口の断面積を被
エッチング物の表面積よりも小さくしたことを特徴とす
る請求項1のプラズマエッチング装置。 - 【請求項3】 反応生成物吸引手段の吸引口外周辺の気
圧を大気圧としたことを特徴とする請求項1記載のプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項4】 反応性ガス供給手段の外周に反応生成物
吸引手段を多重同軸状に設けたことを特徴とする請求項
1のプラズマエッチング装置。 - 【請求項5】 反応性ガス供給手段と反応生成物吸引手
段を石英にて構成したことを特徴とする請求項1のプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項6】 反応性ガスは、フッ素を含むガスに酸素
を添加した混合ガスから成ることを特徴とする請求項1
のプラズマエッチング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19799795A JPH0927482A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | プラズマエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19799795A JPH0927482A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | プラズマエッチング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0927482A true JPH0927482A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16383801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19799795A Withdrawn JPH0927482A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | プラズマエッチング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0927482A (ja) |
Cited By (16)
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---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-07-11 JP JP19799795A patent/JPH0927482A/ja not_active Withdrawn
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