JPS5889826A - バイアスされた伸張部材を有する無線周波エツチテ−ブル - Google Patents
バイアスされた伸張部材を有する無線周波エツチテ−ブルInfo
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- JPS5889826A JPS5889826A JP57197863A JP19786382A JPS5889826A JP S5889826 A JPS5889826 A JP S5889826A JP 57197863 A JP57197863 A JP 57197863A JP 19786382 A JP19786382 A JP 19786382A JP S5889826 A JPS5889826 A JP S5889826A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32697—Electrostatic control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明社、半導体ウェハ上の一様なエッチを得るための
装置に関するつよ)詳細に杜、バイアス部材を周縁に位
置させた無線周波エッチテーブルに関し、半導体ウェハ
上でよシ一様なエッチ速度を可能ならしめるものである
。
装置に関するつよ)詳細に杜、バイアス部材を周縁に位
置させた無線周波エッチテーブルに関し、半導体ウェハ
上でよシ一様なエッチ速度を可能ならしめるものである
。
半導体部品の製作において、ウェハの表面をエッチする
ことが、製作過程の種々の点で必要となる。これらの点
のうちに紘、金属化運用に先立って或いは工♂タキシャ
ル成長段階の実行に先立って表面を洗浄するためのエツ
チングも含まれる。
ことが、製作過程の種々の点で必要となる。これらの点
のうちに紘、金属化運用に先立って或いは工♂タキシャ
ル成長段階の実行に先立って表面を洗浄するためのエツ
チングも含まれる。
又、フォトレノストで部分的に被覆され九層を選択的に
エツチングすることによる、金属化又は酸化の・譬ター
ンの描画も含まれる。栓来の方法では、化学的腐食剤を
用いてい友。しかしながら、次第に、いわゆるドライエ
ツチング技術が用いられるようになった。これらの技術
のうちには、ス/譬ツタエツチング、−イオンビームミ
リング、及び反応性イオンエツチングが含まれる。スミ
4ツタエツチング(fラオマエッチングともいわれる)
は、当該技術において周知である。例えば、G、N、
Jaeksonの“R,F、 8putt@r1mg・
(Th1m B−olla Fllms 1970年版
、第5巻、第209頁、第236頁以下)及びR,Gl
ang等の“G@n@rat1on of Patt@
rns in ThlnFlimg” (Handb
ook of Th1n Fllm
T@aksology、 1970年版、第7〜4
9頁)を参照され丸い。ス・ぐツタエツチングの動作理
論を以下に簡単に説明する。
エツチングすることによる、金属化又は酸化の・譬ター
ンの描画も含まれる。栓来の方法では、化学的腐食剤を
用いてい友。しかしながら、次第に、いわゆるドライエ
ツチング技術が用いられるようになった。これらの技術
のうちには、ス/譬ツタエツチング、−イオンビームミ
リング、及び反応性イオンエツチングが含まれる。スミ
4ツタエツチング(fラオマエッチングともいわれる)
は、当該技術において周知である。例えば、G、N、
Jaeksonの“R,F、 8putt@r1mg・
(Th1m B−olla Fllms 1970年版
、第5巻、第209頁、第236頁以下)及びR,Gl
ang等の“G@n@rat1on of Patt@
rns in ThlnFlimg” (Handb
ook of Th1n Fllm
T@aksology、 1970年版、第7〜4
9頁)を参照され丸い。ス・ぐツタエツチングの動作理
論を以下に簡単に説明する。
基板線電流又はRFの何れかの高電位に維持される。そ
して基板表面の上方に、グロー放電グラズマ、が誘起さ
れる。fラズマは、電子、イオン及び中性の原子又は分
子の混合体である。イオンと電子との数は大体等しく均
衡されていて、総]電荷線はぼ零であシ、イオンの移動
状、印加電場内の漂遊によってで−ti’<拡散によっ
て達成される。基板直上でグラオマの下方の空間には、
暗空間と呼けれる領域が存在し、そこでは多くの電子線
見出されない。正イオンが暗空間とプラーe−vとの間
の境界(プラズマシースと呼はれる)へと拡散するとき
に、もはや電子によって−マスクされず、負に帯電した
基板の電位によって正イオンが引出される。
して基板表面の上方に、グロー放電グラズマ、が誘起さ
れる。fラズマは、電子、イオン及び中性の原子又は分
子の混合体である。イオンと電子との数は大体等しく均
衡されていて、総]電荷線はぼ零であシ、イオンの移動
状、印加電場内の漂遊によってで−ti’<拡散によっ
て達成される。基板直上でグラオマの下方の空間には、
暗空間と呼けれる領域が存在し、そこでは多くの電子線
見出されない。正イオンが暗空間とプラーe−vとの間
の境界(プラズマシースと呼はれる)へと拡散するとき
に、もはや電子によって−マスクされず、負に帯電した
基板の電位によって正イオンが引出される。
正イオンは、エッチテーブル上に位置した対象物の表面
へ引かれて、そこを衝撃してエツチングをもたらす。
へ引かれて、そこを衝撃してエツチングをもたらす。
半導体ウェハの表面にわたって一様にエツチングするこ
とは、半導体デバイスの製作において次第に重要になっ
てきた。このことは、集積度が増大し、リトグラフの最
小線幅が狭くなるほど、壇すまず重要である。半導体ウ
ェハの他の場所で紘満足なエツチングであっても、高密
度のエツチング領域では細かいリトグラフ形状を破壊す
ることもある。故に、グラス又はマイナス1011の一
様性の範囲内でエツチングを実行することが、しばしば
必要とされる。
とは、半導体デバイスの製作において次第に重要になっ
てきた。このことは、集積度が増大し、リトグラフの最
小線幅が狭くなるほど、壇すまず重要である。半導体ウ
ェハの他の場所で紘満足なエツチングであっても、高密
度のエツチング領域では細かいリトグラフ形状を破壊す
ることもある。故に、グラス又はマイナス1011の一
様性の範囲内でエツチングを実行することが、しばしば
必要とされる。
RFス/lツタエツチングの場合にa、一様エッチング
を生成するた峠に基板上方の瞳空間高さを一定に維持す
ることが必要であることが解っている。この県外は必ず
満たされなければならない。
を生成するた峠に基板上方の瞳空間高さを一定に維持す
ることが必要であることが解っている。この県外は必ず
満たされなければならない。
何故、ならば、プラズマシースの相対的高さが、引出さ
れるイオンの数を決定し、それらが基板へ向かう初期軌
跡の方向を決定し、故にエツチング速度の一様性を決定
するからである。さら゛に、エッチすべき基板の周縁部
のところ゛では、プラズマシースは下方に曲がり、エッ
チテーブル端部を包囲する接地構造体に達する。このこ
とは、集束効果を生ずる。すなわち、エッチチーデル周
縁部付近のプラズマから引出され九イオンが収束軌跡を
有して、基板の外方端上にはより多−くのイオンが衝突
する。かくして、RFエッチテーブルの一様工゛ツチ速
度を得る丸めには、チーゾルを平坦にしで、エッチすべ
き対象物よりもテーブルを大きくして、対象物周縁部を
巡る集束効果を回避したり、或いはプラズマの終端が対
象物から離れるように包囲用接地電極を形状づけること
が実施されていた。
れるイオンの数を決定し、それらが基板へ向かう初期軌
跡の方向を決定し、故にエツチング速度の一様性を決定
するからである。さら゛に、エッチすべき基板の周縁部
のところ゛では、プラズマシースは下方に曲がり、エッ
チテーブル端部を包囲する接地構造体に達する。このこ
とは、集束効果を生ずる。すなわち、エッチチーデル周
縁部付近のプラズマから引出され九イオンが収束軌跡を
有して、基板の外方端上にはより多−くのイオンが衝突
する。かくして、RFエッチテーブルの一様工゛ツチ速
度を得る丸めには、チーゾルを平坦にしで、エッチすべ
き対象物よりもテーブルを大きくして、対象物周縁部を
巡る集束効果を回避したり、或いはプラズマの終端が対
象物から離れるように包囲用接地電極を形状づけること
が実施されていた。
本発明の目的は、半導体ウェハを一様にエッチすること
“が可能なりPエッチテーブルを提供することである。
“が可能なりPエッチテーブルを提供することである。
本発明の他の目的は、その周縁部の周)にバイアス伸張
部材を有し、グ゛ラズマンースの境界を延長させ九R1
’エッチテーブルを提供することである。
部材を有し、グ゛ラズマンースの境界を延長させ九R1
’エッチテーブルを提供することである。
本発明の他の目的は、周縁部に伸張部材を有するRF’
エッチテーブルを提供することであシ、伸張部材にバイ
アス電圧を印加して、チーゾル上方(少なくとも基板が
位置されるべき場所の上方)に一様な瞳空間高さを維持
することである。
エッチテーブルを提供することであシ、伸張部材にバイ
アス電圧を印加して、チーゾル上方(少なくとも基板が
位置されるべき場所の上方)に一様な瞳空間高さを維持
することである。
RFエッチテーブルには、その周縁部に隣接し、バイア
スをかけられた伸張部材が設けられている。
スをかけられた伸張部材が設けられている。
伸張部材は、導電性であって、装置内の他の導電部材か
ら絶縁されている。伸張部材はテーブルの周縁部に関し
て都合曳く位置づけられ、それによりエッチテーブル上
方に誘起されたプラズマの境界が、エッチテープ、ルの
周縁部を越えて連続し、以てテーブル上でエッチされる
べき対象物端部へのイオン集束を除去している。伸張部
材に印加さiる電位が、充分な高さの上面を有する瞳空
間を生成する。七丸により―エッチチーゾル上方のプラ
ズマシースの水平形状が、テーブル端部を越えて連続し
ている。
ら絶縁されている。伸張部材はテーブルの周縁部に関し
て都合曳く位置づけられ、それによりエッチテーブル上
方に誘起されたプラズマの境界が、エッチテープ、ルの
周縁部を越えて連続し、以てテーブル上でエッチされる
べき対象物端部へのイオン集束を除去している。伸張部
材に印加さiる電位が、充分な高さの上面を有する瞳空
間を生成する。七丸により―エッチチーゾル上方のプラ
ズマシースの水平形状が、テーブル端部を越えて連続し
ている。
正イオンが瞳空間とプラズマ領域との間の境界へと拡散
するときにプラズマにより引出された正イオンによって
、RF7”ラズマ中のエツチングが実行される。正イオ
ンは、基板上の高い負の・母イアスによって、誘引され
る。もし基板が半導体ウェハのように平坦であるならば
、そのウニノー上のプラズマシース(plamma s
h@ath )の理想的形状は、基板と同平面にあって
基板よりも大きな平坦シー、スとなるべきである。イオ
ンはあたかも無限遠平坦源から発生され、゛基板上のす
べての点は同一のイオン束を体験すべきである。しかし
ながら、実際の装置においては、エッチテーブルが有限
寸法であること及びエッチチーデルを包囲する°構造体
″が接地されていることによって、プラズマシースはそ
の端部で曲がっている。従って、多数のイオンがエッチ
テーブルの周縁の周シで引出され、エッチテーブルの端
に方向づけられ、それによシ多数のイオンの軌跡がエツ
゛チされるべきウェハの端部に収束してしまう。
するときにプラズマにより引出された正イオンによって
、RF7”ラズマ中のエツチングが実行される。正イオ
ンは、基板上の高い負の・母イアスによって、誘引され
る。もし基板が半導体ウェハのように平坦であるならば
、そのウニノー上のプラズマシース(plamma s
h@ath )の理想的形状は、基板と同平面にあって
基板よりも大きな平坦シー、スとなるべきである。イオ
ンはあたかも無限遠平坦源から発生され、゛基板上のす
べての点は同一のイオン束を体験すべきである。しかし
ながら、実際の装置においては、エッチテーブルが有限
寸法であること及びエッチチーデルを包囲する°構造体
″が接地されていることによって、プラズマシースはそ
の端部で曲がっている。従って、多数のイオンがエッチ
テーブルの周縁の周シで引出され、エッチテーブルの端
に方向づけられ、それによシ多数のイオンの軌跡がエツ
゛チされるべきウェハの端部に収束してしまう。
スフ4ツタエツチングにおける非一様性を減少させるた
めに、様々な技術及び装置が利用されてきた。例えば、
G、N、 Jaekson f) ” RF’ 8pu
tt@rlng ’ 。
めに、様々な技術及び装置が利用されてきた。例えば、
G、N、 Jaekson f) ” RF’ 8pu
tt@rlng ’ 。
Th1n 8o11d Films (1970年版、
第5巻、290頁、236〜239頁、 ” Unlf
ormlty ’の章)の中で論じられているように、
接地遮蔽の位置を変化し且つ磁場を印加することによシ
、一様性が増大すると報告されている。これらの研究は
、現在の半導体製作で追求されている±1olG程度の
高い一様性を生成することはできなかつえ。他の未熟な
しかし効果的な研究が#)シ、それはエッチされるべき
対象物よシもエッチチーゾルを十分に大きくすることで
ある。それによシ対象物はエツチングが生ずる領域の中
央に位置し、イオン束線本質的に一定になる。しかしな
がら、実施できる装置では、充分な空間がとれず、エッ
チテーブルについての充分なコストが許されず、そのた
めこの方法社採用できない。
第5巻、290頁、236〜239頁、 ” Unlf
ormlty ’の章)の中で論じられているように、
接地遮蔽の位置を変化し且つ磁場を印加することによシ
、一様性が増大すると報告されている。これらの研究は
、現在の半導体製作で追求されている±1olG程度の
高い一様性を生成することはできなかつえ。他の未熟な
しかし効果的な研究が#)シ、それはエッチされるべき
対象物よシもエッチチーゾルを十分に大きくすることで
ある。それによシ対象物はエツチングが生ずる領域の中
央に位置し、イオン束線本質的に一定になる。しかしな
がら、実施できる装置では、充分な空間がとれず、エッ
チテーブルについての充分なコストが許されず、そのた
めこの方法社採用できない。
本発明の装置は、エッチチーゾル上に位置する半導体ウ
ェハの一様エッチングを達成するために、エッチチーグ
ル端部を越えた!ラズマシースの延長部分を生成する。
ェハの一様エッチングを達成するために、エッチチーグ
ル端部を越えた!ラズマシースの延長部分を生成する。
このことを完遂する丸めの方法は、第4及び5図の概略
図を比較すれば理解できよう。
図を比較すれば理解できよう。
第4図に略示し九在来のエッチテーブルは、ベース構造
体11及び周辺リップ13を有するテーブル10から成
る。半導体ウェハ14がリッ7’13上に置かれる。ウ
ェハ14は間隔領域5の上方に横置されているので、中
央導管6を通してガスを導入することによ〉ガス導通冷
却が可能になる。
体11及び周辺リップ13を有するテーブル10から成
る。半導体ウェハ14がリッ7’13上に置かれる。ウ
ェハ14は間隔領域5の上方に横置されているので、中
央導管6を通してガスを導入することによ〉ガス導通冷
却が可能になる。
このことは、スフ4ツタエツチングで体験する大電力密
度にとって重要な特色である。テーブルlOは、整合回
路網34を通じてRF電源35に容量結合することによ
シ、数キロがル)11度の高いRF電位に維持される。
度にとって重要な特色である。テーブルlOは、整合回
路網34を通じてRF電源35に容量結合することによ
シ、数キロがル)11度の高いRF電位に維持される。
エッチチーツルlOの上方にグラズマ26が発生され、
瞳空間領域27によシ半導体ウェハ14から分離される
。グラズマ26と瞳空間領域2フとの間の境界である!
ラフマーシース25を横切って、イ゛オンが引出され、
軌跡28に沿って運行しウニ・・14の表面に一達する
。この従来技術において、エッチチーf+10の周縁、
9を包囲する構造部材17が、機械電位(代表的には接
地電位)に維持されてい名。エッチチーツルlOの端を
越えたところで瞳空間が消失し、!ラズマシース25は
下方へ曲がり構造部材17に連なっている。結果として
、エッチテーブルの端部付近モ多くのイオンが生成され
、エッチ速−(rat@)は中央よりも端部付近の方で
よ)大きくなる。例えば、第6図には、アルt、ンプラ
ズマ内の在来エッチテーブル上に位置された半導体ウニ
/−について、その上のアルミニウム膜のエッチ速度を
l11単位で示している。端部におけるエッチ速度は、
中央におけるよりも5倍以上大きい。
瞳空間領域27によシ半導体ウェハ14から分離される
。グラズマ26と瞳空間領域2フとの間の境界である!
ラフマーシース25を横切って、イ゛オンが引出され、
軌跡28に沿って運行しウニ・・14の表面に一達する
。この従来技術において、エッチチーf+10の周縁、
9を包囲する構造部材17が、機械電位(代表的には接
地電位)に維持されてい名。エッチチーツルlOの端を
越えたところで瞳空間が消失し、!ラズマシース25は
下方へ曲がり構造部材17に連なっている。結果として
、エッチテーブルの端部付近モ多くのイオンが生成され
、エッチ速−(rat@)は中央よりも端部付近の方で
よ)大きくなる。例えば、第6図には、アルt、ンプラ
ズマ内の在来エッチテーブル上に位置された半導体ウニ
/−について、その上のアルミニウム膜のエッチ速度を
l11単位で示している。端部におけるエッチ速度は、
中央におけるよりも5倍以上大きい。
第5図の概略図に、本発明の延長された!ラズマシース
30を示す。!ラズマシース3(1,7”ラズマ領域3
2と瞳空間領域33との間の境界をぎ成する。在来のR
Fエッチチーブルと同様に、−11体ウェハ14aペー
ス11のリツ7”13に位置され、テーブル10は整合
回路網34を通じてRF電源35に接続されている。ガ
スが中央導管6を通して導入されると、間隔領域5を通
じてit−ス導通冷却が達成される。しかしながら、本
発明の装置の場合には、エッチテーブルlOの周縁部9
に隣−して位置され良導電性伸張部材20の存在により
、グッズマシース30が延長されている。
30を示す。!ラズマシース3(1,7”ラズマ領域3
2と瞳空間領域33との間の境界をぎ成する。在来のR
Fエッチチーブルと同様に、−11体ウェハ14aペー
ス11のリツ7”13に位置され、テーブル10は整合
回路網34を通じてRF電源35に接続されている。ガ
スが中央導管6を通して導入されると、間隔領域5を通
じてit−ス導通冷却が達成される。しかしながら、本
発明の装置の場合には、エッチテーブルlOの周縁部9
に隣−して位置され良導電性伸張部材20の存在により
、グッズマシース30が延長されている。
バイアス電源37が、伸張部材20に)4イアス電圧を
印加する。接地部射線プラズマシースを引下げ、浮動電
極は水平!ラズマシースを維持するのに要する電位と線
矢分異なる電位を凰するので、!ラズマシースを延長さ
せるためにはl青イアス電圧を印加しなければならない
ことが、−解った。伸張部材20は、外部支持部材(図
示せず>VC固着され、機械、接地及びエッチチーデル
10から電気的に分離されている。好適には、伸張部材
20に印加される/臂イアス電位は直流電位である。R
Fバイアス電位を用いることもできるが、その場合にエ
ッチテーブル用のRF電源からは分離されるべきである
。何故なら、エッチチーデルから電°力を引出さないよ
うにする゛ためであ、る。伸張部材20の好適な電位値
は、プラズマシースがエッチテーブルの作業部分を越え
て水平に延長するのに、充分な値である。しかし、プラ
ズマシースが上方に曲がってエッチテーブル1002周
縁の周夛でイオン欠乏が生じるほど、大きな電位値では
ない。代表的には、バイアス電源37は、−100〜−
1000がルトの範囲の直流電圧を供給する。その電位
の実際値は、エッチテーブルの表面上方の伸張部材の位
置に依存する。これら好適値についての量的議論は次の
段落で与える。伸張部材20−が適所にある場合に、イ
オンの集束は依然として生ずるが、軌跡38で示すよう
にそれほど著しいものではなく、ウェハは一様なエツチ
ングを体験する。成る実施例(図示せず)においては、
部材20は、単一の周辺構造形状である。第2及び5図
の実施例において、接地遮蔽体22がm6られて、絶縁
体21を遮蔽する。それにより、絶縁体21がス°・母
ツタ金属で被覆されて導電性になるということは修い。
印加する。接地部射線プラズマシースを引下げ、浮動電
極は水平!ラズマシースを維持するのに要する電位と線
矢分異なる電位を凰するので、!ラズマシースを延長さ
せるためにはl青イアス電圧を印加しなければならない
ことが、−解った。伸張部材20は、外部支持部材(図
示せず>VC固着され、機械、接地及びエッチチーデル
10から電気的に分離されている。好適には、伸張部材
20に印加される/臂イアス電位は直流電位である。R
Fバイアス電位を用いることもできるが、その場合にエ
ッチテーブル用のRF電源からは分離されるべきである
。何故なら、エッチチーデルから電°力を引出さないよ
うにする゛ためであ、る。伸張部材20の好適な電位値
は、プラズマシースがエッチテーブルの作業部分を越え
て水平に延長するのに、充分な値である。しかし、プラ
ズマシースが上方に曲がってエッチテーブル1002周
縁の周夛でイオン欠乏が生じるほど、大きな電位値では
ない。代表的には、バイアス電源37は、−100〜−
1000がルトの範囲の直流電圧を供給する。その電位
の実際値は、エッチテーブルの表面上方の伸張部材の位
置に依存する。これら好適値についての量的議論は次の
段落で与える。伸張部材20−が適所にある場合に、イ
オンの集束は依然として生ずるが、軌跡38で示すよう
にそれほど著しいものではなく、ウェハは一様なエツチ
ングを体験する。成る実施例(図示せず)においては、
部材20は、単一の周辺構造形状である。第2及び5図
の実施例において、接地遮蔽体22がm6られて、絶縁
体21を遮蔽する。それにより、絶縁体21がス°・母
ツタ金属で被覆されて導電性になるということは修い。
本発明の実施例に伴うエツチングの一様性を、第7及び
8図に示す。第7図は、直径100■のシリコンウェハ
上に形成されたアル電ニウム膜のいくつかのエッチグロ
フイールを示すグラフである。エッチテーブルは、−1
’200−ルトの電位に維持されている。伸張部材20
は、エッチチーゾルlOの表面の4−上方に上昇されて
いる。各曲線に社、バイアス電源37により伸張部材2
0に印加された種々の直流電位の値が付されている。
8図に示す。第7図は、直径100■のシリコンウェハ
上に形成されたアル電ニウム膜のいくつかのエッチグロ
フイールを示すグラフである。エッチテーブルは、−1
’200−ルトの電位に維持されている。伸張部材20
は、エッチチーゾルlOの表面の4−上方に上昇されて
いる。各曲線に社、バイアス電源37により伸張部材2
0に印加された種々の直流電位の値が付されている。
曲線の平坦さが、一様性のめ申すである。バイアス電位
が印加されないところでは、ウエノ飄の周縁部でのエツ
チングはつ’Z /%中央部におけるよりも2倍以上の
速度である。印加電位が−100?ルトのところでは、
周縁部エツチングが減少゛され、中央部エツチングの約
り倍になっている。印加電位が720”O−ルト9場合
には、周縁部エツチングは中央におけるよシもわずかに
高いだけで69、±91以内に一様性が保たれて諭る。
が印加されないところでは、ウエノ飄の周縁部でのエツ
チングはつ’Z /%中央部におけるよりも2倍以上の
速度である。印加電位が−100?ルトのところでは、
周縁部エツチングが減少゛され、中央部エツチングの約
り倍になっている。印加電位が720”O−ルト9場合
には、周縁部エツチングは中央におけるよシもわずかに
高いだけで69、±91以内に一様性が保たれて諭る。
印加電位が一500&ルトでは、周縁部エツチングは、
中央部におけるよ)約2011Iだけ−〈なりている。
中央部におけるよ)約2011Iだけ−〈なりている。
これらの結果は、正しく以下のように解釈される。
すなわち、プラズマシースのうちエッチチーゾルの周縁
部上方にあるシースのレベルが、シースの中心部のレベ
ルよりも低い位置から、シース中心部レベルよシ高い位
置へと、シフトされている、と解釈されるつ印加電位が
一200&ルトよりわずかに低いときに、プラズマシー
スの延長部がほぼ水平に生じ、これが最も一様なエツチ
ングのための好適な状況である。唯一の最適電位の存在
を、第8図によって確認する。第8図は、−2000?
ルトに維持され木エッチテーブル上の810.のエッチ
ノロフィールを示すグラフである。伸張部材20の電位
が−760から−600へと変化されるにつれて、周縁
部のエッチ速度は増大して、中央部の速度よりも大きく
なQている。
部上方にあるシースのレベルが、シースの中心部のレベ
ルよりも低い位置から、シース中心部レベルよシ高い位
置へと、シフトされている、と解釈されるつ印加電位が
一200&ルトよりわずかに低いときに、プラズマシー
スの延長部がほぼ水平に生じ、これが最も一様なエツチ
ングのための好適な状況である。唯一の最適電位の存在
を、第8図によって確認する。第8図は、−2000?
ルトに維持され木エッチテーブル上の810.のエッチ
ノロフィールを示すグラフである。伸張部材20の電位
が−760から−600へと変化されるにつれて、周縁
部のエッチ速度は増大して、中央部の速度よりも大きく
なQている。
エッチチーゾル端部に関しての伸張部材の位置は、以下
の考察に従って決定される。f2ズマdlエッチテーブ
ル周縁部を越えるまで紘何らかの接地部材に対する露光
視線を有しないよ゛うに、伸張部材はエッチテーブル端
部に近接して横方向に位置すべきである。もしそのよう
な露光視線が存在するならば、プラズマシースはエッチ
テーブル上方で水平延長シース部をもたず、その領域で
沈下部を生ずる。伸張部材の高さは、エッチテーブルの
レベルの下方の位置からエッチテーブルレベル上方の位
置まで変化させることができる。ThinFllm P
roe@551mg (Vosmea著、1978年版
1第85頁)によれば、プラズマからの電流密度は以下
の式で与えられる。ことが解っている。
の考察に従って決定される。f2ズマdlエッチテーブ
ル周縁部を越えるまで紘何らかの接地部材に対する露光
視線を有しないよ゛うに、伸張部材はエッチテーブル端
部に近接して横方向に位置すべきである。もしそのよう
な露光視線が存在するならば、プラズマシースはエッチ
テーブル上方で水平延長シース部をもたず、その領域で
沈下部を生ずる。伸張部材の高さは、エッチテーブルの
レベルの下方の位置からエッチテーブルレベル上方の位
置まで変化させることができる。ThinFllm P
roe@551mg (Vosmea著、1978年版
1第85頁)によれば、プラズマからの電流密度は以下
の式で与えられる。ことが解っている。
こむに、d−暗空間高さく一単位)
■−エッチテーブルの電圧(hv )
M−スフ4ツタ原子の分子量
J−電流密度(mム/j )
この0式は、書き直して、導電表面上の電圧及びイオン
電流によって暗空間の高さを表わす式に変換できる。
電流によって暗空間の高さを表わす式に変換できる。
この式は、6 X I F” To’rrの圧力につい
てのいくつかの電圧値及びそれに付帯する電流に対する
、伸張部材上方の瞳空間高さを求めるのにもmmいるV
I(mA) J(m入/j) (m
) (インチ)−7601”7 0.73
4.9 0.196−680 −
4.57 0.180−60
0 17 0.73 4.16 0.16
4−400 12 0.52 3.64
0.143−200 12 0.52 2.
38 0.093−100 10 0.
43 1.41 0.056次に、伸張
部材自身について考えてみれば、伸張部材上方の瞳空間
高さ及び!ラズマシース位置は、伸張部材に印加された
バイアス電圧の関数である。印加電位の値が与えられた
ときには、伸張部材の位置が上昇されればfラズマシー
ス位置紘上昇−し、伸張部材の位置が下降されればプラ
ズマ“シース位置は下降する。伸張部材の位置が固定さ
れる場合には、印加バイアス電圧が増加されるとプラズ
マシース位置が上昇し、印加バイアス電圧が減少される
と!ラズマシース位置が下降する。
てのいくつかの電圧値及びそれに付帯する電流に対する
、伸張部材上方の瞳空間高さを求めるのにもmmいるV
I(mA) J(m入/j) (m
) (インチ)−7601”7 0.73
4.9 0.196−680 −
4.57 0.180−60
0 17 0.73 4.16 0.16
4−400 12 0.52 3.64
0.143−200 12 0.52 2.
38 0.093−100 10 0.
43 1.41 0.056次に、伸張
部材自身について考えてみれば、伸張部材上方の瞳空間
高さ及び!ラズマシース位置は、伸張部材に印加された
バイアス電圧の関数である。印加電位の値が与えられた
ときには、伸張部材の位置が上昇されればfラズマシー
ス位置紘上昇−し、伸張部材の位置が下降されればプラ
ズマ“シース位置は下降する。伸張部材の位置が固定さ
れる場合には、印加バイアス電圧が増加されるとプラズ
マシース位置が上昇し、印加バイアス電圧が減少される
と!ラズマシース位置が下降する。
好適実施例においては、−伸張部材はエッチテーブルの
水平レベルよシ上方に上昇されていて、伸張部材へ印加
されるべき電圧を下げることを可能にして、同時にエッ
チテーブルの端部ヲ越えたプラズマシース水平延長部分
を得ている。エッチテーブル周縁の周シの接地部材めげ
ラズマへの視線方向に着しく露出しないように、伸張部
材の位置をエツff−fル上方にあt、b高くすべきで
ないことが解った。又、伸張部材への入射スノ譬ツタリ
ングが金属不純物′蚕生成し、それがエッチすべき半導
体ウェハの表面を汚染してしまうことのないように、伸
張部材はあまシ低く或いはエッチチーゾル端部にあt、
b1近させるべきではないことも解った。−2000#
ルトのバイアス電位の代表的&RFエッチテーブルの場
合には、エッチチーゾル上方のバイアスリング又は伸張
部材の位置は約2〜4■の範囲であシ、そこに印加され
るバイアス電圧は約−200〜−−800&ルトの範囲
内である。このように、好適なりングノ々イアス電位紘
、エッチテーブルの電位の0.1〜0.4倍である。
水平レベルよシ上方に上昇されていて、伸張部材へ印加
されるべき電圧を下げることを可能にして、同時にエッ
チテーブルの端部ヲ越えたプラズマシース水平延長部分
を得ている。エッチテーブル周縁の周シの接地部材めげ
ラズマへの視線方向に着しく露出しないように、伸張部
材の位置をエツff−fル上方にあt、b高くすべきで
ないことが解った。又、伸張部材への入射スノ譬ツタリ
ングが金属不純物′蚕生成し、それがエッチすべき半導
体ウェハの表面を汚染してしまうことのないように、伸
張部材はあまシ低く或いはエッチチーゾル端部にあt、
b1近させるべきではないことも解った。−2000#
ルトのバイアス電位の代表的&RFエッチテーブルの場
合には、エッチチーゾル上方のバイアスリング又は伸張
部材の位置は約2〜4■の範囲であシ、そこに印加され
るバイアス電圧は約−200〜−−800&ルトの範囲
内である。このように、好適なりングノ々イアス電位紘
、エッチテーブルの電位の0.1〜0.4倍である。
従来技術のニッチチーゾルを第1図に断面図で示す。は
ぼ環状につくられたテ、−fル10が、ウェハを支持す
るりラグ13及び間隔領域5を伴って形状づけられてい
る。ウェハ14がプラズマ(図示せず)によってエッチ
されるべき位置に置かれるとき、導管又は通路6を通じ
て間隔領域5へ導入されるガスによシ導通冷却が達成さ
れる。このガス冷却は、例えば、米国特許第4,261
,762号(M、に1ngの“Method for
Conducting H@at t。
ぼ環状につくられたテ、−fル10が、ウェハを支持す
るりラグ13及び間隔領域5を伴って形状づけられてい
る。ウェハ14がプラズマ(図示せず)によってエッチ
されるべき位置に置かれるとき、導管又は通路6を通じ
て間隔領域5へ導入されるガスによシ導通冷却が達成さ
れる。このガス冷却は、例えば、米国特許第4,261
,762号(M、に1ngの“Method for
Conducting H@at t。
or from an Articl@B@lng T
r@at@d Und@r Vheuumつにその方法
が述べられている。チーゾルlOは、整合回路網7を通
じてRjF電源8に容量結合することにより、高いRF
’電位に維持される。ウェハは、絶縁4スト16に付設
されたクリソf15によシ適所に支持される。クリラグ
15は、例えば、同時係属の米国特許出願第109,1
79 (R,8hawの“Waf@r 5uppor
t Assembly″)に述べられている。エッチテ
ーブル1011、圧力グレート又は接地シールドなどの
構造部材17によって包囲されている。構造部材17は
、ネジ4によって構造部材3に固着される。構造部材3
は、ネジ18によって機械支持体19に固着される。こ
のように、構造部材17は、エッチテーブル端部の上方
及び隣りにある最も近接した物理的実在物である。そし
て構造部材17は、代表的には接地電位である機械電位
に維持される。動作にあえり、エッチテーブル10及び
半導体ウェハ14の上方に発生されるプラズマは、テー
ブル及びウェハの直近上方の領域に制限される。何故な
らば、プラズマを誘起して持続するためには高電圧が要
求されるからである。包囲構造体の機械電−位はプラズ
マを誘起し持続するのに充分ではなく、!ラズマシース
は接地構造体へと下方に達して終了する。
r@at@d Und@r Vheuumつにその方法
が述べられている。チーゾルlOは、整合回路網7を通
じてRjF電源8に容量結合することにより、高いRF
’電位に維持される。ウェハは、絶縁4スト16に付設
されたクリソf15によシ適所に支持される。クリラグ
15は、例えば、同時係属の米国特許出願第109,1
79 (R,8hawの“Waf@r 5uppor
t Assembly″)に述べられている。エッチテ
ーブル1011、圧力グレート又は接地シールドなどの
構造部材17によって包囲されている。構造部材17は
、ネジ4によって構造部材3に固着される。構造部材3
は、ネジ18によって機械支持体19に固着される。こ
のように、構造部材17は、エッチテーブル端部の上方
及び隣りにある最も近接した物理的実在物である。そし
て構造部材17は、代表的には接地電位である機械電位
に維持される。動作にあえり、エッチテーブル10及び
半導体ウェハ14の上方に発生されるプラズマは、テー
ブル及びウェハの直近上方の領域に制限される。何故な
らば、プラズマを誘起して持続するためには高電圧が要
求されるからである。包囲構造体の機械電−位はプラズ
マを誘起し持続するのに充分ではなく、!ラズマシース
は接地構造体へと下方に達して終了する。
本発明に係るエッチテーブルを第2及び3図に示す。従
来技術のエッチテーブルと同様に、整合回路網7を通じ
九RF電源8によって、テーブルlOのペース構造体l
lへと高いRF電圧が印加される。クリラグ15が、゛
支持リッツ”13上の適所に半導体ウェハ14を保持す
る。従来技術と異なり、エッチチーゾル端部の上方及び
隣りにある最も近接した物理的実在物は伸張部材20で
ある。
来技術のエッチテーブルと同様に、整合回路網7を通じ
九RF電源8によって、テーブルlOのペース構造体l
lへと高いRF電圧が印加される。クリラグ15が、゛
支持リッツ”13上の適所に半導体ウェハ14を保持す
る。従来技術と異なり、エッチチーゾル端部の上方及び
隣りにある最も近接した物理的実在物は伸張部材20で
ある。
伸張部材20は、セラミック挿入体21に本って、機械
から電気的に絶縁されている。セラミック挿入体21は
、ネジ24によシ機械支持構造体に固着される。遮蔽体
22が用いられて、セラミック挿入体21が被覆され導
電性になることを防止している。伸張部材20は、ネジ
230手段によって、セラミック挿入体21に固定され
る。伸張部材20の電位、すなわちエッチテーブル周縁
部9を越えた領域における電位状況は、バイアス電源5
により印加される電圧によって決定される。動作にあた
9、伸張部材20の電位は、接地電位又は機械電位レベ
ルよシも実質的に低く維持されるが、エッチテーブルの
電位レベルはど低くはない。
から電気的に絶縁されている。セラミック挿入体21は
、ネジ24によシ機械支持構造体に固着される。遮蔽体
22が用いられて、セラミック挿入体21が被覆され導
電性になることを防止している。伸張部材20は、ネジ
230手段によって、セラミック挿入体21に固定され
る。伸張部材20の電位、すなわちエッチテーブル周縁
部9を越えた領域における電位状況は、バイアス電源5
により印加される電圧によって決定される。動作にあた
9、伸張部材20の電位は、接地電位又は機械電位レベ
ルよシも実質的に低く維持されるが、エッチテーブルの
電位レベルはど低くはない。
上述したように、伸張部材がエッチチーゾルの位置レベ
ルの上方的2〜4■に位置されている場合に、伸張部材
の電位は好適には、エッチテーブルの電位の0.1〜0
.4倍の範囲内である。さらに好適には、伸張部材の電
位は、エッチテーブル電位の0.2〜0.3倍の貢囲内
である。
ルの上方的2〜4■に位置されている場合に、伸張部材
の電位は好適には、エッチテーブルの電位の0.1〜0
.4倍の範囲内である。さらに好適には、伸張部材の電
位は、エッチテーブル電位の0.2〜0.3倍の貢囲内
である。
第111a、在来のRFエッチテーブルの断面図である
。 第2図は、本発明のRFエッチチーゾルの断面図である
。 第3図は、第2図のRFエッチテーブルの平面図である
。 第4図は、在来のRFエッチテーブルの上方にできた!
ラズマシースの概略図:cToる。 第5図は、本発明のRFエッチテーブルの上方にできた
!ラズマジースの概略図である。 第6図は、在来のRFエッチテーブル上に位置され九″
アルミニウムのエッチ速度(X1分)を示すグラフであ
る。 第7′図は、本発明のRFエッチテーブル上に位置され
九アルミニウムのエッチ速度を、中心からの距離に対し
て示し九グラフである。エッチチーゾルは一1200&
ルドに維持されている。伸張部材の電位は、それぞれ図
に示す通りである。 第81図は、本発明のRIFエッチテーブル上に位置さ
れたStO,のエッチ速度を示したグラフである。 エッチテーブルは一2000&ルトに維持されている。 伸張部材の電位は、それぞれ図に示す通りである。 〔主要符号の説明〕 5・・・間隔領域 6・・・導管7・・・整合回
路網 8・・・RF電源9・・・周縁部
10・・・エッチチーゾル11・・・ベース
13・・・リップ14・・・ウェハ 15・・
・クリラグ16・・・絶縁Iスト 20・・・伸張
部材21・・・絶縁体 22・・・遮蔽体23・
・・ネジ 24・・・ネジ30・・・ノ2ズ
マンース
。 第2図は、本発明のRFエッチチーゾルの断面図である
。 第3図は、第2図のRFエッチテーブルの平面図である
。 第4図は、在来のRFエッチテーブルの上方にできた!
ラズマシースの概略図:cToる。 第5図は、本発明のRFエッチテーブルの上方にできた
!ラズマジースの概略図である。 第6図は、在来のRFエッチテーブル上に位置され九″
アルミニウムのエッチ速度(X1分)を示すグラフであ
る。 第7′図は、本発明のRFエッチテーブル上に位置され
九アルミニウムのエッチ速度を、中心からの距離に対し
て示し九グラフである。エッチチーゾルは一1200&
ルドに維持されている。伸張部材の電位は、それぞれ図
に示す通りである。 第81図は、本発明のRIFエッチテーブル上に位置さ
れたStO,のエッチ速度を示したグラフである。 エッチテーブルは一2000&ルトに維持されている。 伸張部材の電位は、それぞれ図に示す通りである。 〔主要符号の説明〕 5・・・間隔領域 6・・・導管7・・・整合回
路網 8・・・RF電源9・・・周縁部
10・・・エッチチーゾル11・・・ベース
13・・・リップ14・・・ウェハ 15・・
・クリラグ16・・・絶縁Iスト 20・・・伸張
部材21・・・絶縁体 22・・・遮蔽体23・
・・ネジ 24・・・ネジ30・・・ノ2ズ
マンース
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 スノ々ツタリングによって半導体ウエノ\を一様
にエツチングする丸めのRFエッチ、テーブルであって
ニ ス・母ツタエツチングに晒されるべき半導体ウェハを支
えて保持するようにされたテーブル構造体; 蚊テーブル構造体に電気的に優続さ、れたRF電源; 前記チーツル構造体の周縁部に隣接して位置づけられ、
他の導電部材かも杜絶縁されている、導電性の伸張部材
;並びに 皺伸張部材に電位を印加するためのバイアス電源手段; か゛ら成り、以て前記テーブル構造体の上方に・発iさ
れるノラズマが、前記テーブル構造体の4周縁部を越え
て前記伸張部材の少なくとも二部の上方にまで延在して
いることを、特徴とするエッチチーゾル。 2、特許請求の範囲第1項に記載され九RFエッチチー
ゾルであって: 前記伸張部材の位置及び前記・9イアスミ源手段は、前
記テーブル構造体上方のゾラズマの水゛平連続部分を生
成するように選択される;ところのエッチチーゾル。 3、%詐請求の範囲第2項に記載されたRFエッチチー
ゾルであって: 前記RF電源が前記テーブル構造体に容量結合されてい
る; ところのエッチテーブル。 4、%許請求の範囲第3項に記載されたRIPエッチテ
ーブルであって: 前記テーブル構造体が、前記半導体ウェハの積極的冷却
をもたらす手段を含む; ところのエッチテーブル。 5、特許請求の範囲第4項に記載されたRFエツチテー
ブルであって: 前記の積極的冷却をも九らす手段が、ガス導通冷却を達
成する手段から成る: ところのエッチテーブル 6、 4I軒請求の範囲第3項に記載され九RFエッチ
テーブルであって: 前記伸張部材が、前記テーブル構造体の上面のレベルよ
り上方に、且つ前記テーブル構造体上方に生成された!
ラズマシースの下方境界よシ下一方に、位置づけられる
;゛ ところのエッチテーブル ア、4I許請求の範囲第6項に記載されたRFエッチテ
ーブルであって: 前記伸張1部材が、前記テーブル構造体のレベルから約
2〜4箇だけ上方に位置づiられてぃ−る; ところのニッチチーゾル。 8、特許請求の範囲第7項に記載され九RFエッチテー
ブルであって: 前記バイアス電源手段が、前記チーツル構造体の電位の
0.1〜0.4倍の範囲内の電位を印加する; ところのエッチテーブル。 9、特許請求の範囲第8項に記載されたRFエッチテー
ブルであって: 前記・臂イアス電源手段が、前記テーブル構造体の電位
の0,2〜0.3倍の範囲内の電位を′印加する; ところのエッチテーブル。 10、 4許請求の範S第8項に記載され九RFエッチ
テーブルであって: 前記テーブル構造体が円形状であプ;且っ前記伸張部材
が、前記円形状テーブル構造体を円心的に囲んで環状に
位置されたリングから成る; ところのエッチテーブル 11 4I許請求の11111118項に記載され九R
Fエッチテーブルであって:さらに 前記伸張部材のうち前記テーブル構造体から最も離れ九
部分の上に、電気的連絡なしに位置づけられた、遮蔽部
材−; を含むエッチテーブル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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