JPS59208725A - Reaction apparatus - Google Patents

Reaction apparatus

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Publication number
JPS59208725A
JPS59208725A JP8261183A JP8261183A JPS59208725A JP S59208725 A JPS59208725 A JP S59208725A JP 8261183 A JP8261183 A JP 8261183A JP 8261183 A JP8261183 A JP 8261183A JP S59208725 A JPS59208725 A JP S59208725A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
reaction
electrodes
cathode electrode
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8261183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Tomosawa
友沢 明弘
Atsuyoshi Koike
淳義 小池
Tasuku Unno
海野 翼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8261183A priority Critical patent/JPS59208725A/en
Publication of JPS59208725A publication Critical patent/JPS59208725A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To uniformize reaction rate for all processing objects and uniformize reaction processings by varying area ratio of parallel falt electrodes. CONSTITUTION:A couple of parallel flat electrodes 2, 3 are provided in an etching chamber 1. A high frequency oscillation power supply 6 is connected to the upper side anode electrode 2 and the lower cathode electrode 3 is connected to the earth. The etching chamber 1 is provided with the etching gas inlet port 4 and the exhaust port 6. Moreover the cathode electrode 3 is formed so that a plurality of processing object, the wafers 7 can be placed thereon and the upper surface area can be changed by the removable rings 3b, 3c. The reaction rate of all processing objects can be uniformized and the reaction processing can also be uniformized by varying an area ratio of both electrodes 2, 3 in accordance with the reaction processing conditions.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、反応技術、特に、平行平板電極によって起る
気体電気反応を利用する技術に関し、たとえば、ドライ
エツチング処理に利用して有効な技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a reaction technology, and in particular to a technology that utilizes a gas-electric reaction caused by parallel plate electrodes, and relates to a technology that is effective for use in, for example, dry etching processing.

〔背景技術〕[Background technology]

半導体装置の製造工程において、平行平板電極を備えた
ドライエツチング装置を使用してウェノ・上に微細パタ
ーンを形成することが考えられる。
In the manufacturing process of semiconductor devices, it is conceivable to form fine patterns on a wafer using a dry etching device equipped with parallel plate electrodes.

しかし、この場合、エツチングガスの種類、雰囲気圧力
等によっては、ウェハの中央部においてエツチングレー
トが早くなり、周辺部においてそれが遅(なり、ウェハ
全体においてエツチング加工が不均一になるという現象
が発生することが本発明者によってあきらかにされた。
However, in this case, depending on the type of etching gas, atmospheric pressure, etc., the etching rate becomes faster in the center of the wafer and slower in the periphery, resulting in a phenomenon in which the etching process becomes uneven over the entire wafer. The inventor has made it clear that this is the case.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、処理対象物全体にわたって反応処理を
均一化することができる反応装置を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a reaction apparatus that can uniformize reaction treatment over the entire object to be treated.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、平行平板電極の面積比を反応処理状況に応じ
て変更調整することにより、処理対象物全体における反
応レートを均等化して反応処理な均一化するようにした
ものである。
That is, by changing and adjusting the area ratio of the parallel plate electrodes according to the reaction treatment situation, the reaction rate in the entire object to be treated is equalized and the reaction treatment is made uniform.

〔実施例〕〔Example〕

第1図および第2図は本発明による反応装置をドライエ
ツチング装置に適用した場合の一実施例を示す電極調整
前後の各縦断面図、第3図および第4図は調整前後の効
果を示す各線図である。
FIGS. 1 and 2 are longitudinal sectional views before and after electrode adjustment, showing an example of applying the reaction device according to the present invention to a dry etching device, and FIGS. 3 and 4 show the effects before and after adjustment. Each diagram is a diagram.

本実施例において、このエツチング装置は反応室として
のエツチング室1を備えており、このエツチング室1に
は一対の平行平板電極2,3が設けられている。エツチ
ング室1にはエツチングガス導入口4と、室内を排気す
るための排気口5とが形成されている。上側のアノード
電極2には高周波発振電源6が接続され、下側のカソー
ド電極3はアースに接続されている。
In this embodiment, this etching apparatus is equipped with an etching chamber 1 as a reaction chamber, and this etching chamber 1 is provided with a pair of parallel plate electrodes 2 and 3. The etching chamber 1 is formed with an etching gas inlet 4 and an exhaust port 5 for exhausting the interior of the chamber. A high frequency oscillation power source 6 is connected to the upper anode electrode 2, and the lower cathode electrode 3 is connected to ground.

カソード電極3は処理対象物であるウェハ7を複数枚載
置状態に保持可能に構成されている。この電極3は、は
ぼ円板形状の本体3aの外周に内径の異なる複数のリン
グ3b、3c・・・・・・を2重。
The cathode electrode 3 is configured to be able to hold a plurality of wafers 7, which are objects to be processed, in a mounted state. This electrode 3 has a plurality of rings 3b, 3c, .

3重に嵌合されることにより、その上面の面積を変更す
ることができるように構成されている。本体3aおよび
各リング3b、3c・・・・・・相互の連結は、互いに
嵌合する外周と内周とに環状にそれぞれ形成された凸部
8と凹部9とを互いに噛み合わされることにより行われ
るように構成されている。
By being triple fitted, the area of the upper surface can be changed. The main body 3a and each of the rings 3b, 3c are connected to each other by engaging a convex portion 8 and a concave portion 9, which are formed in annular shapes on the outer and inner circumferences of the body 3a and the rings 3b and 3c, respectively. It is configured so that

次に作用な説明する。Next, I will explain how it works.

たとえば、第1図に示すように、アノード電極2とカソ
ード電極3との面積比を1:1とした状態において、エ
ツチング室1に導入口4からエツチングガスとして塩素
系ガス(CCi4等)を導入し、両電極2,3に高周波
電圧を印加して、カソード電極3上のウェハ7につきエ
ツチングを実施した場合、第3図に示すように、エツチ
ングレートはウェハの中央部で早(、周辺部で遅くなる
For example, as shown in FIG. 1, with the area ratio of the anode electrode 2 and cathode electrode 3 set to 1:1, a chlorine-based gas (CCi4, etc.) is introduced into the etching chamber 1 as an etching gas from the inlet 4. However, when etching is performed on the wafer 7 on the cathode electrode 3 by applying a high frequency voltage to both electrodes 2 and 3, as shown in FIG. It will be late.

そのため、ウェハにおけるエツチング深さは中央部で深
く、周辺部で浅(なるというように不均一になってしま
う。
As a result, the etching depth on the wafer becomes uneven, deep in the center and shallow in the periphery.

そこで、第2図に示すように、カソード電極3の第1補
助リング3bの外周に第2補助リング3cを嵌合するこ
とによりカソード電極3の面積をアノード電極2の面積
よりも大きくして、両電極2と3との面積比な所定の値
(あらかじめ実験等により求められた値)に設定する。
Therefore, as shown in FIG. 2, the area of the cathode electrode 3 is made larger than the area of the anode electrode 2 by fitting the second auxiliary ring 3c to the outer periphery of the first auxiliary ring 3b of the cathode electrode 3. The area ratio of both electrodes 2 and 3 is set to a predetermined value (a value determined in advance through experiments, etc.).

この場合、第4図に示すように、エツチングレートはウ
ェハ全体にわたってほぼ均等になり、エツチング深さは
均一になる。また、この場合、レジストパターンに対し
て逆形のアンダカy)(いわゆるネガティブスロープ)
のない異方性エツチングが得られる。
In this case, as shown in FIG. 4, the etching rate becomes approximately uniform over the entire wafer, and the etching depth becomes uniform. In addition, in this case, an undercut (y) with an inverse shape to the resist pattern (so-called negative slope)
Anisotropic etching can be obtained without

さらに、ウニかの下地およびレジストに対するエツチン
グ速度比(選択比)も十分太きい。これは、カソード電
極の大径化忙より、プラズマ雰囲気が広がりプラズマエ
ツチングのウェハに対する影響が緩和されたためである
と考えられる。
Furthermore, the etching speed ratio (selectivity) for the sea urchin base and resist is sufficiently high. This is thought to be because the plasma atmosphere has spread and the influence of plasma etching on the wafer has been alleviated as the diameter of the cathode electrode has increased.

ところで、第1図に示すように、両電極2と3との面積
比が1:1の状態において、エツチング室として弗素系
ガス(cF’4等)な使用した場合、エツチングレート
はウェハの全体にわたってほぼ等しくなる。これは、弗
素系ガスを使用したエツチング状況においては、反応性
イオンエツチングが多く作用し、プラズマエツチングの
影響が少ないためであると考えられる。したがって、弗
素系ガスな使用した場合には、両電極2と3との面積比
は1:1であることが望ましい。
By the way, as shown in FIG. 1, when the area ratio of both electrodes 2 and 3 is 1:1 and a fluorine-based gas (such as cF'4) is used as the etching chamber, the etching rate is equal to that of the entire wafer. approximately equal across the range. This is considered to be because in the etching situation using fluorine gas, reactive ion etching acts more and plasma etching has less influence. Therefore, when a fluorine-based gas is used, it is desirable that the area ratio between the electrodes 2 and 3 be 1:1.

また、同一のエツチングガスの使用状況において、エツ
チング室1の圧力を太き(したときに第3図に示すよう
なエツチングレートの不均一が発生した場合、第2図に
示すように、カソード電極30面積をアノード電極2の
それよりも大きくすると、エツチングレートは全体にわ
たって均一化される。これは、プラズマエツチングは圧
力のやや高い領域(10〜10 ’ T:orr )で
エツチング反応が起こり、反応性エツチングは圧力の低
い領域(10〜10  Torr)で起こるが、カソー
ド電極30面積が大きくなることにより、プラズマエツ
チングの範囲がウェハ存置面の外方まで広がり、ウェハ
に対するプラズマエツチングの影響が緩和されるためで
あると考えられる。なお、エツチング速度はプラズマエ
ツチングの方が早い。
Furthermore, under the same etching gas usage conditions, if the pressure in the etching chamber 1 is increased (and the etching rate becomes uneven as shown in Fig. 3), as shown in Fig. 2, the cathode electrode When the etching area is made larger than that of the anode electrode 2, the etching rate becomes uniform over the entire area. Etching occurs in a low pressure region (10 to 10 Torr), but by increasing the area of the cathode electrode 30, the range of plasma etching expands to the outside of the wafer placement surface, and the influence of plasma etching on the wafer is alleviated. This is thought to be due to the fact that plasma etching has a faster etching speed.

〔効 果〕〔effect〕

(1)平行平板電極の面積比な可変にすることにより、
処理対象物全体にわたって等しい速度での反応処理状況
を作り出すことができるため、反応処理が全体にわたっ
て均一に実施される。
(1) By making the area ratio of parallel plate electrodes variable,
Since it is possible to create a reaction treatment situation at an equal rate over the entire object to be treated, the reaction treatment is uniformly performed over the entire object.

(2)  ドライエツチング装置における平行平板電極
の面積比なガスの種類、圧力等々のエツチング状況に応
じて適切に逍定することにより、対象物全体にわたって
エツチングレートが均等化でき、また、大きい選択比お
よびネガティブスロープのない寸法精度が旨いエツチン
グ加工を得ることができる。
(2) By appropriately adjusting the area ratio of the parallel plate electrodes in the dry etching device, the type of gas, the pressure, etc. according to the etching situation, the etching rate can be made uniform over the entire object, and a large selection ratio can be achieved. Also, it is possible to obtain etching processing with good dimensional accuracy and no negative slope.

(3)電極の面積なリングの着脱によって可変とするこ
とにより、両電極の面積比か簡単な操作によって変更で
きる。
(3) By making the area of the electrode variable by attaching and detaching the ring, the area ratio of both electrodes can be changed by a simple operation.

以上本発明者によってなされた発明な実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
Although the invention has been specifically explained above based on the embodiments of the invention made by the present inventor, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

たとえば、両電極の面積比の変更は、カソード電極の面
積を増減して行うに限らず、アノード電極または両電極
の面積を変えることによって行ってもよい。
For example, the area ratio of both electrodes can be changed not only by increasing or decreasing the area of the cathode electrode, but also by changing the area of the anode electrode or both electrodes.

電極の面積可変構造はリングの着脱嵌合構造に限定され
ないし、その面積可変調節操作は手動に限らず自動的に
実施してもよい。
The area variable structure of the electrode is not limited to the ring attachment/detachment structure, and the area variable adjustment operation is not limited to manual operation but may be performed automatically.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるドライエツチング装
置に適用した場合にっ℃・て説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえば、CVD装置等にも適用で
きる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly explained in the case where it was applied to a dry etching apparatus, which is the background field of application, but the invention is not limited to this, and for example, a CVD apparatus. It can also be applied to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図はそ
の電極面積増加後の縦断面図、第3図および第4図はエ
ツチングレートの分布な示す各線図である。 1−・エツチング室(反応室)、2・・・アノード電極
、3・・・カソード電極、3b、3c・・・リング、C
・・・ガス導入口、5・・・排気口、6・・・高周波発
振電源、7・・・ウェハ(処理対象物)。 代理人 弁理士  高 橋 明 夫   ′Nへ 第  1  図 第3図 第  2  図 第  4  図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view after increasing the electrode area, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the distribution of etching rates. 1- Etching chamber (reaction chamber), 2... Anode electrode, 3... Cathode electrode, 3b, 3c... Ring, C
... Gas inlet, 5... Exhaust port, 6... High frequency oscillation power supply, 7... Wafer (processing target). Agent Patent Attorney Akio Takahashi To 'N Figure 1 Figure 3 Figure 2 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 】、一対の平行平板電極を備えた反応装置におし・て、
前記両電極の面積比を可変としたことを特徴とする反応
装置。 2、少なくとも一方の電極にリングが着脱自在に嵌合さ
れてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
反応装置。
[Claims] ], in a reaction apparatus equipped with a pair of parallel plate electrodes,
A reaction device characterized in that the area ratio of the two electrodes is variable. 2. The reaction device according to claim 1, characterized in that a ring is removably fitted to at least one of the electrodes.
JP8261183A 1983-05-13 1983-05-13 Reaction apparatus Pending JPS59208725A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8261183A JPS59208725A (en) 1983-05-13 1983-05-13 Reaction apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8261183A JPS59208725A (en) 1983-05-13 1983-05-13 Reaction apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59208725A true JPS59208725A (en) 1984-11-27

Family

ID=13779267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8261183A Pending JPS59208725A (en) 1983-05-13 1983-05-13 Reaction apparatus

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JP (1) JPS59208725A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07211705A (en) * 1994-01-13 1995-08-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Device for controlling non- uniformity of plasma and generation of plasma

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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