JPS60198821A - ドライエツチング装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被処理基板を反応性ガスプラズマによりエツチ
ングするドライエツチング装置に関する。

反応容器内の高周波電極にウエノ・−等の被処理基板を
設置し、これにドライエツチングを施す際に、従来は該
ウェハーに被欅されない電極部分は不純物汚染防止や選
択比改善のため適当な絶縁材でカバーしていた。そして
これらのカバーの材質として主に石英が用いられていた
が９石英を用いて該ウェハー上のアルミニウム膜にドラ
イエツチングを施すと、該ウェハーの中心部に比較し周
辺部はどアルミニウム膜のエツチング速度が著しく犬と
なる不都合がありた。このためウエノ・−内のエツチン
グ速度の均一性を得るのが難しく、ウェハー周辺部にお
いてオーバーエツチングされパターンの細りゃ下地が損
傷を受ける傾向があった。

本発明はこの種のドライエツチング装置においてウェハ
ー内のエツチング速度の均一性の高い装置を提供するこ
とを目的とする。

この種のドライエツチング法において、ウエノ・門の周
辺のエツチング速歴を大にしている原因は。

呈ソチングに寄与する反応性ガスあるいはその活性種あ
るいはイオン（以後これらをあわせてエッチャントと呼
ぶが、エツチング中のウェハー上で多相に消費され、ウ
ェハー中央とウェハー周辺でエッチャントの濃度に勾配
が出来ることにある。

本発明はこのような問題の解決を目的とするもので、ウ
ェハー上のエッチャントの濃度を均一化することにより
、エツチング速度の均一性のよい新規の装置を提供する
ものである。

以下に本発明を実施例により図面を用いて具体的に能、
明する。第１図は本発明の実施例の平行平板型ドライエ
ツチング装置の主袂部の断面図である。図で反応容器１
０１内には、試料を設置する支持電極１０２と対向電極
１０３が互に平行に設置されている。支持電極１０２上
には被処理基板であるウェハー１０４が同一円上に又は
同心円状に複数枚載楢゛されている。

又、ウェハー１０４の周辺の支持電極１０２の表面は９
反応性ガスプラズマにより生じた反応種を減：払 役割を果す、ポリオレフィン系樹脂の一つで鳴る超高分
子量ポリエチレン樹脂（例えば商品名ニューライト）製
のカバー１０５により被膜されている。支持電極１０２
は軸１１２の回りに回転できる構造となっており、フィ
ードスルー１０６を用いて真空内に導入されている。反
応容器１０１と同電位の対向電極１０３と、支持電極１
０２との間には高周波電源１０７から高周波電圧を印加
することが出来る。対向電極１０３には反応性ガスを反
応容器内に導入するためのガス吹出し孔１０８が各ウエ
ノ・＝１０４の直上に位置して複数個（従って本実施例
ではウェハーと同数）設けられている。本装置により実
際にアルミニウム膜をエツチングする場合は次記の如く
する。

自動搬送機構等を用いアルミニウム膜で被覆されたウェ
ハー１０４を支持電極１０２上の所定位置に搬送した後
、排気管１０９を通して反応容器１０１を排気し、その
後反応ガス嗜入管１１０よりＢＣｌ３　とＣ１２の混合
気体を主成分とする反応性ガスをガス吹き出し孔１０８
を通して導入する。反応性ガスは各・多エバー上に向か
って吹き出され、排気管１０９を通して排気される。こ
の時排気管１０９のコンダクタンスを調整し９反応容器
１０１内圧力が所定圧力になるように設定しておく。こ
の状態で、高周波電源１０７により支持電極１０２と対
向電極１０３の間に高周波電力を印加すると、放電によ
り反応性ガスのプラズマが生じ９発生したエッチャント
にヨリウェハー１０４表面のアルミニウムをエツチング
することになる。アルミニウム表面の薄い酸化膜がエツ
チングされた後のアルミニウム膜のエッチャントは主に
活性化された塩素であると考えられ、ウェハー内のエツ
チング速度は、このエッチャントの濃度に依存する。

従来の装置では、支持電極１０２のうちウェハー１０４
の周辺を９石英やアルミニウムの陽極酸化被膜等の、エ
ッチャントをほとんど消費しない材料でカバーしていた
ため、エッチャントはウェハーの中央部のみで消璧され
ウェハー周辺部でエッチャントの濃度が多くなっていた
。しかし本発明のこの実施例ではウェハー近傍の周辺部
に二二−ラ穿坏等の油　も分子量ポリエチレン樹脂のカ
バー１０５を用いてし　ンため、エッチャントはこのニ
ューライト等の７＜−１０５によっても消費および吸収
され、ウニノー周辺部のエッチャント濃度を低下させる
こと力テきる。これによってウェハー周辺部とウェハー
中央部との濃度勾配を小さくシ、エツチング速ｍＤウェ
ハー内均−性を向上させることが出来る。ただし、ウェ
ハーの表面状態（例えば被エツチニゲアルミニウム層の
分布等）によっては、カバー１０５をウェハーの周囲に
均一に配置すると却ってエツチング速度の不均一をまね
くことがある。従ってカバー１０５の配置には考慮を要
し。

ウェハー１０４の近傍の一部に片寄せて設置することも
ある。

本実施例では更に支持電極１０２が間欠的に回転するよ
う装置が構成されており、各ウェハーが遂次異なるガス
吹出し孔の直下で停止するよう配慮されておりエツチン
グ速度がウェハー相互でも均一化されるよう図っている
。

第２図はカバー１０５として従来使用していた石ウェハ
ー内エツチング速度の均一性と、カバー１０５として超
高分子量ポリエチレン樹脂を用いた本発明の装置のウェ
ハー内エツチング速度の均一性を比較したものである。

実線２０１は従来装置９点線２０２は本発明の装置によ
るウェハー面内エツチング速度分布を示す。従来の装置
ではエツチング速度がウェハー周辺部で異常に高くなり
、１２５ｍｍ１２Ｆウエハーの端から５ｍｍの位置Ｂと
、中央位置Ａのエツチング速度のバラツキは±２４％に
も達りしている。これに対して本発明の装置によると、
ウェハー中央部のエツチング速度をウェハー周辺部のエ
ツチング速度とほぼ同等にすることが出来、ウェハー内
均−性を１２５ｙｎｙｎ５ｉ（ウェハーの端から５ｍｍ
以内で±５チ以下に改善することが出来た。

なお、上記の実施例ではカバー１０５の材料として超高
分子量ポリエチレン樹脂を選んだが、カバーとして用い
ることの出来る材料は活性種を吸収又は活性種と反応し
やすい物質であることが必要条件なのであり、他のポリ
オレフィン系樹脂を用５スも効果がある。

また、前記したようにポリオレフィン系樹脂は支持電極
の全面を昏うのではなく、基板周囲の一部分だけを穆う
こともあり、あるいは支持電極から浮かせて反応容器内
の基板の近傍に吊すなどで露呈せしめることもある。要
はこれによってウェハー上のエッチャントの濃度分布の
調整をすればよいからである。

更にまた９本発明を使用するエツチング装置の形状は、
上記の実施例に拘束されるのではない。

例えば支持電極を複数の短冊状にしてそれらを面として
多角柱電極を構成し、その多角柱を極の周辺を取り囲む
様に円筒状の対向電極を設置する構成のエツチング装置
においても反応容器内のウェハー近傍にポリオレフィン
系樹脂を露呈せしめることにより、エッチャントの濃度
分布を調整し。

ウェハー内及びウェハー間のエツチング速度の均一性を
向上できることは明らかである。

本発明は以上の通りであって、単純な構成によって多大
の効果をあげ多ことができるものである２ｆ業上極めて
有為の発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図　本発明の実施例の平行平板型ドライエツチング
装置の断面図。 第２図　エツチング速度のウェハー内分布を示すグラフ
。 １０１・−・・・・反応容器、１０２−０１．支持電極
。 １０３・・・・−・・対向電極、１ｏ４・曲ウェハー。 １０５・・−・−・・軸、カバー、１ｏ９・曲排気管。 １０７・・−・−・・高周波電源、１１ｏ・・用反応ガ
ス導入管。 特許出願人　日電アネルバ株式会社 ＦＩＧ、２ Ｂ、Ａ　Ｉ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被処理基板を反応容器内の支持電極上に設置し、
   該被処理基板にエツチングを施すドライエツチング装置
   において、該反応容器内の該被処理基枡の近傍にポリオ
   レフィン系樹脂を露呈せしめておくことを特徴とするド
   ライエツチング装置。 （２、特許請求の範囲第一項に記載された装置において
   、該被処理基板の周りに該ポリオレフィン系樹脂を露呈
   せしめておくことを特徴とするドライエツチング装置゛
   。 （３）特許請求の範囲艶−項に記載された装置において
   、該ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン樹脂であるこ
   とを特徴とするドライエツチング装置。 （４）特許請求の範囲第一項に記載された装置において
   、該被処理基板の被エツチング層がアルミニウムを含む
   ことを特徴とするドライエツチング装置首。