JPS60198822A - ドライエツチング装置 - Google Patents

ドライエツチング装置

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JPS60198822A
JPS60198822A JP59054476A JP5447684A JPS60198822A JP S60198822 A JPS60198822 A JP S60198822A JP 59054476 A JP59054476 A JP 59054476A JP 5447684 A JP5447684 A JP 5447684A JP S60198822 A JPS60198822 A JP S60198822A
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JP
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wafer
electrode
gas
etchant
reactive gas
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JP59054476A
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Koki Yasuda
弘毅 安田
Tsutomu Tsukada
勉 塚田
Etsuo Wani
和仁 悦夫
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Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
Anelva Corp
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    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching
    • H01J2237/3341Reactive etching

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】 〔技術分野〕 本発明は被処理基板を反応性ガスプラズマによシエソチ
ングするドライエツチング装置に関する。
〔従来技術〕
反応容器内の高周波電極にウェハー等の被処理基板を設
置してこれにドライエツチングを施す際に、従来は、該
ウェハーに被覆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、適当な絶縁材等でカバーしていた。
これらのカバーの材質としては主に石英、テトラフルオ
ロエチレン樹脂(商品名テフロン)が用いられていたが
、該ウェハー上のアルミニウム膜ないしは多結晶シリコ
ン膜等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各膜のエツチング速度が著しく犬
となる不都゛合があった。このため。
ウェハー内のエツチング速度の均一性を得るのがwlど
 ウェハー腑:11諒IF % l八で千−パー丁 キ
ングされ、パターンの細シや下地が損傷を受ける傾向が
あった。
この種のドライエツチング装置において、ウェハーの周
辺のエツチング速度を大にしている原因は、エツチング
に寄与する反応性ガス及び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量に消費されるため、ウニ/・
−中央とウニ/1−周辺でエッチャントの濃度に勾配が
出来るからである。そのため濃度の犬なる該ウニ/・−
周辺はどエツチング速度が犬となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、試料上の全域に
わたシエッチャントの濃度を均一化して試料を均一にエ
ラチン゛iできるようにしたドライエツチング装置を提
供することにある。
〔発明の構成〕
本発明によれば、真空雰囲気とした真空容器内に反応性
ガスを導入しつつ該真空容器内に設置した互に対向する
第1及び第2の電極間に放電によるガスプラズマを発生
させることによシ、該第1の電極の前記第2の電極に対
する第1の対向面に配置した試料をエツチングするドラ
イエツチング装置において、該第1の電極の前記第1の
対向面のうち少なくとも前記試料の周辺部を前記反応性
ガスの前記ガスプラズマによシ生じるエッチャントを減
じることができる材料からなるカバーによシ被覆し、か
つ前記反応性ガスの吹出孔を、前記第2の電極の前記第
1の電極に対する第2の対向面に、前記試料に対向する
位置に、該反応性ガスが該試料に向かうように設けたこ
とを特徴とするドライエツチング装置が得られる。
〔実施例〕
以下1本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第1図を参照すると9本発明の一実施例による平゛行
乎板壓ドライエツチング装置が示されている。反応容器
101内には、試料104を設置する支持電極102と
対向電極103が互に平行になるように設置されている
。支持電極102上には被処理基板でおるウェハー10
4が同心円状に複数枚載置されている。又、ウェハー1
04の周辺の支持電極102の表面は1反応性ガスプラ
ズマによシ生じる反応種を減するt役割を果すポリオレ
フィン樹脂の一つである超高分子量ポリエチレン樹脂(
商品名ニューライト)製のカバー105によシ被覆され
ている。支持電極102は。
真空内に導入されているもので、フィードスルー(絶縁
体)106を用いて軸111のまゎシに回転出来る栴造
となっている。該支持電極102と。
反応容器101と同電位の対向電極103との間には、
高周波電源107にょシ、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孔108が各ウェハー104の
直上の各ウェハーの中心部に1個ずつ設けられている。
本実施例によるドライエツチング装置にょシ実際にアル
ミニウム膜をエツチングする場合は次のごとくする。自
動搬送戦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移、
腓頷道管1oQか通して反応容器101内を排気する。
その後1反応ガス導入管110よ、9 、 BCt3と
ct2の混合気体を主成分とする反応性ガスをガス吹出
孔108を通して導入する。反応性ガスは、各ウェハー
104上に向かって吹き出され、排気導管109を通し
て排気される。この時、排気導管109のコンダクタン
スを調整し1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
シ、支持電極102と対向電極103との間に高周波電
力を印加すると、放電によって反応性ガスのプラズマが
生じ、生じたエンチャントによシウエハー104表面の
アルミニウムをエツチングすることが出来る。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おると
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10
4の周辺を石英や、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されてい
るため、ウェハー周辺部でエッチャントの供給量が多く
なった。このため、ウェハーの面内で活性種の濃度分布
が生じ、ウエノ1−中央部でのアルミニウムのエツチン
グ速度が周辺部に比較して低下する現象が見られた。
更に、従来の装置では、ウニ/%−相互間のエツチング
速度の均一性を改善する目的で、支持電極102を連続
的に回転させる方法が用いられている。この場合、ガス
吹出孔が第1図に示す対向電極上に位置しても、電極の
回転方向に対しては。
ウェハーのどの部分にもガスが均等に吹き出され。
エッチャントの供給量はウエノ1−の全面にわたシはぼ
均一となる。従って、アルミニウムのエツチング中にウ
エノ・−中央でのエッチャントの濃度が低下し各ウェハ
ーの面内均一性を改善することは離しかった。一方、支
持電極102がエツチング中に固定され該支持電極10
2上のウエノ・−104が定まった位置にあると、ガス
吹出孔108の位置、その穴径、穴の形状のわずかな違
いや、排気導管109の占める位置等及び、電極102
゜103の平行性の狂い等によシ各つエノ・−に対する
ガスの流れ方に局部的の差が生じ、ウエノ・−相互間の
エツチング速度が不均一となるおそれがある。
本発明では、ウニ/・−周辺部にニューライト等の超高
分子量ポリエチレン樹脂の力・?−105を用いている
ため、エッチャントはこのニューライト等のカバー10
5によシ吸収され、ウエノ・−周辺部でのエッチャント
濃度を低下させることが出来る。これによってウニ/・
−面内におけるエッチャントの濃度分布は均一化され、
エツチング速度のウェハー内均−性を向上させることが
出来た。
更に1本発明では支持電極102が間欠的に回転し、各
ウエノ1−がガス吹出孔直下で停止することでウニ・・
−直上よシ絶えず新しいガスを供給してアルミニウムの
エツチング中にエッチャントの消費が多いウニ/・−中
央部へのエッチャント供給、逆転させることも可能とな
った。その上、支持電極102が間欠的に一定角度回転
し、各ウェハーが全てのガス吹出孔の直下で一定時間停
止するため1反応容器内の局部的なガスの流れ方に影響
されずに、ウェハー間のエツチング速度の均一性を。
電極を連続的に回転させた場合と同様に改善することが
出来る。
第2図は従来方式と第1図の本発明による装置を用いた
場合でのアルミニウム膜をエツチングした時のウェハー
面内エツチング速度の均一性の違いを表わしたもので、
実線201は従来の装置による面内エツチング速度分布
を示し、破線202は本発明の装置による面内エツチン
グ速度分布を示す。支持電極のうちウェハーの周辺を覆
うのに。
石英カバーを用い、支持電極を連続的に回転させた従来
方式ではエッチジグ速度がウェハー周辺部で異常に高<
&D、125mmφウェハーの端から5+I+++1の
位置Bと中央Aでのエツチング速度のバラツキは±24
チにも達している。これに対して。
ング速度とほぼ同等にすることが出来る。このため、ウ
ェー・−内均一性を125■φウニ/・−の端から5閣
以内で±5%以下に改善することが出来ている。
第3図は第1図の装置における各ウニ/−−104と、
その直上に配置されるガス吹出し孔108との関係を説
明するための図である。第3図(、)は。
上述したごとく、各ウニ、−−104の直上のウェハー
の中心部に1個ずつのガス吹出孔108がある場合を示
したものである。また、第3図(b)はウェハー104
の中央部に円周状に6個のガス吹出孔108を設けた例
を示し、ウニ/・−内のエツチング速度の均一性をより
高めようとするものである。さらに、ウニ/・−104
直上の対向電極103の一部に連続気泡型の多孔質材料
を用いてその全面からガスを吹出させるときは、さらに
均一性の高いエツチングが可能となる。即ち1本発明に
おける吹出孔は、それがウニ/・−直上部にあるという
こと以外では、その形状、配置、数量等に制限はなく様
々に実施することが出来る。
本実施例ではカバー105として超高分子量ポリエチレ
ン樹脂製のものを用いたが、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
質であれば何でも良い。例エバ、ポリエチレン樹脂以外
のポリオレフィン系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ボリ
アリレート系樹脂等の高分子材料はもとよシ、カーボン
、単結晶又は多結晶等のシリコン、シリコンカーバイト
アルミニウム等の金属を含む無機物であっても良い。又
、支持電極102の全面をカバー105で覆ってもよい
。一枚つエバー処理装置へ適用する場合は、支持電極を
間欠的に回転する必要は少なくなる。
さらに上述した実施例では1本発明を二枚の互いに平行
な円板状電極を向い合わせた平行平板型ドライエツチン
グ装置に適用した場合を説明したが、電極の形状は本実
施例に拘束されない。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
柱電極の周辺を取シ囲む様に対向電極を設置し、各短冊
状支持電極上に設置したウェハーの直面する位置にある
対向電極にガス導入孔を配置する態様にも本発明のドラ
イエツチング装置は実施出来る。この場合は該角柱電極
をその柱面の軸のまわシに間欠的に回転さ壮ることとな
る。
本発明の装置でエツチングできる物質はアルミニウムに
限らずポリシリコンや、モリブデン等の金属や、そのシ
リサイド等が可能である。又1反応種も塩素に限定され
るものではなく、弗素等の他のハロゲンや該ハロケ゛ン
化合物であっても良い。
以下に本発明の実施の態様を列挙する。
(1)複数枚の被処理基板を反応容器内の支持電極上に
回転対称に設置し、高周波電力を印加することによって
該被処理基板にエツチングを施こすドライエツチング装
置において、該支持電極表面のうち少なくとも該被処理
基板の周辺部を、該反応容器内に導入する反応性ガスプ
ラズマによシ生じるエッチャントを減することができる
材料からなるカバーによシ被覆し、かつ、該反応性ガス
の吹出孔を該支持電極に対向した対向電極に該被処理基
板の直上に位置して設け、該支持電極を該回転対称形の
対称軸を中心に間欠的に一定角度ずつ回転し該被処理基
板が該ガス吹出孔のほぼ直下で一定時間停止可能な如く
構成したことを特徴とするドライエツチング装置。
(2) カバーの材料が、ポリオレフィン系樹脂である
ことを特徴とする上記第(1)項記載のドライエツチン
グ装置。
(3) カバーの材料がポリオレフィン系樹脂であるこ
とを特徴とする上記第(1)項記載のドライエツチング
装置。
(4) カバーの材料がボリアリレート系樹脂であるこ
とを特徴とする上記第(1)項記載のドライエツチング
装置。
(5) カバーの材料がカーボンであることを特徴とす
る上記第(1)項記載のドライエツチング装置。
(6) カバーの材料が単結晶、多結晶等のシリコンで
あることを特徴とする上記第(1)項記載のドライエツ
チング装置。
(7) カバーの材料がアルミニウムであることを特徴
とする上記第(1)項記載のドライエツチング装置。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、試料を置く第1の
電極の少なくとも該試料の周辺部を1反応性ガスのプラ
ズマによシ生じるエッチャントを減じることができる材
料からなるカバーで被覆することによシ、試料上の全域
にわたシエッチャントの濃度を均一化することができ、
試料を均一にエツチングできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるドライエツチング装置
の断面図、第2図は第1図のドライエツチング装置と従
来のドライエツチング装置のエツチング速度のウェー・
−内分布を示す図、第3図はウェハーとガス吹出孔の相
対位置を示す平面図である。 101・・・反応容器、102・・支持電極、103・
対向電極、104・ウェハー、105・・カバー。 106・・・フィードスルー、107・・・高周波電源
。 108 ガス吹出孔、109・・・排気導管、110・
・・反応ガス導入管、111・・・軸・第2図 第3図 (0,) 、(b) 手続補正書 昭和60年2月S日 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第54476号 2、発明の名称 ドライエツチング装置 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の柿 7、補正の内容 (1)明細書第4頁第17行目に「試料14」とあるの
を「ウェハー104」と補正する。 (2)同書第11頁第10行目から第13行目にかけて
[また、支持電極102の全面を一一一一一一回転する
必要は少なくなる。」とあるのを次のように補正する。 [また、支持電極102の全面をカバー105で覆って
もよい。また、一枚つエバー処理装置へ本発明を適用す
ることはもちろん可能であり、この場合は、ウェハーを
設置した支持電極を間欠的に回転させる必要は少なく、
また、必ずしも回転させなくとも同様な効果が得られる
。」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 真空雰囲気とした真空容器内に反応性ガスを導入
    しつつ該真空容器内に設置した互に対向する第1及び第
    2の電極間に放電によるガスプラズマを発生させること
    により、該第1の電極の前記第2の電極に対する第1の
    対向面に配置した試料をエツチングするドライエツチン
    グ装置において。 該第1の電極の前記第1の対向面のうち少なくとも前記
    試料の周辺部を、前記反応性ガスの前記ガスプラズマに
    よシ生ずるエッチャントを減じることができる材料から
    なるカバーによシ被覆し、かつ前記反応性ガスの吹出孔
    を、前記第2の電極の前記第1の電極に対する第2の対
    向面に、前記試料に対向する位置に、該反応性ガスが該
    試料に向ング装置。
JP59054476A 1984-03-23 1984-03-23 ドライエツチング装置 Pending JPS60198822A (ja)

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