JPS60208836A - プラズマ・エツチング装置 - Google Patents
プラズマ・エツチング装置Info
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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】
[産業上の利用分野]
本発明はプラズマ・エツチング技術に係り、更に具体的
には本発明は改良したプラズマ・エツチング装置用の電
極構造体に係る。
には本発明は改良したプラズマ・エツチング装置用の電
極構造体に係る。
[従来技術]
プラズマ・エツチング技術は半導体ウェハの様な製品を
エツチングするために用いる。この技術は低温で行われ
るので、マスク材としてフォトレジストを用いる事が出
来る。またプラズマ・エツチングは化学的プロセスであ
るので、エツチングに於ける選択度は非常に高く、マス
クのエツチングを最小にすることができる。
エツチングするために用いる。この技術は低温で行われ
るので、マスク材としてフォトレジストを用いる事が出
来る。またプラズマ・エツチングは化学的プロセスであ
るので、エツチングに於ける選択度は非常に高く、マス
クのエツチングを最小にすることができる。
その様なエツチングに於ける問題点は処理する材料に関
してプラズマを形成する種の不均一性にある。これは一
部はカソード及びアノード間の電界の変動によるもので
ある。
してプラズマを形成する種の不均一性にある。これは一
部はカソード及びアノード間の電界の変動によるもので
ある。
ウェハなどのエツチングすべき生成材は慣習的にバッチ
処理される。即ちウェハはプラズマ・エツチング装置の
一方の電極上に平らに配置されて、プラズマに露出され
る。この様なバッチ・エツチングでは一度に多数のウェ
ハを処理できるので、均一性の点で劣るが、好んでこの
方法が用いられる。この様なバッチ・エツチング法はス
ループットを増大させるが、通常の装置に於けるガス流
、温度、電界、プラズマ形成の故に、装置内の位置に依
存してプラズマがそのバッチに於ける各ウェハに異った
効果を与える。例えばエツチング・し−ト及びエツチン
グ量が電極上のウェハの位置に大きく依存するのである
。概して、エツチング・レートは電極上のウェハの放射
方向の位置によって変動する。かくしてバッチ・エツチ
ングしたウェハは不均一にエツチングされる事になる。
処理される。即ちウェハはプラズマ・エツチング装置の
一方の電極上に平らに配置されて、プラズマに露出され
る。この様なバッチ・エツチングでは一度に多数のウェ
ハを処理できるので、均一性の点で劣るが、好んでこの
方法が用いられる。この様なバッチ・エツチング法はス
ループットを増大させるが、通常の装置に於けるガス流
、温度、電界、プラズマ形成の故に、装置内の位置に依
存してプラズマがそのバッチに於ける各ウェハに異った
効果を与える。例えばエツチング・し−ト及びエツチン
グ量が電極上のウェハの位置に大きく依存するのである
。概して、エツチング・レートは電極上のウェハの放射
方向の位置によって変動する。かくしてバッチ・エツチ
ングしたウェハは不均一にエツチングされる事になる。
従来は1石英のスペーサを用いてウェハを選択的に間隔
を置いて配置し、電極上の暗部を均一にするために電極
全体のまわりに伸延したシールドを設け、電極表面を丸
くし、あるいは装置内のプラズマ形成ガス流の分布を変
える事がこの不均一性の問題を解決するために提案され
た。
を置いて配置し、電極上の暗部を均一にするために電極
全体のまわりに伸延したシールドを設け、電極表面を丸
くし、あるいは装置内のプラズマ形成ガス流の分布を変
える事がこの不均一性の問題を解決するために提案され
た。
これらの解決方法を用いてもエツチングの均一度の問題
は相当なものであって、電極の端部に沿って配置したウ
ェハよりも中央部に置いたウェハの方が急速にエツチン
グされ、バッチ均一度は18%乃至25%に達した。
は相当なものであって、電極の端部に沿って配置したウ
ェハよりも中央部に置いたウェハの方が急速にエツチン
グされ、バッチ均一度は18%乃至25%に達した。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的はプラズマ・フィールドもしくはチャンバ
ーの変則状態(abnormality)を補償する事
によってプラズマ・エツチング装置に於けるエツチング
均一度を改善する事にある。
ーの変則状態(abnormality)を補償する事
によってプラズマ・エツチング装置に於けるエツチング
均一度を改善する事にある。
本発明の他の目的はエツチング装置に於いて処理する材
料(生成材)の上に付着された被膜に於ける差異による
エツチングの変動を補償する事にある。
料(生成材)の上に付着された被膜に於ける差異による
エツチングの変動を補償する事にある。
本発明の更に他の目的はバッチ・プラズマ・エツチング
電極上に配置した材料の各々の個別的処理を実施する事
にある。
電極上に配置した材料の各々の個別的処理を実施する事
にある。
本発明の更嘉こ他の目的はプラズマ・エツチング装置内
に配置した生成材料を、その位置に関係なくほぼ同じレ
ートでエツチングしうる装置を提供する事にある。
に配置した生成材料を、その位置に関係なくほぼ同じレ
ートでエツチングしうる装置を提供する事にある。
本発明の更に他の目的は、エツチングするウェハの寸法
に関係なく任意の個々の材料の表面を均一にエツチング
する事を保証する事にある。
に関係なく任意の個々の材料の表面を均一にエツチング
する事を保証する事にある。
[問題点を解決するための手段]
発明者はこれまで用いられなかった特異な電極を用いる
事によって、バッチ・エツチング装置、バッチ・エツチ
ャー)の高スループツトを達成しうると同時に、エツチ
ングの均一性を達成しうる事を見出した。
事によって、バッチ・エツチング装置、バッチ・エツチ
ャー)の高スループツトを達成しうると同時に、エツチ
ングの均一性を達成しうる事を見出した。
この顕著な改善は複数の開口を有するウェハ担持電極を
用い、各開口に調整した材料ホルダを挿入する事によっ
て実現される。各ホルダは、ホルダ内に含まれる各材料
を直接とりまくプラズマの特性が他のホルダに含まれる
他の材料をとりまくプラズマの特性とほぼ同じになるよ
うに、電極上の位置に従って調整される。更に、電極上
の位置の相異に関してだけでなく、ホルダ内の材料表面
に見られる膜厚差の様な被膜の特異性に関しても各ホル
ダを調整する事ができる。
用い、各開口に調整した材料ホルダを挿入する事によっ
て実現される。各ホルダは、ホルダ内に含まれる各材料
を直接とりまくプラズマの特性が他のホルダに含まれる
他の材料をとりまくプラズマの特性とほぼ同じになるよ
うに、電極上の位置に従って調整される。更に、電極上
の位置の相異に関してだけでなく、ホルダ内の材料表面
に見られる膜厚差の様な被膜の特異性に関しても各ホル
ダを調整する事ができる。
[実施例]
本発明に於いて、装置、バイアスなどに依存して電極は
アノードでも、カソードでもよい事を理解されたい。本
発明に於いて用いるホルダはその内部に含んだ材料に対
する熱的電気的接触を保証するが、ホルダの近辺のプラ
ズマの特性を物理的に変える様にも設計される。ホルダ
の形状は、除去する被膜の型並びに装置内のホルダの試
理的な位置を考慮する様に変える事ができる。
アノードでも、カソードでもよい事を理解されたい。本
発明に於いて用いるホルダはその内部に含んだ材料に対
する熱的電気的接触を保証するが、ホルダの近辺のプラ
ズマの特性を物理的に変える様にも設計される。ホルダ
の形状は、除去する被膜の型並びに装置内のホルダの試
理的な位置を考慮する様に変える事ができる。
第1図に典型的なバッチ型の平行プラズマ・エツチャー
を示す。このプラズマ・エツチャーはチャンバ10、上
方電極11、下方電極12(複数個の半導体ウェハ13
を担持している)を有している。電極11は例えばカソ
ードであり5電極12はアノードであって、両者ともR
F源(図示せず)に接続される。管14を介してカソー
ド11の中心部からチャンバ10内に、しがも電極11
及び12の間にプラズマ形成ガスを入れる。チャンバ1
0にその様なガスを入れる事によって、RF源をオンに
すると電極11及び12の間にプラズマが形成される。
を示す。このプラズマ・エツチャーはチャンバ10、上
方電極11、下方電極12(複数個の半導体ウェハ13
を担持している)を有している。電極11は例えばカソ
ードであり5電極12はアノードであって、両者ともR
F源(図示せず)に接続される。管14を介してカソー
ド11の中心部からチャンバ10内に、しがも電極11
及び12の間にプラズマ形成ガスを入れる。チャンバ1
0にその様なガスを入れる事によって、RF源をオンに
すると電極11及び12の間にプラズマが形成される。
図示しない真空ポンプと結合した排気管9を介してチャ
ンバ1oがらプラズマ形成ガスを排気する。この様なエ
ツチャーは市販されているので、詳細には説明しない。
ンバ1oがらプラズマ形成ガスを排気する。この様なエ
ツチャーは市販されているので、詳細には説明しない。
第1図では上下に給排口を設けであるが、側方に設けて
もよい事は云うまでもない。
もよい事は云うまでもない。
本発明に従って設計した第1図の7ノード12の拡大図
を第2図及び第3−に示す。第2図はアノードの平面図
である。この7ノードは、−実施例を説明するために示
す直径8.26on (3,25インチ)の半導体ウェ
ハについて使用するために設計する場合、例えば厚さ0
.635anで直径約6601のほぼ平坦な円形のプレ
ートよりなる。
を第2図及び第3−に示す。第2図はアノードの平面図
である。この7ノードは、−実施例を説明するために示
す直径8.26on (3,25インチ)の半導体ウェ
ハについて使用するために設計する場合、例えば厚さ0
.635anで直径約6601のほぼ平坦な円形のプレ
ートよりなる。
本発明に従い、第2図に示す電極12は、複数個の開口
を有している。一連の同心リングのアレイ状にこれらの
開口を配列する。図示する電極に於いて、中心開口15
は夫々2つの同心リング開口15a及び15bによって
包囲されている。これらの開口は全て同一の形状であっ
て、第3図に示す様にステップ状の内壁を有している。
を有している。一連の同心リングのアレイ状にこれらの
開口を配列する。図示する電極に於いて、中心開口15
は夫々2つの同心リング開口15a及び15bによって
包囲されている。これらの開口は全て同一の形状であっ
て、第3図に示す様にステップ状の内壁を有している。
開口の大きい方の開口部の直径16はおよそ9.53(
7)。
7)。
小さい方の開口部の直径17は約8.26anである。
即ち0.64amの肩部18が各開口に設けられている
。
。
第2図の電極に挿入するのに適している異ったウェハ・
ホルダを第4図乃至第8図に示す。
ホルダを第4図乃至第8図に示す。
第4図はリング30(外部の唇状部31及びウェハ33
を支持する肩部32を有する)として形成したホルダを
示す、ウェハ33の上部表面がホルダ30の上部表面と
一致する様にウェハを支持する。
を支持する肩部32を有する)として形成したホルダを
示す、ウェハ33の上部表面がホルダ30の上部表面と
一致する様にウェハを支持する。
第5図は他のウェハ・ホルダを示す。この例に於いては
、ホルダは唇状部36よりなり、ウェハ38をセットす
るため′の肩部37が設けられている。唇状部36及び
肩部37はリング35、ウェハ38及び電極12の上部
表面が全て同じ面内になる事を保証する様な寸法に形成
する。リング35の底部の中央内部には挿入体39が充
填される。
、ホルダは唇状部36よりなり、ウェハ38をセットす
るため′の肩部37が設けられている。唇状部36及び
肩部37はリング35、ウェハ38及び電極12の上部
表面が全て同じ面内になる事を保証する様な寸法に形成
する。リング35の底部の中央内部には挿入体39が充
填される。
挿入体は図示する様にリング35の底部からウェハの下
のレベルまで達している。ウェハ38の底面と挿入体3
9の上面の間のスペース40はウェハ38の厚さにほぼ
等しい。この挿入体は導電性のものでも絶縁性のもので
もよいが、通常導電性のものであるのが好ましい。
のレベルまで達している。ウェハ38の底面と挿入体3
9の上面の間のスペース40はウェハ38の厚さにほぼ
等しい。この挿入体は導電性のものでも絶縁性のもので
もよいが、通常導電性のものであるのが好ましい。
第6図は唇状部42及び凹部43を有する皿状体41と
して形成したウェハ・ホルダを示す。この場合も唇状部
の厚さは、ホルダの上面が電極12の上部表面と同一面
になる様にする。凹所43の深さは、その内部に配置さ
ハるウェハ44の厚さの少くとも2倍である。電極12
内にホルダを配置する場合、ウェハ44は皿状体の底部
に配置され、ウェハの表面は皿状体の凹所内に位置し、
電極12の上部表面より下になる。
して形成したウェハ・ホルダを示す。この場合も唇状部
の厚さは、ホルダの上面が電極12の上部表面と同一面
になる様にする。凹所43の深さは、その内部に配置さ
ハるウェハ44の厚さの少くとも2倍である。電極12
内にホルダを配置する場合、ウェハ44は皿状体の底部
に配置され、ウェハの表面は皿状体の凹所内に位置し、
電極12の上部表面より下になる。
第7図は第6図のホルダと類似したホルダである。これ
は、皿状部45、唇状部46及び凹所47(深さはその
内部に配置されるウェハ48の厚さの2倍)から成る。
は、皿状部45、唇状部46及び凹所47(深さはその
内部に配置されるウェハ48の厚さの2倍)から成る。
更に、凹所47には溝部49が設けられており、溝部4
9は皿状部の中央に中央ペデスタル部50が形成される
様に外縁端部を一循している。この溝部49の深さは少
くともウェハの厚さに等しくするべきである。これによ
ってウェハ48の外側端部は中央ペデスタル部50の外
につき出た状態となる。
9は皿状部の中央に中央ペデスタル部50が形成される
様に外縁端部を一循している。この溝部49の深さは少
くともウェハの厚さに等しくするべきである。これによ
ってウェハ48の外側端部は中央ペデスタル部50の外
につき出た状態となる。
第4図ないし第7図に示されるホルダの各々は、i状部
が電極の上部表面よりも上になる様に変更する事が可能
である。
が電極の上部表面よりも上になる様に変更する事が可能
である。
第8図はメサ型のホルダを示す。このホルダは。
電極12の肩部18に乗る唇状部52を有する本体61
から成る。この図に於いて、本体61はその表面がメサ
状に電極12の上部表面の面よりも高くなる様に形成さ
れ、よってウェハ53は電極12の上部表面よりも上方
に支持される。
から成る。この図に於いて、本体61はその表面がメサ
状に電極12の上部表面の面よりも高くなる様に形成さ
れ、よってウェハ53は電極12の上部表面よりも上方
に支持される。
第9図は唇状部62及びウェハを挿入できる凹所63を
備えた皿状体61を有するホルダを示す。
備えた皿状体61を有するホルダを示す。
凹所63は電極12の上部表面と平行な平坦な底部を有
している。唇部62は厚さが変わる上方に伸びる縁部6
2を有している。ホルダの一方の側から他の側へかけて
線部62厚さを変える事によって、皿状体61の上部表
面は電極12の上部表面の面に対して成る角度をなす。
している。唇部62は厚さが変わる上方に伸びる縁部6
2を有している。ホルダの一方の側から他の側へかけて
線部62厚さを変える事によって、皿状体61の上部表
面は電極12の上部表面の面に対して成る角度をなす。
よって縁部62は一方の側に於いては電極12の上部表
面よりも上に出ているのに対して、他の側に於いては電
極12の表面とほぼ同じレベルにある。
面よりも上に出ているのに対して、他の側に於いては電
極12の表面とほぼ同じレベルにある。
第10図は第9図の傾斜型ホルダの変形例を示す。ウェ
ハ・ホルダ65は唇状部66及びウェハを挿入する凹所
67を有している。凹所67は電極12の上部表面に対
して成る角度をなす平坦な底部68を有している。この
場合も唇状部62は厚さの変わる縁部を有している。よ
って縁部の上部表面は電極12の上部表面と成る角度を
なしている。凹所67の底部の面と電極12の表面との
なす角度は、電極12の表面と縁部66の上部表面のな
す角度と同じ角度に維持され、凹部67の底部が縁部の
表面のわずか下に位置する様に構成するのが好ましい。
ハ・ホルダ65は唇状部66及びウェハを挿入する凹所
67を有している。凹所67は電極12の上部表面に対
して成る角度をなす平坦な底部68を有している。この
場合も唇状部62は厚さの変わる縁部を有している。よ
って縁部の上部表面は電極12の上部表面と成る角度を
なしている。凹所67の底部の面と電極12の表面との
なす角度は、電極12の表面と縁部66の上部表面のな
す角度と同じ角度に維持され、凹部67の底部が縁部の
表面のわずか下に位置する様に構成するのが好ましい。
最初は、第4図乃至第7図に示した異なった形のウェハ
・ホルダの各々を装荷した電極を用いてサンプルを処理
した。各ホルダの各ウェハ上のフォトレジスト及びポリ
イミド被覆に関して、12゜75ワツト、9Qsccm
のガス流量、20℃に於いて60ミリトルの100%0
□等の条件で動作するプラズマ装置を用いて、第4図な
いし第7図の各タイプのウェハ・ホルダを装荷した電極
について平均ウェハ内均一度(With in waf
er Uniformity)を以下に於いて示す。
・ホルダの各々を装荷した電極を用いてサンプルを処理
した。各ホルダの各ウェハ上のフォトレジスト及びポリ
イミド被覆に関して、12゜75ワツト、9Qsccm
のガス流量、20℃に於いて60ミリトルの100%0
□等の条件で動作するプラズマ装置を用いて、第4図な
いし第7図の各タイプのウェハ・ホルダを装荷した電極
について平均ウェハ内均一度(With in waf
er Uniformity)を以下に於いて示す。
第4図に示したホルダを装荷した電極に対する平均的な
ウェハ内向一度は13.1%であった。
ウェハ内向一度は13.1%であった。
ここで用いるウェハ均一度は、ウェハあたり5ポイント
を用いて測定した均一度であって、その結果を3σ/マ
情報として示したものである。
を用いて測定した均一度であって、その結果を3σ/マ
情報として示したものである。
ホルダを第5図に示した形に変えた場合、ウェハ内向一
度は12.1%に改善された。
度は12.1%に改善された。
第6図に示したホルダに替えた場合、均一度は9.7%
に改善された。第7図のホルダの場合、大きな変化はな
く、10%のウェハ均一度が得られた。第6図に示した
ホルダが最も低いウェハ内向一度を呈したので、以後の
テストにこのホルダを用いた。
に改善された。第7図のホルダの場合、大きな変化はな
く、10%のウェハ均一度が得られた。第6図に示した
ホルダが最も低いウェハ内向一度を呈したので、以後の
テストにこのホルダを用いた。
第6図のホルダを用いた場合、第1図の内部の中央位置
15及び15aに於けるウェハ内向一度は10%ないし
それ以下であるが、外側の位置15bではウェハ均一度
は平均15.8%であった。
15及び15aに於けるウェハ内向一度は10%ないし
それ以下であるが、外側の位置15bではウェハ均一度
は平均15.8%であった。
これは、外側位置15bのウェハが位w15もしくは1
5aのウェハよりも早いレートでエツチングされる事を
示している。更にテストを行う事によって、もしもホル
ダの表面がらおよそo、321下の深さの位置にウェハ
の表面をセットするならば、内側位置15.15aに於
いておよそ2゜3%のウェハ均一度が得られ、外側位置
15bに於いて7%の均一度が得られる事が判った。更
にテストを実施する事によって、外側位置15bバツチ
・レート均一度は、第8図の傾斜ホルダを用いると更に
改善される事が判った。このホルダに於いて、ウェハ表
面の深さは外側端部に於いて0゜32amないし0.5
1CIIの範囲にあり、それらの外側位置15bに於け
るウェハ均一度は平均4゜2%であった。
5aのウェハよりも早いレートでエツチングされる事を
示している。更にテストを行う事によって、もしもホル
ダの表面がらおよそo、321下の深さの位置にウェハ
の表面をセットするならば、内側位置15.15aに於
いておよそ2゜3%のウェハ均一度が得られ、外側位置
15bに於いて7%の均一度が得られる事が判った。更
にテストを実施する事によって、外側位置15bバツチ
・レート均一度は、第8図の傾斜ホルダを用いると更に
改善される事が判った。このホルダに於いて、ウェハ表
面の深さは外側端部に於いて0゜32amないし0.5
1CIIの範囲にあり、それらの外側位置15bに於け
るウェハ均一度は平均4゜2%であった。
これらのエツチング均一度の差は以下の説明によってよ
り良く理解しうるであろう。その様な差は全体として次
の4つのカテゴリーに分けられる。
り良く理解しうるであろう。その様な差は全体として次
の4つのカテゴリーに分けられる。
(1) ウェハの中心領域が外側端部よりエツチングが
速い。
速い。
(2) ウェハの外側端部が中心領域よりもエツチング
が速い。
が速い。
(3)外側端部の一部がウェハの残部よりもエツチング
が速い。
が速い。
(4)電極端部に近い電極の領域が電極の残部よりもエ
ツチングが速い。 ゛ これらの効果の組合せも生じうる。これらの問題に対処
するために、第4図ないし第10図に示した設計の基本
ウェハホルダを用いる。
ツチングが速い。 ゛ これらの効果の組合せも生じうる。これらの問題に対処
するために、第4図ないし第10図に示した設計の基本
ウェハホルダを用いる。
第6図のホルダを、上記の現象(1)及び(2)を解決
するために用いる。凹所43が深ければ深い程、唇状部
42によって保護される事によってウェハ44の外側端
部はよりゆっくりとエツチングされる。凹所43の深さ
を減じると、全ウェハにわたってエツチング・レートが
わずかに増加し、凹所をより深くすると、ウェハのエツ
チング・レートが減じる。代りに、もしもウェハを下げ
ずに、第8図のメサ形ホルダを用いて電極表面よりも高
く上げると、ウェハ53の外側端部はより速くエツチン
グされる。よって、改善されたパッチ均一度を得るため
に、異なった深さの凹所あるいは高さの異なるメサを用
いたホルダを電極全体に配置する事ができる事が判る。
するために用いる。凹所43が深ければ深い程、唇状部
42によって保護される事によってウェハ44の外側端
部はよりゆっくりとエツチングされる。凹所43の深さ
を減じると、全ウェハにわたってエツチング・レートが
わずかに増加し、凹所をより深くすると、ウェハのエツ
チング・レートが減じる。代りに、もしもウェハを下げ
ずに、第8図のメサ形ホルダを用いて電極表面よりも高
く上げると、ウェハ53の外側端部はより速くエツチン
グされる。よって、改善されたパッチ均一度を得るため
に、異なった深さの凹所あるいは高さの異なるメサを用
いたホルダを電極全体に配置する事ができる事が判る。
特に第7図の設計のホルダは、中心領域に於けるより顕
著なRF結合の故にその領域に於けるエツチング・レー
トを改善するために用いる事ができる。これは現象(2
)を矯正する。よりすぐれたRF結合によってウェハの
外側端部のエツチング・レートを増大させるために第5
図の設計のホルダを用いる。これは上記の現象(1)を
補正する。これらの設計の両方のホルダは熱転写問題に
敏感である。熱伝導性のペデスタルに接触してないウェ
ハの領域はエツチングの間に加熱される傾向があり、い
くつかの被膜が異なるレートでエツチングされる。この
現象はウェハのこれらの領域に対して電気的に絶縁性の
熱転写媒体を加える事によって補正できる。
著なRF結合の故にその領域に於けるエツチング・レー
トを改善するために用いる事ができる。これは現象(2
)を矯正する。よりすぐれたRF結合によってウェハの
外側端部のエツチング・レートを増大させるために第5
図の設計のホルダを用いる。これは上記の現象(1)を
補正する。これらの設計の両方のホルダは熱転写問題に
敏感である。熱伝導性のペデスタルに接触してないウェ
ハの領域はエツチングの間に加熱される傾向があり、い
くつかの被膜が異なるレートでエツチングされる。この
現象はウェハのこれらの領域に対して電気的に絶縁性の
熱転写媒体を加える事によって補正できる。
第9図及び第10図の設計のホルダは前記の現象(3)
及び(4)を補正するために非常に首尾よく用いられる
。通常これらの現象は電極端部による効果によって生じ
る。概してこれらの縁端効果によって、電極端部に最も
近いウェハの部分がウェハの残部よりも早くエツチング
される事になる。第9図の設計のホルダ(ペデスタルの
縁部の一側部が他側部よりも例えば0.89am程高く
なっている)を用いる事によって、その縁端効果を補正
する事ができる。縁部の高い方の部分が最も外部の電極
端部に最も近くなる様に、よってウェハの外側端部をよ
りよく保護する様に、ホルダを電極に配置する事が望ま
しい。第9図に示すホルダはウェハ表面を電極表面と平
行に維持する。第10図のホルダは、図示する様に電極
12の表面に対してウェハを傾斜させる。
及び(4)を補正するために非常に首尾よく用いられる
。通常これらの現象は電極端部による効果によって生じ
る。概してこれらの縁端効果によって、電極端部に最も
近いウェハの部分がウェハの残部よりも早くエツチング
される事になる。第9図の設計のホルダ(ペデスタルの
縁部の一側部が他側部よりも例えば0.89am程高く
なっている)を用いる事によって、その縁端効果を補正
する事ができる。縁部の高い方の部分が最も外部の電極
端部に最も近くなる様に、よってウェハの外側端部をよ
りよく保護する様に、ホルダを電極に配置する事が望ま
しい。第9図に示すホルダはウェハ表面を電極表面と平
行に維持する。第10図のホルダは、図示する様に電極
12の表面に対してウェハを傾斜させる。
プラズマ・エツチング及び反応性イオン・エツチング(
RI E)には基本的な相異点がある。RIEは方向性
のあるエツチングであるが、プラズマ・エツチングは一
般的にはそうではない。従って、RIEに於いて側壁を
真直ぐに下方へエツチングするためには、ウェハを電極
表面に対して平行に即ち第9図に示す様にしなければな
らない。
RI E)には基本的な相異点がある。RIEは方向性
のあるエツチングであるが、プラズマ・エツチングは一
般的にはそうではない。従って、RIEに於いて側壁を
真直ぐに下方へエツチングするためには、ウェハを電極
表面に対して平行に即ち第9図に示す様にしなければな
らない。
しかしながら、プラズマ・エツチングは非方向性を呈す
るので、ウェハを傾ける事ができる。第10図に示す様
に、ウェハの高くもち上げた領域を上方の電極により近
く配置し、より高速度でエツチングする事ができる。第
9図及び第10図に示すホルダを用いる事によって、電
極12上の開口の最外部のリングに見出される縁端効果
を有効に相殺する事ができ、実施されるエツチングのタ
イプに関係なく最良の結果が得られる。
るので、ウェハを傾ける事ができる。第10図に示す様
に、ウェハの高くもち上げた領域を上方の電極により近
く配置し、より高速度でエツチングする事ができる。第
9図及び第10図に示すホルダを用いる事によって、電
極12上の開口の最外部のリングに見出される縁端効果
を有効に相殺する事ができ、実施されるエツチングのタ
イプに関係なく最良の結果が得られる。
最適のホルダを備えた電極を作る場合に考慮すべき他の
事項は、ホルダを構成する材料である。
事項は、ホルダを構成する材料である。
何故ならば、材料によってRF電界が変化し、効果に影
響を与えるからである。例′えば、ウェハのエツチング
の均一度を改善するために、ホルダを絶縁材で被覆した
り、絶縁材で作ったりする事ができる。ウェハを揮発性
の物質ホルダで包囲する事によって、揮発物質をウェハ
・フィルムと同じレートでエツチングされる様にすると
、前述の現象(2)の補正が助長される。
響を与えるからである。例′えば、ウェハのエツチング
の均一度を改善するために、ホルダを絶縁材で被覆した
り、絶縁材で作ったりする事ができる。ウェハを揮発性
の物質ホルダで包囲する事によって、揮発物質をウェハ
・フィルムと同じレートでエツチングされる様にすると
、前述の現象(2)の補正が助長される。
以上に於いて、開口を設けた電極を用い、装置に於ける
生成材の位置に関係なく、生成材の均一なエツチングを
実施しうる選択された設計の生成材ホルダを上記開口に
配置する本発明の詳細な説明した。
生成材の位置に関係なく、生成材の均一なエツチングを
実施しうる選択された設計の生成材ホルダを上記開口に
配置する本発明の詳細な説明した。
ホルダ内に含まれる生成材を直接包囲する局所的な物理
的特性を変更する事によってその内部に含まれる生成材
のエツチング均一度を各ホルダが制御する事によって上
記の効果が奏せられる。各生成材まわりの局所的特性は
適当な設計のホルダによって各生成材自体の特定のニー
ズに従って変更される。これらの個々のホルダは、局所
的なRF電界を物理的に呈する事によってフィルム及び
反応室両者の変則状態(abnormality)を補
償する事により、アート上の生成材のエツチング均一度
を相当改善する。
的特性を変更する事によってその内部に含まれる生成材
のエツチング均一度を各ホルダが制御する事によって上
記の効果が奏せられる。各生成材まわりの局所的特性は
適当な設計のホルダによって各生成材自体の特定のニー
ズに従って変更される。これらの個々のホルダは、局所
的なRF電界を物理的に呈する事によってフィルム及び
反応室両者の変則状態(abnormality)を補
償する事により、アート上の生成材のエツチング均一度
を相当改善する。
バッチ・エツチャーを詳細に説明したが、単一ウェハ・
エツチャーに於いてもホルダーの修整を用いうる事は云
うまでもない。
エツチャーに於いてもホルダーの修整を用いうる事は云
うまでもない。
更に、平坦なバッチ電極について説明したが、曲面を有
する電極も用いうる事を理解されたい。
する電極も用いうる事を理解されたい。
但しこの場合、ホルダの形は電極の曲面を補償する何ら
かの修整が必要である。
かの修整が必要である。
[発明の効果]
本発明によって、電極上に配置される生成材の位置に関
係なく均一なエツチングを実施しうる改′良されたプラ
ズマ・エツチング装置が得られる。
係なく均一なエツチングを実施しうる改′良されたプラ
ズマ・エツチング装置が得られる。
第1図はバッチ・プラズマ・エツチング装置を示す図、
第2図は電極の部分を示す図、第3図は第2図の3−3
線に沿う断面図、第4図乃至第10図は種々の形のウェ
ハ・ホルダを示す図である。 9・・・・排気管、10・・・・チャンバ、11・・・
・上方電極、12・・・・下方電極、13・・・・半導
体ウェハ、14・・・・管。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 岡 1) 次 生 (外1名) 第1頁の続き 0発 明 者 ロバート・バーナー アメド・マツクル
ア ン、 @発明者 ダニエル・ジョン・ボ アメインデクスター
ズ・“ リカ合衆国バーモント州エセックス・ジャンクショロタ
ンダ・アベニ2−101地 リカ合衆国バーリント州サウス・バーリントン、ヘイr
ベニュー1幡地
第2図は電極の部分を示す図、第3図は第2図の3−3
線に沿う断面図、第4図乃至第10図は種々の形のウェ
ハ・ホルダを示す図である。 9・・・・排気管、10・・・・チャンバ、11・・・
・上方電極、12・・・・下方電極、13・・・・半導
体ウェハ、14・・・・管。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 岡 1) 次 生 (外1名) 第1頁の続き 0発 明 者 ロバート・バーナー アメド・マツクル
ア ン、 @発明者 ダニエル・ジョン・ボ アメインデクスター
ズ・“ リカ合衆国バーモント州エセックス・ジャンクショロタ
ンダ・アベニ2−101地 リカ合衆国バーリント州サウス・バーリントン、ヘイr
ベニュー1幡地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数個の開口を有する電極と、 各開口内に配置したエツチングすべき生成材を保持する
ためのホルダとを含むプラズマ・エツチング装置であっ
て、 上記各ホルダが、生成材の表面を均一にエツチングする
様に上記ホルダのまわり及び上方のプラズマを変化させ
る構造を有している事を特徴とするプラズマ・エツチン
グ装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/596,189 US4512841A (en) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | RF Coupling techniques |
US596189 | 1984-04-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60208836A true JPS60208836A (ja) | 1985-10-21 |
JPH0476493B2 JPH0476493B2 (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=24386313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60015635A Granted JPS60208836A (ja) | 1984-04-02 | 1985-01-31 | プラズマ・エツチング装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4512841A (ja) |
EP (1) | EP0160220B2 (ja) |
JP (1) | JPS60208836A (ja) |
DE (1) | DE3570805D1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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