JPS61119686A - 平行平板型プラズマエツチング装置 - 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】 （１）　　発明の属する分野の説明 本発明はウエーノ・上に集積回路の微細ノくターンを形
成するための平行平板型プラズマエ・ソチ゛ノグ装置の
改良に関する。

（２）　　従来の技侑の説明 大規模集積回路の１１こ３いて牛導体つエーノ１上に微
細なパターンを形成する必要があシ、このためドライエ
ツチング装置ｉｔが用いられる。ドライエツチング装置
はこｎ、ｔで極々の形式の装置が考案さｎ、ているが、
集積度の高い大規模＃に積回路の製造においては、微細
パターンを杏現性よく形成できる平行平板型ドライエツ
チング装置が主流である。さらにこの平行平板型ドライ
エツチング装置はウェーハを高周波印加電極上に載置す
るカソード結合式とウェーハを接地電極上に載置するア
ノード結合式とに分類される。アノード結合式はパター
ンの加工特性はカソード結合式とほぼ同等であるが、ウ
ェーハを載置する電暮に高周波が印加されな−ため、 （１）装置の構成が大幅に簡略化される（２）ウェーハ
に対するプラズマダメージが減少する などの利点があるため広く用いられている。しかしなが
ら、この平行平板型プラズマエ・ソチング装置は、従来
のウェットエツチング装置あるいは多数のウェーハを一
括して処理する円ｍ型プラズマエツチング装置ｉ１等に
比較してより４ｖ処理能力を有しているとは言い嬌い。

このため平行平板型の優ｎ、た微細加工％性を維持しつ
つ高速でエツチングでき処理能力の高い平行平板型プラ
ズマエツチング装置の供給が重要な蛛題となっている。

、また、最近のウェーハの大口径化に伴って、ウェーハ
を一枚毎に制御性艮〈処理する平行平板型枚葉処理式の
プラズマエツチング装置がさら遥こ一般化されることは
必致である。この枚葉処理式の装置１こおりでは、処理
能力を太き（するため複数のウェーハを一括処理する従
来のバッチ式の装置におけるよりもさらに高速エツチン
グ技術が型費となることは明ら力）である。

以上述べたようにｉＷｌ速でエツチングする技術は今後
さらに１に要となるがエツチング速度を増大させる有力
な方法のひとつとして、電界集中リングの利用がある。

これは以下に説明するようｌこ１発生したプラズマをウ
ェーハ上部に集中させるととｌこよりエツチング速度を
増大させるものである。

第１図は従来の゛−電界集中リング用すた平行平板型プ
ラズマエツチング装置の一例の断面図である。図に示す
ように処理室１内には高周波印加電極２とウェーハ３を
載置するウェーハ截置電極４が平行に対向して設置され
ている。処理室１を真空排気糸５Ｉこより排気した後１
反応ガス導入系６より所定の流量の反応ガスを導入し、
真空排気系５の排気能力の調節により処理室１内を所定
の一定圧力に維持する。かかる状態で高周波′ｗｔ源７
よシ？＃１１周波電力を高周波印加電極２１こ印加する
と反応ガスがプラズマ化されエツチング処理が遂行され
る。

図におりて８−＆はウェーハの外周に設置され念絶縁体
、半導体、絶縁体あるいは半導体を被ふくした導電体を
材料としたリング状の物体であって１通常電界集中リン
グと呼ばれ、ウェーハ載置１を極４上の電界−中１１ン
グ８の２カ）れた部分の電界は、しゃへいされるので、
プラズマはウェーハ載置部分に集中する。このためウェ
ーハ３上部のプラズマが局部的に高密度となり、その結
果、エツチング速度の増大が計らａ、る。

しかし、従来の電界集中リング８−ａでは、ウェーハ３
と電界集中リング８−ａとの境界における電界の変化が
急激であるため、ウェーハ外周部分のエツチング速度が
ウェーハ中心部と異なるツカ通常であった。こｎはウェ
ーハ内のエツチングの均一性が低下することを意味し、
その結果、従来の電界集中リング８−ａを用いた平行平
板型プラズマエツチング装置ではウェーハの外Ｊｊ１１
部分でしばしば、半導体素子の不良が発生するという重
大な欠点があった。

（３）発明の目的 本発明は１以上の欠点を除去し、Ｘ界の集中を精密に制
御し静いエツチング速度を維持しつつウェーハ内のエツ
チング均一性が良好な平行平板型プラズマエツチング装
置を提供することを目的とする。

（４）　　発明の特似 本発明のせ似は、昼周波電力を印加する′−惚と対向す
るウェーハ載置鉦極との間に反え、ガスを導入しこれら
の二″−億間憂こガスプラズマを発生させてウェーハを
エツチングする平行平板型プラズマエツチング装Ｖｔに
おいてウェーハ＊ｍ電ｍがウェーハ載置部分とウェーハ
８敗囲む外周部分とに分割されこのウェーハ畝ｔＩＩｔ
部分と外周部分との闇ｔこ高周波共振回路が接続さｎて
いる平行平板型プラズマエツチング装置にある。

（５ン　　９ｔ、１υ１４例 以下１本発明の一実施例を図面とともに説明する。

第２図は本発明の詳細な説明するための図面である。装
置全体の構成および動作は第１図を用いて説明したのと
同様である、掲２図における符号１カ）ら７は第１図に
おりで用いた同一符号と同じ機能をもつ構成要素である
。また編２図の８−すは絶縁体ｌこよって被ふくされた
２４１Ｊｔ体から成る電界集中１１ングである。絶縁体
の被ふ（は、を界集中リングｇ−ｂと基板載置電極４と
が電気的ｌこ。

絶縁されていれば部分的であってもあるいはリングの全
面にわたっても力）まわないａ電界集中１１ング８−ｂ
の導石：体部分は、高周波共振（ロ）路９に接続され、
高周波共振回路９の他の端は接地されている。第２図１
こおいては可変コンデンサと可変コイルの直列結合力）
ら成る高周波共振回路を図示したが、印加される高周波
に対して、インピーダンスがｆＡ堅可能な高周波共振回
路であれば他の回路構成であってもかまわない。本発明
に適切な高周波共振回路の回路定数は％電極の形状、大
きさあるいはプラズマの状態によって異なるが、高周波
電力が１３．５６メガヘルツの高周波で電極径が。

数十センチメートル程度の場合、可変コンデンサＩ；０
ｒｊＬｎＬ５００ピコファラッドまた＆１ｉＪｙコイル
は、０ないし５マイクロヘンリ一程度の組合せが有効で
ある。

第３図は１本発明の作用の一沙１１を説明するための図
面である。第３図１こおいて破線１Ｏ−１は第１図で説
明した従来の電界集中リングを用いた平行平板型プラズ
マエツチング装置により、５インチシリコンウェーハ上
に形成さｎた酸化シリコン膜をエツチングしたときのワ
エーハ内のエツチング速度の分布を示すものである。ウ
ェーハの周辺部のエツチング速度は中心部のエツチング
速度より大きく、このような状況ではウェーハ周辺部１
こ２いて、素子の不良が発生する。第３図１こおりで１
０−２は本発明による装置で高周波共振回路のインピー
ダンスを適切に調節することで得られたエツチング速度
分布の一例である６１０−１と１０−２の比較より不発
明番こよりエツチング速度の分布が、大＠に改嵜さｎ、
たことは明確である。

（６）　　効果の説明 以上説明したように本発明によれば従来の電界集中リン
グよプもはるかに良好なワエーハ内エツチング速度の均
一性が得らｎ２る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電界集中１）ングを用いた平行平板型プ
ラズマエツチング装置の一例の断面を示す図、編２図は
本発明の実施例を示す図、第３図は本発明の実施例の効
果を説明するための図面である。 なお図において、ｌ・・・・・・処理室。 ２・・・・・・高周波印加電極、　　　　３・・・・・
・ウェーハ。 ４・・・・・・ワエーハ載置電惨、　　　５・・・・・
・真空排気系。 ６・・・・・・反応ガス導入系、　　　　７・・・・・
・高周波電源。 ８−ａ　、８−ｂ・・・・・・電界集中リング。 ９・・・・・・高周波共振回路、である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波電力を印加する電極と対向するウェーハ載置電極
   との間に反応ガスを導入し前記二電極間にガスプラズマ
   を発生させてウェーハをエッチングする平行平板型プラ
   ズマエッチング装置において、該ウェーハ載置電極がウ
   ェーハ載置部分とウェーハを取囲む外周部分とに分割さ
   れ該ウェーハ載置部分と該外周部分との間に高周波共振
   回路が接続されていることを特徴とする平行平板型プラ
   ズマエッチング装置。