JPS62123721A - 処理装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、処理技術、特に、半導体装置の製造における
ウェハのプラズマエツチングに適用して有効な技術に関
する。

［背景技術］ たとえば、半導体装置の製造におけるウェハ処理工程に
おいては、次のようなプラズマエツチング処理が行われ
る場合がある。

すなわち、所定のパターンにフォトレジストが被着され
たウェハを反応容器内の電極間に位置させ、所定の温度
に加熱するとともに、容器内を減圧しつつ所定の組成の
エツチングガスを供給し、さらに電極間に高周波電力を
印加してエツチングガスをプラズマ化することにより、
ウェハの表面に形成された所定の物質からなる薄膜のエ
ツチング反応が促進されるようにしたものである。

この場合、ウェハ各部とエツチングガスとの接触を均一
にするなどの目的で、電極の一方の対向面に垂直に設け
られた複数の噴出孔からエツチングガスがシャワー状に
供給される構造とすることが考えられるが、ウェハが位
置される雰囲気に対して噴出孔から垂直にエツチングガ
スが供給される構造であるため、電極間におけるエツチ
ングガス雰囲気の攪拌が不十分となり、噴出孔の近傍に
おけるエツチングガスの濃度が周囲よりも高くなりやす
く、噴出孔の近傍に放電が集中してプラズマの分布が不
均一となり、プラズマが集中して発生される部分のエツ
チング速度がウェハの他の部位よりも大となるなどして
ウェハ各部におけるエツチングが不均一になるなどの欠
点があることを本発明者は見い出した。

なお、プラズマエツチング技術について説明されている
文献としては、株式会社工業調査会昭和５８年１１月１
５日発行「電子材料４１９８３年１１月号別冊Ｐ１２４
〜Ｐ１２８がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、処理流体の分布を一様にして均一な処
理結果を得ることが可能な処理技術を提供することにあ
る。

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
。

［発明の概要］ 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、つぎの通りである。

すなわち、電極の対向面に形成される処理流体の噴出孔
を対向面に対して傾斜させて形成することにより、電極
間に噴き出された処理流体が十分攪拌され分布が一様と
なるようにして、電極間における処理流体の濃度分布の
偏りなどに起因して、たとえば特定の部位に処理流体の
プラズマが集中して発生されることを防止し、均一な処
理結果を得るようにしたものである。

［実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるプラズマエツチング装
置の要部を示す略断面図である。

基体部１および蓋体２で構成される反応容器３の内部に
は一対の平板電極４（第１の電極）および平板電極５　
（第２の電極）が水平に対向して位置され、反応容器３
の基体師部１および蓋体２をそれぞれ貫通して平板電極
４および５の各々を支持する支柱６および支柱７を介し
て高周波電源８に接続されることによって、所定の高周
波電力が平板電極４と５との間に印加される構造とされ
ている。

前記平板電極４の上にはウェハ９（被処理物）が着脱自
在に載置され、平板電極４の下部に設けられたヒータ１
０によって所定の温度に加熱されるように構成されてい
る。

一方、平板電極４と対向して設けられた平板電極５の内
部には、平板電極５の平面に沿う状態に空洞部１１が形
成されており、蓋体２を貫通して外部に突出される平板
電極５の支柱７の内部に形成され、反応容器３の外部に
設けられた反応ガス供給部（図示せず）から所定の組成
のエツチングガス１２（処理流体）などが導入される反
応ガス通路１３に連通されている。

平板電極５の対向面には、空洞部１１に連通される複数
の噴出孔１４が、該平板電極５の軸を中心としてほぼ同
心円状に形成され、反応容器３の外部から反応ガス通路
１３を通じて空洞部１１の内部に流入される所定の組成
のエツチングガス１２が平板電極４と平板電極５との間
の空間にシャワー状に供給される構造とされている。

この場合、同心円状に設けられた前記複数の噴出孔１４
は、平板電極５の中央部側に該平板電極５の対向面に対
して傾斜して形成されており、噴出孔１４から噴出され
るエツチングガス１２の流れが互いに交錯して乱流が形
成され、平板電極４と５との間におけるエツチングガス
１２の雰囲気が攪拌されて均一に分布されるように構成
されている。

また、基体部１には、所定の真空源（図示せず）に接続
され、反応容器３の内部を所定の真空度に排気する複数
の排気管１５が設けられている。

以下、本実施例の作用について説明する。

はじめに、反応容器３の蓋体２が開放され、工ノチング
されるべき薄膜の上にさらに所定のパターンのフォトレ
ジストなどが被着されたウェハ９が平板電極４の上に載
置される。

そして、蓋体２が閉止された後、排気管１５を通じて反
応容器３の排気が行われ、反応容器３の内部は所定の真
空度にされるとともに、平板電極４の下部に設けられた
ヒータ１０によって平板電極４に載置されたウェハ９は
所定の温度に加熱される。

さらに、平板電極４と平板電極５との間に高周波電源８
から所定の高周波電力が印加されるとともに、反応ガス
通路１３を通じて空洞部１１の内部に導入されたエツチ
ングガス１２は、平板電極５の対向面に傾斜して設けら
れた複数の噴出孔１４を通して平板電極４と５との間の
空間に供給され、噴出孔１４から噴出されるエツチング
ガス１２の流れが互いに交錯して乱流が形成されるなど
して、平板電極４と５との間における工、チングガス１
２の雰囲気が攪拌され、４度分布などが均一化される。

そして、平板電極４と平板電極５との間に印加されてい
る高周波電力によって、平板？ｉｉ極４と平板電極５と
の間には、７店度分布などが均一されたエツチングガス
１２が一様にプラズマ化され、反応性が高められた状態
で平板電極４の上にＲ置されているウェハ９の表面に均
一に接触され、ウニ　　。

ハ９の表面に形成された所定の物質からなる薄膜などが
所定のパターンに均一にエツチングされる。

このように、平板電極５の対向面に形成され、平板電極
４と５との間にエツチングガス１２を供給する複数の噴
出孔１４が、該平板電極５の対向面に対して傾斜されて
いるため、噴出孔１４を通じて供給されるエツチングガ
ス１２の流れが互いに交錯するなどして乱流が形成され
、平板電極４と５との間におけるエツチングガス１２の
雰囲気が攪拌され、濃度分布などが均一化される結果、
平板電極４と５との間において、特定の部位に集中され
ることなく、エツチングガス１２の一様なプラズマが形
成され、該プラズマによるウェハ９の各部におけるエツ
チング処理のばらつきなどが低減され、ウェハ９の均一
なエツチング結果を得ることができる。

所定の時間経過後、エツチングガス１２の供給及び高周
波電力の印加、さらにはヒータ１０による加熱が停止さ
れる。

そして、反応容器３の内部が大気圧に等しくされた後、
蓋体２が開放され、所定の物質からなるＲＦＪが均一に
形成されたウェハ９は、反応容器３の外部に取り出され
る。

上記の一連の操作を操り返すことによって、多数のウェ
ハ９に対する均一なエツチング処理が行われる。

［実施例２コ 第２図は、本発明の他の実施例であるプラズマエツチン
グ装置の平板電極５ａ（第２の電極）の対向面を示す図
である。

本実施例２においては、平板電極５ａの対向面に傾斜し
て形成される噴出孔１４ａが該平板電極５ａの軸を中心
とする渦巻き状に配設されているところが前記実施例１
の場合と異なる。

すなわち、傾斜して形成される複数の噴出孔１４ａが渦
巻き状に配設されていることにより、平板電極５ａの対
向面における噴出孔１４ａの配設位置の偏りなどに起因
してエツチングガス１２の分布が不均一となることが防
止され、平板電極４と５ａとの間におけるエツチングガ
ス１２の分布の均一化がより促進され、ウェハ９に対す
るエツチング処理がより均一化される。

［効果］ （１）、被処理物が載置される第１の電極と、該第１の
電極に対向される第２の電極とが設けられ、該第２の電
極の対向面に形成された複数の噴出孔からシャワー状に
処理流体を供給しつつ高周波電力を印加することによっ
て前記被処理物に所定の処理を施す処理装置で、複数の
噴出孔が第２の電極の対向面に対して傾斜されているた
め、たとえば該噴出孔を通じて供給される処理流体の流
れが互いに交錯して乱流が形成され、第１の電極と第２
の電極との間における処理流体の分布が均一化され、被
処理物に対して処理流体を均一に接触させることかでき
、均一な処理結果を得ることができる。

（２）、前記（１１の結果、電極間にエツチングガスの
均一なプラズマが形成され、ウェハに対するエツチング
処理を均一に行うことができる。

（３）、複数の噴出孔が、第２の電穫の軸を中心として
渦巻き状に配設されていることことにより、第２の電極
の対向面における噴出孔の配設位置の偏りなどに起因し
てエツチングガス１２の分布が不均一となることが防止
され、第１の電極と第２の電極との間における処理流体
の分布の均一化がより促進され、被処理物に対する所定
の処理がより均一に行われる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
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。

たとえば、隣合う複数の噴出孔の傾斜方向が交互に変化
されるようにすることも可能である。

［利用分野］ 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プラズマエツチング
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえばプラズマ化学気相成長技術
などに広く適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるプラズマエツチング装
置の要部を取り出して示す略断面図、第２図は、本発明
の他の実施例であるプラズマエツチング装置の電極を取
り出して示す外観図である。 １・・・基体郡部、２・・・蓋体、３・・・反応容器、
４・・・平板電極（第１の電極）、５゜５ａ・・・平板
電極（第２の電極）、６．７・・・支柱、８・・・高Ｆ
ｉＩ波電源、９・・・ウェハ（被処理物）、１０・・・
ヒータ、１１・・・空洞部、１２・・・エツチングガス
（処理流体）、１３・・・反応ガス通路、１４．１４ａ
・・・噴出孔、１５・・・排気管。 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物が載置される第１の電極と、該第１の電極
   に対向される第２の電極とが設けられ、該第２の電極の
   対向面に形成された複数の噴出孔からシャワー状に処理
   流体を供給しつつ高周波電力を印加することによって前
   記被処理物に所定の処理を施す処理装置であって、前記
   複数の噴出孔が前記第２の電極の対向面に対して傾斜さ
   れてなることを特徴とする処理装置。 ２、前記複数の噴出孔が、前記第２の電極の中央部側に
   傾斜されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の処理装置。 ３、前記複数の噴出孔が、前記第２の電極の軸を中心と
   して渦巻き状に配設されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１孔記載の処理装置。 ４、前記被処理物がウェハであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の処理装置。 ５、前記処理装置がプラズマエッチング装置であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処理装置。