JPS62128122A - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、半導体リソグラフィプロセスで用いるドライ
エツチング装置に関し、特に平行平板型枚葉式ドライエ
ツチング装置におけるエツチングの均一性向上のための
改良に関する。

［発明の背景］ ドライエツチング装置はウェハの処理方法によりバッチ
式と枚葉式に分けられる。バッチ式によるものはウェハ
をボートと称する治具に複数枚必要な間隔をあけて立て
て並べるか（バレルタイプ）又は水平に並べて（プレー
ナタイプ）、バッチ処理を行なうものである。これに対
し枚葉式によるものはウェハを１枚づつ反応容器（チャ
ンバ）内に送り込んでエツチングを施すものである。枚
葉式においては、ウェハを１枚づつ処理するため装置の
小型化が図られるとともに、エツチングガス分布の均一
性が向上する。このような枚葉式ドライエツチング装置
において、半導体の均一安定化を高めるために、ウェハ
表面におけるエツチングの均一性をさらに向上させるこ
とが望まれている。

枚葉式ドライエツチング装置として、一対の平板形上部
電極および下部電極を対向させて平行に設け、下部電極
上にウェハを搭載した平行平板型ドライエツチング装置
が用いられている。

［従来の技術］ 従来の平行平板型枚葉式ドライエツチング装置において
、ウェハ表面のエツチングの均一性を補正しウェハ全面
に亙って均一な深さのエツチングを得るために、上部電
極と下部電極間の間隔を調整する方法が行われていた。

しかしながら、この補正方法では、均一性の補正範囲が
狭くウェハ全面において充分な均一性の補正ができなか
った。

従来の平行平板型枚葉式ドライエツチング装置における
別の均一性補正方法として、第３図に示すように、ウェ
ハ１２を搭載した下部電極１１上のウェハ保持用ガイド
リンク１３を上下に移動調節（矢印ｃ＞ｂでエツチング
の均一性の補正を図る方法があった。しかしながら、こ
の方法においても、均一性の補正範囲が狭くウェハ全面
において充分な均一性が得られず、またウェハの搬送機
構に対し制限を加えることになりＳ！置溝成の複雑化を
示す等の問題があった。

［発明の目的］ 本発明は前記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、簡単な構造でウェハ搬送機構等に制約を加えること
なくウェハ全面に亙って充分な均一性の補正ができ安定
した均一なエツチングが達成できる平行平板型枚葉式ド
ライエツチング装置の提供を目的とする。

［実施例］ 第１図に本発明が適用される平行平板型枚葉式ドライエ
ツチング装置の構成を示す。反応容器２０内に一対の対
向する平行平板状の上部電極２および下部電極１が設け
られている。下部電極１上には下地５を介してウェハ４
が搭載される。３はエツチングマスクである。下部電極
１は高周波電源６に接続され、上部電極２はアースに接
続される。

反応容器２０にはエツチングガス導入管８が接続されて
いる。反応容器２０にはさらに図示しない排気ポンプに
連結された排気管９が接続されている。

７は冷却水循環系であり冷却水が矢印りのように循環す
る。このような構成において、排気管９により反応容器
２０内を所定の真空圧まで排気し、エツチングガス導入
管８よりエツチングガスを充填した状態で上部電極２お
よび下部電極１間に高周波電圧を印加して両電極間にプ
ラズマガスを発生させウェハ４のエツチングを行う。

本発明においては、このようなドライエツチング装置に
おいて、第２図に示すように、上部電極２の下面にエツ
チングの均一性を補正するための補正リング１０を取付
けている。この補正リング１０は、ウェハ４の寸法やエ
ツチングガスの種類、印加電圧等のエツチング条件に応
じて最良の均一性を得るために、最適の径および高さが
選定される。

このようにウェハ寸法等に応じて補正リングの径および
高さを可変とするために、補正リング１０は異なる寸法
のものを複数種類予め準備し、上部電極２に対し着脱交
換可能とすることが望ましい。

第２図の例では、補正リング１０は、ウェハ４の全面を
覆う程度の外径を有する円筒形状であって、その下面は
下部電極１のウェハ搭載部から間隔を隔てた状態で取付
けられている。下部電極１又は上部電極２は上下移動可
能として両電極間の間隔を調整可能とすることが望まし
い。

このように、ウェハ寸法等に応じて補正リング１０の径
、高さを変え、さらに両電極１．２間の間隔および補正
リング１０の下面と下部電極１間の間隔を調整して補正
リング１０を上部ｆｆ１ｆｆ！２の下面に取付ける。こ
のような補正リング１０を設けた上部電極２と下部電極
１間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させれば、
ウェハ周辺の余分なエツチング種の発生が抑制され、さ
らにエツチングガスの流れが安定均一化してウェハ全面
に亙ってエツチングの均一性が補正される。

本発明装置を用いてエツチングを行った場合の均一性の
実測１石を第４図および第５図に示す。測定はいずれも
第４図右側に示すようなウェハ４（径１００ｍｍ）に対
し矢印Ａの測定方向に沿って、測定位置を左端をＯ１右
端を１００としてウェハ全面に亙ってエツチング深さを
測定したものである。

矢印Ｂは排気方向を示す。

第４図は電極間隔および補正リングの高さを一定にして
補正リングの径を変えた場合の測定結果である。電極間
隔ｄ＝７０Ｍとし、補正リングは０．３Ｍ厚アルマイト
製、高さが６０．で、径がそれぞれ８０φ、９０φ、お
よび１００φのものについて各各エツチング時間２分、
２分、１分３０秒としてエツチングしたものである。

第５図は補正リングの高さと径を一定にして、電極間隔
ｄを７５Ｍ、　８０履、　８５Ｍ　、　９０ｍと変えて
エツチングしたものである。補正リングは高さを６０ｍ
ｍ　、径を１００ｍとした。

比較のため、補正リング無しでエツチングした場合のエ
ツチング深さを第６図に示す。但し、電極間隔ｄは７０
＃、ウェハ４の径は５インチ（１２７履）とした。

第４〜６図から分るように、ウェハ寸法に対し最適の補
正リングの径および電極間隔を選定すればエツチングの
均一性を著しく向上させることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るドライエツチング装
置においては、上部電極に補正リングを取付けるという
簡単な構造で、この補正リングの径と高さ、および電極
間隔を適当に選定することにより、ウェハ寸法に応じて
ウェハ全面においてエツチングの均一性を補正し安定し
た均一性の充分大きいエツチングが達成される。また、
反応容器内での余分なエツチング種の発生が抑制される
ため、反応容器内壁の汚染が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される平行平板型枚葉式ドライエ
ツチング装置の概略構成図、第２図は本発明実施例の構
成説明図、第３図は従来の均一性補正方法の説明図、第
４図および第５図は各々本発明装置を用いて異なる実施
条件でエツチングを行った場合のウェハ表面のエツチン
グ均一性の実測値のグラフ、第６図は補正リング無しの
従来装置における第４および５図と同様のグラフである
。 １・・・下部電極、２・・・上部電極、４・・・ウェハ
、６・・・高周波電源、１０・・・補正リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の対向する平行平板状の上部電極および下部電
   極を有し、該下部電極上に被エッチング物を搭載する平
   行平板型枚葉式ドライエッチング装置において、前記上
   部電極の下面にエッチング均一性を補正するための補正
   リングを設けたことを特徴とするドライエッチング装置
   。 ２、前記被エッチング物は半導体ウェハであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエッチング
   装置。 ３、前記下部電極は高周波電源に接続され、前記上部電
   極および下部電極間の放電によりガスプラズマを発生さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のドライエッチング装置。 ４、前記補正リングは、下部電極上に搭載された被エッ
   チング物全面を覆う程度の外径を有することを特徴とす
   る特許特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項記載のドライエッチング装置。 ５、前記補正リングは、上部電極に対し着脱交換可能に
   取付けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第４項までのいずれか１項記載のドライエッチング装
   置。 ６、前記補正リングは円筒形状であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記
   載のドライエッチング装置。 ７、前記補正リングはその下面が下部電極のウェハ搭載
   部表面から間隔を隔てた状態で上部電極に取付けられた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれか１項記載のドライエッチング装置。 ８、前記補正リングはその下面が下部電極のウェハ搭載
   部表面と接した状態で上部電極に取付けられたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
   か１項記載のドライエッチング装置。 ９、前記補正リングを取付けた上部電極および下部電極
   間の間隔を調整可能としたことを特徴とする特許請求の
   範囲１項から第６項までのいずれか１項記載のドライエ
   ッチング装置。