JPS63107024A - エツチング装置 - Google Patents
エツチング装置Info
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- JPS63107024A JPS63107024A JP16929786A JP16929786A JPS63107024A JP S63107024 A JPS63107024 A JP S63107024A JP 16929786 A JP16929786 A JP 16929786A JP 16929786 A JP16929786 A JP 16929786A JP S63107024 A JPS63107024 A JP S63107024A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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、ドライエツチングによって半導体基板にパタ
ーンを形成するためのエツチング装置に関する。
ーンを形成するためのエツチング装置に関する。
（従来の技術とその問題点）
従来、半導体回路等の製造には湿式エツチング方法が採
用されていた。しかし、湿式エツチングにはサイドエツ
チングの発生など多くの難点があり、集積度の向上で一
層微細な回路パターンの形成が必要となるに従い、薬液
を用いないドライエツチング法が提案され、中でも、ス
パッタリングの物理的なエツチングと化学反応による化
学的エツチングとが同時に進行する、平行平板電極など
を用いるイオンエツチング方法が注目されるに至ってい
る。
用されていた。しかし、湿式エツチングにはサイドエツ
チングの発生など多くの難点があり、集積度の向上で一
層微細な回路パターンの形成が必要となるに従い、薬液
を用いないドライエツチング法が提案され、中でも、ス
パッタリングの物理的なエツチングと化学反応による化
学的エツチングとが同時に進行する、平行平板電極など
を用いるイオンエツチング方法が注目されるに至ってい
る。
この方法は、例えば、一対の対向する平行平板電極を反
応容器内に配置して、一方の平板電極上に基板等の被エ
ツチング物を置き、エツチングガスを反応容器内に導入
して所定圧力に保ち、該エツチングガス雰囲気中で前述
の平行平板電極に所定の高周波電力を印加して反応性プ
ラズマを発生させ、プラズマの物理的及び化学的作用に
より基板等のエツチングを行うものである。
応容器内に配置して、一方の平板電極上に基板等の被エ
ツチング物を置き、エツチングガスを反応容器内に導入
して所定圧力に保ち、該エツチングガス雰囲気中で前述
の平行平板電極に所定の高周波電力を印加して反応性プ
ラズマを発生させ、プラズマの物理的及び化学的作用に
より基板等のエツチングを行うものである。
第３図ａは従来のエツチング装置の概略の正面断面図を
示し、ガス導入部ｌ、排気孔９をそなえる接地された反
応容器６には、導入されたガス１０を噴出する多数の細
孔２１を設けた接地平板電極２と、複数の被処理シリコ
ン基板４を載置する水冷された基板保持平板電極３が対
向設置され、高周波電源５から高周波電力が印加されて
いる。
示し、ガス導入部ｌ、排気孔９をそなえる接地された反
応容器６には、導入されたガス１０を噴出する多数の細
孔２１を設けた接地平板電極２と、複数の被処理シリコ
ン基板４を載置する水冷された基板保持平板電極３が対
向設置され、高周波電源５から高周波電力が印加されて
いる。
第３図すは、その基板保持平板電極３の詳細断面図、第
３図Ｃはその平面図を示し、基板保持平板電極３は、水
冷される金属製の電極本体３０とそれにボルト締めされ
たアルミニュウム製の電極カバー３１とからなる。電極
カバー３１にあけられた８ケ所の穴には、アルミニュウ
ム製の基板保持器３２が落とし込まれている。電極カバ
ー３１と基板保持器３２は、それぞれ全面をアルマイト
絶縁処理されている。アルマイト絶縁皮膜は、薄く強靭
であって熱をよく伝えるのでこの部分に慣用されている
が、アルマイト以外の絶縁物を使うときも、エツチング
で生じた熱を電極に逃がし易くするために、矢張り薄い
絶縁皮膜が用いられる。
３図Ｃはその平面図を示し、基板保持平板電極３は、水
冷される金属製の電極本体３０とそれにボルト締めされ
たアルミニュウム製の電極カバー３１とからなる。電極
カバー３１にあけられた８ケ所の穴には、アルミニュウ
ム製の基板保持器３２が落とし込まれている。電極カバ
ー３１と基板保持器３２は、それぞれ全面をアルマイト
絶縁処理されている。アルマイト絶縁皮膜は、薄く強靭
であって熱をよく伝えるのでこの部分に慣用されている
が、アルマイト以外の絶縁物を使うときも、エツチング
で生じた熱を電極に逃がし易くするために、矢張り薄い
絶縁皮膜が用いられる。
基板４は、基板保持器３２の上に載置される。
上記のようにした、基板４以外の表面、即ち、電極本体
３０と電極カバー３１の露出表面は、プラズマと電極３
を一層厳重に絶縁する目的で、テフロン樹脂皮膜８（側
面カバ一部８０と表面カバ一部８１とからなる）で被覆
されている。この被覆には、テフロンのほか、石英、ア
ルミナ、合成樹脂等の絶縁物が使われている。
３０と電極カバー３１の露出表面は、プラズマと電極３
を一層厳重に絶縁する目的で、テフロン樹脂皮膜８（側
面カバ一部８０と表面カバ一部８１とからなる）で被覆
されている。この被覆には、テフロンのほか、石英、ア
ルミナ、合成樹脂等の絶縁物が使われている。
上記の従来の装置で、シリコンの基板４の表面をトレン
チエツチングしたときの、基板４のトレンチエツチング
溝の断面形状を、第４図ａ、 ｂに示す。１１は５ｉ
０２レジストマスク、１２はシリコン基板である。第４
図ａではトレンチ溝にテーパー１３を生じており、第４
図すではトレンチ溝の底部にサブトレンチ１４を発生し
ている。
チエツチングしたときの、基板４のトレンチエツチング
溝の断面形状を、第４図ａ、 ｂに示す。１１は５ｉ
０２レジストマスク、１２はシリコン基板である。第４
図ａではトレンチ溝にテーパー１３を生じており、第４
図すではトレンチ溝の底部にサブトレンチ１４を発生し
ている。
トレンチ溝の断面形状が上記のように異常を呈するのは
、次ぎの理由によると言われている。即ち、エツチング
で生成した絶縁生成物が基板の周辺に堆積し、これに電
荷がチャージして異常放電をひき起こす原因になったり
、時間の経過とともに、テフロン樹脂皮膜８の各間隙部
で僅かに露出しているアルマイト等の絶縁皮膜がエツチ
ングされて薄くなり、耐電圧性が劣化して、エツチング
中に誘起されるセルフバイアス電圧の低い電圧でも絶縁
破壊を起こして、異常放電が発生したりする。そして、
異常放電が発生すると、第４図Ｃに示すようにセルフバ
イアス電圧が時間とともに激しく変動し、このセルフバ
イアス電圧の変動によって、トレンチエツチング溝やト
レンチエツチング穴の断面形状が、テーパー状を呈した
り、サブトレンチ溝を発生したりするのである。
、次ぎの理由によると言われている。即ち、エツチング
で生成した絶縁生成物が基板の周辺に堆積し、これに電
荷がチャージして異常放電をひき起こす原因になったり
、時間の経過とともに、テフロン樹脂皮膜８の各間隙部
で僅かに露出しているアルマイト等の絶縁皮膜がエツチ
ングされて薄くなり、耐電圧性が劣化して、エツチング
中に誘起されるセルフバイアス電圧の低い電圧でも絶縁
破壊を起こして、異常放電が発生したりする。そして、
異常放電が発生すると、第４図Ｃに示すようにセルフバ
イアス電圧が時間とともに激しく変動し、このセルフバ
イアス電圧の変動によって、トレンチエツチング溝やト
レンチエツチング穴の断面形状が、テーパー状を呈した
り、サブトレンチ溝を発生したりするのである。
発明者は、この問題解決のため、さまざまな実験を重ね
、電極３を覆っている絶縁体８の一部に、電極３または
電極３と導通ずる導電体を露出させることを試み、良好
なエツチング形状が極めて再現性よく得られることを発
見した。 はじめ、導電体としては、ステンレス鋼の
ような重金属や、金、白金のような貴金属等を用いた。
、電極３を覆っている絶縁体８の一部に、電極３または
電極３と導通ずる導電体を露出させることを試み、良好
なエツチング形状が極めて再現性よく得られることを発
見した。 はじめ、導電体としては、ステンレス鋼の
ような重金属や、金、白金のような貴金属等を用いた。
しかし、これらの導電性材料では金属汚染を生じ、基板
を損なう欠点のあることが判った。
を損なう欠点のあることが判った。
（発明の目的）
本発明は、上記の問題を解決し、半導体装置製造時のエ
ツチング工程、特にトレンチエツチング行程において、
形が良く且良質のエツチング加工を、再現性よく行うこ
との出来るエツチング装置の提供を目的とする。
ツチング工程、特にトレンチエツチング行程において、
形が良く且良質のエツチング加工を、再現性よく行うこ
との出来るエツチング装置の提供を目的とする。
（発明の構成）
本発明は、真空に排気出来る反応容器内に配置された、
一対の対向する高周波電極の一方に被エツチング物を載
置し、反応性ガスプラズマにより該被エツチング物をエ
ツチングするエツチング装置において、 該被エツチング物を載置した電極の、該載置部以外の電
極表面を覆う絶縁物の一部に、該電極と導通ずる炭化ケ
イ素表面を露出させたエツチング装置によって、前記目
的を達成したものである。
一対の対向する高周波電極の一方に被エツチング物を載
置し、反応性ガスプラズマにより該被エツチング物をエ
ツチングするエツチング装置において、 該被エツチング物を載置した電極の、該載置部以外の電
極表面を覆う絶縁物の一部に、該電極と導通ずる炭化ケ
イ素表面を露出させたエツチング装置によって、前記目
的を達成したものである。
（作用）
上記構成の如く、電極を覆う絶縁体の一部に電極と導通
ずる炭化ケイ素表面を露出させるときは、この表面が直
流的にプラズマと導通ずるため、電極を覆う絶縁物や生
成堆積物の表面が帯電し難くなり、また帯電してもその
電位は低く絶縁皮膜の耐圧以下となり、絶縁破壊等で異
常放電を発生することが無くなる。従って、セルフバイ
アス電圧の変動が無くなり、形が良く再現性の良いエツ
チング結果が得られる。
ずる炭化ケイ素表面を露出させるときは、この表面が直
流的にプラズマと導通ずるため、電極を覆う絶縁物や生
成堆積物の表面が帯電し難くなり、また帯電してもその
電位は低く絶縁皮膜の耐圧以下となり、絶縁破壊等で異
常放電を発生することが無くなる。従って、セルフバイ
アス電圧の変動が無くなり、形が良く再現性の良いエツ
チング結果が得られる。
一方、炭化ケイ素（以下、５ｉＣ）は、前述の金属類と
違って金属汚染やゴミの発生源となることがなく、他の
導電体の場合と較べて、製品の歩留りは飛躍的に上昇す
る。
違って金属汚染やゴミの発生源となることがなく、他の
導電体の場合と較べて、製品の歩留りは飛躍的に上昇す
る。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図ａは本発明の実施例のエツチング装置の概略の正
面断面図を示し、第３図ａと同様に、ガス導入部１、排
気孔９をそなえる接地された反応容器６には、導入され
たガス１０を噴出する細孔２１を設けた接地平板電極２
と、複数の被処理シリコン基板４を載置する水冷された
基板保持平板電極３と、が対向設置され、高周波電源５
から高周波電力が印加されている。
面断面図を示し、第３図ａと同様に、ガス導入部１、排
気孔９をそなえる接地された反応容器６には、導入され
たガス１０を噴出する細孔２１を設けた接地平板電極２
と、複数の被処理シリコン基板４を載置する水冷された
基板保持平板電極３と、が対向設置され、高周波電源５
から高周波電力が印加されている。
第１図すは、その基板保持平板電極３の詳細断面図を示
し、これも第３図す と同様に、基板保持平板電極３は、水冷される金属製の
電極本体３０とそれにボルト締めされたアルミニュウム
製の電極カバー３１とからなる。電極カバー３１にあけ
られた周囲８ケ所の穴には、アルミニュウム製の基板保
持器３２が落とし込まれている。電極カバー３１と基板
保持器３２は、それぞれ全面をアルマイト絶線処理され
ている。
し、これも第３図す と同様に、基板保持平板電極３は、水冷される金属製の
電極本体３０とそれにボルト締めされたアルミニュウム
製の電極カバー３１とからなる。電極カバー３１にあけ
られた周囲８ケ所の穴には、アルミニュウム製の基板保
持器３２が落とし込まれている。電極カバー３１と基板
保持器３２は、それぞれ全面をアルマイト絶線処理され
ている。
基板４は、基板保持器３２の上に載置される。
この装置が前述の従来の装置と異なる点は、電極カバー
３１の中央部に新しく大きい穴が開けられ、ここにＳｉ
Ｃカバー７が設置されてその表面を露出させていること
で、このＳｉＣカバー７は、固定ボルト７３て電極３に
固定されたＳｉＣ本体７０と固定ボルト７３の上部を覆
うＳｉＣ蓋７蓋上１らなっている。
３１の中央部に新しく大きい穴が開けられ、ここにＳｉ
Ｃカバー７が設置されてその表面を露出させていること
で、このＳｉＣカバー７は、固定ボルト７３て電極３に
固定されたＳｉＣ本体７０と固定ボルト７３の上部を覆
うＳｉＣ蓋７蓋上１らなっている。
上記のようにした上で、基板４とＳｉＣカバー７以外の
、電極本体３０と電極カバー３１の露出表面は、プラズ
マから電極３を一層厳重に絶縁するテフロン樹脂皮膜８
（側面カバ一部８０と表面カバ一部８１）で被覆されて
いる。
、電極本体３０と電極カバー３１の露出表面は、プラズ
マから電極３を一層厳重に絶縁するテフロン樹脂皮膜８
（側面カバ一部８０と表面カバ一部８１）で被覆されて
いる。
上記の実施例の装置で、シリコン基板４０表面をトレン
チエツチングしたときの、基板４のトレンチエツチング
溝の断面形状を、第２図ａに示す。
チエツチングしたときの、基板４のトレンチエツチング
溝の断面形状を、第２図ａに示す。
１１は５ｉ０２レジストマスク、１２はシリコン基板で
ある。トレンチ溝にはテーパーもサブトレンチも発生せ
ず、は糧理想的な断面形状を見せている。
ある。トレンチ溝にはテーパーもサブトレンチも発生せ
ず、は糧理想的な断面形状を見せている。
このときのセルフバイアス電圧の時間的変化は、第２図
すに見られるように、極めて平坦で、異常放電が皆無と
なっていることが判った。
すに見られるように、極めて平坦で、異常放電が皆無と
なっていることが判った。
ＳｉＣカバー７に代わって、ステンレス鋼板製のカバー
を置いた場合は、トレンチエツチング溝の形状は良かっ
たが、エツチング時のスパッタリングにより、鉄、ニッ
ケル、クロム等の重金属が雰囲気中に放出され、基板４
に再付着したり、基板４に打ち込まれたりして、製品の
半導体装置に回路の短絡、又は、半導体素子に耐圧の劣
化や閾値の変動、を生じて歩留りが低下した。
を置いた場合は、トレンチエツチング溝の形状は良かっ
たが、エツチング時のスパッタリングにより、鉄、ニッ
ケル、クロム等の重金属が雰囲気中に放出され、基板４
に再付着したり、基板４に打ち込まれたりして、製品の
半導体装置に回路の短絡、又は、半導体素子に耐圧の劣
化や閾値の変動、を生じて歩留りが低下した。
金、白金、のような貴金属のカバーを用いた場合も、エ
ツチングの腐食性のガスに対して化学的に安定で耐久性
は増したが、エツチング時のスパッタリングによって放
出されたこれら貴金属の中性種やイオンが再付着し易く
、前述同様の不具合を生じた。貴金属は余りに高価でも
ある。
ツチングの腐食性のガスに対して化学的に安定で耐久性
は増したが、エツチング時のスパッタリングによって放
出されたこれら貴金属の中性種やイオンが再付着し易く
、前述同様の不具合を生じた。貴金属は余りに高価でも
ある。
アルミニウムのような軽金属のカバーを使用した場合は
、腐食性ガスで容易に侵食されて寿命が短く、且また、
エツチング時のスパッタリングで前述同様の不都合を強
く生じた。
、腐食性ガスで容易に侵食されて寿命が短く、且また、
エツチング時のスパッタリングで前述同様の不都合を強
く生じた。
純粋な炭素のカバーをここに使用したときも、汚染は同
じであった。
じであった。
これらに対し、炭化ケイ素のカバーは、腐食性のガスに
よく耐え、スパッタリングによる素子の炭素汚染も大幅
に改善される。炭化ケイ素の表面はエツチング作業中僅
か宛エツチングされるが、これは、炭化ケイ素表面に絶
縁性の重合膜が形成されるのを防ぎ、直流的な導通を確
保する効果があって却って好都合である。
よく耐え、スパッタリングによる素子の炭素汚染も大幅
に改善される。炭化ケイ素の表面はエツチング作業中僅
か宛エツチングされるが、これは、炭化ケイ素表面に絶
縁性の重合膜が形成されるのを防ぎ、直流的な導通を確
保する効果があって却って好都合である。
なお上記では、一対の対向電極を平行平板電極の場合で
説明しているが、電極は平板状である必要はない。円筒
形状であっても良い。
説明しているが、電極は平板状である必要はない。円筒
形状であっても良い。
更にまた、炭化ケイ素表面の露出のパターンは、上述の
円形以外の形でよく、可成り自由に選ぶことが出来る。
円形以外の形でよく、可成り自由に選ぶことが出来る。
（発明の効果）
本発明によれば、半導体装置製造時のエツチング工程、
特にトレンチエツチング行程において、形が良く且良質
のエツチング加工を、再現性よく行うことの出来るエツ
チング装置が提供される。
特にトレンチエツチング行程において、形が良く且良質
のエツチング加工を、再現性よく行うことの出来るエツ
チング装置が提供される。
第１図ａ、ｂ、ｃは、本発明の実施例のエツチング装置
の説明図で、ａは装置の概略の断面図、ｂはその基板保
持平板電極部の詳細図、Ｃはその平面図。 第２図ａは、上記本発明の実施例のエツチング装置で加
工されたトレンチエツチング溝の断面図。 第２図すは、そのときのセルフバイアス電圧の時間的変
化の図。 第３図ａ、ｂ、ｃは、従来のエツチング装置の説明図で
、ａは装置の概略の断面図、ｂはその基板保持平板電極
部の詳細図、Ｃは平面図。 第４図ａ、 ｂは、上記従来のエツチング装置で加工
されたトレンチエツチング溝の断面図。 第４図Ｃは、そのときのセルフバイアス電圧の時間的変
化の図。 １・・・・・・ガス導入部、 ２・・・・・・電極、
３・・・・・・基板保持平板電極、 ４・・・・
・・被エツチング物、５・・・・・・高周波電源、
６・・・・・・反応容器、 ７・・・・・・Ｓｉ
Ｃカバー、 ８・・・・・・絶縁物、 ９・・
・・・・排気孔、１０・・・・・・ガス、 １１・・
・・・・Ｓ ｉ ０２レジストマスク、 １２・・
・・・・基板。 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村上 健次 特開 穿３図ｂ
の説明図で、ａは装置の概略の断面図、ｂはその基板保
持平板電極部の詳細図、Ｃはその平面図。 第２図ａは、上記本発明の実施例のエツチング装置で加
工されたトレンチエツチング溝の断面図。 第２図すは、そのときのセルフバイアス電圧の時間的変
化の図。 第３図ａ、ｂ、ｃは、従来のエツチング装置の説明図で
、ａは装置の概略の断面図、ｂはその基板保持平板電極
部の詳細図、Ｃは平面図。 第４図ａ、 ｂは、上記従来のエツチング装置で加工
されたトレンチエツチング溝の断面図。 第４図Ｃは、そのときのセルフバイアス電圧の時間的変
化の図。 １・・・・・・ガス導入部、 ２・・・・・・電極、
３・・・・・・基板保持平板電極、 ４・・・・
・・被エツチング物、５・・・・・・高周波電源、
６・・・・・・反応容器、 ７・・・・・・Ｓｉ
Ｃカバー、 ８・・・・・・絶縁物、 ９・・
・・・・排気孔、１０・・・・・・ガス、 １１・・
・・・・Ｓ ｉ ０２レジストマスク、 １２・・
・・・・基板。 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村上 健次 特開 穿３図ｂ
Claims (1)
- （１）真空に排気出来る反応容器内に配置された、一対
の対向する高周波電力印加電極の一方に被エッチング物
を載置し、反応性ガスプラズマにより該被エッチング物
をエッチングするエッチング装置において、 該被エッチング物を載置した電極の、該載置部以外の電
極表面を覆う絶縁物の一部に、該電極と導通する炭化ケ
イ素表面を露出させたことを特徴とするエッチング装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16929786A JPS63107024A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | エツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16929786A JPS63107024A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | エツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63107024A true JPS63107024A (ja) | 1988-05-12 |
| JPH0519299B2 JPH0519299B2 (ja) | 1993-03-16 |
Family
ID=15883906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16929786A Granted JPS63107024A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | エツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63107024A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0779651A2 (en) * | 1995-10-03 | 1997-06-18 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for plasma processing |
| JP2017139428A (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58209111A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Toshiba Corp | プラズマ発生装置 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP16929786A patent/JPS63107024A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58209111A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Toshiba Corp | プラズマ発生装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0779651A2 (en) * | 1995-10-03 | 1997-06-18 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for plasma processing |
| EP0779651A3 (en) * | 1995-10-03 | 1997-08-06 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for plasma processing |
| US6156663A (en) * | 1995-10-03 | 2000-12-05 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for plasma processing |
| JP2017139428A (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US10665428B2 (en) | 2016-02-05 | 2020-05-26 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519299B2 (ja) | 1993-03-16 |
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Legal Events
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