JPS6316467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はドライエツチング装置に係り、特に被
処理物を均一にエツチングすることを可能とした
ドライエツチング装置に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕

第６図は従来のケミカルドライエツチング装置
を示したもので、真空容器１の内部には、被処理
物２を載置する載置台３が配設されている。上記
真空容器１の上面には、エツチングガスを真空容
器内に均一に導入するためのガス分散管４が取り
付けられており、このガス分散管４には、ガス導
入管５が接続されている。このガス導入管５の中
途部には、石英管からなる放電管６が装備されて
おり、この放電管６に導波管７を介してマイクロ
波８を印加することによりプラズマを発生させる
ようになされている。また、上記真空容器１の下
面には、図示しない真空ポンプに接続されるガス
排出管９がマニホールド１０を介して接続されて
いる。

上記装置においては、載置台３の上面に被処理
物２を載置し、ガス排出管９を介して真空容器１
の真空排気を行なう。その後、ガス導入管５によ
りCF₄等のエツチングガスを送り、真空容器１内
を所定圧力のガス雰囲気とし、放電管６にマイク
ロ波８を印加するとによりガスプラズマを発生さ
せる。そして、このガスプラズマの発生によりエ
ツチングガスとしてのフツ素ラジカルが生成さ
れ、真空容器１内の被処理物２のエツチングを行
なうようになされる。上記装置の場合、エツチン
グ処理と、プラズマ発生とを別個の室で行なうた
め、被処理物がプラズマの照射による損傷を受け
ることがないという利点を有している。

しかし、上記装置では、被処理物２を平面的に
並べて載置するため、１回のエツチング工程にお
ける処理枚数が少なく生産効率が悪いという問題
があり、このことは、近年における被処理物の大
口径化に伴ない特に顕著となつていた。そのた
め、従来被処理物を多段に載置して多数枚の被処
理物を一度にエツチングできるようにしたものが
あるが、各被処理物について均一にエツチングす
ることができないという欠点を有している。

〔発明の目的〕

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、
大量の被処理物を均一にエツチングすることので
きるドライエツチング装置を提供することを目的
とするものである。

〔発明の概要〕

上記目的達成のため本発明によるドライエツチ
ング装置は、複数の被処理物をその被処理面が互
いに平行にになるように載置する載置棚を真空容
器内に回転可能に設け、酸素ガスとフレオンガス
とを混合してなるエツチングガスを前記被処理物
の被処理面にほぼ平行に流れるように容器内に導
入するガス導入管および上記エツチングガスを排
気するガス排気管を上記真空容器に接続し、上記
ガス導入管の中途部にプラズマ発生装置を設けて
なるドライエツチング装置において、上記エツチ
ングガスのフレオンガスと酸素ガスとの全流量に
対する酸素ガス流量を40％以上80％以下の範囲に
設定したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第５図を参
照し、第６図と同一部分には同一符号を付して説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、ガ
ス導入管５およびガス排出管９は、真空容器１の
側面に対向して設けられており、真空容器１の内
部には、被処理物２を水平かつ上下方向に多段に
載置する載置棚１１が回転可能に設けられてい
る。

被処理物２は平行間隔をあけて並列状態に配置
されており、ガス導入管５及びガス排気管９の軸
線は被処理物２とほぼ平行になつているので、ガ
ス導入管５から導入されてガス排気管９に排出さ
れるエツチングガスは被処理物２の被処理面とほ
ぼ平行に流れることになる。このように本実施例
ではエツチングガスの流れが被処理物２の被処理
面に平行になるようにガス導入管５及びガス排気
管９を設けたことに特徴がある。

また、載置棚１１は、下面にシヤフト１２が取
付けられた支持台１３上に載置されており、上記
シヤフト１２の端部は真空容器１の下面を貫通し
てモータ１４に接続され、エツチング中に支持台
１３を回転させるようになされている。

また、本実施例においては、ガス導入管５から
真空容器１内に導入されるエツチングガスは酸素
O₂ガスとフレオンCF₄ガスとを混合したものであ
る。O₂ガスを添加することにより、フツ素ラジ
カルが２倍発生すると共にCOF₂という安定ガス
が生成され、フツ素ラジカルの再結合が阻止され
エツチング速度が増加する。

さらに、エツチングの均一性を確保するために
は、酸素ラジカルによるSiの酸化反応に律則する
エツチング領域を選択する必要がある。そのため
に、本発明では、２種のガスの流量比（酸素ガス
流量／酸素ガス流量＋フレオンガス×100％）が
40％以上80％以下の範囲に設定される。

次に、第２図に示すように、基板１５の上面に
熱酸化法による100Å厚の熱酸化膜１６を形成し、
この熱酸化膜１６の上面にシラン（SiH₄）の熱
分解による減圧気相成長法により多結晶シリコン
層１７を堆積した後、1000℃のリン拡散したもの
をポジ型レジスト１８でマスク形成してなる被処
理物を用いて、載置棚１１を6rpmで回転させな
がらエツチング圧力が15Pa、マイクロ波が800W
の条件下で行なつた実験結果を第３図乃至第５図
に示す。

第３図は酸素ガスおよびフレオンガスの総流量
を200SCCMとし、酸素ガスとフレオンガスとの
流量比を変化させた場合のエツチング速度および
均一性を示したもので、ここに均一性は、被処理
物の最大エツチング速度をEmax、最小エツチン
グ速度をEminとしたとき、（Emax−Emin／
Emax＋Emin）×100（％）で表わされる。この実
験結果によれば、酸素ガスとフリオンガスとから
なるエツチングガスの全流量に対する酸素ガスの
流量比が40％以下になると急激にエツチング速度
が増加するとともに均一性が悪化し、酸素流量が
増えるにしたがつて、エツチング速度は低下する
が均一性は良好となる。

また、第４図は流量比を20％としたとき、第５
図は流量比を50％としたときのそれぞれ被処理物
の各位置におけるエツチング速度を示したもの
で、流量比を20％としたときには均一性が25％程
度と悪化するのに対し、流量比を50％としたとき
には均一性が５％以下と著しく改善されることが
わかる。これは、酸素ガス流量が増えることによ
り、フツ素ラジカル濃度の影響が減少し、表面反
応律則に従つてエツチング反応が行なわれるため
である。

また、酸素ガス流量を大幅に増加すると、レジ
ストが劣化してしまうため、流量比は80％以下が
望ましい。

したがつて、本実施例においては、酸素ガスと
フレオンガスとの流量比を調整することにより、
被処理物を多数枚載置した場合でも、均一にエツ
チングを行なうことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によるドライエツチン
グ装置は、エツチングガスの総流量に対する酸素
ガス流量を40％以上80％以下の範囲内に設定する
ようにしたので、大量の被処理物を均一にエツチ
ングすることが可能となり、その結果、被処理物
の生産効率を著しく高めることが可能となる等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示した
もので、第１図は概略構成図、第２図は被処理物
の拡大断面図、第３図はエツチングガス流量とエ
ツチング速度および均一性との関係を示す線図、
第４図および第５図は被処理物の位置とエツチン
グ速度との関係を示すそれぞれ線図、第６図は従
来のドライエツチング装置を示す概略構成図であ
る。 １……真空容器、２……被処理物、３……載置
台、４……ガス分散管、５……ガス導入管、６…
…放電管、７……導波管、８……高周波出力、９
……ガス排出管、１０……マンホールド、１１…
…載置棚、１２……シヤフト、１３……支持台、
１４……モータ、１５……基板、１６……熱酸化
膜、１７……シリコン層、１８……ポジ型レジス
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の被処理物をその被処理面が互いに平行
   にになるように載置する載置棚を真空容器内に回
   転可能に設け、酸素ガスとフレオンガスとを混合
   してなるエツチングガスを前記被処理物の被処理
   面にほぼ平行に流れるように容器内に導入するガ
   ス導入管および上記エツチングガスを排気するガ
   ス排気管を上記真空容器に接続し、上記ガス導入
   管の中途部にプラズマ発生装置を設けてなるドラ
   イエツチング装置において、上記エツチングガス
   のフレオンガスと酸素ガスとの全流量に対する酸
   素ガス流量を40％以上80％以下の範囲に設定した
   ことを特徴とするドライエツチング装置。