JPS63193527A - 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】 〔産業上の利用分野］ この発明は、半導体製造プロセスの中の一工程で使用さ
れるエツチング装置に関し、特に真空中で反応ガスを流
し、高周波電力をかけて行なうドライエツチング装置の
電極面積の調整に関するものである。

し従来の技術〕 第３図は例えば「Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｗｏｒ
’ｌｄ　Ｊ１９８４年１１月発行の１２１ページから１
２２ページに示された従来のエツチング装置を一部断面
で示す側面図である。図において、（１）は真空ポンプ
（２）により真空にされ、ガス供給装置（３）によりエ
ツチングを誘起させる反応ガスが供給される容器、（４
）はこの容器（１）内に設置され、高周波電源（５）に
より高周波電力が印加される第１の電極、（６）はこの
第１の電極（４）と対向する位置に設けられ接地されて
いる第２の電極、（７）は上記第１の電極（４）の上に
置かれた、エツチングされる半導体ウェハなどの試料。

（８）は上記両電極（４）と（６）の間に生成したプラ
ズマである。

次に動作について第４図を参照しながら説明する。第４
図は上記両電極（４）と（６）の間の電位分布を表わす
説明図である。

第１の電極（４）に高周波電力を印加すると両電極（４
）と（６）の間にプラズマ（８）が生成し、両電極［４
Ｌ　（６）の表面にはイオンシースが形成され、第１の
電極（４）は電界中で移動度の大きな電子が電極に入射
し、負の電位Ｖｃに帯電する。一方プラズマ（８）中で
は正イオンが過剰となり、プラズマ（８）は正の電位Ｖ
ｐに帯電する。このため上記イオンシースにはイオン加
速電圧（自己バイアス）と呼ばれる電位差が生じ、第１
　（７）Ｗ極（４）　ノイオ７　加速！圧ＶＩ　ｉ；ｉ
Ｖ＋＝Ｖｐ−Ｖｃであり、第２の電極（６）のイオン加
速電圧Ｖ！はＶｔ＝Ｖｐである。この第１の電極（４）
のイオン加速電圧Ｖ１により加速されたプラズマ（８）
中の正イオンが、試料（７）の表面に垂直に衝突しエツ
チングを行なう。

イオン加速電圧Ｖ＋は、高くすると選択性（エツチング
材と非エツチング材のエツチング比）が劣り、試料もダ
メージを受は易くなり、低くすると加工性が悪くなり、
エツチングレートが低下するため適正化を計る必要かあ
る。このイオン加速電圧■１は、プラズマの密度や電子
温度に影響され、電極間距離（実開昭６０−８８５４０
で自動的に可変されている）や注入電圧でも変化するか
、両電極（４１，（６１の電極面の面積比にも関係し、
たとえばプラズマの密度や電子温度が完全に一様な状態
であれば、第１の電極（４）の電極面積を５１−第２の
電極（６）の電極面積を５２とすると、 式が成立する。尚、ｎの値は他の条件が一定なら４であ
る。従って、試料（７）の材質や寸法の違いに対応して
１両電極（４）、（６）の電極面の面積比を変えること
によって、イオン加速電圧を変更し、最適なエツチング
条件を得ることができる。

［発明が゛解決しようとする問題点〕 従来のエツチング装置は以上のように構成されているの
で、両電極の電極面の面積比を変える場合には、少なく
とも片方の電極を、電極面積の異なる電極に入れ替える
ことが必要で、少なくとも実験室の外では、半導体製造
プロセスの中で通常士数回繰り返えされるエツチング工
程に対応し、それぞれ専用のエツチング装置を設置して
対処しており、試料の寸法が変わる等の場合には、その
すべてを入れ替える必要があり、製造プロセスが変われ
ば、別の単能機と取り替える必要があり、費用面だけで
なく、半導体製造設備全体が融通性のないものとなって
いた。また、最近エツチングされた溝形状を最適な形に
するため、エツチングの途中で条件を変える場合がある
が、この場合には、両電極の電極面の面積比を変えるこ
とは不可能であり、装置の応用が容易でないという問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、両電極の電極面の面積比を容易に変えること
ができるエツチング装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るエツチング装置は、対向する一対の電極
の少なくとも一方の電極の外周に、駆動手段により着脱
可能な補助電極を設けたものである。

〔作用〕

この発明におけるエツチング装置の補助電極か設置され
た電極の電極面積は、補助電極をこの電極の外周に駆動
手段により着脱することにより容易に増減され、エツチ
ング装置の両電極の電極面の面積比を容易に可変する。

〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図および第２図において、（１）から（７）は上記従来
の装置と同一のものである。（９）は第２の電極（６）
の外周に重合できるリング状の＄１の補助電極、（１１
は容器（１）に固定（固定部分図示せず）されているエ
アシリンダー（１０＆　）と、一端がこのエアシリンダ
ー（１０ａ）内のピストンに固定され−他端が上記第１
の電極（９）に固定されており、容器（１）を摺動可能
に貫通している連結棒（１０ｂ）からなる駆動手段、（
１１３は上記第１の補助電極（９）の外周に重合できる
リング状の第２の補助電極、ａ２は上記駆動手段０αと
同様のエアシリンダー（１２ａ）と、一端か第２の補助
電極０旧こ固定されている連結棒（１２ｂ）からなる駆
動手段である。

上記のように構成されたエツチング装置においては、例
えば試料（７）の材質または寸法が変わることにより、
両電Ｔｈ　＋４１　＋６＋の面積比を変えてエツチング
の最適条件を設定する必要がある場合には、第２図に示
すように第１の補助電極（９）を、駆動手段（１ａのエ
アシリンダー（１０ａ）にピストンが下向きに細くよう
に空気圧を与えることにより降下させ、第２の電極（６
）の外周に重合させることによって、第２の電極（６）
側の電極面積か増加し、前記（ａ）式により、第１の電
極（４）のイオン加速電圧■１を大きくすることができ
る。さらにこの電圧■１を大きくしたい場合には、第２
の補助電極αＤを、駆動手段＋１２により上記と同様に
して降下させ、第１の補助電極（９）の外周に重合させ
ることにより行なうことができる。

尚、イオン加速電圧■１を小さくしたい場合には、上記
と逆に第２の補助電極０Ｄを駆動手段■のエアシリンダ
ー（１２ａ）に、ピストンか上向きに動くように空気圧
を与えることにより上昇させ、次に第１の補助電極（９
）を駆動手段０■により同様にして上昇させ、目的のイ
オン加速電圧■１が得られるまで、第２の電極（６）の
外周から一順次補助電極（９）συを取り外す。全ての
補助電極＋９＋　１１）を上昇させ、取り外した状態が
第１図である。この様に複数個設置した補助電極＋９１
　Ｑｌ）を、第２の電極（６）の外周に駆動手段（ｉｔ
）　ａ２によって着脱することにより、第２の電極（６
）の電極面積が変、わり、イオン加速電圧■１の強弱の
調整か可能になる。

尚、上記実施例では、第２の電極（６）に補助電極（９
１０１１を設けたものを示したが、補助電極は第１の電
極（４）に設けてもよく、また両電極ｔ４ｒ　＋ｅ＋に
設けて、も同様の効果か得られる。駆動手段ＱＯＩ　Ｑ
３はエアシリンダー（１０Ｋ）（１２ａ）を用いた場合
を示したが、駆動手段ａαｕ２は油圧シリンダーを用い
てもよく、また回転運動を直線運動に変えるように構成
されたネジまたは歯車の組合せに、反転可能なモータに
より必要に応じて回転力を与え、補助電極（９）圓を所
定の位置に移動させるように作られた電気式のものであ
っても、上記実施例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、対向する一対の電極
の少なくとも一方の電極の外周に、駆動手段により着脱
可能な補助電極を設けるという簡単な構造により、この
補助電極を設けた電極の電極面積を簡単に変えることか
でき、各種のエツチングの最適条件出しか容易に成り、
装置の応用が広が、る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエツチング装置を一
部断面で示す側面図、第２図は補助電極の一つを第２の
電極の外周に重合させた状態を示す第１図と同様の側面
図、第３図は従来のエツチング装置を一部断面で示す側
面図、第４図は対向する一対の電極の間の電位分布を示
す説明図である。 図において、（１）は容器、（４）、（６）は対向する
一対の電極、（９）αＤは補助電極、（１０１０２は駆
動手段である。 なお、図中同一符号は同−一又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エッチング用反応ガスが入れられる容器、この容
   器内の対向する位置に設置され少なくとも一方には高周
   波電力が印加され他方は接地される一対の電極、この一
   対の電極の少なくとも一方の電極の外周に、駆動手段に
   より着脱可能に設置され上記電極の電極面積を可変にす
   る補助電極を備えたエッチング装置。
2. （２）補助電極はこの補助電極が設置される電極の外周
   から外側に向つて複数のリングが順次重ね合わされるよ
   うに形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のエッチング装置。
3. （３）駆動手段はエアシリンダーを用いていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のエッ
   チング装置。
4. （４）駆動手段は回転連動を直線運動に変えるように構
   成されたネジまたは歯車の組合せに、反転可能なモータ
   により回転力を与えるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のエッチング装置。