JPS6328886A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロ波を用いたドライエツチング装置に係
シ、とくに大口径のフェノ・を均一にエツチングするの
に好適なドライエツチング装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体の調造過程で行なわれるドライエツチング工程で
は、従来よシ加工精度を向上する目的でエツチングガス
のイオンをウェハに垂直に入射させる異方性エツチング
が行なわれている。

この異方性エツチングを実施するなめには、真空度を高
めることが有効であるので、従来より高′Ｊｃ空でも安
定したプラズマが維持できるマイクロ波を用い次エツチ
ング装置が提案されている。

このマイクロ波プラズマエツチング装置においては、マ
イクロ波がフェノ１Ｖｃ直接歯るとフェノ）が損傷する
ことがあるので、通常フェノ−をマイクロ波によるプラ
ズマ発生室から少し離した試料室内に設置している。

そのためには、プラズマ発生室から試料室内のウェハま
でプラズマを輸送する必要がある。

このプラズマ輸送手段としては、従来磁場を利用したも
のが多く使用されている。その理由は、プラズマは磁場
の磁力線に垂直な方向に拡散しにくい性質を有するから
である。

前記の点から明らかな如く、プラズマ輸送手段における
磁場の構成は、エツチングの速度および均−性などの特
性和犬きな影響を及ぼすものであるから、従来より種々
の提案がなされている。

たとえば、４ＩＰ開昭５７−１５５６５６号に記載され
ているプラズマ低温付着装置のよう忙プラズマ発生室を
電子サイクロトン共鳴（以下ＥＣＲという）条件の磁場
とするためのコイルをプラズマ輸送用磁場のためのコイ
ルと兼用したものが提案されている。

ま念特開昭５３−９６９３８号に記載されている乾式エ
ツチング装置のように、放電室に２個のコイルとウェハ
の裏側（プラズマ発生室の反対側）に設置された永久磁
石とによ５ミラー磁場を形成し、低ガス圧力で高密度の
プラズマを得るようにし次ものが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点ｊ 前記の従来技術はウェハ近傍におけるプラズマ密度の均
一性の点について配慮されておらずエツチングの不均一
が生ずる問題があった。

すなわち、一般にプラズマ発生室出口のプラズマ密度の
分布は均一でないので、これによってウェハ近傍におけ
るプラズマ密度が不均一な分布だなって均一なエツチン
グを行なうことが困難になる問題があった。

本発明の目的は前記の従来技術の問題点を屏決し、たと
え大口径のウエノ・でも均一なエツチングを可能とする
ドライエツチング装置を提供することＫある。

〔問題点を解決するための手段Ｊ 前記の目的は、プラズマ発生室と、このプラズマ発生室
に接続し試料を載置する支持台を有する試料室とを設け
、かつ前記プラズマ発生室にマイクロ波を導入する導波
管と、磁場を形成するコイルと、エツチングガスを導入
するガス導入管とを設け、前記試料室に排出口と、前記
支持台の前記試料の裏側に支持され、高透磁率材にて形
成されたリング状の部材とを設けることによシ達成され
る。

〔作用Ｊ プラズマ発生室内においては、マイクロ波放電によって
得られるプラズマの密度分布は均一でなく第２図に示す
如く中心部が高く周辺に行くに伴なって低くなる形状を
してｈる。

なお、同図において、４けプラズマ発生室、７はウェハ
、８けリング状の電極、９は支持台、１１は磁力線、ｎ
は磁力線の密度、ｒけプラズマ発生室４内の半径方向の
距離を示す。

その次め、プラズマをプラズマ発生室４内から試料室内
のクエハ７上忙輸送するさいのウエノ）７でのプラズマ
の密度を均一化するには、プラズマ発生室４内における
プラズマの密度分布を中心部で低く周辺に行くに伴なっ
て高くなるように磁場を構成する必要がある。

すなわち、前記磁場の磁力線１１の密度（単位面積当り
の磁力線の数）を中心部で低く、周辺部に行くに伴なっ
て高くなるようにする必要がある。

そこで、発明者は前記の如く磁力１ｓ１１を構成する念
め徨々の試みを行なり念結果、前記電極８に鉄のような
高透磁率材を使用するのが最も簡単で有効であることが
わかった。

すなわち、鉄のような高透磁率材が磁場内に存在すると
、この磁場の磁力ｆｆ５１１は高透磁率材に集中する性
質を有するので、ウェハ７上の周辺で磁力線１１の密度
を高くするためには、第２図に示すリング状の電極７を
高透磁材にて形成すれば良いことになる。

なお、前記リング状の電極７１ｉプロセス条件に応じて
あらかじめプラズマ発生室４内くおけるプラズマ密度の
分布を実測し、その結果に対応して形状、大きさおよび
設置場所を計算によって求めることができる。

〔実施例ｊ 以下、本発明の実施例を示す第１図によシ説明する。

同図に示す如く、サイクロトロン（図示せず）で発生し
たマイクロ波は導波管１を通シ石英板２を透過してプラ
ズマ発生室４内に導入される。このプラズマ発生室４内
およびこれに接続する試料室６内は真空状態に保持され
、試料室６の底部に設置された排出口１０から常時排出
される。

また前記プラズマ発生室４内はガス導入管３によってエ
ツチングガスが導入されると、プラズマ発生室４を囲む
ように設置されたコイル５によって発注するＢＣＲ条件
を満足する磁場および前記マイクロ波によ）プラズマが
発生し、このプラズマが前記磁場の磁力線にそうて試料
室６内のウェハ７まで拡散してウェハ７をエツチングす
る。この場合、前記支持台９は非磁性体にて形成され、
かつウェハ７の裏側には高透磁率材にて形成され＋Ｖソ
ング状電極８が設置されこの電極８の作用により前記コ
イル５によって発生する磁界の磁力線がウェハ７の周辺
部に集中するので、プラズマ発生室４内のプラズマ密度
分布の不均一が調整されてウェハ７は均一なエツチング
を行なうことができる。

〔発明の効果」 本発明によれば、クエへ表面のプラズマ密度の分布を均
一化することができるので、大口径のウェハでも均一な
エツチングを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例であるドライエツチング装置の
要部断面図、第２図は第１図に示すプラズマ発生室内に
おけるプラズマ密度分布を示す説明図である。 １・・・導波管、２・−・石英管、３・・・ガス導入管
、４・・・プラズマ発生室、５・・・コイル、６・・・
試料室、７・・・ウェハ、８・・・電極、９・・・支持
台、１０・・・排出口。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　プラズマ発生室と、このプラズマ発生室に接続し試料
   を載置する支持台を有する試料室とを設け、かつ前記プ
   ラズマ発生室に放電ガスを導入するガス導入管と、磁場
   を発生するコイルとを設け、前記試料室に排気口を接続
   し、前記支持台の前記試料の裏面に支持され高透磁率材
   にて形成されたリング状の部材を設けたことを特徴とす
   るドライエッチング装置。