JPH0338345B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0338345B2 JPH0338345B2 JP62155530A JP15553087A JPH0338345B2 JP H0338345 B2 JPH0338345 B2 JP H0338345B2 JP 62155530 A JP62155530 A JP 62155530A JP 15553087 A JP15553087 A JP 15553087A JP H0338345 B2 JPH0338345 B2 JP H0338345B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- current density
- discharge
- uniformity
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プラズマプロセス用電極の構造に関
するものである。
するものである。
（従来技術とその問題点）
第１図は従来用いられている２枚の平行平板電
極を用いたプラズマエツチング装置の基本構成で
ある。高周波電源７ａに接続された平面電極１ｂ
と、これに相対して接地電位にある対向電極１ａ
が設置されている。反応性ガスを導入する導入系
８と、エツチングチヤンバ９内の圧力を一定に保
つための排気系６とから成る。高周波電源７ａに
接続される電極１ｂは絶縁部材３により真空容器
５と絶縁されている。また、この電極１ｂに直接
接触された空洞形部４に外部から冷却水１０を流
すことにより冷却される。被処理物２は通常、高
周波電源７ａに接続された下部電極１ｂ上に配置
される。この電極１ｂは、直流遮断用コンデンサ
ー７ｂを介して高周波電源７ａに接続されてい
る。これら相対向する電極１ａ，１ｂ間に放電を
発生させるが、この場合電子と正イオンとの間の
移動度と大きな違いにより電極表面に接して陰極
降下が発生する。この陰極降下部で加速された反
応性ガスイオンは電極及び被処理物２に垂直に入
射し、その方向にエツチングが進行する。
極を用いたプラズマエツチング装置の基本構成で
ある。高周波電源７ａに接続された平面電極１ｂ
と、これに相対して接地電位にある対向電極１ａ
が設置されている。反応性ガスを導入する導入系
８と、エツチングチヤンバ９内の圧力を一定に保
つための排気系６とから成る。高周波電源７ａに
接続される電極１ｂは絶縁部材３により真空容器
５と絶縁されている。また、この電極１ｂに直接
接触された空洞形部４に外部から冷却水１０を流
すことにより冷却される。被処理物２は通常、高
周波電源７ａに接続された下部電極１ｂ上に配置
される。この電極１ｂは、直流遮断用コンデンサ
ー７ｂを介して高周波電源７ａに接続されてい
る。これら相対向する電極１ａ，１ｂ間に放電を
発生させるが、この場合電子と正イオンとの間の
移動度と大きな違いにより電極表面に接して陰極
降下が発生する。この陰極降下部で加速された反
応性ガスイオンは電極及び被処理物２に垂直に入
射し、その方向にエツチングが進行する。
この種装置を用いて得た被処理物２のエツチン
グ（或いはデボジシヨン）速度の処理物表面上で
の面内均一性を、約±５％以内に保つことは極め
て困難なことである。これは、放電用電極１ａ，
１ｂと被処理物２の直径がほぼ等しく選んである
ため、電極端部に生起するいわゆる端効果によ
り、あるいは気圧の領域によつては被処理物２の
面の中心部近傍などでのエツチングの低下がみら
れるからである。これらの成因としては、これら
の部分での電流密度の低下、あるいは充分な反応
性ラジカルの補給が行われないことが原因と考え
られる。これら不均一性を補う方法としては、被
処理物２に同心円状にガードリングを設ける手法
などが行われている。ガードリングを用いて端効
果を取り除く事に一応の成功は得ているが、端効
果以外の原因による不均一性を補うことはできな
い上に、放電容器が大きくなるので、経済性の面
からも望ましくない。また、利用される放電容器
は多種多様であるので、端効果の中央部以外にも
多種多様な不均一性がみられるので、これらすべ
ての不均一性を同時に補う方法が得られない限
り、均一性の格段の向上は望まれない。
グ（或いはデボジシヨン）速度の処理物表面上で
の面内均一性を、約±５％以内に保つことは極め
て困難なことである。これは、放電用電極１ａ，
１ｂと被処理物２の直径がほぼ等しく選んである
ため、電極端部に生起するいわゆる端効果によ
り、あるいは気圧の領域によつては被処理物２の
面の中心部近傍などでのエツチングの低下がみら
れるからである。これらの成因としては、これら
の部分での電流密度の低下、あるいは充分な反応
性ラジカルの補給が行われないことが原因と考え
られる。これら不均一性を補う方法としては、被
処理物２に同心円状にガードリングを設ける手法
などが行われている。ガードリングを用いて端効
果を取り除く事に一応の成功は得ているが、端効
果以外の原因による不均一性を補うことはできな
い上に、放電容器が大きくなるので、経済性の面
からも望ましくない。また、利用される放電容器
は多種多様であるので、端効果の中央部以外にも
多種多様な不均一性がみられるので、これらすべ
ての不均一性を同時に補う方法が得られない限
り、均一性の格段の向上は望まれない。
（発明の目的）
本発明は、以上のような従来技術では到達が不
可能であつた、如何なる面内不均一性に対しても
対処できるような平行平板放電用電極を提供する
ものである。
可能であつた、如何なる面内不均一性に対しても
対処できるような平行平板放電用電極を提供する
ものである。
（発明の原理）
この目的を達成するために、本発明では被処理
物表面においてエツチング（或いはデポジシヨ
ン）の低下している部分の電流密度を増加させる
ために、対向電極上で対応する部分に凹部を設
け、その凹部内に電流を集中させることにより、
被処理物面上での電流密度を増加させるものであ
る。
物表面においてエツチング（或いはデポジシヨ
ン）の低下している部分の電流密度を増加させる
ために、対向電極上で対応する部分に凹部を設
け、その凹部内に電流を集中させることにより、
被処理物面上での電流密度を増加させるものであ
る。
また同じ電極は、同一電力入力で大きい電流が
得られる電極構造なので被処理物のダメージを増
やすことなく、エツチング（或いはデポジシヨ
ン）レートの増加に対する要請にも対処できる電
極構造になつている。このようにして得られる放
電電流密度は面内均一性を高めることにより、エ
ツチング（或いはデポジシヨン）レートの面内均
一性を格段に向上（約±３％かそれ以内）させる
ことができる。
得られる電極構造なので被処理物のダメージを増
やすことなく、エツチング（或いはデポジシヨ
ン）レートの増加に対する要請にも対処できる電
極構造になつている。このようにして得られる放
電電流密度は面内均一性を高めることにより、エ
ツチング（或いはデポジシヨン）レートの面内均
一性を格段に向上（約±３％かそれ以内）させる
ことができる。
（発明の構成）
以下添付図面に基づいて、本発明の実施例を説
明する。
明する。
例 １
穴あき型電極
第２図はこの構造の実施例に係る電極構造図で
あり、４吋ウエハーに適合する寸法として描いて
ある。この図は円形電極で、円の中心に対し対称
な構造であり、電極の半分のみを示してある。こ
の図の例では、半径７mm、深さ15mmの穴を、円板
の外周では多く、内側に向うに従つて少なく配置
して描いてある。すなわち電極表面上で単位表面
積に対する穴の部分の面積の比が、外側さら内側
に向つて小さくなる様に、穴の数を配置してあ
る。この例は、電極の外周部の放電電流密度が高
く、中心部に向かつて電流密度が低くなるような
電極構造である。穴の寸法、すなわち半径と深さ
がガスの種類と使用ガス圧によつて最適な寸法が
あり、第２図の例はアルゴン気圧0.01〜0.1Torr
の領域で動作可能なものである。穴の部分に、い
わゆるホロー陰極放電を発生させて使用するもの
であるので、冷陰極グロー放電の陰極降下の厚み
の２倍が、この穴の直径より僅か小さい程度が最
適である。穴の深さについては、穴の深さが穴の
直径の２倍程度かそれ以上にすれば、安定なホロ
ー陰極放電が得られる。
あり、４吋ウエハーに適合する寸法として描いて
ある。この図は円形電極で、円の中心に対し対称
な構造であり、電極の半分のみを示してある。こ
の図の例では、半径７mm、深さ15mmの穴を、円板
の外周では多く、内側に向うに従つて少なく配置
して描いてある。すなわち電極表面上で単位表面
積に対する穴の部分の面積の比が、外側さら内側
に向つて小さくなる様に、穴の数を配置してあ
る。この例は、電極の外周部の放電電流密度が高
く、中心部に向かつて電流密度が低くなるような
電極構造である。穴の寸法、すなわち半径と深さ
がガスの種類と使用ガス圧によつて最適な寸法が
あり、第２図の例はアルゴン気圧0.01〜0.1Torr
の領域で動作可能なものである。穴の部分に、い
わゆるホロー陰極放電を発生させて使用するもの
であるので、冷陰極グロー放電の陰極降下の厚み
の２倍が、この穴の直径より僅か小さい程度が最
適である。穴の深さについては、穴の深さが穴の
直径の２倍程度かそれ以上にすれば、安定なホロ
ー陰極放電が得られる。
上に述べた構造の電極を第１図に示した対向電
極１ａとして用い、被処理物２を設置する電極１
ｂと平行に配置する。これら両電極１ａ，１ｂの
間隔は、使用ガスに対する電子の平均自由行程の
数倍程度が最適である。この間隔より狭くする
と、穴あき電極上の電流分布が直接に被処理物２
の面上の電流に影響を及ぼし、面上における電流
分布に小さな凹凸を生じさせる。一方、間隔を広
くしすぎると穴あき電極の効果がマスクされてし
まう。
極１ａとして用い、被処理物２を設置する電極１
ｂと平行に配置する。これら両電極１ａ，１ｂの
間隔は、使用ガスに対する電子の平均自由行程の
数倍程度が最適である。この間隔より狭くする
と、穴あき電極上の電流分布が直接に被処理物２
の面上の電流に影響を及ぼし、面上における電流
分布に小さな凹凸を生じさせる。一方、間隔を広
くしすぎると穴あき電極の効果がマスクされてし
まう。
例 ２
溝切り型電極
例１の穴のかわりに溝を切りその溝内にホロー
陰極放電を形成させる形式の電極構造である。第
３図に示した例は、直径４吋の円形電極の電極周
辺部に円心円状に４本の溝を切つた形状のもので
ある。溝の幅を７mm、深さ30mmにした例である。
アルゴンガスで、ガス圧0.01〜0.1Torrで安定な
ホロー陰極放電が得られている。
陰極放電を形成させる形式の電極構造である。第
３図に示した例は、直径４吋の円形電極の電極周
辺部に円心円状に４本の溝を切つた形状のもので
ある。溝の幅を７mm、深さ30mmにした例である。
アルゴンガスで、ガス圧0.01〜0.1Torrで安定な
ホロー陰極放電が得られている。
第４図に示した例は、円形電極の全面に溝を切
つた場合で、溝と溝の間を仕切つている側壁の厚
みを周辺では１mmにし、内側では２mmに選んだ例
である。第３図の例は、第４図の例に比べて周辺
部と中央部の電流密度比を大きく選んだものであ
る。
つた場合で、溝と溝の間を仕切つている側壁の厚
みを周辺では１mmにし、内側では２mmに選んだ例
である。第３図の例は、第４図の例に比べて周辺
部と中央部の電流密度比を大きく選んだものであ
る。
本発明の電極では、平板型電極の表面に凹部を
設け、その凹部にホロー陰極放電を発生させるも
のである。この放電形態は直流でも、Ｒ・Ｆ・周
波数でも利用できる。凹部にホロー陰極放電が発
生すると、平板状の電極に比べて電流密度が10倍
程度に上昇することを利用し、穴または溝などの
凹部の配置を任意に設定することにより、その電
極面上での電流密度分布を任意に設定することが
できる。この型の電極を対向電極として用いるこ
とにより、被処理物の電極上での電流分布を、そ
の電極の電流分布と類似の分布とすることができ
る。
設け、その凹部にホロー陰極放電を発生させるも
のである。この放電形態は直流でも、Ｒ・Ｆ・周
波数でも利用できる。凹部にホロー陰極放電が発
生すると、平板状の電極に比べて電流密度が10倍
程度に上昇することを利用し、穴または溝などの
凹部の配置を任意に設定することにより、その電
極面上での電流密度分布を任意に設定することが
できる。この型の電極を対向電極として用いるこ
とにより、被処理物の電極上での電流分布を、そ
の電極の電流分布と類似の分布とすることができ
る。
凹部にホロー陰極放電を形成させるのに最適な
隙間ｄ（穴の場合は直径、溝の場合は溝の幅）と
気圧ｐとの積があり、この積pdは放電の相似則
に従つている。この電極面上での電流密度分布に
よつて支配される空間的な領域は、この電極面か
らの距離がこのガスに対する電子の平均自由行程
の数倍程度以内である。
隙間ｄ（穴の場合は直径、溝の場合は溝の幅）と
気圧ｐとの積があり、この積pdは放電の相似則
に従つている。この電極面上での電流密度分布に
よつて支配される空間的な領域は、この電極面か
らの距離がこのガスに対する電子の平均自由行程
の数倍程度以内である。
（発明の効果）
(a) 一般的な効果
本発明では、エツチング、デポジシヨンなど
被処理物面上の電流密度分布の高い均一度を得
るために、対向電極上の電流密度分布を設定す
る。これにより、エツチングレート、デポジシ
ヨンレートの面内均一性を±３％以内に向上さ
せることができる。
被処理物面上の電流密度分布の高い均一度を得
るために、対向電極上の電流密度分布を設定す
る。これにより、エツチングレート、デポジシ
ヨンレートの面内均一性を±３％以内に向上さ
せることができる。
(b) 具体的な目的に対する効果
従来用いられたガードリングを用いる方式な
どでは、装置が大型化することと、複雑な形の
電流密度分布の不均一性を補うことができな
い。それに対し、本発明の場合は電極寸法は被
処理物の寸法かそれより僅か大きい程度で、ま
た電極端での不均一、中心部での不均一、その
他如何なる不均一の場合でも、対向電極面上で
の溝または穴の部分の比率を変えることにより
均一性を向上することができる。
どでは、装置が大型化することと、複雑な形の
電流密度分布の不均一性を補うことができな
い。それに対し、本発明の場合は電極寸法は被
処理物の寸法かそれより僅か大きい程度で、ま
た電極端での不均一、中心部での不均一、その
他如何なる不均一の場合でも、対向電極面上で
の溝または穴の部分の比率を変えることにより
均一性を向上することができる。
第１図は従来形式のプラズマエツチング装置の
概略系統図、第２図は本発明電極の実施例として
穴を配置した例を示す平面図及び断面図、第３図
と第４図は本発明電極の他の実施例として溝を切
り込んだ構造例を示す平面図及び断面図である。 １ａ……対向電極、１ｂ……平面電極、２……
被処理物、３……絶縁部材、４……空洞形部、５
……真空容器、６……排気系、７ａ……高周波電
源、７ｂ……直流遮断用コンデンサ、８……導入
系、９……エツチングチヤンバ、１０……冷却
水。
概略系統図、第２図は本発明電極の実施例として
穴を配置した例を示す平面図及び断面図、第３図
と第４図は本発明電極の他の実施例として溝を切
り込んだ構造例を示す平面図及び断面図である。 １ａ……対向電極、１ｂ……平面電極、２……
被処理物、３……絶縁部材、４……空洞形部、５
……真空容器、６……排気系、７ａ……高周波電
源、７ｂ……直流遮断用コンデンサ、８……導入
系、９……エツチングチヤンバ、１０……冷却
水。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ プラズマプロセス装置用の平行平板型放電用
電極において、 ２枚の電極の間の放電電流密度の均一性を高め
るために、一方の電極表面に、該電極表面の単位
面積当たりの凹部の面積の比が放電電流密度の小
さい部分から大きい部分に向かつて小さくなるよ
うな寸法の多数の穴または同心円状の溝が設けら
れたことを特徴とする平行平板型放電用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15553087A JPS644481A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Parallel-plate discharge electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15553087A JPS644481A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Parallel-plate discharge electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS644481A JPS644481A (en) | 1989-01-09 |
| JPH0338345B2 true JPH0338345B2 (ja) | 1991-06-10 |
Family
ID=15608084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15553087A Granted JPS644481A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Parallel-plate discharge electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS644481A (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0266941A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Nec Corp | エッチング装置 |
| US5248371A (en) * | 1992-08-13 | 1993-09-28 | General Signal Corporation | Hollow-anode glow discharge apparatus |
| US5472565A (en) * | 1993-11-17 | 1995-12-05 | Lam Research Corporation | Topology induced plasma enhancement for etched uniformity improvement |
| KR20010101137A (ko) * | 1998-12-07 | 2001-11-14 | 메리 이. 보울러 | 플라즈마 생성을 위한 중공 음극 어레이 |
| US6528947B1 (en) | 1999-12-06 | 2003-03-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Hollow cathode array for plasma generation |
| JP4717186B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2011-07-06 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置 |
| JP4472372B2 (ja) | 2003-02-03 | 2010-06-02 | 株式会社オクテック | プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用の電極板 |
| US8083853B2 (en) | 2004-05-12 | 2011-12-27 | Applied Materials, Inc. | Plasma uniformity control by gas diffuser hole design |
| US7785672B2 (en) | 2004-04-20 | 2010-08-31 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling the film properties of PECVD-deposited thin films |
| CN101871099B (zh) * | 2004-07-12 | 2013-09-25 | 应用材料公司 | 通过气体分散器弯曲性的等离子体均匀度控制 |
| US8097082B2 (en) * | 2008-04-28 | 2012-01-17 | Applied Materials, Inc. | Nonplanar faceplate for a plasma processing chamber |
| KR101092879B1 (ko) * | 2009-04-06 | 2011-12-12 | 한국과학기술원 | 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 예비 전극 구조체, 측정 전극 구조체, 및 공정 전극 구조체 |
| US9190289B2 (en) * | 2010-02-26 | 2015-11-17 | Lam Research Corporation | System, method and apparatus for plasma etch having independent control of ion generation and dissociation of process gas |
| DE102010030608B4 (de) * | 2010-06-28 | 2012-04-05 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung zur plasmagestützten Bearbeitung von Substraten |
| US9967965B2 (en) | 2010-08-06 | 2018-05-08 | Lam Research Corporation | Distributed, concentric multi-zone plasma source systems, methods and apparatus |
| JP5702968B2 (ja) | 2010-08-11 | 2015-04-15 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ制御方法 |
| US10283325B2 (en) | 2012-10-10 | 2019-05-07 | Lam Research Corporation | Distributed multi-zone plasma source systems, methods and apparatus |
| JP7138551B2 (ja) * | 2018-11-30 | 2022-09-16 | 株式会社アルバック | スパッタリング方法及びスパッタリング装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0624186B2 (ja) * | 1985-09-27 | 1994-03-30 | 株式会社日立製作所 | ドライエツチング装置 |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP15553087A patent/JPS644481A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644481A (en) | 1989-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0338345B2 (ja) | ||
| JP3266163B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| EP0200133B1 (en) | Plasma etching reactor | |
| US5006220A (en) | Electrode for use in the treatment of an object in a plasma | |
| KR100252210B1 (ko) | 반도체장치 제조용 건식식각장치 | |
| JP4433614B2 (ja) | エッチング装置 | |
| JP3114739U (ja) | プラズマ反応器のガス分配板電極 | |
| US4342901A (en) | Plasma etching electrode | |
| JP2748886B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2927211B2 (ja) | ウェーハ処理装置 | |
| US5413673A (en) | Plasma processing apparatus | |
| US6167835B1 (en) | Two chamber plasma processing apparatus | |
| US4461237A (en) | Plasma reactor for etching and coating substrates | |
| US4340461A (en) | Modified RIE chamber for uniform silicon etching | |
| JPH0358171B2 (ja) | ||
| US4810322A (en) | Anode plate for a parallel-plate reactive ion etching reactor | |
| US5502355A (en) | Plasma processing apparatus for producing high density plasma | |
| JPS5841658B2 (ja) | ドライエッチング装置 | |
| JPH0922934A (ja) | 処理中の基板上にプラズマを集中するための装置及び方法 | |
| JP3812966B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US4554047A (en) | Downstream apparatus and technique | |
| JP3583294B2 (ja) | プラズマ放出装置及びプラズマ処理装置 | |
| JPH0680642B2 (ja) | 放電加工用電極 | |
| JPS6143427A (ja) | スパツタエツチング装置 | |
| JPH02198138A (ja) | 平行平板型ドライエッチング装置の電極板 |