JPH04356920A - ドライエッチング方法 - Google Patents
ドライエッチング方法Info
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- JPH04356920A JPH04356920A JP12268991A JP12268991A JPH04356920A JP H04356920 A JPH04356920 A JP H04356920A JP 12268991 A JP12268991 A JP 12268991A JP 12268991 A JP12268991 A JP 12268991A JP H04356920 A JPH04356920 A JP H04356920A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
置に関する。さらに詳しくは、この発明は、シリコンウ
エハ等の基板に形成されたSiO2層等の被処理体に高
速、高選択比のエッチングを再現性よく安定的に行うこ
とのできるドライエッチング装置に関する。
細化とウェハーの大口径化が進展しており、それに伴い
その製造プロセスにおいては各ウェハーの加工の均一性
を確保するために、複数のウェハーを同時に処理するバ
ッチ式から1枚ずつ処理する枚葉式への転換が進められ
ている。例えば、ドライエッチングプロセスにおいても
従来のバッチ式から枚葉式への転換が行われている。
使用してバッチ式ドライエッチング装置を使用した場合
と同等の生産性を維持するためには、枚葉式ドライエッ
チング装置におけるエッチレートとエッチング選択比と
を大巾に向上させることが必要となる。
し、枚葉式のドライエッチング装置として、ECR(電
子サイクロトロン共鳴)放電を利用した有磁場μ波プラ
ズマエッチング装置やマグネトロン放電を利用したマグ
ネトロンRIE(反応性イオンエッチング)装置等の高
密度のプラズマを利用するドライエッチング装置が使用
されるようになっている。
ては、エッチングの際にカソード電極がスパッタリング
されてウェハに対する汚染物質を発生しないようにする
ために、カソード電極上に電極保護カバーが設けられて
いたが、このカソード電極保護カバーを一つの材料とし
て、エッチングの際にスパッタリングされると被処理体
をエッチングするエッチャントを供給する材料を使用し
、これによりエッチングの際に、反応ガスの解離以外に
もエッチャントが供給されるようにしてエッチレートの
向上を図ることがなされている。例えば、SiO2をエ
ッチングする際の電極保護カバー材料として、SiO2
のエッチャントとなるCFx+を供給するポリテトラフ
ルオロエチレン等のフッ素樹脂が使用されている。
のプラズマを利用するマグネトロンRIE装置等のドラ
イエッチング装置に適用し、エッチレートを向上させる
ことが考えられる。図3に、この場合の被処理体付近の
構成を概略的に示す。同図において、グラウンド電位と
なっているアノード電極32の上方に、図中矢印で示さ
れているように偏心回転する永久磁石31が設けられて
いる。そして、ブロッキングコンデンサー38を介して
13.56MHzの高周波電源37と接続しているカソ
ード電極36に、表面にSiO2層が形成されている試
料のシリコンウェハ35が載置されている。シリコンウ
ェハ35により覆われていないカソード電極36の部分
には、カソード電極36をエッチングから保護するため
に、ポリテトラフルオロエチレン製の電極保護カバー3
4がシリコンウェハ35の上から配設され、押さえ治具
33で固定されている。この電極保護カバー34は、ポ
リテトラフルオロエチレン製であるので、エッチングの
際にそれ自身がプラズマやイオンビームにさらされて、
シリコンウェハ35に対するエッチャントとなるCFx
+を供給するスパッタターゲットとしても機能する。
アノード電極32との間に高周波電源37から電圧を印
加し、アノード電極32とカソード電極36との間に、
ほぼシリコンウェハ35を覆うような高密度のプラズマ
39を形成する。この時、磁場強度の分布によってプラ
ズマ密度に粗密ができるので、永久磁石31を偏心回転
させることでウェハ上のプラズマ密度の均一化を図って
いる。
うと、シリコンウェハ35側の電極保護カバー34はプ
ラズマ39に常時接することとなる。従って、プラズマ
39に接している電極保護カバー34の部分は、高密度
のプラズマからの輻射熱や大きな入射イオン電流等の影
響で、図4に示すように、アノード電極32側に反りか
えるように変形する。このためプラズマが電極保護カバ
ー34の下方に入り込み、シリコンウェハ35のエッチ
ング環境が変化するので、エッチングの再現性が低下す
るという問題があった。また、多数回にわたってシリコ
ンウェハ35をエッチングすると電極保護カバー34の
変形が著しいものとなり、その結果、カソード電極36
が露出するようになってカソード電極36自体がエッチ
ングされるようになる。このため、カソード電極36が
電極材料として一般に使用されているアルミニウムから
形成されている場合には、カソード電極36からアルミ
ニウム原子がはじき出され、それがシリコンウェハ35
を汚染するという問題もあった。
、電極保護カバーに独立した冷却手段を設けることを先
に提案した(特願平1−315727号)。
いてエッチング選択比を向上させるために、異なる材質
の電極保護カバーを配設した複数の処理室において連続
的にエッチングを行うことにより、SiO2等のエッチ
ングすべき対象表面にパターン形成されたレジストの表
面に、エッチング保護層となるカーボンやシリコン等の
デポジション反応種を堆積させることと、エッチャント
を供給することの双方を行うことも提案されている(特
願平2−205525号)。
うに電極保護カバーに独立した冷却手段を設けたとして
も、電極保護カバ−の変形は徐々に進むので、非常に多
くの回数のエッチングを行うとやはりエッチングの再現
性が低下するという問題があった。また、フッ素樹脂か
らなる電極保護カバーに独立した冷却手段を加工形成す
ることが技術的に困難であるという問題もあった。
、ウェハにパターン形成したレジストの表面にカーボン
等のデポジション反応種も堆積させるためにはエッチン
グの際にエッチャント供給源となるフッ素樹脂等からな
る電極保護カバーとデポジション反応種の供給源となる
シリコンカーバイド等からなる電極保護カバーとがそれ
ぞれ配設されている複数の処理室でエッチングを行わな
ければならないという繁雑な工程が不可欠であるという
問題もあった。
解決しようとするものであり、シリコンウエハ等の基板
に形成されたSiO2層等の高速・高選択比エッチング
を再現性よく安定的に行うことのできるドライエッチン
グ装置を提供することを目的とする。
めに、この発明は、電極上に被処理体を載置し、被処理
体が載置されていない部分の電極上に電極保護カバーを
配設して被処理体をエッチングするドライエッチング装
置において、電極保護カバーが耐熱性部材とエッチャン
ト供給部材とからなり、該耐熱性部材がエッチングの際
に高密度のエネルギーが供給される部分に配設され、該
エッチャント供給部材がエッチングの際に高密度のエネ
ルギーが供給される部分以外の少なくとも一部に配設さ
れていることを特徴とするドライエッチング装置を提供
する。
上に被処理体を載置し、被処理体によって覆われていな
い電極の部分に電極保護カバーを配設して被処理体をエ
ッチングするタイプのエッチング装置において、電極保
護カバーを特定の材質構成にしたものである。従って、
この発明を特徴づける電極保護カバーを使用する限り従
来から使用されているマグネトロンRIE装置、有磁場
マイクロ波プラスマエッチング装置等もこの発明の範囲
である。また、この発明は、被処理体として、シリコン
ウェハやGaAsウエハ等の半導体基板やその他の種々
の基板に対して適用できる。
グの際に実質的に熱変形しない材料、例えば無機耐熱性
材料から形成することが好ましく、更に、エッチング条
件下で被処理体の表面に設けられたパターン形成された
レジスト表面にエッチング条件下で堆積することのでき
るカーボンやシリコン等のデポジション反応種を供給で
きる材料から形成することが好ましい。デポジション反
応種がカーボンやシリコンである場合には、耐熱性部材
はシリコンカーバイドやアモルファスカーボンから形成
することが好ましい。
ッチングの対象である被処理体の種類等により異なるが
、被処理体が表面にSiO2層が形成されたシリコンウ
ェハの場合には、エッチング条件下でCFx+を供給で
きる材料のフッ素樹脂、中でもポリテトラフルオロエチ
レンから形成することが好ましい。
材は、それぞれ複数の材質から構成してもよい。
電極を保護するための電極保護カバーの中の、エッチン
グの際に高密度のエネルギーが供給される部分、例えば
高密度プラズマに接し高熱にさらされる部分を耐熱性材
料で形成するので、電極保護カバーを熱変形しないよう
にすることを可能とする。これにより、エッチングの再
現性が向上する。
護カバーのすくなくとも一部をエッチャントを供給でき
るエッチャント供給部材から構成するので、エッチレー
トを向上させることが可能となる。
理体上に設けられたレジストの表面にエッチング条件下
で析出するカーボンやシリコン等のデポジション反応種
を供給する材料から構成することにより、高選択比での
エッチングを可能とする。
材の表面積の割合を制御することにより、高速で高選択
比のエッチングをするためのエッチング条件の最適化が
可能となる。
に説明する。ただし、この発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
カソード電極の電極保護カバーの一態様を示す平面図で
ある。ここで、エッチング装置本体は図3で説明したマ
グネトロンRIE装置と同様とした。
、高密度プラズマは、オリエンテーションフラット14
を有し、表面にSiO2層が形成されたほぼ円形のシリ
コンウェハ10をほぼ覆うように形成される。従って、
電極保護カバー11のシリコンウェハ10に近い側の内
周部が、エッチングの際に高密度プラズマに常時接する
ことになる。このことから、図1の電極保護カバー11
は、シリコンウェハ10のオリエンテーションフラット
14に適合した中空部を有するドーナツ状の形状を有し
、その内周部にシリコンカーバイドからなる耐熱性部材
12が配設され、外周部にポリフルオロエチレン製のエ
ッチャント供給部材13が配設されている。こうして、
高熱にさらされる電極保護カバー11の内周部を耐熱性
部材12で構成することにより、電極保護カバー11が
熱変形しなくなる。更に、シリコンカーバイドからなる
耐熱性部材12は、エッチングの際にイオン照射を受け
、シリコンウェハ10上のパターン形成されたレジスト
表面に析出するカーボンやシリコンのデポジション反応
種を供給するので、シリコンウェハ10上のSiO2層
の高選択比でのエッチングが可能となる。
ッチャント供給部材13は、耐熱製部材12と同様にエ
ッチングの際にイオン照射を受け、シリコンウェハ10
上のSiO2層のエッチャントとなるCFx+を供給す
るので、反応ガスから供給されるエッチャントに加えて
、更にエッチャントを供給することとなり、高速でエッ
チングを行うことができる。
る耐熱性部材12とエッチャント供給部材13とのそれ
ぞれの面積比を例えば図1に示すウェハ10の中心から
耐熱性部材12とエッチャント供給部材13との境界ま
での距離rを変化させることによりコントロールすると
、反応ガスのコントロールとは別に、高速・高選択比エ
ッチング条件の最適化を行うことが可能となる。
る電極保護カバー21には、独立した冷却手段、例えば
ポリテトラフルオロエチレン製のエッチャント供給部材
23の内部に冷却水が循環する冷却水路24を設けても
よい。これにより電極保護カバーの熱変形を防止するこ
とが一層確実となる。また同図において、シリコンカー
バイドからなる耐熱性部材22の内周部側をテーパー加
工することが好ましい。これにより、内周部の電界の乱
れを防止できる。
バーについて詳細に説明したが、電極カバーの形状や、
耐熱性部材を電極保護カバーの内側あるいは外側のどち
らに配設するのかということ等は、使用するドライエッ
チング装置本体の構造などによって適宜変更できる。例
えば、ウェハに高周波電圧を印加するタイプの有磁場マ
イクロ波プラズマエッチング装置において、ウェハの外
周部上の電極をアースしたものは、ウェハの外周部にお
いて高エネルギーのイオン入射が生ずるので、それに対
応して電極保護カバーの外周部に耐熱性部材を配設する
。
グ条件に応じて適宜選択することができる。
ば、シリコンウエハ等の基板に形成されたSiO2層等
の被処理体を高速・高選択比エッチングをすることが再
現性よく安定的に行うことができる。
徴づける電極保護カバーの一態様の平面図である。
徴づける電極保護カバーの別の態様の説明図である。
である。
電極保護カバーが熱変形している様子を示す説明図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 電極上に被処理体を載置し、被処理体
が載置されていない部分の電極上に電極保護カバーを配
設して被処理体をエッチングするドライエッチング装置
において、電極保護カバーが耐熱性部材とエッチャント
供給部材とからなり、該耐熱性部材がエッチングの際に
高密度のエネルギーが供給される部分に配設され、該エ
ッチャント供給部材がエッチングの際に高密度のエネル
ギーが供給される部分以外の少なくとも一部に配設され
ていることを特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項2】 該電極保護カバーがドーナツ状の形状
を有し、その内周部に該耐熱性部材が配設され、外周部
に該エッチャント供給部材が配設されている請求項1記
載のドライエッチング装置。 - 【請求項3】 該耐熱性部材が、エッチングの際に該
被処理体の表面にパターン形成されているレジストに対
するデポジション反応種を供給する材料から形成されて
いる請求項1記載のドライエッチング装置。 - 【請求項4】 該耐熱性部材がシリコンカーバイド及
び/又はアモルファスカーボンから形成され、該エッチ
ャント供給部材がフッ素樹脂から形成される請求項3記
載のドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122689A JP3028860B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | ドライエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3122689A JP3028860B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | ドライエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356920A true JPH04356920A (ja) | 1992-12-10 |
| JP3028860B2 JP3028860B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=14842187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3122689A Expired - Lifetime JP3028860B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | ドライエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3028860B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06302548A (ja) * | 1993-04-14 | 1994-10-28 | Nec Corp | 半導体装置の製造装置 |
| JP2001308079A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-11-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2003197604A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3122689A patent/JP3028860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06302548A (ja) * | 1993-04-14 | 1994-10-28 | Nec Corp | 半導体装置の製造装置 |
| JP2001308079A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-11-02 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2003197604A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3028860B2 (ja) | 2000-04-04 |
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