JPH0455326B2 - - Google Patents
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- JPH0455326B2 JPH0455326B2 JP60016143A JP1614385A JPH0455326B2 JP H0455326 B2 JPH0455326 B2 JP H0455326B2 JP 60016143 A JP60016143 A JP 60016143A JP 1614385 A JP1614385 A JP 1614385A JP H0455326 B2 JPH0455326 B2 JP H0455326B2
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- JP
- Japan
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- etched
- electrode
- etching
- parallel plate
- dry etching
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体集積回路製造工程における配
線材料のパターン形成工程で使用される平行平板
形ドライエツチング装置に関する。
線材料のパターン形成工程で使用される平行平板
形ドライエツチング装置に関する。
半導体集積回路のより一層の高密度化を伴なつ
て使用される配線(通常はアルミニウム)パター
ンの最小寸法もますます細くなり、〜μm前後の
微細パターンも使用されている。これらの微細パ
ターンを形成するには、異方性エツチングの可能
なドライエツチングが必要である。ドライエツチ
ングには各種の方法が存在するが、基本的には放
電プラズマ中でハロゲン等の反応性ガスを活性化
し、これら活性種と被エツチング材とを結合させ
揮発性物質として排気除去するものである。ドラ
イエツチング反応には物理的反応を示す面と化学
的反応を示す面が共存している。物理的反応は、
主としてエネルギーイオンによつてエツチングさ
れる反応であり、その特徴としては異方性は優れ
ているが試料選択性が乏しい。一方、化学的反応
は主として中性活性種によるものであり、試料選
択性は優れているが等方性エツチングが行なわれ
る。
て使用される配線(通常はアルミニウム)パター
ンの最小寸法もますます細くなり、〜μm前後の
微細パターンも使用されている。これらの微細パ
ターンを形成するには、異方性エツチングの可能
なドライエツチングが必要である。ドライエツチ
ングには各種の方法が存在するが、基本的には放
電プラズマ中でハロゲン等の反応性ガスを活性化
し、これら活性種と被エツチング材とを結合させ
揮発性物質として排気除去するものである。ドラ
イエツチング反応には物理的反応を示す面と化学
的反応を示す面が共存している。物理的反応は、
主としてエネルギーイオンによつてエツチングさ
れる反応であり、その特徴としては異方性は優れ
ているが試料選択性が乏しい。一方、化学的反応
は主として中性活性種によるものであり、試料選
択性は優れているが等方性エツチングが行なわれ
る。
上記両方の反応のうちどちらが支配的であるか
は、エツチング方式、使用ガス、被エツチング材
によつても異なるが、顕著な例はアルミニウム膜
をエツチングする場合である。アルミニウム膜は
塩素(Cl2)ガスでエツチングされるが、この反
応は著しく化学反応的であり、アルミニウム膜ほ
プラズマの助けがなくてもCl2ガスを吹き付けた
だけでもエツチングが進行する。
は、エツチング方式、使用ガス、被エツチング材
によつても異なるが、顕著な例はアルミニウム膜
をエツチングする場合である。アルミニウム膜は
塩素(Cl2)ガスでエツチングされるが、この反
応は著しく化学反応的であり、アルミニウム膜ほ
プラズマの助けがなくてもCl2ガスを吹き付けた
だけでもエツチングが進行する。
ところで、上述したように化学的反応が支配的
であるアルミニウム膜などの物質を被エツチング
材とするドライエツチングを行なう場合、エツチ
ングガスの流れの分布によつてエツチング速度の
分布が大きく変わるという問題がある。したがつ
て、平行平板形ドライエツチング装置を使用する
場合、一対の対向電極の電極間距離とか被エツチ
ング材の寸法を他の要因のために変化させたとき
にはエツチングガスの流れの分布が変化して被エ
ツチング材の面内におけるエツチング速度の均一
性(面内均一性)が変化するという現象が生じ
る。そこで、上記エツチング速度の面内均一性を
良くするためには、前記電極間距離とか被エツチ
ング材の寸法を変化させた後に改めてエツチング
条件等を変化させて最適条件を探し出す必要が生
じるので面倒な手数が必要になるという欠点があ
つた。
であるアルミニウム膜などの物質を被エツチング
材とするドライエツチングを行なう場合、エツチ
ングガスの流れの分布によつてエツチング速度の
分布が大きく変わるという問題がある。したがつ
て、平行平板形ドライエツチング装置を使用する
場合、一対の対向電極の電極間距離とか被エツチ
ング材の寸法を他の要因のために変化させたとき
にはエツチングガスの流れの分布が変化して被エ
ツチング材の面内におけるエツチング速度の均一
性(面内均一性)が変化するという現象が生じ
る。そこで、上記エツチング速度の面内均一性を
良くするためには、前記電極間距離とか被エツチ
ング材の寸法を変化させた後に改めてエツチング
条件等を変化させて最適条件を探し出す必要が生
じるので面倒な手数が必要になるという欠点があ
つた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
電極間距離や被エツチング材の寸法を変えてもエ
ツチング速度の面内均一性が良いエツチング条件
を極めて容易に設定することが可能になる平行平
板形ドライエツチング装置を提供するものであ
る。
電極間距離や被エツチング材の寸法を変えてもエ
ツチング速度の面内均一性が良いエツチング条件
を極めて容易に設定することが可能になる平行平
板形ドライエツチング装置を提供するものであ
る。
即ち、本発明は、電極間距離を可変設定可能な
構造を有する平行平板形ドライエツチング装置に
おいて、被エツチング材を載置する一方の電極に
対向し、前記被エツチング材1つにつき1つ設け
られる他方の電極には前記被エツチング材に対向
する領域にエツチングガス噴出孔が多数形成さ
れ、エツチング室を形成する真空容器の外部から
導入されるエツチングガスが上記エツチングガス
噴出孔を通してエツチング室内に噴出する構造を
有し、前記被エツチング材の半径をR0、前記他
方の電極の電極面の中心から最も外側のエツチン
グガス噴出孔までの距離をR、前記電極間距離を
G、定数をAで表した場合に、R=−AG+R0の
関係をほぼ満足することを特徴とするものであ
る。
構造を有する平行平板形ドライエツチング装置に
おいて、被エツチング材を載置する一方の電極に
対向し、前記被エツチング材1つにつき1つ設け
られる他方の電極には前記被エツチング材に対向
する領域にエツチングガス噴出孔が多数形成さ
れ、エツチング室を形成する真空容器の外部から
導入されるエツチングガスが上記エツチングガス
噴出孔を通してエツチング室内に噴出する構造を
有し、前記被エツチング材の半径をR0、前記他
方の電極の電極面の中心から最も外側のエツチン
グガス噴出孔までの距離をR、前記電極間距離を
G、定数をAで表した場合に、R=−AG+R0の
関係をほぼ満足することを特徴とするものであ
る。
このようにすれば、前記電極間距離とか被エツ
チング材の寸法を変化させた場合でも被エツチン
グ材に対するガス流の分布がほぼ一定になるの
で、前式に基づく計算およびこの計算結果により
得られるRを有する電極を使用するだけの簡易な
作業だけでエツチング速度の面内均一性が良好に
得られる。
チング材の寸法を変化させた場合でも被エツチン
グ材に対するガス流の分布がほぼ一定になるの
で、前式に基づく計算およびこの計算結果により
得られるRを有する電極を使用するだけの簡易な
作業だけでエツチング速度の面内均一性が良好に
得られる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。第1図において、10はエツチング
室を形成する真空容器であつて接地されており、
その内部(エツチング室11)には上下側で相対
向する平行平板形の上部電極12および下部電極
13が設けられており、この両電極12,13相
互間の距離を可変設定可能になつている。14は
被エツチング材であり、所定の直径の半導体ウエ
ハの表面上に主として化学的反応でエツチングさ
れるアルミニウムを主成分とする合金膜が形成さ
れた上にレジストパターンが形成されたものであ
つて、前記下部電極13上にスペーサ(図示せ
ず)を介してたとえば1枚だけ載置されている。
この下部電極13は、真空容器10に対して電気
的に絶縁されており、マツチングネツトワーク1
5を介して高周波(たとえば13.56MHz)電力発
生用の高周波電源16に接続されている。これに
対して、前記上部電極12は中空状になつてお
り、その中央部はエツチングガス導入管17に連
通すると共に設置されており、さらに前記被エツ
チング材14に対向する電極面には第2図に示す
ように被エツチング材14に対向してほぼ円形に
配置された多数の小さなエツチングガス噴出孔1
8が設けられている。なお、19は真空容器10
のガス排気孔、20は下部電極13を冷却するた
めの冷却水の出入口、21は真空容器10を一定
温度に加熱するためのヒータコイルである。
に説明する。第1図において、10はエツチング
室を形成する真空容器であつて接地されており、
その内部(エツチング室11)には上下側で相対
向する平行平板形の上部電極12および下部電極
13が設けられており、この両電極12,13相
互間の距離を可変設定可能になつている。14は
被エツチング材であり、所定の直径の半導体ウエ
ハの表面上に主として化学的反応でエツチングさ
れるアルミニウムを主成分とする合金膜が形成さ
れた上にレジストパターンが形成されたものであ
つて、前記下部電極13上にスペーサ(図示せ
ず)を介してたとえば1枚だけ載置されている。
この下部電極13は、真空容器10に対して電気
的に絶縁されており、マツチングネツトワーク1
5を介して高周波(たとえば13.56MHz)電力発
生用の高周波電源16に接続されている。これに
対して、前記上部電極12は中空状になつてお
り、その中央部はエツチングガス導入管17に連
通すると共に設置されており、さらに前記被エツ
チング材14に対向する電極面には第2図に示す
ように被エツチング材14に対向してほぼ円形に
配置された多数の小さなエツチングガス噴出孔1
8が設けられている。なお、19は真空容器10
のガス排気孔、20は下部電極13を冷却するた
めの冷却水の出入口、21は真空容器10を一定
温度に加熱するためのヒータコイルである。
上記ドライエツチング装置においては、真空容
器10の外部からエツチングガス導入管17を通
して導入されたエツチングガスは上部電極12の
多数のガス噴出孔18からエツチング室11内部
に噴出される。そして、高周波電源16からの高
周波電力が両電極12,13間に印加されること
によつて反応性イオンエツチング方式によるドラ
イエツチングが行なわれる。
器10の外部からエツチングガス導入管17を通
して導入されたエツチングガスは上部電極12の
多数のガス噴出孔18からエツチング室11内部
に噴出される。そして、高周波電源16からの高
周波電力が両電極12,13間に印加されること
によつて反応性イオンエツチング方式によるドラ
イエツチングが行なわれる。
ここで、被エツチング材14の半径をR0、上
部電極12におけるガス噴出孔形成領域の半径
(換言すれば上部電極12の電極面における中心
から最も外側のガス噴出孔までの距離)をR、電
極間距離をGで表わすものとする。また、上記G
をたとえば70mmに固定し、被エツチング材14と
して表面にアルミニウム膜が形成された直径が約
127mm(5インチ)の半導体ウエハ(つまり、R0
≒63.5mm)を使用し、エツチングガスとして塩素
系ガス(たとえばBCl2とCl2との混合ガス)を使
用した場合、上部電極12のRをいろいろと変化
させたとき(つまり、それぞれRが異なる複数の
上部電極を順次交換して使用したとき)、第3図
に示すようにR≒39mmのときにエツチング速度の
面内均一性が良好であつた。このことから次の関
係式(1)が得られると共に定数Aは約0.34であるこ
とが算出される。
部電極12におけるガス噴出孔形成領域の半径
(換言すれば上部電極12の電極面における中心
から最も外側のガス噴出孔までの距離)をR、電
極間距離をGで表わすものとする。また、上記G
をたとえば70mmに固定し、被エツチング材14と
して表面にアルミニウム膜が形成された直径が約
127mm(5インチ)の半導体ウエハ(つまり、R0
≒63.5mm)を使用し、エツチングガスとして塩素
系ガス(たとえばBCl2とCl2との混合ガス)を使
用した場合、上部電極12のRをいろいろと変化
させたとき(つまり、それぞれRが異なる複数の
上部電極を順次交換して使用したとき)、第3図
に示すようにR≒39mmのときにエツチング速度の
面内均一性が良好であつた。このことから次の関
係式(1)が得られると共に定数Aは約0.34であるこ
とが算出される。
R=−AG+R0…… (1)
A=R0−R/G=63.5−40/70=23.5/70≒0.34
…… (2) このように均一性が良いエツチング条件におい
て定数Aを求めておくことにより、電極間距離G
とか被エツチング材14の寸法(2R0)を変化さ
せた場合でも前式(1)の関係式をほぼ満足するRを
算出してこのRを有する上部電極を使用すれば、
被エツチング材上のガス流の分布を一定に保つこ
とができるのでエツチング速度の面内均一性が良
好に得られる。したがつて、非常に簡単な手数だ
けで、つまり改めてエツチング条件を探し出すた
めの面倒な手数を必要としないでエツチング速度
の面内均一性が良好に得られる。因みに、G=
100mmにする必要が生じた場合には R=63.5−0.34×100=63.5−34=29.5mm が求まるのでR≒30mmの上部電極に交換すればよ
い。また、ウエハを5インチのものから約152.4
(6インチ)のもの(つまり、R0=76.2mm)に交
換して下部電極13上に載置した場合には、G=
70mmのとき R=76.2−0.34×70=76.2−23.8=5.4mm が求まるのでR≒52mmの上部電極に交換すればよ
い。
…… (2) このように均一性が良いエツチング条件におい
て定数Aを求めておくことにより、電極間距離G
とか被エツチング材14の寸法(2R0)を変化さ
せた場合でも前式(1)の関係式をほぼ満足するRを
算出してこのRを有する上部電極を使用すれば、
被エツチング材上のガス流の分布を一定に保つこ
とができるのでエツチング速度の面内均一性が良
好に得られる。したがつて、非常に簡単な手数だ
けで、つまり改めてエツチング条件を探し出すた
めの面倒な手数を必要としないでエツチング速度
の面内均一性が良好に得られる。因みに、G=
100mmにする必要が生じた場合には R=63.5−0.34×100=63.5−34=29.5mm が求まるのでR≒30mmの上部電極に交換すればよ
い。また、ウエハを5インチのものから約152.4
(6インチ)のもの(つまり、R0=76.2mm)に交
換して下部電極13上に載置した場合には、G=
70mmのとき R=76.2−0.34×70=76.2−23.8=5.4mm が求まるのでR≒52mmの上部電極に交換すればよ
い。
なお、本発明は一度に処理する半導体ウエハの
枚数が1枚である(いわゆる枚葉状である)場合
にウエハとガス流との関係を一定に設定すること
が容易であるので特に有効であり、真空容器10
の複数のガス排気孔19が下部電極13の周辺で
下部電極13を中心に対称的な位置に設けられて
いる場合に、被エツチング材上のガス流が平均下
されるのでエツチング速度の面内均一性が一層良
好になる。
枚数が1枚である(いわゆる枚葉状である)場合
にウエハとガス流との関係を一定に設定すること
が容易であるので特に有効であり、真空容器10
の複数のガス排気孔19が下部電極13の周辺で
下部電極13を中心に対称的な位置に設けられて
いる場合に、被エツチング材上のガス流が平均下
されるのでエツチング速度の面内均一性が一層良
好になる。
上述したように本発明の平行平板形ドライエツ
チング装置によれば、電極間距離や被エツチング
材の寸法を変えても、エツチング速度の面内均一
性が良いエツチング条件を極めて容易に設定する
ことができる。
チング装置によれば、電極間距離や被エツチング
材の寸法を変えても、エツチング速度の面内均一
性が良いエツチング条件を極めて容易に設定する
ことができる。
第1図は本発明に係る平行平板形ドライエツチ
ング装置の一実施例を示す構成説明図、第2図は
第1図中の上部電極を取り出して被エツチング材
に対向する電極面を示す平面図、第3図は第1図
の装置においてエツチングガス噴出孔形成領域の
半径Rが相異なる上部電極を使用した場合におけ
るエツチング速度の面内均一性の実測データを示
す特性図である。 10……真空容器、11……エツチング室、1
2……上部電極、13……下部電極、14……被
エツチング材、17……エツチングガス導入管、
18……エツチングガス噴出孔、19……ガス排
気孔。
ング装置の一実施例を示す構成説明図、第2図は
第1図中の上部電極を取り出して被エツチング材
に対向する電極面を示す平面図、第3図は第1図
の装置においてエツチングガス噴出孔形成領域の
半径Rが相異なる上部電極を使用した場合におけ
るエツチング速度の面内均一性の実測データを示
す特性図である。 10……真空容器、11……エツチング室、1
2……上部電極、13……下部電極、14……被
エツチング材、17……エツチングガス導入管、
18……エツチングガス噴出孔、19……ガス排
気孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電極間距離を可変設定可能な構造を有する平
行平板形ドライエツチング装置において、被エツ
チング材を載置する一方の電極に対向し、前記被
エツチング材1つにつき1つ設けられる他方の電
極には前記被エツチング材に対向する領域にエツ
チングガス噴出孔が多数形成され、エツチング室
を形成する真空容器の外部から導入されるエツチ
ングガスが上記エツチングガス噴出孔を通してエ
ツチング室内に噴出する構造を有し、前記被エツ
チング材の半径をR0前記他方の電極の電極面の
中心から最も外側のエツチングガス噴出孔までの
距離をR、前記電極間距離をG、定数をAで表し
た場合に、 R=−AG+R0 の関係をほぼ満足することを特徴とする平行平板
形ドライエツチング装置。 2 前記被エツチング材は、主として化学的反応
でエツチングされるアルミニウムを主成分とする
合金膜が表面に形成された半導体ウエハであり、
前記エツチングガスは塩素系ガスであることを特
徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の平行平
板形ドライエツチング装置。 3 前記エツチングガス噴出孔の形成領域はほぼ
円形であることを特徴とする前記特許請求の範囲
第2項記載の平行平板形ドライエツチング装置。 4 前記真空容器に設けられるガス排気孔は、前
記被エツチング材を載置する一方の電極の周辺で
この電極を中心に対称な位置に複数設けられてい
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項乃
至第3項のいずれかに記載の平行平板形ドライエ
ツチング装置。 5 前記エツチングガス噴出孔が形成されている
他方の電極は中空状に形成されており、その中央
部にエツチングガス導入管が連通していることを
特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の平行
平板形ドライエツチング装置。 6 前記一方の電極は、前記被エツチング材を大
きさの異なる別の被エツチング材に交換して載置
することが可能であり、前記他方の電極はエツチ
ングガス噴出孔形成領域の大きさが相異なるもの
との交換が可能であることを特徴とする前記特許
請求の範囲第1項記載の平行平板形ドライエツチ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016143A JPS61174721A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 平行平板形ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016143A JPS61174721A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 平行平板形ドライエツチング装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7710295A Division JPH0822982A (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | ドライエッチング装置のエッチング条件設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174721A JPS61174721A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH0455326B2 true JPH0455326B2 (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=11908273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60016143A Granted JPS61174721A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 平行平板形ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174721A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3242166B2 (ja) * | 1992-11-19 | 2001-12-25 | 株式会社日立製作所 | エッチング装置 |
| KR100561642B1 (ko) | 2003-06-27 | 2006-03-20 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 표시소자 제조 장치 및 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57202733A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dry etching device |
| JPS58157975A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-20 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | プラズマエツチング方法 |
| JPS594028A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置 |
| JPS5943880A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエツチング装置 |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016143A patent/JPS61174721A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61174721A (ja) | 1986-08-06 |
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