JPH05234952A - ドライエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高いエッチングレートで均一な処理が行え、
上部電極の寿命が長く、電極の交換作業も頻繁に行わず
にすみ、電極消耗に伴うダストの発生量の少ないドライ
エッチング装置を提供する。 【構成】 この真空チャンバー１の内部に８ｍｍ以内の
間隔をあけて相対向して配設されるとともに一方の電極
３の対向面に被処理物が配置される一対の電極３，４
と、高周波電圧を印加する電圧印加手段５と、エッチン
グガスを導入するガス導入手段１１とを備え、前記被処
理物を配置しない方の電極が表面がアルミナ薄膜で覆わ
れているアルミニウムからなる電極であり、前記ガス導
入手段による電極間へのエッチングガスの導入が両電極
間の間隙の側方からなされるようになっているドライエ
ッチング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドライエッチング装
置に関し、特に相対向する電極間隔を狭くして高速エッ
チングを可能にしたドライエッチング装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ドライエッチング装置は、例えば、半導
体装置の製造過程で半導体ウエハに対してエッチングを
施すときに使われる。図２は、従来のエッチング装置の
構成をあらわす。

【０００３】このドライエッチング装置は、真空チャン
バー５１を備え、このチャンバー内には相対向して一対
の電極５３，５４が配設され、両電極５３，５４間には
高周波電源（電圧印加手段）５５により高周波電圧が印
加されるようになっているとともに、ガス供給管（ガス
導入手段）５７により電極５４の対向面に開けられたガ
ス噴出口５８からエッチングガスが両電極５３，５４の
間隙に導入されるようになっている。

【０００４】この装置では、図２にみるように、下部電
極（一方の電極）５３の対向面に被処理物Ｗを載せてお
き、エッチングガスの導入およびグロー放電の生起に伴
い被処理物Ｗの表面をエッチング処理するようになって
いる。

【０００５】そして、このドライエッチング装置におい
て特徴的なことは、両電極５３，５４の間隔が８ｍｍ以
内と狭いことである。このように電極５３，５４の間隔
が狭い場合にはエッチングレートが高くなり、その結
果、被処理物Ｗを効率よく処理できるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ドライエッチング装置の場合、上部電極５４の消耗が激
しく、その結果、均一なエッチング処理が出来なくなる
だけでなく、上部電極の寿命が短く、また、これに伴っ
て電極の交換作業を頻繁に行う必要があり、加えて、電
極消耗に伴って発生するダストが被処理物Ｗにダメージ
を与えるため、実用性が十分であるとは言いがたい。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑み、高いエッチ
ングレートで均一な処理が行えることは勿論、上部電極
の寿命が長く、電極の交換作業も頻繁に行わずにすみ、
しかも、電極消耗に伴うダストの発生量の少ないドライ
エッチング装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、発明者らは様々な角度から検討し、まず、上部電極
の材料に着目して検討を続け、従来の上部電極はＳｉＣ
あるいはカーボンという非常に柔らかい材料であったた
め、これをより硬い材料であるアルミニウムに変えてみ
ることを考えた。

【０００９】しかしながら、アルミニウムを用いて試作
した電極では一定程度は改善することが出来たが十分で
はなかった。発明者らは、改善が十分でない理由を突き
止めるべく検討を続行した。その結果、試作の上部電極
にはエッチングガス導入のためのガス噴出口が形成され
ているが、ガス噴出口の角部が局部的に削られ激しく消
耗するため改善が十分でないということが判明した。

【００１０】そこで、ガス噴出口を無くし、その代わり
に両電極間の隙間の側方向よりエッチングガスを導入す
るようにしてみたところ、かなり改善が図れることが確
認された。加えて、アルミニウムの表面がアルミナ薄膜
で覆われているれば、十分な改善効果が得られることが
判明した。以上の知見を得たことにより、この発明の完
成に至った。

【００１１】したがって、この発明にかかるドライエッ
チング装置では、真空チャンバーと、この真空チャンバ
ーの内部に８ｍｍ以内の間隔をあけて相対向して配設さ
れるとともに一方の電極の対向面に被処理物が配置され
る一対の電極と、一対の電極間に高周波電圧を印加する
電圧印加手段と、前記一対の電極間にエッチングガスを
導入するガス導入手段とを備え、前記被処理物を配置し
ない方の電極が表面がアルミナ薄膜で覆われているアル
ミニウムからなる電極であり、前記ガス導入手段による
電極間へのエッチングガスの導入が両電極間の間隙の側
方からなされるようになっている構成をとっている。

【００１２】以下、この発明を具体的に説明する。真空
チャンバー内で相対向して配設される一対の電極の間隔
（ギャップ）は、高いエッチングレートを確保するため
８ｍｍ以内となっているのであるが、普通、間隔は４ｍ
ｍ未満にはならないようにしている。両電極の間隔が４
ｍｍ未満になると異常放電が起こりやすくなり、安定し
たエッチングが出来なくなる傾向が強いからである。

【００１３】両電極間に導入するエッチングガスとして
は、例えば、ＣＨＦ₃ ガスとＯ₂ ガスを９：１の割合で
混合したガスが例示される。

【００１４】被処理物としては、半導体装置の製造過程
における半導体ウエハなどが例示される。

【００１５】

【作用】この発明のドライエッチング装置では、一対の
電極間の間隔が８ｍｍ以内であるため、レッチングレー
トが高い。

【００１６】この発明のドライエッチング装置では、被
処理物を配置しない方の電極が表面がアルミナ薄膜で覆
われているアルミニウムで出来ているとともにエッチン
グガスのガス噴出口が形成されておらず、電極の消耗が
抑えられるため、均一なエッチング処理が行えるだけで
なく、電極の寿命が長く、電極の交換作業も頻繁に行わ
なくてすみ、さらに、電極消耗の低減に伴いダスト発生
量も少なくなるため、ダストによる被処理物へのダメー
ジも少なくなる。

【００１７】

【実施例】続いて、この発明の実施例を図面を参照しな
がら詳しく説明する。勿論、この発明は下記の実施例に
限らないことは言うまでもない。

【００１８】図１は、実施例にかかるドライエッチング
装置の要部構成をあらわす。実施例のドライエッチング
装置は、真空チャンバー１を備え、この真空チャンバー
１の内部に８ｍｍ以内で相対向して下部電極３と上部電
極４が配設されている。この実施例では両電極３，４の
間隔は５ｍｍである。真空チャンバー１にはガス供給管
（ガス導入手段）１１が設けられていて、下部電極３と
上部電極４の間隙の側方よりエッチングガスが導入され
るようになっており、加えて、ガス排気管１２が設けら
れていて、チャンバー１内を排気し所定の真空度にする
ことが出来るようになっている。そして、両電極３，４
間へは高周波電源（電圧印加手段）５により高周波電圧
が印加されることは言うまでもない。

【００１９】下部電極（一方の電極）３はアルミニウム
からなり対向表面がアルミナ薄膜３ａで覆われていて、
図１にみるように、エッチング処理の際には被処理物Ｗ
が対向面に載せられる。

【００２０】一方、上部電極４はアルミニウムからなり
平らな対向表面がアルミナ薄膜４ａで覆われていて、通
常、ＳＵＳ材（鋼材）製の支持材などを介して真空チャ
ンバー１内に吊り下げ設置される。

【００２１】電極３，４の側周面にはテフロンの如き樹
脂材やセラミック材などで出来た絶縁リング３ｂ，４ｂ
があって、この絶縁リング３ｂ，４ｂの先端は各対向面
より少し突出した状態となっている。

【００２２】高周波電源５は１３．５６ＭHzの高周波電
圧を発生する電源である。この高周波電源５は下部電極
３側と接地側との間に設置されていて、上部電極４が接
地されており、その結果、両電極３，４間には高周波電
源５から出力される高周波電圧が印加されるようになっ
ている。

【００２３】続いて、実施例のドライエッチング装置の
動作を説明する。被処理物Ｗを下部電極３の上に載せて
から、ガス排気管１２より排気するとともにガス供給管
１１よりエッチングガス（ＣＨＦ₃ ガスとＯ₂ ガスを
９：１で混合したガス）を導入し、高周波電源５で４０
０Ｗの出力で高周波電圧を印加してグロー放電を生起さ
せエッチング処理を行う。

【００２４】電極３，４間の間隔が５ｍｍではシリコン
ウエハの表面の酸化膜を３０００Å／分の速度でエッチ
ングすることが可能である。電極３，４間の間隔が７ｍ
ｍだとシリコンウエハの表面の酸化膜を２０００Å／分
の速度でエッチングすることが可能である。電極３，４
間の間隔が１５ｍｍだとシリコンウエハの表面の酸化膜
は１０００Å／分の速度でしかエッチング出来ないか
ら、この発明のドライエッチング装置によれば、非常に
高い生産性で均一なエッチング処理を実現できるように
なる。

【００２５】

【発明の効果】以上に述べたように、この発明のドライ
エッチング装置では、電極間の間隔が８ｍｍ以内である
ため、レッチングレートが高く、加えて、被処理物を配
置しない方の電極が表面がアルミナ薄膜で覆われている
アルミニウムで出来ているとともにエッチングガスのガ
ス噴出口が形成されておらず、電極の消耗が抑えられる
ため、均一なエッチング処理が行えるだけでなく、電極
の寿命が長く、電極の交換作業も頻繁に行わなくてす
み、さらに、電極消耗の低減に伴いダスト発生量も少な
くなるため、ダストによる被処理物へのダメージも少な
いから、この発明のドライエッチング装置は実用性が非
常に高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のドライエッチング装置の要部構成をあ
らわす概略断面図である。

【図２】従来のドライエッチング装置の要部構成をあら
わす概略断面図である。

【符号の説明】

１ 真空チャンバー ３ 下部電極 ３ａ アルミナ薄膜 ４ 上部電極 ４ａ アルミナ薄膜 ５ 高周波電源 １１ ガス供給管 １２ ガス排気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五ノ井 大介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバーと、この真空チャンバー
   の内部に８ｍｍ以内の間隔をあけて相対向して配設され
   るとともに一方の電極の対向面に被処理物が配置される
   一対の電極と、一対の電極間に高周波電圧を印加する電
   圧印加手段と、前記一対の電極間にエッチングガスを導
   入するガス導入手段とを備え、前記被処理物を配置しな
   い方の電極が表面がアルミナ薄膜で覆われているアルミ
   ニウムからなる電極であり、前記ガス導入手段による電
   極間へのエッチングガスの導入が両電極間の間隙の側方
   からなされるようになっているドライエッチング装置。