JPH0618182B2 - ドライエッチング装置 - Google Patents

ドライエッチング装置

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JPH0618182B2 JP62195914A JP19591487A JPH0618182B2 JP H0618182 B2 JPH0618182 B2 JP H0618182B2 JP 62195914 A JP62195914 A JP 62195914A JP 19591487 A JP19591487 A JP 19591487A JP H0618182 B2 JPH0618182 B2 JP H0618182B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体等の電子部品製造工程に用いるドライエ
ッチング装置に関するものである。
従来の技術 近年、半導体デバイスの集積化に伴い、ドライエッチン
グ技術は重要な基幹技術となっている。
従来のドライエッチング装置について説明する。第2図
は平行平板電極型ドライエッチング装置の概略構成図で
ある。第2図において、1は対向電極、2は基板電極で
整合器3,高周波電源4が接続されている。5,6は対
向電極1および基板電極2を冷却するための媒体の出入
口である。基板電極は絶縁体7により絶縁され被エッチ
ング試料となるウエハ8が載置されている。9はウエハ
8を移載するための昇降手段であり、10は反応ガス供
給口、11は排気口であり、排気口11には容器内圧力
を一定にするための図示しない排気手段が接続されてい
る。
以上のように構成されたドライエッチング装置に反応ガ
スが供給されかつ一定の圧力で保持された状態で、高周
波電力が印加すると、対向電極1と基板電極2間におい
て反応ガスがプラズマ化し、ウエハ8上に形成した被エ
ッチング試料は上記反応ガスプラズマの物理化学反応に
よって除去排出され、エッチングが進行する。
しかし、上記構成の平行平板型ドライエッチング装置に
おいては反応ガスのプラズマ密度が低く、例えばシリコ
ン酸化膜のドライエッチングなどでは、十分なエッチン
グ速度が得られず、生産性の面で問題があった。
そこで最近、上記問題点を解決する手段として有磁場型
ドライエッチング装置の開発が報告されている。(第3
4回応物関係連合講演予稿p455) 以下、有磁場型ドライエッチング装置について図を参照
しながら説明する。第3図は有磁場型ドライエッチング
装置の概略構成図である。第3図において、第2図と同
一構成要素については同一番号を付している。12は対
向電極1裏面に設置された永久磁石であり、この永久磁
石12はヨーク材14に固定され、回転させるための手
段としてモーター13が接続されている。
上記構成の有磁場型ドライエッチング装置について動作
原理を簡単に説明する。一定圧力下で反応ガスが供給さ
れ高周波電力が印加されると反応ガスがプラズマ化する
が、上記構成のようにプラズマ中に磁場を重畳すること
により、磁力線にそって電子が回転運動しトラップされ
る。電子の飛行工程が回転運動により大きくなり中性反
応ガスとの衝突頻度が増え、従ってプラズマ密度が増大
する。プラズマ密度が高まることにより前記の平行平板
型ドライエッチングの場合に比較し、エッチング速度を
大巾に増大させることができるわけである。
発明が解決しようとする問題点 このように有磁場型ドライエッチング装置においては、
プラズマ密度を高めエッチング速度を増大するという効
果があるが、被エッチング試料上に均一に磁場を印加す
ることが困難であり、従ってエッチング均一性の面で問
題があった。
そこで近年、より均一な磁場を得るために考えられたの
が同心円の永久磁石を偏心させる方法で第4図a,bは
その永久磁石の構成を示したものである。
第4図cは第4図a,bに記した同心円磁石を偏心させ
る方法でエッチングを行った際のウエハ内エッチング速
度分布と圧力の関係を示したものである。エッチングは
下記の条件にて行った。
反応ガス :CHF3 45SCCM,O2 5SCCM 高周波電力:450W 試 料 :6インチシリコン基板上のシリコン酸化膜 第4図cに示す結果は、圧力50mTorrにてウエハ内の
エッチング速度分布がほぼ均一になるように第4図a,
bに示す永久磁石の偏心位置を調整したものである。し
かしながら、図より明らかなように圧力の変化に伴って
ウエハ中央部とウエハ周辺部のエッチング速度が不均一
となり、50mTorrでの均一性は20mTorrや100mTorr
においては保持されないことがわかる。
第5図a〜cは第4図a,bに示す永久磁石を静止状態
にし、プラズマの放電を観察した結果である。図中斜線
部はプラズマ密度の高い領域を示す。図に示すように圧
力増加に伴ってウエハ表面上のプラズマ密度の高い部分
がウエハ周辺から中央部へと変位していることがわか
る。このプラズマ密度の分布変化が圧力変化に伴うエッ
チング不均一性の要因となっている。
以上のように従来構成の永久磁石ではエッチング条件の
変化、特に圧力変化に伴うウエハ上のプラズマ密度の分
布も著しく変化する。そのため、エッチング条件を変化
させる際にはその都度永久磁石の構成を変えたり、偏心
位置を再調整するなどして均一化をはかる必要があっ
た。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のドライエッチン
グ装置は、回転軸に対して放射状に広がる形状の永久磁
石を1組あるいは複数組配置したことを特徴とするもの
である。
作 用 本発明は上記した構成により、エッチング条件の変化に
対しても、永久磁石の構成等何ら再調整することなく、
常に均一なエッチングが可能となるものである。
実施例 以下本発明の一実施例のドライエッチング装置について
図面を参照しながら説明する。
第1図a〜cは本発明の永久磁石の構成およびエッチン
グ結果を示したものである。
ドライエッチング装置の全体構成は第3図に示したもの
と同様であり、その説明を採用する。
この実施例では永久磁石の構成が第1図a,bに示すよ
うに放射状に広がる異磁極の永久磁石12を対としたもの
を1組の単位とし、これを複数組み合わせた構成をとっ
ている。また隣接する永久磁石は漏えい磁界を増すため
同磁極のものを配置した。
第1図cは第1図a,bに示した永久磁石を用いたエッ
チング装置にてエッチングを行った結果である。エッチ
ング条件は従来の技術で示したものと同様とした。
第1図cと第4図cを比較すると明らかなように、本発
明の永久磁石構成により圧力変化に対してもウエハ内の
エッチング均一性はほとんど変化せず、良好な均一性が
得られることがわかる。これは圧力変化によって生じる
プラズマ密度分布の変化が本発明の構成の永久磁石を用
いることで緩和されるためである。
上記のように放射状に広がる形状をもつ永久磁石を具備
した有磁場型ドライエッチング装置を用いることでエッ
チング条件の変化に伴うエッチング均一性の変化をなく
し、均一性のよいエッチングが可能となる。
なお、上記実施例ではエッチング条件変化として圧力に
対するエッチング速度分布の変化を示したが、高周波電
力等他のエッチング条件変化に対してもエッチング均一
性は保持される。また上記実施例においては放射状に広
がる形状をした磁極の異なる永久磁石を複数組組み合せ
たものを用いたが、同形状の永久磁石を1組用いても均
一性の改善に効果があることはいうまでもない。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、対向電極裏面に回転
手段を有する永久磁石を具備した有磁場型ドライエッチ
ング装置において、前記永久磁石を、回転軸に対して放
射状に広がる形状をもつ磁極の異なる2個の永久磁石1
組あるいは複数組の組み合わせで構成したことによっ
て、エッチング条件変化に対して永久磁石構成を何ら変
えることなく常に均一性のよいエッチングが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示し、同図aは永久磁石の
構成を示す縦断正面図、同図bは底面図、同図cはエッ
チング結果を示した図、第2図は従来の平行平板型ドラ
イエッチング装置の概略構成図、第3図は有磁場型ドラ
イエッチング装置の概略構成図、第4図aは従来の永久
磁石を示す縦断正面図、同図bは同底面図、同図cはエ
ッチング結果を示した図、第5図a〜cは従来の永久磁
石によるプラズマ密度の分布を示した図である。 1……対向電極、2……基板電極、4……高周波電源、
8……ウエハ、10……反応ガス供給口、11……排気
口、12……永久磁石、13……モーター、14……ヨ
ーク材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−173838(JP,A) 特開 昭62−111430(JP,A) 特開 昭60−57936(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空容器内にあって、試料を載置する基板
    電極と、前記基板電極に平行して設置された対向電極
    と、前記基板電極と前記対向電極の間に高周波電力を印
    加する手段と、前記対向電極裏面にあって対向電極と平
    行面内で回転するための回転手段を具備した永久磁石
    と、前記真空容器内に反応ガスを供給する手段および前
    記真空容器内を一定の圧力に保持するための排気手段と
    からなるドライエッチング装置において、前記永久磁石
    は、回転軸に対して放射状に広がる形状をもち間隙をも
    ってヨーク材に固定された互いに磁極の異なる2個の永
    久磁石1組あるいは複数組から構成されていることを特
    徴とするドライエッチング装置。
  2. 【請求項2】複数の磁極の異なる永久磁石の組を、隣同
    志の磁極が同磁極になるように配置した特許請求の範囲
    第1項記載のドライエッチング装置。
JP62195914A 1987-08-05 1987-08-05 ドライエッチング装置 Expired - Fee Related JPH0618182B2 (ja)

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