JPH0624186B2 - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
- Publication number
- JPH0624186B2 JPH0624186B2 JP60212404A JP21240485A JPH0624186B2 JP H0624186 B2 JPH0624186 B2 JP H0624186B2 JP 60212404 A JP60212404 A JP 60212404A JP 21240485 A JP21240485 A JP 21240485A JP H0624186 B2 JPH0624186 B2 JP H0624186B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- etching
- high frequency
- counter electrode
- plasma
- 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
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はドライエッチングに係り、特に半導体デバイス
を製造するに好適なドライエッチング装置に関するもの
である。
を製造するに好適なドライエッチング装置に関するもの
である。
現在ドライエッチングに多く用いられている平行平板形
ドライエッチング装置は、平行平板電極に高周波電圧を
印加しプラズマを発生させている。
ドライエッチング装置は、平行平板電極に高周波電圧を
印加しプラズマを発生させている。
一方、平行平板電極間の面積比を変えることにより、電
極面上に発生するシース間電圧が変わる現象が知られて
いる。シースとは放電により生じるプラズマと、電極と
の間の暗部をいう。
極面上に発生するシース間電圧が変わる現象が知られて
いる。シースとは放電により生じるプラズマと、電極と
の間の暗部をいう。
この現象は、ソリッドステートテクノロジー（Solid St
ate Technology）日本版，1983年7 月号ｐ84〜ｐ91に依
れば、平行平板形のスパッタリング装置等において一方
の電極のスパッタ量だけを変える事に利用されたり、平
行平板形の変形として六角柱形の電極構造としてイオン
衝撃効果の大きいエッチングを行うに際し有効とされて
いた。
ate Technology）日本版，1983年7 月号ｐ84〜ｐ91に依
れば、平行平板形のスパッタリング装置等において一方
の電極のスパッタ量だけを変える事に利用されたり、平
行平板形の変形として六角柱形の電極構造としてイオン
衝撃効果の大きいエッチングを行うに際し有効とされて
いた。
また特開昭60−12734 に示されるように電極の一部を分
割し、電極の面積を変化できるようにしたものもある
が、エッチングガス圧力の考察がなされておらず、電極
面積比を変えることによるエッチングへの効果として、
イオンのエネルギを増すことによるもののみが考慮され
ていた。この結果、下地との選択化を得るため、エッチ
ングプロセス条件としては低いパワーと低い圧力でエッ
チングすることが必要と考えられていたので、電極面積
比を変える方法は六角柱形の電極構造に見られるように
多くのウエハを同時に、かつゆっくりとエッチングする
のがよいと考えられていた（特表昭56−501165）。
割し、電極の面積を変化できるようにしたものもある
が、エッチングガス圧力の考察がなされておらず、電極
面積比を変えることによるエッチングへの効果として、
イオンのエネルギを増すことによるもののみが考慮され
ていた。この結果、下地との選択化を得るため、エッチ
ングプロセス条件としては低いパワーと低い圧力でエッ
チングすることが必要と考えられていたので、電極面積
比を変える方法は六角柱形の電極構造に見られるように
多くのウエハを同時に、かつゆっくりとエッチングする
のがよいと考えられていた（特表昭56−501165）。
したがって電極面積比を変える方法が高速エッチングに
有効であるとは考えられていなかった。
有効であるとは考えられていなかった。
本発明の目的は電極面積比とエッチング特性の関係を明
らかにし、エッチングレートが高く、高い選択比のエッ
チングができるドライエッチング装置を提供することに
ある。
らかにし、エッチングレートが高く、高い選択比のエッ
チングができるドライエッチング装置を提供することに
ある。
エッチングのガス圧も考慮すれば平行平板型エッチング
装置においては、ウエハーを載置する高周波電極は、対
向電極に比べて1/2〜1/3倍とすることが有効であること
が判明した。
装置においては、ウエハーを載置する高周波電極は、対
向電極に比べて1/2〜1/3倍とすることが有効であること
が判明した。
従って、可変とし得ない技術要素である２つの電極面積
の比を、装置形状にも依るが、高周波電極に対し対向電
極を２ないし３倍とする。
の比を、装置形状にも依るが、高周波電極に対し対向電
極を２ないし３倍とする。
即ち、真空度、導入ガス圧力，印加する高周波電力等に
比べ制御しにくい電極面積の比を、予め可能な限り大き
く採ることが本発明の概要といえる。
比べ制御しにくい電極面積の比を、予め可能な限り大き
く採ることが本発明の概要といえる。
第１図に本発明によるエッチング処理装置の実施例を示
し、以下に説明する。
し、以下に説明する。
処理室１内には高周波電極２、対向電極３があり、高周
波電極上にウエハ７を載置するようになっている。対向
電極３、処理室１はアース電位に接地されており、高周
波電極２は絶縁材４を介して処理室１に固定され、高周
波電源８に接続されている。また高周波電極２には温度
をコントロールするための冷却水が給水管９から送ら
れ、排水管10から排水される。処理室１にはガス供給管
５，排気管６が設けてあり、それぞれ図示しないエッチ
ングガス供給装置および排気装置に接続されている。
波電極上にウエハ７を載置するようになっている。対向
電極３、処理室１はアース電位に接地されており、高周
波電極２は絶縁材４を介して処理室１に固定され、高周
波電源８に接続されている。また高周波電極２には温度
をコントロールするための冷却水が給水管９から送ら
れ、排水管10から排水される。処理室１にはガス供給管
５，排気管６が設けてあり、それぞれ図示しないエッチ
ングガス供給装置および排気装置に接続されている。
処理室１にガス供給管５からエッチングガスを供給し、
排気管６で排気しながら0.01Torr〜数Torrの所定圧力に
保つ。ウエハ７を高周波電極２上に置き高周波電源８よ
り高周波電力を供給すると高周波電極２と対向電極３の
間でプラズマが発生する。
排気管６で排気しながら0.01Torr〜数Torrの所定圧力に
保つ。ウエハ７を高周波電極２上に置き高周波電源８よ
り高周波電力を供給すると高周波電極２と対向電極３の
間でプラズマが発生する。
ウエハ上の薄膜はこのプラズマ中で発生したエッチング
ガスのイオンやラジカルによりエッチングされる。
ガスのイオンやラジカルによりエッチングされる。
このようなエッチング処理装置において高周波電極２の
寸法を対向電極３と同じ200mm とし、処理室内の圧力を
変えた時のエッチレートの変化をアルミ膜について調べ
た結果を第２図に示す。
寸法を対向電極３と同じ200mm とし、処理室内の圧力を
変えた時のエッチレートの変化をアルミ膜について調べ
た結果を第２図に示す。
エッチレートは圧力の上昇とともに増加し、0.1Torrで
最大となる。その時のエッチレートは約300ｎｍ／分で
ある。次に高周波電極２の寸法を100mm と小さくし、こ
れに単位面積当り同じ電力を印加した場合、ガス圧力が
低い条件では200mm の場合と大差ないエッチレートであ
るが、最大エッチレートは、ガス圧力が0.18Torrで得ら
れ、その時のエッチレートは約600ｎｍ／分と200mm の
電極に比べ２倍の値を得ることができる。
最大となる。その時のエッチレートは約300ｎｍ／分で
ある。次に高周波電極２の寸法を100mm と小さくし、こ
れに単位面積当り同じ電力を印加した場合、ガス圧力が
低い条件では200mm の場合と大差ないエッチレートであ
るが、最大エッチレートは、ガス圧力が0.18Torrで得ら
れ、その時のエッチレートは約600ｎｍ／分と200mm の
電極に比べ２倍の値を得ることができる。
次に高周波電極２の直径φＤを 100mm， 150mm，200mm
と変えた時のアルミ膜とSiO2膜のエッチングレートの比
（選択比）を調べた結果を第３図に示す。単位面積当り
では同じ高周波電力を印加しても電極径の小さい方が高
い選択比であることが判る。また各径における選択比の
差からφＤを変えたことによる効果は、高周波電極２の
表面積に強く依存すると考えられる。
と変えた時のアルミ膜とSiO2膜のエッチングレートの比
（選択比）を調べた結果を第３図に示す。単位面積当り
では同じ高周波電力を印加しても電極径の小さい方が高
い選択比であることが判る。また各径における選択比の
差からφＤを変えたことによる効果は、高周波電極２の
表面積に強く依存すると考えられる。
即ちウエハ７を載せた高周波電極２と、接地電位にある
対向電極21との間に印加された高周波のエネルギーが、
プラズマのエネルギーに変換されると考えられるので、
接地電位にある電極の表面積は大きくした方が良く、他
方、高周波電極２はウエハーを載置するに十分な大きさ
であれば良く、その表面積が小さい方が良い。ウエハー
表面近傍のプラズマ密度を高くできるからである。
対向電極21との間に印加された高周波のエネルギーが、
プラズマのエネルギーに変換されると考えられるので、
接地電位にある電極の表面積は大きくした方が良く、他
方、高周波電極２はウエハーを載置するに十分な大きさ
であれば良く、その表面積が小さい方が良い。ウエハー
表面近傍のプラズマ密度を高くできるからである。
このように高周波電極２と対向電極３の面積比を大きく
することは、エッチングレートの向上および選択比の向
上に大きな効果がある。
することは、エッチングレートの向上および選択比の向
上に大きな効果がある。
高周波電極２と対向電極３の面積比は単にその電極寸法
によるのではなく、上述のようにプラズマの発生のしか
たと大きな関連を持つ。高周波電極の寸法はウエハを載
せるという条件から、その寸法は制限される。そこで面
積比をさらに大きくするために第４図に示すように対向
電極の寸法を 300mmまで大きくしたが、プラズマ発生領
域20が対向電極がφ200 の場合と変わらず、広がらなか
ったため効果上の相違は認められなかった。但し、対向
電極３と高周波電極２との距離は約100mm であり、この
距離をこれ以上の値とすることは、プラズマの安定した
保持が行いにくくなる虞れがある。
によるのではなく、上述のようにプラズマの発生のしか
たと大きな関連を持つ。高周波電極の寸法はウエハを載
せるという条件から、その寸法は制限される。そこで面
積比をさらに大きくするために第４図に示すように対向
電極の寸法を 300mmまで大きくしたが、プラズマ発生領
域20が対向電極がφ200 の場合と変わらず、広がらなか
ったため効果上の相違は認められなかった。但し、対向
電極３と高周波電極２との距離は約100mm であり、この
距離をこれ以上の値とすることは、プラズマの安定した
保持が行いにくくなる虞れがある。
プラズマ発生領域20は、ガス圧力，高周波電力，電極間
隔等に依存するが、これらの放電条件を適当に選ぶこと
で当該領域20を広げることができるので、対向電極３は
可能な限り大きく設定する必要がある。
隔等に依存するが、これらの放電条件を適当に選ぶこと
で当該領域20を広げることができるので、対向電極３は
可能な限り大きく設定する必要がある。
またプラズマ発生領域はガス圧力が低い時には広がり、
高い時に小さくなる。エッチングレートが高い条件はガ
ス圧力の高い条件であるため（第２図）、この条件下で
プラズマが接する高周波電極と対向電極の面積比を大き
くすることが重要である。
高い時に小さくなる。エッチングレートが高い条件はガ
ス圧力の高い条件であるため（第２図）、この条件下で
プラズマが接する高周波電極と対向電極の面積比を大き
くすることが重要である。
このような場合の具体的実施例を第５図及び第６図に示
し、以下説明する。
し、以下説明する。
第５図では対向電極21の周囲を円筒状にし、プラズマが
円筒面と円板部分に接するようにしている。この電極で
はプラズマが広がる必要がなく、かつ円筒部分の面積が
大きいため、高いガス圧力で大きな面積比を得ることが
できる。
円筒面と円板部分に接するようにしている。この電極で
はプラズマが広がる必要がなく、かつ円筒部分の面積が
大きいため、高いガス圧力で大きな面積比を得ることが
できる。
第６図では対向電極22の表面を凹凸にし、プラズマが接
する面積を増加させている。
する面積を増加させている。
この場合、この凹凸の寸法はプラズマと電極間に発生す
るシース寸法よりも大きく、プラズマがこの凹凸の中に
入り込むようにする必要がある。
るシース寸法よりも大きく、プラズマがこの凹凸の中に
入り込むようにする必要がある。
また第５図に示す構造と、第６図に示す構造を組合せて
もよいことは上記説明からも明らかである。
もよいことは上記説明からも明らかである。
また本実施例ではアルミ膜のエッチングを中心にエッチ
レート，SiO2膜との選択比について説明したが、レジス
ト膜との選択比が向上することも実験により確認されて
いる。さらにこれら選択比の結果より、本発明はポリシ
リコン，モリブデンシリサイド，タングステンシリサイ
ド，タングステンなどラジカルが反応に寄与するものに
対し有効である。
レート，SiO2膜との選択比について説明したが、レジス
ト膜との選択比が向上することも実験により確認されて
いる。さらにこれら選択比の結果より、本発明はポリシ
リコン，モリブデンシリサイド，タングステンシリサイ
ド，タングステンなどラジカルが反応に寄与するものに
対し有効である。
本発明によれば、エッチングレートの向上が図れるとと
もに、下地膜との選択比の向上、レジスト膜との選択比
向上が図れる。これにより処理能力を従来の２倍程度上
向させる効果がある。また、下地膜のエッチング量が低
減できるとともに、レジストの寸法変化が低減でき、寸
法精度の高いエッチングができ半導体デバイス製造にお
ける歩留りを向上させる効果がある。
もに、下地膜との選択比の向上、レジスト膜との選択比
向上が図れる。これにより処理能力を従来の２倍程度上
向させる効果がある。また、下地膜のエッチング量が低
減できるとともに、レジストの寸法変化が低減でき、寸
法精度の高いエッチングができ半導体デバイス製造にお
ける歩留りを向上させる効果がある。
第１図は本発明の基本構成を示す断面図、第２図，第３
図は本発明によるエッチング特性を示す図、第４図は本
発明の電極でプラズマが発生する状況を示す図、第５
図，第６図は本発明における他の実施例を示す図であ
る。 １……処理室、２……高周波電極 ３……対向電極、７……ウエハ ８……高周波電極
図は本発明によるエッチング特性を示す図、第４図は本
発明の電極でプラズマが発生する状況を示す図、第５
図，第６図は本発明における他の実施例を示す図であ
る。 １……処理室、２……高周波電極 ３……対向電極、７……ウエハ ８……高周波電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−143827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−12734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−10932（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ウエハを載置するウエハ電極と該電極に対
向する対向電極を有し、これらの電極間に高周波電圧を
印加する印加手段と、エッチングガスを導入する導入手
段とを備えたドライエッチング装置において、上記ウエ
ハ電極と対向電極との面積比を１：２以上に形成したこ
とを特徴とするドライエッチング装置。 - 【請求項２】上記対向電極が平板部と円筒部とから構成
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドラ
イエッチング装置。 - 【請求項３】上記対向電極が凹凸形状をなしていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエッチ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212404A JPH0624186B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ドライエツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212404A JPH0624186B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ドライエツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273719A JPS6273719A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0624186B2 true JPH0624186B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=16622023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60212404A Expired - Lifetime JPH0624186B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ドライエツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624186B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100974845B1 (ko) * | 2002-02-14 | 2010-08-11 | 램 리써치 코포레이션 | 플라즈마 처리 장치 및 방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644481A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-09 | Minoru Sugawara | Parallel-plate discharge electrode |
| JPH01246375A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Sanyo Electric Co Ltd | プラズマ・ドライエッチング方法 |
| JP2646261B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1997-08-27 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| 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 |
| JP2005217240A (ja) | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 |
| JP2016225506A (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 表面改質装置、接合システム、表面改質方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57143827A (en) * | 1981-03-02 | 1982-09-06 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Parallel, flat electrode |
| JPS59104120A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Fujitsu Ltd | プラズマ処理方法 |
| DE3480573D1 (en) * | 1984-01-06 | 1989-12-28 | Tegal Corp | Single electrode, multiple frequency plasma apparatus |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60212404A patent/JPH0624186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100974845B1 (ko) * | 2002-02-14 | 2010-08-11 | 램 리써치 코포레이션 | 플라즈마 처리 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6273719A (ja) | 1987-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4565743B2 (ja) | 半導体処理室用電極及びその製造方法 | |
| CA1160761A (en) | Fabrication of microminiature devices using plasma etching of silicon and resultant products | |
| US5595627A (en) | Plasma etching method | |
| EP0184220B1 (en) | Apparatus and method for carrying out dry etching | |
| JP2603217B2 (ja) | 表面処理方法及び表面処理装置 | |
| JP2000173993A (ja) | プラズマ処理装置およびエッチング方法 | |
| US4340461A (en) | Modified RIE chamber for uniform silicon etching | |
| JPS6337193B2 (ja) | ||
| JPH09129607A (ja) | マイクロ波プラズマエッチング装置及び方法 | |
| JP3011018B2 (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JPH0624186B2 (ja) | ドライエツチング装置 | |
| US4566941A (en) | Reactive ion etching method | |
| KR20040035596A (ko) | 드라이 에칭 방법 | |
| JPH09223685A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPH06122983A (ja) | プラズマ処理方法およびプラズマ装置 | |
| JP3362093B2 (ja) | エッチングダメージの除去方法 | |
| JP3535276B2 (ja) | エッチング方法 | |
| JP2601573B2 (ja) | プラズマ処理におけるダメージ低減方法 | |
| JP4577328B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH08124913A (ja) | エッチング装置 | |
| JP3172340B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH04298035A (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JP3271373B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP3252167B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH1022262A (ja) | ドライエッチング方法 |