JPH07201822A - ドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング装置Info
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- JPH07201822A JPH07201822A JP33849693A JP33849693A JPH07201822A JP H07201822 A JPH07201822 A JP H07201822A JP 33849693 A JP33849693 A JP 33849693A JP 33849693 A JP33849693 A JP 33849693A JP H07201822 A JPH07201822 A JP H07201822A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 37
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- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ドライエッチング装置における、半導体基板の
面内でのエッチング速度及びエッチング形状を均一にす
ることを目的とする。 【構成】上部電極５と下部電極７の少なくとも一方を複
数のブロックに分割し、分割したブロックのそれぞれを
独立に温度制御することにより、半導体基板の面内での
エッチング速度を均一にすることが可能となる。またエ
ッチング形状の面内差を無くすことも可能となる。
面内でのエッチング速度及びエッチング形状を均一にす
ることを目的とする。 【構成】上部電極５と下部電極７の少なくとも一方を複
数のブロックに分割し、分割したブロックのそれぞれを
独立に温度制御することにより、半導体基板の面内での
エッチング速度を均一にすることが可能となる。またエ
ッチング形状の面内差を無くすことも可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造用のドライエ
ッチング装置に関する。
ッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のドライエッチング装置の構成図を
図５に示す。従来のドライエッチング装置は、半導体基
板６のエッチング処理を行う真空容器１１と、その内部
に設けられる上部電極５および下部電極７と、ガス源１
からの流量を制御するガス流量制御部２と、上部および
下部電極用の温度制御部３，４と、真空容器１１内の圧
力を制御する圧力制御部９と、排気系１０とで構成され
る。
図５に示す。従来のドライエッチング装置は、半導体基
板６のエッチング処理を行う真空容器１１と、その内部
に設けられる上部電極５および下部電極７と、ガス源１
からの流量を制御するガス流量制御部２と、上部および
下部電極用の温度制御部３，４と、真空容器１１内の圧
力を制御する圧力制御部９と、排気系１０とで構成され
る。
【０００３】真空容器１１ではガス流量制御部２にて一
定流量に制御された種々のエッチングガスが混合されて
いる。それと同時に真空容器１１は圧力制御部９によっ
て一定圧力に保たれる。一定応力に保たれた真空容器１
１内に一定流量のドライエッチングガスを流しながら上
部電極５と下部電極７間に高周波電圧を印加することに
よりプラズマを発生させ、下部電極７上の半導体基板６
をエッチングする。
定流量に制御された種々のエッチングガスが混合されて
いる。それと同時に真空容器１１は圧力制御部９によっ
て一定圧力に保たれる。一定応力に保たれた真空容器１
１内に一定流量のドライエッチングガスを流しながら上
部電極５と下部電極７間に高周波電圧を印加することに
よりプラズマを発生させ、下部電極７上の半導体基板６
をエッチングする。
【０００４】下部電極７上の半導体基板６のエッチング
特性（エッチングの速さ、エッチングの速さの基板上の
面内分布、エッチングの膜質による選択性、エッチング
形状など）は、真空容器１１内の圧力，エッチングガス
の流量及びその流量比，高周波電圧，上部電極５及び下
部電極７の温度に影響されるため、エッチングされる膜
質によってこれらを任意に変更することで最も適したエ
ッチング特性を得ることを可能としている。
特性（エッチングの速さ、エッチングの速さの基板上の
面内分布、エッチングの膜質による選択性、エッチング
形状など）は、真空容器１１内の圧力，エッチングガス
の流量及びその流量比，高周波電圧，上部電極５及び下
部電極７の温度に影響されるため、エッチングされる膜
質によってこれらを任意に変更することで最も適したエ
ッチング特性を得ることを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来のドライエッ
チング装置では、上部電極５及び下部電極７における一
部の温度を電極全体の温度として制御しているため、温
度制御を部分的に行うことができなかった。従って、電
極面内で温度分布に差がある場合にはエッチング特性、
特にエッチングの速さの半導体基板面内での分布（以下
エッチングの均一性と称す）が悪くなり、更にエッチン
グ形状に面内差ができるという問題点があった。
チング装置では、上部電極５及び下部電極７における一
部の温度を電極全体の温度として制御しているため、温
度制御を部分的に行うことができなかった。従って、電
極面内で温度分布に差がある場合にはエッチング特性、
特にエッチングの速さの半導体基板面内での分布（以下
エッチングの均一性と称す）が悪くなり、更にエッチン
グ形状に面内差ができるという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ装置は、それぞれ独立して温度制御することのできる
複数のブロックに分割された上部電極および下部電極と
を備えている。
グ装置は、それぞれ独立して温度制御することのできる
複数のブロックに分割された上部電極および下部電極と
を備えている。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００８】図１は本発明の第１実施例を示す図で、同
図（Ａ）は構成図、同図（Ｂ）は、下部電極の平面図で
ある。下部電極７は、断熱部８を介して同心円状に７
Ａ，７Ｂ，７Ｃの３つのブロックに分かれ、また温制御
部（下部電極用）３は各ブロックについてそれぞれ独立
した温度制御部３Ａ，３Ｂ，３Ｃを有する。それぞれの
ブロックを適切な温度に設定することにより、例えば半
導体基板６の面内でのエッチングの均一性が悪い場合、
これを改善することができる。また、基板面内でエッチ
ングの形状差がある場合もこれを低減することができ
る。
図（Ａ）は構成図、同図（Ｂ）は、下部電極の平面図で
ある。下部電極７は、断熱部８を介して同心円状に７
Ａ，７Ｂ，７Ｃの３つのブロックに分かれ、また温制御
部（下部電極用）３は各ブロックについてそれぞれ独立
した温度制御部３Ａ，３Ｂ，３Ｃを有する。それぞれの
ブロックを適切な温度に設定することにより、例えば半
導体基板６の面内でのエッチングの均一性が悪い場合、
これを改善することができる。また、基板面内でエッチ
ングの形状差がある場合もこれを低減することができ
る。
【０００９】図２は本発明の第２実施例を示す図で、同
図（Ａ）は構成図、同図（Ｂ）は下部電極７の平面図、
同図（Ｃ）は上部電極５の平面図である。第２実施例で
は、第１実施例と同様下部電極７を各ブロック毎に温度
制御すると同時に、同様にして上部電極５も温度制御部
（上部電極用）４をブロック化した４Ａ，４Ｂ，４Ｃに
より各ブロック毎に適切な温度に設定できる機能を有す
る。下部電極７及び上部電極５を同時に各ブロック毎に
温度制御することにより、さらにエッチングの面内均一
性及びエッチングの面内形状差の改善が可能となる。
図（Ａ）は構成図、同図（Ｂ）は下部電極７の平面図、
同図（Ｃ）は上部電極５の平面図である。第２実施例で
は、第１実施例と同様下部電極７を各ブロック毎に温度
制御すると同時に、同様にして上部電極５も温度制御部
（上部電極用）４をブロック化した４Ａ，４Ｂ，４Ｃに
より各ブロック毎に適切な温度に設定できる機能を有す
る。下部電極７及び上部電極５を同時に各ブロック毎に
温度制御することにより、さらにエッチングの面内均一
性及びエッチングの面内形状差の改善が可能となる。
【００１０】図３はエッチングの面内均一性を比較する
図で、同図（Ａ）は従来例と第１実施例（下部電極を分
割）と第２実施例（上部電極および下部電極の両者とも
分割）のそれぞれを比較したグラフである。また同図
（Ｂ）は半導体基板上の測定ポイントを示す図である。
ドライエッチングは枚葉式ナローギャップ反応性イオン
エッチング装置を用い、ガスはＡｒ：４００ｓｃｃｍ，
ＣＦ4 ：２０ｓｃｃｍ，ＣＨＦ3 ：２０ｓｃｃｍの混合
ガスを用いた。エッチング時の圧力は８５０ｍＴｏｒｒ
とし、ＲＦパワーは８５０Ｗとした。また、被エッチン
グ膜は直径６インチの半導体基板上に酸化シリコン膜を
０．７μｍ成長したものを用いた。エッチング時間は、
０．７μｍ厚の酸化シリコン膜を約半分エッチングする
時間とした。従来例の上部電極および下部電極の温度は
それぞれ４０℃，−１５℃とした。第１実施例では、上
部電極は４０℃、下部電極は中央部から７Ａを−１５
℃、７Ｂを−１０℃、７Ｃを−５℃とした。第２実施例
では、上部電極は中央部から５Ａを３５℃，５Ｂを４０
℃，５Ｃを４５℃とし、下部電極は第１実施例と同様の
温度とした。図３（Ｂ）の９点の測定ポイントについて
エッチングの速さの測定を行い、エッチング速さの面内
最大値から面内最小値を引き算し、それを面内９点の平
均値で割り算することにより、エッチングの面内均一性
（％）を算出した。図３（Ａ）に示すようにエッチング
の面内均一性は、従来例のエッチングでは８．１％であ
ったが、第１実施例では４．５％，第２実施例では３．
３％にまで低減された。
図で、同図（Ａ）は従来例と第１実施例（下部電極を分
割）と第２実施例（上部電極および下部電極の両者とも
分割）のそれぞれを比較したグラフである。また同図
（Ｂ）は半導体基板上の測定ポイントを示す図である。
ドライエッチングは枚葉式ナローギャップ反応性イオン
エッチング装置を用い、ガスはＡｒ：４００ｓｃｃｍ，
ＣＦ4 ：２０ｓｃｃｍ，ＣＨＦ3 ：２０ｓｃｃｍの混合
ガスを用いた。エッチング時の圧力は８５０ｍＴｏｒｒ
とし、ＲＦパワーは８５０Ｗとした。また、被エッチン
グ膜は直径６インチの半導体基板上に酸化シリコン膜を
０．７μｍ成長したものを用いた。エッチング時間は、
０．７μｍ厚の酸化シリコン膜を約半分エッチングする
時間とした。従来例の上部電極および下部電極の温度は
それぞれ４０℃，−１５℃とした。第１実施例では、上
部電極は４０℃、下部電極は中央部から７Ａを−１５
℃、７Ｂを−１０℃、７Ｃを−５℃とした。第２実施例
では、上部電極は中央部から５Ａを３５℃，５Ｂを４０
℃，５Ｃを４５℃とし、下部電極は第１実施例と同様の
温度とした。図３（Ｂ）の９点の測定ポイントについて
エッチングの速さの測定を行い、エッチング速さの面内
最大値から面内最小値を引き算し、それを面内９点の平
均値で割り算することにより、エッチングの面内均一性
（％）を算出した。図３（Ａ）に示すようにエッチング
の面内均一性は、従来例のエッチングでは８．１％であ
ったが、第１実施例では４．５％，第２実施例では３．
３％にまで低減された。
【００１１】図４は測定ポイントにおけるエッチング形
状を比較する図で、同図（Ａ），（Ｂ）は従来例の場合
の中央部と周辺部との比較，同図（Ｃ），（Ｄ）は第１
実施例の場合の中央部と周辺部との比較、同図（Ｅ），
（Ｆ）は第２実施例の場合の中央部と周辺部との比較を
それぞれ示す断面図である。サンプルは直径６インチの
半導体基板１２上に酸化シリコン膜１３を０．７μｍ成
膜し、その上にフォトレジスト膜を塗布し、光露光装置
において径が０．６μｍのコンタクトを形成したものを
用い、エッチングは前記条件（ガスはＡｒ：４００ｓｃ
ｃｍ，ＣＦ4 ：２０ｓｃｃｍ，ＣＨＦ3 ：２０ｓｃｃ
ｍ，圧力は８５０ｍＴｏｒｒ，ＲＦパワーは８５０Ｗ）
にて行い、エッチング時間は、基板までエッチングを行
い更に基板までエッチングした時間の倍の時間とした。
状を比較する図で、同図（Ａ），（Ｂ）は従来例の場合
の中央部と周辺部との比較，同図（Ｃ），（Ｄ）は第１
実施例の場合の中央部と周辺部との比較、同図（Ｅ），
（Ｆ）は第２実施例の場合の中央部と周辺部との比較を
それぞれ示す断面図である。サンプルは直径６インチの
半導体基板１２上に酸化シリコン膜１３を０．７μｍ成
膜し、その上にフォトレジスト膜を塗布し、光露光装置
において径が０．６μｍのコンタクトを形成したものを
用い、エッチングは前記条件（ガスはＡｒ：４００ｓｃ
ｃｍ，ＣＦ4 ：２０ｓｃｃｍ，ＣＨＦ3 ：２０ｓｃｃ
ｍ，圧力は８５０ｍＴｏｒｒ，ＲＦパワーは８５０Ｗ）
にて行い、エッチング時間は、基板までエッチングを行
い更に基板までエッチングした時間の倍の時間とした。
【００１２】図４に示すように、従来例のエッチングで
は半導体基板中央部（半径３５ｍｍ以内）と周辺部（基
板の端から１０ｍｍ中心寄り）とではコンタクト底部の
角度に４°の差があった。第１実施例ではその差が１°
に改善され、第２実施例では半導体基板の中央部と周辺
部とでは同等のコンタクト形状が得られた。
は半導体基板中央部（半径３５ｍｍ以内）と周辺部（基
板の端から１０ｍｍ中心寄り）とではコンタクト底部の
角度に４°の差があった。第１実施例ではその差が１°
に改善され、第２実施例では半導体基板の中央部と周辺
部とでは同等のコンタクト形状が得られた。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、上部電極
および下部電極をブロック化し、各ブロック毎に温度制
御を行えるようにしたので、エッチングの面内均一性を
改善し、エッチング形状の面内差をなくすという効果を
有する。従って、製品の歩留り及び品質を向上すること
が可能となる。
および下部電極をブロック化し、各ブロック毎に温度制
御を行えるようにしたので、エッチングの面内均一性を
改善し、エッチング形状の面内差をなくすという効果を
有する。従って、製品の歩留り及び品質を向上すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図で、同図（Ａ）は
構成図，同図（Ｂ）は下部電極の平面図である。
構成図，同図（Ｂ）は下部電極の平面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す図で、同図（Ａ）は
構成図，同図（Ｂ）は下部電極の平面図，同図（Ｃ）は
上部電極の平面図である。
構成図，同図（Ｂ）は下部電極の平面図，同図（Ｃ）は
上部電極の平面図である。
【図３】エッチングの面内均一性を比較する図で、同図
（Ａ）は従来例と第１実施例と第２実施例のそれぞれを
比較したグラフ、同図（Ｂ）は半導体基板上の測定ポイ
ントを示す図である。
（Ａ）は従来例と第１実施例と第２実施例のそれぞれを
比較したグラフ、同図（Ｂ）は半導体基板上の測定ポイ
ントを示す図である。
【図４】基板中央部と周辺部における測定ポイントのエ
ッチング形状を比較する図で、同図（Ａ），（Ｂ）は従
来例，同図（Ｃ），（Ｄ）は第１実施例，同図（Ｅ），
（Ｆ）は第２実施例をそれぞれ示す断面図である。
ッチング形状を比較する図で、同図（Ａ），（Ｂ）は従
来例，同図（Ｃ），（Ｄ）は第１実施例，同図（Ｅ），
（Ｆ）は第２実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図５】従来のドライエッチング装置の構成図である。
１ ガス源 ２ ガス流量制御部 ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 温度制御部（下部電極用） ４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 温度制御部（上部電極用） ５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 上部電極 ６ 半導体基板 ７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 下部電極 ８ 断熱部 ９ 圧力制御部 １０ 排気系 １１ 真空容器 １２ 半導体基板 １３ 酸化シリコン膜
Claims (1)
- 【請求項１】 真空容器内に上下一対の電極を有し、こ
の電極間に高周波電圧を印加して真空容器内の半導体基
板をエッチングするドライエッチング装置において、前
記一対の電極の少なくとも一方を複数のブロックに分割
し、各ブロック毎に温度を独立して制御する温度制御部
を備えることを特徴とするドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33849693A JPH07201822A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33849693A JPH07201822A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201822A true JPH07201822A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18318705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33849693A Pending JPH07201822A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201822A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997020179A1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-05 | Komatsu Ltd. | Dispersion type multi-temperature control system and fluid temperature control device applicable to the system |
| JP2006519497A (ja) * | 2003-02-27 | 2006-08-24 | ラム リサーチ コーポレーション | 局所的なウェーハの温度調節によるウェーハ全体における微細寸法のばらつき補正 |
| JP2009200529A (ja) * | 2001-04-30 | 2009-09-03 | Lam Res Corp | ワーク支持体の表面を横切る空間温度分布を制御する方法および装置 |
| JP2013541842A (ja) * | 2010-09-15 | 2013-11-14 | ラム リサーチ コーポレーション | 半導体製造中にプラズマ成分のフラックス及び蒸着を制御するための方法、並びにそれを実現するための装置 |
| US8963052B2 (en) | 2001-04-30 | 2015-02-24 | Lam Research Corporation | Method for controlling spatial temperature distribution across a semiconductor wafer |
| US20190157048A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and method for forming semiconductor device structure |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33849693A patent/JPH07201822A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997020179A1 (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-05 | Komatsu Ltd. | Dispersion type multi-temperature control system and fluid temperature control device applicable to the system |
| US6157778A (en) * | 1995-11-30 | 2000-12-05 | Komatsu Ltd. | Multi-temperature control system and fluid temperature control device applicable to the same system |
| JP2009200529A (ja) * | 2001-04-30 | 2009-09-03 | Lam Res Corp | ワーク支持体の表面を横切る空間温度分布を制御する方法および装置 |
| US8963052B2 (en) | 2001-04-30 | 2015-02-24 | Lam Research Corporation | Method for controlling spatial temperature distribution across a semiconductor wafer |
| US9824904B2 (en) | 2001-04-30 | 2017-11-21 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for controlling spatial temperature distribution |
| JP2006519497A (ja) * | 2003-02-27 | 2006-08-24 | ラム リサーチ コーポレーション | 局所的なウェーハの温度調節によるウェーハ全体における微細寸法のばらつき補正 |
| JP2013077859A (ja) * | 2003-02-27 | 2013-04-25 | Lam Research Corporation | エッチング・システム及びエッチング方法 |
| JP2013541842A (ja) * | 2010-09-15 | 2013-11-14 | ラム リサーチ コーポレーション | 半導体製造中にプラズマ成分のフラックス及び蒸着を制御するための方法、並びにそれを実現するための装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000208 |