JPH0845910A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JPH0845910A
JPH0845910A JP19752594A JP19752594A JPH0845910A JP H0845910 A JPH0845910 A JP H0845910A JP 19752594 A JP19752594 A JP 19752594A JP 19752594 A JP19752594 A JP 19752594A JP H0845910 A JPH0845910 A JP H0845910A
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JP
Japan
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gas
gas ejection
electrode
etching
area
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JP19752594A
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English (en)
Inventor
Kohei Eguchi
公平 江口
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマ処理例えばエッチングにおける種々
の条件のいずれに対しても処理の均一性を高めることが
できるようにする。 【構成】 複数のガス噴出孔5が表面に設けられた上部
電極2と被エッチング基板9が載置される下部電極6と
をチャンバー1内に設け、ガス供給室4から上部電極2
のガス噴出孔5を介してチャンバー1内にガスを供給す
るエッチング装置において、上部電極2のガス噴出孔5
に対応する複数の開孔部8を有する調整板7を、上部電
極2に接してガス供給室4の内側に配置する。調整板7
をずらして開孔部8とガス噴出孔5との重なりを調整す
ることにより、中央部と周辺部との間においてガス噴出
孔5の開孔面積を可変させ、エッチングガス密度を調整
してエッチング速度の面内均一性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを使用するド
ライエッチング装置やCVD装置等のプラズマ処理装置
に係り、特にプラズマ処理装置の電極に形成されたガス
噴出孔に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な平行平板型ドライエッチ
ャーの概略断面図を図6に示す。チャンバー1内に2つ
の電極、即ち上部電極2と下部電極6とが対向して配置
されている。通常、エッチングする時は、ウエハ等の被
エッチング基板9を下部電極6の上に載せ、ガス供給装
置10からガス供給管3及びガス供給室4、さらに上部
電極2の表面に開孔された多数のガス噴出孔5を介し
て、エッチングガスをチャンバー1内に導入し、上部電
極2または下部電極6を不図示の高周波電源装置により
RF発振させることによって放電させ、エッチングガス
をプラズマ化して行う。
【0003】また、特開平1−149964号公報、特
開平3−122285号公報等に記載されているよう
に、従来の上部電極に形成された複数のガス噴出孔は、
上部電極の中央部から周辺部に向けて順次大きくなるよ
うに形成されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】通常、エッチング速度
は被エッチング基板9の中央部から周辺部にかけて、除
々に大きくなるか小さくなるかという傾向を示す。つま
り、エッチング速度の等高線を描くと、ほぼ中央部を中
心とした同心円となる。従って、エッチング速度の面内
均一性を良くするには、中央部と周辺部との差を小さく
すれば良い。
【0005】そのためには、中央部付近と周辺部付近と
で上部電極2のガス噴出孔5の大きさを変化させ、チャ
ンバー1内のエッチングガス濃度分布を変化させれば良
い。即ち、中央部付近の方のエッチング速度を小さくす
る場合は、ガス噴出孔5の開孔径を周辺部より中央部を
小さくし、逆に周辺部付近の方のエッチング速度を小さ
くする場合は、ガス噴出孔5の開孔径を中央部より周辺
部を小さくすれば良い。
【0006】しかしながら、周辺部と中央部のエッチン
グ速度のどちらが大きいかは、エッチングガス種、RF
パワー、圧力等の条件により変わるため、従来の固定し
た大きさのガス噴出孔5では、種々の条件に対して均一
性を良くすることは困難であった。
【0007】また、特開平1−149964号公報、特
開平3−122285号公報に記載されているような上
部電極の各ガス噴出孔は、エッチング速度、エッチング
ガス種、RFパワー、圧力等の条件により大きさを変化
させることはできず、このような固定した大きさのガス
噴出孔では、上記で示した条件に対して均一性を良くす
ることは困難であった。
【0008】そこで本発明は、プラズマ処理における種
々の条件のいずれに対しても処理の均一性を高めること
ができるプラズマ処理装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数のガス噴出孔が表面に分散して設
けられた第1の電極と被処理体が載置される第2の電極
とが対向するように真空室内に設けられ、且つガス供給
室から前記第1の電極のガス噴出孔を介して前記真空室
内にガスを供給するガス供給手段を備えたプラズマ処理
装置において、前記第1の電極と重なり合って設けら
れ、前記ガス噴出孔の少なくとも一部を塞ぐ調整板と、
前記ガス噴出孔と前記調整板との重なりを調整すること
により、前記ガス噴出孔の開孔面積を可変する開孔面積
可変手段と、を具備するものである。
【0010】なお、前記開孔面積可変手段は、前記第1
の電極の中心から外端に向かって所定距離離れた位置に
配置されたガス噴出孔を基準孔として、前記基準孔より
も外側のガス噴出孔の面積が増減する場合に前記基準孔
よりも内側のガス噴出孔の面積が逆に減増するように、
前記調整板を制御するとよい。
【0011】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、第1
の電極の複数のガス噴出孔と、これら各ガス噴出孔の少
なくとも一部を塞ぐ調整板との重なりを調整することに
より、真空室内の中央部と周辺部とにおいて、ガス噴出
孔の開孔面積の相対的な大きさが可変となる。調整板
は、第1の電極に対する平行移動や回転により、ガス噴
出孔の開孔面積が可変となるように、例えば、正三角形
形状、二等辺三角形形状、長方形形状、正方形形状等の
調整窓を有しているとよい。
【0012】このため、例えばエッチングの際、中央部
の方が周辺部よりもエッチング速度が小さくなり易い条
件においては、中央部のガス噴出孔の開孔面積が周辺部
よりも大きくなるように調整板を調整することにより、
中央部のエッチングガス密度を高め、中央部のエッチン
グ速度を周辺部のそれに近付け、エッチング速度の面内
均一性を高めることができる。逆に、周辺部の方が中央
部よりもエッチング速度が小さくなり易い条件において
は、調整板を逆に調整することにより、周辺部のエッチ
ングガス密度を高め、結果としてエッチング速度の面内
均一性を高めることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明によるプラズマ処理装置をドラ
イエッチング装置に適用した一実施例について図1〜図
5に基づき説明する。図1は実施例におけるエッチング
装置の概略断面図、図2は上部電極と調整板との配置関
係を示す要部の平面図である。
【0014】まず、図1において、チャンバー1内に上
部電極2と下部電極6とが対向して設置されている。な
お、この図中では電源装置の電気的接続を省略してあ
る。エッチングガスは、まずガス供給装置10からガス
供給管3を通り、次に上部電極2の背面にあるガス供給
室4を通り、次いで上部電極2の表面に設けられた複数
のガス噴出孔5を通って、チャンバー1内に導入され
る。下部電極6上にはウエハ等の被エッチング基板9が
載置されている。
【0015】次に、図1及び図2に示すように、上部電
極2に接してガス供給室4の内側に調整板7が配置され
ている。調整板7には複数の開孔部8が形成されてお
り、これら開孔部8は上部電極2の各々のガス噴出孔5
に対応し、各ガス噴出孔5の開孔面積を大きくしたり小
さくしたりする調整窓の役割をする。図2において、上
部電極2のガス噴出孔5と調整板7の開孔部8とが重な
るA、B、C、D、Eの位置は、各々チャンバー1の周
辺部から中央部まで順に配置されている。そして、不図
示の駆動手段により調整板7は、上部電極2に対して図
2の矢印方向に平行移動でずらすことが可能に構成され
ている。
【0016】図3(a)〜(e)は図2に示したA〜E
の各々におけるガス噴出孔5と開孔部8との重なりの様
子を示したものである。上部電極2のガス噴出孔5の開
孔領域はA、B、C、D、E上で各々51、52、5
3、54、55であり、全て同じ大きさの正方形であ
る。一方、調整板7の開孔部8の開孔領域はA、B、
C、D、E上で各々81、82、83、84、85であ
り、周辺部から中央部に向かって、二等辺三角形の底辺
が除々に小さくなり、途中で一旦長方形となり、次いで
逆向きの二等辺三角形となり底辺が除々に大きくなる。
【0017】これらの開孔領域の重なり合った領域を図
3では斜線部で示している。すなわち、斜線部の開孔重
なり領域にガスが流れる。図3の状態では斜線部の面積
つまり開孔面積はA>B>C>D>Eの順であり、チャ
ンバー1内の周辺部の方が中央部よりもエッチングガス
密度を高くしている。
【0018】ここで調整板7を左側にずらしていくと、
ある時点でA、B、C、D、Eの開孔面積はほぼ同一と
なり、元々、エッチング速度が中央部と周辺部とであま
り差が出にくい場合、この状態に調整すれば良い。
【0019】中央部の方が周辺部よりもエッチング速度
が小さい場合、更に調整板7を左側にずらすと、開孔面
積の大きさはE>D>C>B>Aの順となり、中央部の
方が周辺部よりもエッチングガス密度が高くなるように
補正がかかり、エッチング速度の面内均一性を高めるこ
とができる。
【0020】例えば、図3(b)に示す調整板7の二等
辺三角形の開孔領域82を左にずらすと、図4(a)に
示すようにガス噴出孔G(斜線部)の開孔面積は小さく
なり、右にずらすと、図4(b)に示すようにガス噴出
孔Gの開孔面積は大きくなる。
【0021】図5(a)は上部電極の平面図である。図
5(a)において、r=0は上部電極2の中心で、Rは
上部電極2の半径を表す。本実施例では、r=0.5R
を境に、調整板7に設けられた開孔部8(調整窓)によ
って、上部電極2のガス噴出孔5の開孔面積を調整して
いる。
【0022】図5(b)において、調整板7の開孔部8
が二等辺三角形の時、それぞれの開孔面積Sは、 S=h(h+2i)tanθ で表される。この式のように、開孔部8がそれぞれ二等
辺三角形の場合、開孔面積は二等辺三角形の頂角の半分
の角度θで決まる。
【0023】また、中心(r=0)から半径Rの半分の
距離(r=0.5R)における開孔面積Nは、上部電極
2のガス噴出孔5の横の長さhと、調整板7の開孔部8
の長方形の縦の長さjとを掛け合わせることにより、 N=h×j となる。
【0024】従って、ガス噴出孔5の開孔面積は、0≦
r<0.5R及び0.5R<r≦Rの範囲では、S=h
(h+2i)tanθ(但し、θはrによって異なる角
度を有する)で表され、r=0.5Rの時は、N=h×
jで表される。
【0025】そして、本実施例では、r=0.5Rにお
けるガス噴出孔5を長方形の開孔部8と重なる基準孔と
して、この基準孔よりも外側と内側とにおけるガス噴出
孔5には、逆向きで且つ順に頂角の異なる二等辺三角形
の開孔部8を重ねることによって、調整板7をずらした
際にガス噴出孔5の開孔面積の増減が互いに逆となる。
これにより、中央部と周辺部との間におけるエッチング
ガス密度の調整を、より効率的に行うことができる。
【0026】上述したように、本実施例では調整板7を
スライドさせて上部電極2のガス噴出孔5の開孔面積を
可変にしたが、調整板を回転させてガス噴出孔の開孔面
積を調整できるように、調整板の開孔部を回転方向に沿
って設けてもよい。なお、本実施例の調整板の開孔部の
形状は二等辺三角形及び長方形であるが、特にこれらの
形状にこだわることはなく、例えば曲線によるループ形
状など、電極のガス噴出孔との重ね合わせをずらすこと
により、開孔面積を可変させ、また、開孔面積の増減を
逆転させるような形状及び大きさであれば構わない。即
ち、本発明でいう開孔面積可変手段とは、電極のガス噴
出孔と調整板との重なりの調整によりガス噴出孔の開孔
面積を可変する手段なので、例えば調整板のずらし方や
開孔部の形状及び大きさ等を含めた構成であり、この構
成は各種の有効な変更が可能である。
【0027】なお、本実施例では、エッチング装置につ
いて説明したが、膜を堆積するCVD装置等の場合でも
同様の構成を用いることにより、堆積速度の面内均一性
を高めることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマを用いる処理、例えばエッチングの際に、種々
の条件によって中央部と周辺部でのエッチング速度の差
の傾向が異なる場合でも、電極のガス噴出孔の開孔面積
を中央部と周辺部との間で相対的に変えることができる
ので、エッチングガス密度の調整により処理の均一性を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプラズマ処理装置の一実施例にお
けるエッチング装置の概略断面図である。
【図2】上記実施例において上部電極と調整板との配置
関係を示す要部の平面図である。
【図3】上記実施例において(a)〜(e)は各々図2
のA〜Eの部分の詳細を示す拡大平面図である。
【図4】上記実施例において図3(b)の開孔面積の可
変について説明する拡大平面図である。
【図5】上記実施例において(a)は上部電極の平面
図、(b)は開孔部が二等辺三角形の場合の開孔面積を
説明する拡大平面図、(c)は開孔部が長方形の場合の
開孔面積を説明する拡大平面図である。
【図6】従来のエッチング装置の概略断面図である。
【符号の説明】
1 チャンバー 2 上部電極 3 ガス供給管 4 ガス供給室 5 上部電極のガス噴出孔 51、52、53、54、55 ガス噴出孔の開孔領域 6 下部電極 7 調整板 8 調整板の開孔部 81、82、83、84、85 開孔部の開孔領域 9 被エッチング基板 10 ガス供給装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のガス噴出孔が表面に分散して設け
    られた第1の電極と被処理体が載置される第2の電極と
    が対向するように真空室内に設けられ、且つガス供給室
    から前記第1の電極のガス噴出孔を介して前記真空室内
    にガスを供給するガス供給手段を備えたプラズマ処理装
    置において、 前記第1の電極と重なり合って設けられ、前記ガス噴出
    孔の少なくとも一部を塞ぐ調整板と、 前記ガス噴出孔と前記調整板との重なりを調整すること
    により、前記ガス噴出孔の開孔面積を可変する開孔面積
    可変手段と、を具備することを特徴とするプラズマ処理
    装置。
  2. 【請求項2】 前記開孔面積可変手段は、前記第1の電
    極の中心から外端に向かって所定距離離れた位置に配置
    されたガス噴出孔を基準孔として、前記基準孔よりも外
    側のガス噴出孔の面積が増減する場合に前記基準孔より
    も内側のガス噴出孔の面積が逆に減増するように、前記
    調整板を制御することを特徴とする請求項1記載のプラ
    ズマ処理装置。
JP19752594A 1994-07-29 1994-07-29 プラズマ処理装置 Withdrawn JPH0845910A (ja)

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