JPH09213686A - プラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマエッチング装置Info
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- JPH09213686A JPH09213686A JP8042150A JP4215096A JPH09213686A JP H09213686 A JPH09213686 A JP H09213686A JP 8042150 A JP8042150 A JP 8042150A JP 4215096 A JP4215096 A JP 4215096A JP H09213686 A JPH09213686 A JP H09213686A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動機構から発生する塵埃を低減して被エッ
チング物の汚染を防ぎ、高速走査の可能なプラズマエッ
チング装置を提供する。 【解決手段】 減圧状態に保持されたエッチング処理室
１０と該エッチング処理室１０に結合したプラズマ発生
室５との間に、シリコンウェハ１２の表面にプラズマ化
したエッチングガスの活性種の流れ１６を局部的に供給
する非エッチング材からなる複数の可撓性細管９を設け
る。各可撓性細管の入口には活性種の流れ１６を制御す
るシャッタ１５が設けられている。細管駆動手段２１に
て可撓性細管９を撓ませてその出口の向きを変えること
により被エッチング部分を走査して局部的なエッチング
処理を行う。シリコンウェハ１２を広範囲に移動させる
駆動機構を必要としないから塵埃の発生を低減して汚染
を防ぎ、さらに被エッチング部分の高速走査が可能とな
る。
チング物の汚染を防ぎ、高速走査の可能なプラズマエッ
チング装置を提供する。 【解決手段】 減圧状態に保持されたエッチング処理室
１０と該エッチング処理室１０に結合したプラズマ発生
室５との間に、シリコンウェハ１２の表面にプラズマ化
したエッチングガスの活性種の流れ１６を局部的に供給
する非エッチング材からなる複数の可撓性細管９を設け
る。各可撓性細管の入口には活性種の流れ１６を制御す
るシャッタ１５が設けられている。細管駆動手段２１に
て可撓性細管９を撓ませてその出口の向きを変えること
により被エッチング部分を走査して局部的なエッチング
処理を行う。シリコンウェハ１２を広範囲に移動させる
駆動機構を必要としないから塵埃の発生を低減して汚染
を防ぎ、さらに被エッチング部分の高速走査が可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェハ等
の被エッチング物の表面を局部的にエッチングするプラ
ズマエッチング装置に関する。
の被エッチング物の表面を局部的にエッチングするプラ
ズマエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで、シリコンウェハ等の被エッチ
ング物の表面をエッチングする場合、プラズマ励起した
反応性ガス中に被エッチング物をさらして、被エッチン
グ物表面全体を所定厚さにエッチングしたり回路パター
ンを形成することは、多々提案されている。
ング物の表面をエッチングする場合、プラズマ励起した
反応性ガス中に被エッチング物をさらして、被エッチン
グ物表面全体を所定厚さにエッチングしたり回路パター
ンを形成することは、多々提案されている。
【０００３】一方、近年、被エッチング物の表面全体を
同時にエッチングする装置に替えてシリコンウェハやＳ
ＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）等の被エッチ
ング物の表面の凸部に対して局部的なエッチングを行
い、被エッチング物を薄くしたり（シンニング）、その
表面を平坦化するプラズマエッチング装置が提案されて
いる（例えば、特開平６ー５５７１号公報）。
同時にエッチングする装置に替えてシリコンウェハやＳ
ＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）等の被エッチ
ング物の表面の凸部に対して局部的なエッチングを行
い、被エッチング物を薄くしたり（シンニング）、その
表面を平坦化するプラズマエッチング装置が提案されて
いる（例えば、特開平６ー５５７１号公報）。
【０００４】これまで知られている局部的なエッチング
を行うエッチング装置においては、被エッチング物の径
よりも極めて小さい数ｍｍ〜１０数ｍｍの径を有するプ
ラズマ発生部を一か所だけ設け、該プラズマ発生部にエ
ッチング用ガスを供給して活性種を生成することでエッ
チングを行っている。
を行うエッチング装置においては、被エッチング物の径
よりも極めて小さい数ｍｍ〜１０数ｍｍの径を有するプ
ラズマ発生部を一か所だけ設け、該プラズマ発生部にエ
ッチング用ガスを供給して活性種を生成することでエッ
チングを行っている。
【０００５】従来、このようなエッチング装置にて被エ
ッチング物、例えばシリコンウェハ表面全体を走査して
エッチングするために、プラズマ発生部とシリコンウェ
ハを相対的に移動させる方法を採っていた。例えば、シ
リコンウェハを固定してプラズマ発生部をＸ−Ｙ駆動装
置にて走査する方法や、プラズマ発生部を固定してシリ
コンウェハをＸ−Ｙ駆動ステージにて動かして走査する
方法などがある。
ッチング物、例えばシリコンウェハ表面全体を走査して
エッチングするために、プラズマ発生部とシリコンウェ
ハを相対的に移動させる方法を採っていた。例えば、シ
リコンウェハを固定してプラズマ発生部をＸ−Ｙ駆動装
置にて走査する方法や、プラズマ発生部を固定してシリ
コンウェハをＸ−Ｙ駆動ステージにて動かして走査する
方法などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、シリコンウェハ
の大型化（２０〜３０ｃｍφ）に伴い、プラズマ発生部
やシリコンウェハを移動させて走査する領域が広がり、
前記従来の移動方法では駆動機構から塵埃が発生し、こ
の塵埃によるエッチング装置やシリコンウェハの汚染を
無視できなくなってきている。また、走査領域が広がる
と高速のエッチング処理が困難になってくる。本発明
は、前記塵埃の発生による汚染を低減し、被エッチング
物上の所望の位置にプラズマを高速に導くプラズマエッ
チング装置を提案するものである。
の大型化（２０〜３０ｃｍφ）に伴い、プラズマ発生部
やシリコンウェハを移動させて走査する領域が広がり、
前記従来の移動方法では駆動機構から塵埃が発生し、こ
の塵埃によるエッチング装置やシリコンウェハの汚染を
無視できなくなってきている。また、走査領域が広がる
と高速のエッチング処理が困難になってくる。本発明
は、前記塵埃の発生による汚染を低減し、被エッチング
物上の所望の位置にプラズマを高速に導くプラズマエッ
チング装置を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明プラズマエッチン
グ装置は、プラズマ発生室、エッチング処理を行うエッ
チング処理室、被エッチング物のエッチング処理を必要
とする局部にプラズマを導く複数の細菅、細菅駆動手段
及び細菅を開閉するシャッタを備えてなる。そして、被
エッチング物のエッチングすべき表面上へ細管の出口を
向けて、シャッタを開閉しながら活性種の流れを制御し
て局部的なエッチングを行う。この操作を繰り返しなが
ら予め決められた走査ルートで複数の細管の出口の向き
を変えて、被エッチング物表面全体をエッチングする。
グ装置は、プラズマ発生室、エッチング処理を行うエッ
チング処理室、被エッチング物のエッチング処理を必要
とする局部にプラズマを導く複数の細菅、細菅駆動手段
及び細菅を開閉するシャッタを備えてなる。そして、被
エッチング物のエッチングすべき表面上へ細管の出口を
向けて、シャッタを開閉しながら活性種の流れを制御し
て局部的なエッチングを行う。この操作を繰り返しなが
ら予め決められた走査ルートで複数の細管の出口の向き
を変えて、被エッチング物表面全体をエッチングする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のプラズマエッチング装置
の実施の形態の一例を図１、図２及び図３に基づいて説
明する。図１に示す本発明のプラズマエッチング装置１
は、エッチングガスをプラズマ化するためのマイクロ波
を発生するマグネトロン２、該マグネトロン２に結合し
た導波管３、プラズマ４を発生させるプラズマ発生室５
を備え、前記マグネトロン２が発生した２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波を導波管３を通してプラズマ発生室５へ導
く。
の実施の形態の一例を図１、図２及び図３に基づいて説
明する。図１に示す本発明のプラズマエッチング装置１
は、エッチングガスをプラズマ化するためのマイクロ波
を発生するマグネトロン２、該マグネトロン２に結合し
た導波管３、プラズマ４を発生させるプラズマ発生室５
を備え、前記マグネトロン２が発生した２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波を導波管３を通してプラズマ発生室５へ導
く。
【０００９】前記導波管３と前記プラズマ発生室５はテ
ーパ導波管６介して接続されており、プラズマ発生室５
とテーパ導波管６との間には、非エッチング材、例えば
石英ガラスからなる気密封止板７を設けて気密封止がな
されている。
ーパ導波管６介して接続されており、プラズマ発生室５
とテーパ導波管６との間には、非エッチング材、例えば
石英ガラスからなる気密封止板７を設けて気密封止がな
されている。
【００１０】前記プラズマ発生室５へエッチングガス供
給管８からエッチングガス、例えばＣＦ4 とＯ2 との混
合ガスが供給され、該エッチングガスに、前記マグネト
ロン２で発生したパワー５００Ｗのマイクロ波が照射さ
れ、エッチングガスをプラズマ化して活性種を生成す
る。
給管８からエッチングガス、例えばＣＦ4 とＯ2 との混
合ガスが供給され、該エッチングガスに、前記マグネト
ロン２で発生したパワー５００Ｗのマイクロ波が照射さ
れ、エッチングガスをプラズマ化して活性種を生成す
る。
【００１１】この際、前記マイクロ波のパワーは、前記
プラズマ発生室５の径によって変える必要があるが、１
００Ｗ〜５００Ｗの範囲内のマイクロ波パワーにて前記
混合ガスをプラズマ化する。
プラズマ発生室５の径によって変える必要があるが、１
００Ｗ〜５００Ｗの範囲内のマイクロ波パワーにて前記
混合ガスをプラズマ化する。
【００１２】また、エッチングガスをプラズマ化する方
法として、前記マイクロ波を照射する代わりに高周波を
用いた誘導結合法や容量結合法、ヘリコン波、ＥＣＲに
よっても良い。また、エッチングガスとして前記混合ガ
スの他、ＳＦ6 、ＮＦ3 その他のフルオロカーボン系ガ
スを用いても良い。
法として、前記マイクロ波を照射する代わりに高周波を
用いた誘導結合法や容量結合法、ヘリコン波、ＥＣＲに
よっても良い。また、エッチングガスとして前記混合ガ
スの他、ＳＦ6 、ＮＦ3 その他のフルオロカーボン系ガ
スを用いても良い。
【００１３】前記プラズマ発生室５の下流側には四フッ
化エチレン等非エッチング材でできた複数の可撓性細管
９、例えば４個の可撓性細管９が一列に設けられてい
る。これらの各可撓性細管９には必要に応じてノズルを
形成しても良い。
化エチレン等非エッチング材でできた複数の可撓性細管
９、例えば４個の可撓性細管９が一列に設けられてい
る。これらの各可撓性細管９には必要に応じてノズルを
形成しても良い。
【００１４】そして、前記プラズマ発生室５にて生成し
た活性種は、前記複数の可撓性細管９の中を通ってエッ
チング処理室１０に導かれ、ホルダ１１に支持されたシ
リコンウェハ１２の表面に至る。前記エッチング処理室
１０は排気管１３を通して排気され、約１Torrに保たれ
ている。
た活性種は、前記複数の可撓性細管９の中を通ってエッ
チング処理室１０に導かれ、ホルダ１１に支持されたシ
リコンウェハ１２の表面に至る。前記エッチング処理室
１０は排気管１３を通して排気され、約１Torrに保たれ
ている。
【００１５】図２に前記細管近傍を拡大して示すよう
に、前記複数の可撓性細管９は、前記プラズマ発生室５
と前記エッチング処理室１０とを仕切る非エッチング材
からなる平坦な仕切り板１４に形成した孔に挿入されて
支持固定されている。
に、前記複数の可撓性細管９は、前記プラズマ発生室５
と前記エッチング処理室１０とを仕切る非エッチング材
からなる平坦な仕切り板１４に形成した孔に挿入されて
支持固定されている。
【００１６】前記複数の可撓性細管９の各入口付近に
は、前記仕切り板１４上をスライドできる非エッチング
材からなるシャッタ１５が設けられている。該シャッタ
１５は、前記プラズアマ発生室５の外部に設けたモータ
駆動直線導入機などのシャッタ駆動手段１７にそれぞれ
連結されており、該シャッタ駆動手段１７を作動させて
前記複数の可撓性細管９の入口を開閉しながら必要なエ
ッチング量に応じて活性種の流れ１６を調節する。
は、前記仕切り板１４上をスライドできる非エッチング
材からなるシャッタ１５が設けられている。該シャッタ
１５は、前記プラズアマ発生室５の外部に設けたモータ
駆動直線導入機などのシャッタ駆動手段１７にそれぞれ
連結されており、該シャッタ駆動手段１７を作動させて
前記複数の可撓性細管９の入口を開閉しながら必要なエ
ッチング量に応じて活性種の流れ１６を調節する。
【００１７】前記可撓性細管９から出た活性種の流れ１
６は、シリコンウェハ１２の表面に至り、シリコンウェ
ハ１２と反応して設定された厚さに局部的なエッチング
がなされる。
６は、シリコンウェハ１２の表面に至り、シリコンウェ
ハ１２と反応して設定された厚さに局部的なエッチング
がなされる。
【００１８】さらに、前記各可撓性細管９は、図３に示
すような細管駆動部材１８及び１９にて撓まされてその
出口の向きが変えられ、被エッチング部分を局部的に走
査（以下、撓み走査という）する。
すような細管駆動部材１８及び１９にて撓まされてその
出口の向きが変えられ、被エッチング部分を局部的に走
査（以下、撓み走査という）する。
【００１９】図３において、前記細管駆動部材１８及び
１９は、Ｘ方向に長孔１８ａを有する耐食性の板、Ｙ方
向に長孔１９ａを有する耐食性の板にて形成されてい
る。そして、これらの細管駆動部材１８と１９を直交し
て重ね、両者が交叉する交叉部にて囲まれてできた孔２
０に各可撓性細管９が挿通される。
１９は、Ｘ方向に長孔１８ａを有する耐食性の板、Ｙ方
向に長孔１９ａを有する耐食性の板にて形成されてい
る。そして、これらの細管駆動部材１８と１９を直交し
て重ね、両者が交叉する交叉部にて囲まれてできた孔２
０に各可撓性細管９が挿通される。
【００２０】一方、前記各細管駆動部材１８、１９の長
辺側面中央部には、エッチング処理室１０の外部に設け
たモータ駆動直線導入機などのＸ方向細管駆動手段２１
（図２）及びＹ方向細管駆動手段（図示せず）がシャフ
ト２２、２３を介してそれぞれ連結されている。
辺側面中央部には、エッチング処理室１０の外部に設け
たモータ駆動直線導入機などのＸ方向細管駆動手段２１
（図２）及びＹ方向細管駆動手段（図示せず）がシャフ
ト２２、２３を介してそれぞれ連結されている。
【００２１】そして、前記各細管駆動手段にてそれぞれ
細管駆動部材１８、１９をＸ方向、Ｙ方向に移動させる
と、各可撓性細管９が所定方向に撓んで出口の向きが変
わり、被エッチング部分を局部的に走査することができ
る。
細管駆動部材１８、１９をＸ方向、Ｙ方向に移動させる
と、各可撓性細管９が所定方向に撓んで出口の向きが変
わり、被エッチング部分を局部的に走査することができ
る。
【００２２】前記可撓性細管９の材質として石英だけで
なく、アルミナ、窒化珪素などのセラミックでも良く、
またテフロンなどの耐食性樹脂材料でも良い。
なく、アルミナ、窒化珪素などのセラミックでも良く、
またテフロンなどの耐食性樹脂材料でも良い。
【００２３】図示しないが、プラズマエッチング装置１
の外部には、波長１．３μｍ程度のレーザ光を発射し且
つ反射レーザ光を受光するレーザ受発光器を備えたレー
ザ光干渉型厚さ測定装置を備えている。
の外部には、波長１．３μｍ程度のレーザ光を発射し且
つ反射レーザ光を受光するレーザ受発光器を備えたレー
ザ光干渉型厚さ測定装置を備えている。
【００２４】例えば、前記シリコンウェハ１２の裏面側
からレーザ光を垂直に照射すると、レーザ光はシリコン
ウェハ１２の表面及び裏面から反射し、該反射レーザ光
は前記レーザ光干渉型厚さ測定装置の受光部にて受光さ
れる。この場合、波長が１．１μｍ以上のレーザ光であ
ればシリコンウェハ１２を透過してシリコンウェハ１２
の裏面からも反射させることができる。前記レーザ光干
渉型厚さ測定装置にて厚さを測定する場合、レーザ光が
ホルダの影響を受けるので、シリコンウェハ１２の側縁
にて支持できるホルダを採用すれば良い。
からレーザ光を垂直に照射すると、レーザ光はシリコン
ウェハ１２の表面及び裏面から反射し、該反射レーザ光
は前記レーザ光干渉型厚さ測定装置の受光部にて受光さ
れる。この場合、波長が１．１μｍ以上のレーザ光であ
ればシリコンウェハ１２を透過してシリコンウェハ１２
の裏面からも反射させることができる。前記レーザ光干
渉型厚さ測定装置にて厚さを測定する場合、レーザ光が
ホルダの影響を受けるので、シリコンウェハ１２の側縁
にて支持できるホルダを採用すれば良い。
【００２５】前記レーザ光干渉型厚さ測定装置にて測定
された厚さデータをシャッタ駆動手段１７にフィードバ
ックすることによりシャッタ１５の開閉を制御して活性
種の流れを自動的に制御することが可能となる。そし
て、シリコンウェハ１２の厚さが設定された厚さにエッ
チングされている場合は前記シャッタ１５を閉じれば良
い。
された厚さデータをシャッタ駆動手段１７にフィードバ
ックすることによりシャッタ１５の開閉を制御して活性
種の流れを自動的に制御することが可能となる。そし
て、シリコンウェハ１２の厚さが設定された厚さにエッ
チングされている場合は前記シャッタ１５を閉じれば良
い。
【００２６】さらに、他に局部的にエッチングすべき部
分がある場合は、シリコンウェハ１２を回転させて前記
可撓性細管９をシリコンウェハ１２上の他のエッチング
すべき箇所に位置させて前記撓み走査及び活性種の流れ
１６を制御してエッチングを行う。エッチングすべき部
分が前記可撓性細管９が十分に撓む領域内にある場合
は、シリコンウェハ１２を回転させる必要はない。
分がある場合は、シリコンウェハ１２を回転させて前記
可撓性細管９をシリコンウェハ１２上の他のエッチング
すべき箇所に位置させて前記撓み走査及び活性種の流れ
１６を制御してエッチングを行う。エッチングすべき部
分が前記可撓性細管９が十分に撓む領域内にある場合
は、シリコンウェハ１２を回転させる必要はない。
【００２７】本発明のプラズマエッチング装置を用い
て、６インチのシリコンウェハをエッチング処理した結
果、ＴＴＶ（Total Thickness Variation 、ウェハの平
坦度適用領域での裏面基準面からの距離の最大値と最小
値の差）は、平均０．４８μｍから０．２０μｍへと向
上し、そのばらつきも標準偏差で０．０８であった。
て、６インチのシリコンウェハをエッチング処理した結
果、ＴＴＶ（Total Thickness Variation 、ウェハの平
坦度適用領域での裏面基準面からの距離の最大値と最小
値の差）は、平均０．４８μｍから０．２０μｍへと向
上し、そのばらつきも標準偏差で０．０８であった。
【００２８】
【発明の効果】本発明のプラズマエッチング装置は、複
数の細管を通してエッチングするので走査領域を狭くす
ることができ高速のエッチング処理が可能となる。ま
た、被エッチング物やプラズマ発生部を移動しないで被
エッチング部分を走査ができるので、駆動機構に起因す
る塵埃の発生が無くなり低汚染のエッチング処理がで
き、加えて装置の小型化に繋がる。
数の細管を通してエッチングするので走査領域を狭くす
ることができ高速のエッチング処理が可能となる。ま
た、被エッチング物やプラズマ発生部を移動しないで被
エッチング部分を走査ができるので、駆動機構に起因す
る塵埃の発生が無くなり低汚染のエッチング処理がで
き、加えて装置の小型化に繋がる。
【図１】本発明プラズマエッチング装置の説明図であ
る。
る。
【図２】本発明プラズマエッチング装置の動作説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明プラズマエッチング装置に使用する細管
駆動部材の説明図である。
駆動部材の説明図である。
５ プラズマ発生室 ９ 可撓性細管 １０ エッチング処理室 １２ シリコンウェハ １５ 可撓性細管を開閉するシャッタ
Claims (4)
- 【請求項１】 減圧状態に保持されたエッチング処理室
と、該エッチング処理室に結合したプラズマ発生室とを
備え、被エッチング物を局部的にエッチングするプラズ
マエッチング装置において、 被エッチング物表面にプラズマ化したエッチングガスを
局部的に供給する複数の細管を前記エッチング処理室と
前記プラズマ発生室との間に設けたことを特徴とするプ
ラズマエッチング装置。 - 【請求項２】 複数の細管は、可撓性細管であることを
特徴とする請求項１のプラズマエッチング装置。 - 【請求項３】 複数の細管をそれぞれ開閉するシャッタ
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２のプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項４】 細管を撓ませてその出口の向きを変える
細管駆動手段を備えることを特徴とする請求項２又は３
のプラズマエッチング装置。
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-02-05 JP JP04215096A patent/JP3486287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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