JPS6273719A - ドライエツチング装置 - Google Patents
ドライエツチング装置Info
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- JPS6273719A JPS6273719A JP21240485A JP21240485A JPS6273719A JP S6273719 A JPS6273719 A JP S6273719A JP 21240485 A JP21240485 A JP 21240485A JP 21240485 A JP21240485 A JP 21240485A JP S6273719 A JPS6273719 A JP S6273719A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はドライエツチングに係り、特に半導体デバイス
を大造するに好適なドライエツチング装置に関するもの
である。
を大造するに好適なドライエツチング装置に関するもの
である。
現在ドライエツチングに多く用いられている平行平板形
ドライエツチング装置は、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。
ドライエツチング装置は、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、′成極
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、′成極
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（５ｏｌｉ
ｃｔ ５ｔａｔｅ 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
タ量だげ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
いエツチングを行うに際し有効とされていた。
ｃｔ ５ｔａｔｅ 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
タ量だげ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
いエツチングを行うに際し有効とされていた。
また特開昭６０−１２７５４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ケニしたも
のもあるが、エツチングガス圧力の考察がなされておら
ず、−り竹も面積比を変えることによるエツチングへの
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、エツチングプロセス条件としては低いパワーと低
い圧力でエツ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ェハを同時に、かつゆっくりとエ
ツチングするのがよいと考えられ又いた（特表昭５６−
５０１１６５ ）。
一部を分割し、電極の面積を変化できるようケニしたも
のもあるが、エツチングガス圧力の考察がなされておら
ず、−り竹も面積比を変えることによるエツチングへの
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、エツチングプロセス条件としては低いパワーと低
い圧力でエツ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ェハを同時に、かつゆっくりとエ
ツチングするのがよいと考えられ又いた（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ツチング洗
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ツチング特性の関係を明
らかにし、エツチングレートが筒く、高い選択比のエツ
チングができるドライエツチング装置を提供することに
ある。
らかにし、エツチングレートが筒く、高い選択比のエツ
チングができるドライエツチング装置を提供することに
ある。
エツチングのガス圧も考慮すれば平行平板型エツチング
装置においては、ウエノ・−をａｌｆｌｆる高周波電極
は、対向電極釦比べｃ６〜４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、ウエノ・−をａｌｆｌｆる高周波電極
は、対向電極釦比べｃ６〜４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（（も依るが、高ｊη波電極に対し対
向ｔ′ｆＩｉ、を２な−・し３階とする。
の比を、装置形状（（も依るが、高ｊη波電極に対し対
向ｔ′ｆＩｉ、を２な−・し３階とする。
即ち、Ｊｉｌｃ２度、導入ガス圧力、印加する高周波電
力等に比・べ制御して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。
力等に比・べ制御して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ツ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１極３があり、ｄあ
周波域極上にウェハ７を械ｄするよ５になっている。対
向に極５、処理室１はアース１位に、接地されており、
冒周波砥極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に従続さハている。また簡周阪′直極２に
は温度をコン）ａ−ルするための冷却水が給水管９から
送られ、排水管１０かも排水される。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
エツチングガス供給Ｂｅおよび排気装置に接続されてい
る。
周波域極上にウェハ７を械ｄするよ５になっている。対
向に極５、処理室１はアース１位に、接地されており、
冒周波砥極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に従続さハている。また簡周阪′直極２に
は温度をコン）ａ−ルするための冷却水が給水管９から
送られ、排水管１０かも排水される。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
エツチングガス供給Ｂｅおよび排気装置に接続されてい
る。
処理室１にガス供給Ｗ５からエツチングガスを供給し、
排気管６で排気しながら０．０１ Ｔｏ ｒ ｒ〜数’
ｆｏｒｒの所定圧力に保つ。ウェハ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３０間でプラズマが発生する。
排気管６で排気しながら０．０１ Ｔｏ ｒ ｒ〜数’
ｆｏｒｒの所定圧力に保つ。ウェハ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３０間でプラズマが発生する。
ウェハ上の薄膜はこのプラズマ中で発生したエツチング
ガスのイオンやラジカルによりエツチングされる。
ガスのイオンやラジカルによりエツチングされる。
このようなエツチング処ｊ里装置において高周波電極２
０寸法を対向ｔｆＭ ５と同じ２００７７Ｌｍとし、処
理室内の圧力を変えた時のエッチレートの束化をアルミ
膜について調べた結果を第２図に示す。
０寸法を対向ｔｆＭ ５と同じ２００７７Ｌｍとし、処
理室内の圧力を変えた時のエッチレートの束化をアルミ
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、０．１７ｏ
ｒｒで最大となる。その時のエッチレートは約ｓｏｏｎ
ｍ７分である。次に高周波電極２０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２Ｑ Ｑｍｒｎ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、その時のエツチ
レー） ＋’！ 約６０Ｏｎ＋” ７分と２００ｍｍの
電極に比べ２倍の値を得ることができる。
ｒｒで最大となる。その時のエッチレートは約ｓｏｏｎ
ｍ７分である。次に高周波電極２０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２Ｑ Ｑｍｒｎ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、その時のエツチ
レー） ＋’！ 約６０Ｏｎ＋” ７分と２００ｍｍの
電極に比べ２倍の値を得ることができる。
次に高周波を極２の直径φＤを１００ｍｍ、 １５０ｍ
ｍ５２００ｍｍと変えた時のアルミ膜Ｑとｓｉｏ、ｒｇ
のエツチングレートの比（選択比）を調べた結果を第３
図に示す。単位面積当りでは１６１じ尚周波電力を印加
しても電極径の小さい方が商い選択比であることが判る
。また谷径における選択比の差がらφＤを変えたことに
よる効果は、尚周波ｎ慢２の表面種に強（依存すると考
えられる。
ｍ５２００ｍｍと変えた時のアルミ膜Ｑとｓｉｏ、ｒｇ
のエツチングレートの比（選択比）を調べた結果を第３
図に示す。単位面積当りでは１６１じ尚周波電力を印加
しても電極径の小さい方が商い選択比であることが判る
。また谷径における選択比の差がらφＤを変えたことに
よる効果は、尚周波ｎ慢２の表面種に強（依存すると考
えられる。
１２０ちウェハ７を載せた高周仮′電極２と、接地電位
にある対向電極２１との藺にｌ：ｌＪ加された高周波σ
）エネルギーが、プラズマのエネルギーに震換されると
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はウェハーを載置す
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。
にある対向電極２１との藺にｌ：ｌＪ加された高周波σ
）エネルギーが、プラズマのエネルギーに震換されると
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はウェハーを載置す
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。
ウェハー表面近傍のグラズマ密度を高くできるからであ
る。
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、エツ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、エツ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５つ面積比は単にその電極寸法
によるのではな（、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ェハを載
せるという条件から、その寸法は制限される。そこで面
積比をさらに太き（するために第４図に示すようＶＣ対
向電極の寸法を５００ｍｍ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。
によるのではな（、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ェハを載
せるという条件から、その寸法は制限される。そこで面
積比をさらに太き（するために第４図に示すようＶＣ対
向電極の寸法を５００ｍｍ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゛成極５と尚周波電極２との距離は約１００
ｍｍ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Ｉｃ＜くなる虞れがある。
ｍｍ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Ｉｃ＜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、′？
ｉ！、極間隔等国依存するが、これらの放電条件を適描
に）λ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６は可能な限り大きく設定する必要がある。
ｉ！、極間隔等国依存するが、これらの放電条件を適描
に）λ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６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。エツ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。エツ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、商いガス圧力で大きな面積比を得ること
ができる。
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、商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
接する面イ責を瑠刀口させている。
接する面イ責を瑠刀口させている。
この場合、この凹凸の寸法はプラズマとｔ極間に発生す
るンース寸法よりも大きく、プラズマがこの凹凸の甲に
入り込むようにする必要がある。
るンース寸法よりも大きく、プラズマがこの凹凸の甲に
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
もよいことば上記説明１：Ｊ）らも明らかである。
もよいことば上記説明１：Ｊ）らも明らかである。
また本実８１例ではアルミ膜のエツチングを中心にエツ
チレー） 、 ＳｉＯ，ｙＱとり選択比について説明し
たが、レジスト膜との選択比が同上、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。
チレー） 、 ＳｉＯ，ｙＱとり選択比について説明し
たが、レジスト膜との選択比が同上、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燈与するものに対し有効
である。
グステンなどラジカルが反応に燈与するものに対し有効
である。
本発明によれば、エツチングレートの向上が図れるとと
もに、下地族とのＪ４択比の（＋Ｊ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かある。また、下地膜のエツチング
瀘が低減できるとともに、レジストの寸法変化が低減で
き、寸法精度の高いエツ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、下地族とのＪ４択比の（＋Ｊ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かある。また、下地膜のエツチング
瀘が低減できるとともに、レジストの寸法変化が低減で
き、寸法精度の高いエツ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ツ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・・・ウェハ８・・高周波電極 ＼、 代理人９ｆ−埋土 小 川 勝 男 閉１図 ￥２図 、虞 エラ十ンクｊ”入圧力 如５図 力ズ、； ＣＣＩ、＋ 尚因テ反厄力 ４４図
図は本発明によるエツ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・・・ウェハ８・・高周波電極 ＼、 代理人９ｆ−埋土 小 川 勝 男 閉１図 ￥２図 、虞 エラ十ンクｊ”入圧力 如５図 力ズ、； ＣＣＩ、＋ 尚因テ反厄力 ４４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ウェハを載置する電極とこれに対向する電極を有し
、この電極間に高周波電圧を印加する手段エッチングガ
スを導入、排出する手段を有するドライエッチング装置
において、ウェハを載置する電極と対向する電極の面積
化が１：２以上であることを特徴とするドライエッチン
グ装置。 ２、第１項記載のドライエッチング装置において対向す
る電極が平板と円筒から構成されることを特徴とするド
ライエッチング装置。 ３、第１項記載のドライエッチング装置において対向す
る電極の表面が、凹凸形状をなしていることを特徴とす
るドライエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 true JPS6273719A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0624186B2 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 (7)
| 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 |
| JPH02260632A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-23 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2002038263A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-06 | Ulvac Japan Ltd | スパッタリング装置 |
| JP2005526381A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-09-02 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理装置及び方法 |
| US7446048B2 (en) | 2004-01-30 | 2008-11-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching apparatus and dry etching method |
| 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 |
Citations (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 |
| JPS60160620A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-08-22 | テ−ガル・コ−ポレ−シヨン | プラズマリアクタ装置 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60212404A patent/JPH0624186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (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 |
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| JPS60160620A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-08-22 | テ−ガル・コ−ポレ−シヨン | プラズマリアクタ装置 |
Cited By (8)
| 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 |
| JPH02260632A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-23 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
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| JP2005526381A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-09-02 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理装置及び方法 |
| EP1474264A4 (en) * | 2002-02-14 | 2008-08-13 | Lam Res Corp | PLASMA PROCESSING DEVICE AND METHOD |
| US7446048B2 (en) | 2004-01-30 | 2008-11-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dry etching apparatus and dry etching method |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0624186B2 (ja) | 1994-03-30 |
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