JP3393118B2 - プラズマエッチング装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
プラズマエッチング装置および半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマエッチング
装置および半導体装置の製造方法に係り、特に、半導体
ウェハの全面において均一なエッチングレートを確保す
るプラズマエッチング装置、並びにそのエッチング装置
を用いる半導体装置の製造方法に関する。
装置および半導体装置の製造方法に係り、特に、半導体
ウェハの全面において均一なエッチングレートを確保す
るプラズマエッチング装置、並びにそのエッチング装置
を用いる半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３（Ａ）は、従来のプラズマエッチン
グ装置の概要を説明するための正面透視図を示す。ま
た、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示されるフォーカスリ
ングおよび半導体ウェハを平面視で表した図を示す。
グ装置の概要を説明するための正面透視図を示す。ま
た、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示されるフォーカスリ
ングおよび半導体ウェハを平面視で表した図を示す。
【０００３】図３（Ａ）に示すように、従来のプラズマ
エッチング装置は、半導体ウェハ１０に対してプラズマ
エッチングを施すための処理室１２を備えている。処理
室１２の内部には、半導体ウェハ１０を保持する下部電
極１４が配置されている。下部電極１４の内部には、図
示しない直流電圧電源から所定の直流電圧の供給を受け
る静電吸着電極と、ＲＦ電源１６からＲＦ電力の供給を
受けるカソード電極とが内蔵されている（何れも図示せ
ず）。静電吸着電極は、直流電圧電源から直流電圧の供
給を受けることにより静電力を発生して半導体ウェハ１
０を吸着保持する。また、カソード電極は、ＲＦ電源１
６からＲＦ電力の供給を受けることにより、処理室１２
内部にプラズマを発生させるための磁場を生成する。
エッチング装置は、半導体ウェハ１０に対してプラズマ
エッチングを施すための処理室１２を備えている。処理
室１２の内部には、半導体ウェハ１０を保持する下部電
極１４が配置されている。下部電極１４の内部には、図
示しない直流電圧電源から所定の直流電圧の供給を受け
る静電吸着電極と、ＲＦ電源１６からＲＦ電力の供給を
受けるカソード電極とが内蔵されている（何れも図示せ
ず）。静電吸着電極は、直流電圧電源から直流電圧の供
給を受けることにより静電力を発生して半導体ウェハ１
０を吸着保持する。また、カソード電極は、ＲＦ電源１
６からＲＦ電力の供給を受けることにより、処理室１２
内部にプラズマを発生させるための磁場を生成する。
【０００４】下部電極１４は、更に、図示しない冷却ガ
ス供給孔を備えている。この冷却ガス供給孔は、図示し
ない冷却ガス供給機構から供給されるヘリウムなどの冷
却ガスを半導体ウェハ１０の裏面に導くための通路であ
る。従来のプラズマエッチング装置は、プラズマエッチ
ングの実行中に、上記の冷却ガス供給孔および冷却ガス
供給機構（冷却機構）を用いて半導体ウェハ１０を冷却
することができる。
ス供給孔を備えている。この冷却ガス供給孔は、図示し
ない冷却ガス供給機構から供給されるヘリウムなどの冷
却ガスを半導体ウェハ１０の裏面に導くための通路であ
る。従来のプラズマエッチング装置は、プラズマエッチ
ングの実行中に、上記の冷却ガス供給孔および冷却ガス
供給機構（冷却機構）を用いて半導体ウェハ１０を冷却
することができる。
【０００５】処理室１２の上部には、処理室１２の内部
のエッチングガスを導入するためのガス供給部１８が設
けられている。従来のプラズマエッチング装置は、ガス
供給部１８によって処理室１２内部にエッチングガスを
導入し、更に、ＲＦ電源１６によってカソード電極にＲ
Ｆ電力を印加することにより、処理室１２内部にプラズ
マを発生させる。
のエッチングガスを導入するためのガス供給部１８が設
けられている。従来のプラズマエッチング装置は、ガス
供給部１８によって処理室１２内部にエッチングガスを
導入し、更に、ＲＦ電源１６によってカソード電極にＲ
Ｆ電力を印加することにより、処理室１２内部にプラズ
マを発生させる。
【０００６】従来のプラズマエッチング装置は、下部電
極１４の上に、半導体ウェハ１０の外周を取り巻くよう
なフォーカスリング２０を備えている。フォーカスリン
グ２０は、プラズマの発生および維持に関する条件が、
半導体ウェハ１０の周縁付近とその中心付近とで大きく
異ならないように配置される部材である。従来のフォー
カスリング２０は、石英で構成される第１リング２２の
内周側に、シリコンで構成される第２リング２４を組み
込むことにより形成されている。
極１４の上に、半導体ウェハ１０の外周を取り巻くよう
なフォーカスリング２０を備えている。フォーカスリン
グ２０は、プラズマの発生および維持に関する条件が、
半導体ウェハ１０の周縁付近とその中心付近とで大きく
異ならないように配置される部材である。従来のフォー
カスリング２０は、石英で構成される第１リング２２の
内周側に、シリコンで構成される第２リング２４を組み
込むことにより形成されている。
【０００７】このようなフォーカスリング２０によれ
ば、半導体ウェハ１０の周縁付近におけるプラズマ条件
の急変を緩和することができる。従って、フォーカスリ
ング２０は、半導体ウェハ１０のエッチングレートを、
その全面において均一化するうえで有効である。
ば、半導体ウェハ１０の周縁付近におけるプラズマ条件
の急変を緩和することができる。従って、フォーカスリ
ング２０は、半導体ウェハ１０のエッチングレートを、
その全面において均一化するうえで有効である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプラズ
マエッチング装置では、図４に示すように、半導体ウェ
ハ１０の最外周付近におけるエッチングレートを、その
中央付近におけるレートに合わせることはできない。こ
こで、図４は、従来のプラズマエッチング装置における
エッチングレートの不均一性を表す実験結果であり、そ
の縦軸がエッチングレート（縦軸）を表し、また、その
横軸が半導体ウェハの中心からの距離を表している。
尚、図４において、data1およびdata2は、それぞれ第１
テストピースの測定結果と、第２テストピースの測定結
果を表している。
マエッチング装置では、図４に示すように、半導体ウェ
ハ１０の最外周付近におけるエッチングレートを、その
中央付近におけるレートに合わせることはできない。こ
こで、図４は、従来のプラズマエッチング装置における
エッチングレートの不均一性を表す実験結果であり、そ
の縦軸がエッチングレート（縦軸）を表し、また、その
横軸が半導体ウェハの中心からの距離を表している。
尚、図４において、data1およびdata2は、それぞれ第１
テストピースの測定結果と、第２テストピースの測定結
果を表している。
【０００９】図４に示す測定結果より、従来のプラズマ
エッチング装置では、半導体ウェハ１０のエッチングレ
ートが、その最外周付近で急激に低下することが判る。
この結果は、ＲＦ電力を４５００Ｗとし、半導体ウェハ
１０の冷却温度を−２０℃とした場合の結果である。こ
の際、フォーカスリング２０の温度は第２リング２４の
位置（シリコンの位置）で２５０℃であり、一方、半導
体ウェハ１０の温度は１００℃であった。
エッチング装置では、半導体ウェハ１０のエッチングレ
ートが、その最外周付近で急激に低下することが判る。
この結果は、ＲＦ電力を４５００Ｗとし、半導体ウェハ
１０の冷却温度を−２０℃とした場合の結果である。こ
の際、フォーカスリング２０の温度は第２リング２４の
位置（シリコンの位置）で２５０℃であり、一方、半導
体ウェハ１０の温度は１００℃であった。
【００１０】このように、従来のプラズマエッチング装
置では、プラズマエッチングの実行中に、半導体ウェハ
１０とフォーカスリング２０の境界に大きな温度差が発
生する。このような温度差は、プラズマの発生および維
持に関する条件の均一性を乱す原因となる。従って、従
来のプラズマエッチング装置においては、上記の温度差
が、半導体ウェハ１０の最外周付近でエッチングレート
を急激に低下させている原因の一つと考えられる。
置では、プラズマエッチングの実行中に、半導体ウェハ
１０とフォーカスリング２０の境界に大きな温度差が発
生する。このような温度差は、プラズマの発生および維
持に関する条件の均一性を乱す原因となる。従って、従
来のプラズマエッチング装置においては、上記の温度差
が、半導体ウェハ１０の最外周付近でエッチングレート
を急激に低下させている原因の一つと考えられる。
【００１１】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、半導体ウェハとフォーカスリング
の境界における温度差を抑制して、半導体ウェハのエッ
チングレートをその全面においてほぼ均一にすることの
できるプラズマエッチング装置を提供することを第１の
目的とする。また、本発明は、上記のプラズマエッチン
グ装置を用いて半導体装置を製造する製造方法を提供す
ることを第２の目的とする。
めになされたもので、半導体ウェハとフォーカスリング
の境界における温度差を抑制して、半導体ウェハのエッ
チングレートをその全面においてほぼ均一にすることの
できるプラズマエッチング装置を提供することを第１の
目的とする。また、本発明は、上記のプラズマエッチン
グ装置を用いて半導体装置を製造する製造方法を提供す
ることを第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
処理室の中で半導体ウェハにプラズマエッチングを施す
装置であって、前記半導体ウェハを保持する静電吸着電
極と、前記静電吸着電極に直流電圧を供給する直流電源
と、前記静電吸着電極に保持された前記半導体ウェハの
裏面に冷却用ガスを導入する冷却機構と、前記半導体ウ
ェハの外縁に沿って設置される環状のフォーカスリング
と、前記処理室にエッチングガスを供給すると共に、そ
の内部圧力を制御するガス供給系と、前記処理室内部に
プラズマを発生させるプラズマ発生機構と、を備え、前
記フォーカスリングは、最も外周側に配置される石英製
の第１リングと、前記第１リングの内側に配置されるシ
リコン製の第２リングと、前記半導体ウェハの周縁と重
なるように、最も内周側に配置される第３リングとを含
み前記第３リングは、前記処理室の内部に前記プラズマ
が発生している状況下で、シリコンに比して緩やかな温
度上昇を示す所定材質で構成されることを特徴とする。
処理室の中で半導体ウェハにプラズマエッチングを施す
装置であって、前記半導体ウェハを保持する静電吸着電
極と、前記静電吸着電極に直流電圧を供給する直流電源
と、前記静電吸着電極に保持された前記半導体ウェハの
裏面に冷却用ガスを導入する冷却機構と、前記半導体ウ
ェハの外縁に沿って設置される環状のフォーカスリング
と、前記処理室にエッチングガスを供給すると共に、そ
の内部圧力を制御するガス供給系と、前記処理室内部に
プラズマを発生させるプラズマ発生機構と、を備え、前
記フォーカスリングは、最も外周側に配置される石英製
の第１リングと、前記第１リングの内側に配置されるシ
リコン製の第２リングと、前記半導体ウェハの周縁と重
なるように、最も内周側に配置される第３リングとを含
み前記第３リングは、前記処理室の内部に前記プラズマ
が発生している状況下で、シリコンに比して緩やかな温
度上昇を示す所定材質で構成されることを特徴とする。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のプ
ラズマエッチング装置であって、前記第３リングを構成
する所定材料は、フッ素系重合体であることを特徴とす
る。
ラズマエッチング装置であって、前記第３リングを構成
する所定材料は、フッ素系重合体であることを特徴とす
る。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載のプ
ラズマエッチング装置であって、前記フッ素系重合体
は、テフロンまたはベスペル（何れもデュポン社製）で
あることを特徴とする。
ラズマエッチング装置であって、前記フッ素系重合体
は、テフロンまたはベスペル（何れもデュポン社製）で
あることを特徴とする。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
何れか１項記載のプラズマエッチング装置であって、前
記第２リングは、第１の板厚を有する厚板環状部と、第
１の板厚に比して薄い第２の板厚を有する薄板環状部と
を備え、前記厚板環状部と前記薄板環状部とは、それら
の底面が同一面を形成し、前記厚板環状部が前記薄板環
状部の外周側に位置するように一体的に形成されてお
り、前記第３リングは、前記薄板環状部の上に、前記厚
板環状部の内壁と接するように配置されることを特徴と
する。
何れか１項記載のプラズマエッチング装置であって、前
記第２リングは、第１の板厚を有する厚板環状部と、第
１の板厚に比して薄い第２の板厚を有する薄板環状部と
を備え、前記厚板環状部と前記薄板環状部とは、それら
の底面が同一面を形成し、前記厚板環状部が前記薄板環
状部の外周側に位置するように一体的に形成されてお
り、前記第３リングは、前記薄板環状部の上に、前記厚
板環状部の内壁と接するように配置されることを特徴と
する。
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
何れか１項記載のプラズマエッチング装置であって、前
記第３リングは、０．５mm以上２．０mm以下の幅を有す
ることを特徴とする。
何れか１項記載のプラズマエッチング装置であって、前
記第３リングは、０．５mm以上２．０mm以下の幅を有す
ることを特徴とする。
【００１７】請求項６記載の発明は、プラズマエッチン
グ工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記プラ
ズマエッチング工程は、請求項１乃至６の何れか１項記
載のプラズマエッチング装置を用いて行われることを特
徴とする。
グ工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記プラ
ズマエッチング工程は、請求項１乃至６の何れか１項記
載のプラズマエッチング装置を用いて行われることを特
徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
【００１９】実施の形態１．図１（Ａ）は、本発明の実
施の形態１のプラズマエッチング装置の主要部の構造を
正面視で表した図を示す。また、図１（Ｂ）は、図１
（Ａ）に示すフォーカスリング３０および半導体ウェハ
１０を平面視で表した図を示す。本実施形態のプラズマ
エッチング装置は、フォーカスリング３０の構造を除
き、従来の装置（図３参照）と同様の構成を有してい
る。このため、ここでは、フォーカスリング３０の構成
を主に説明し、本実施形態の装置のうち、従来の装置と
重複する部分については、その説明を省略または簡略す
る。
施の形態１のプラズマエッチング装置の主要部の構造を
正面視で表した図を示す。また、図１（Ｂ）は、図１
（Ａ）に示すフォーカスリング３０および半導体ウェハ
１０を平面視で表した図を示す。本実施形態のプラズマ
エッチング装置は、フォーカスリング３０の構造を除
き、従来の装置（図３参照）と同様の構成を有してい
る。このため、ここでは、フォーカスリング３０の構成
を主に説明し、本実施形態の装置のうち、従来の装置と
重複する部分については、その説明を省略または簡略す
る。
【００２０】図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すよう
に、本実施形態において、フォーカスリング３０は、第
１リング３２、第２リング３４、および第３リング３６
を備えている。第１リング３２は、石英により構成され
ており、フォーカスリング３０の最外周に配置されてい
る。第２リング３４は、シリコンにより構成されてお
り、第１リング３２の内側に密着して配置されている。
に、本実施形態において、フォーカスリング３０は、第
１リング３２、第２リング３４、および第３リング３６
を備えている。第１リング３２は、石英により構成され
ており、フォーカスリング３０の最外周に配置されてい
る。第２リング３４は、シリコンにより構成されてお
り、第１リング３２の内側に密着して配置されている。
【００２１】第３リング３６は、本実施形態の主要部で
あり、処理室１２の内部でプラズマエッチングの処理に
付された場合に、シリコンに比して低い温度上昇速度
（単位時間当たりの温度上昇幅）を示す材質により構成
されている。第３リング３６は、例えば、フッ素系重合
体により、より具体的には、デュポン社製のテフロン或
いはベスペル（何れも商品名）により構成することがで
きる。
あり、処理室１２の内部でプラズマエッチングの処理に
付された場合に、シリコンに比して低い温度上昇速度
（単位時間当たりの温度上昇幅）を示す材質により構成
されている。第３リング３６は、例えば、フッ素系重合
体により、より具体的には、デュポン社製のテフロン或
いはベスペル（何れも商品名）により構成することがで
きる。
【００２２】図１（Ａ）に示すように、第３リング３６
は、その一部が半導体ウェハ１０と重なるように構成さ
れている。すなわち、第３リング３６は、半導体ウェハ
１０の周縁部が第３リング上に位置するように形成され
ている。また、第３リング３６は、０．５mm以上２．０
mm以下の任意の幅、より好ましくは１．０mmの幅を有す
るように構成されている。
は、その一部が半導体ウェハ１０と重なるように構成さ
れている。すなわち、第３リング３６は、半導体ウェハ
１０の周縁部が第３リング上に位置するように形成され
ている。また、第３リング３６は、０．５mm以上２．０
mm以下の任意の幅、より好ましくは１．０mmの幅を有す
るように構成されている。
【００２３】上記の如く、プラズマエッチング処理の実
行中における第３リング３６の温度上昇速度は、シリコ
ンの温度上昇速度、すなわち、第２リング３４の温度上
昇速度に比して低速である。このため、本実施形態のプ
ラズマエッチング装置によれば、フォーカスリング３０
と半導体ウェハ１０の境界に生ずる温度差を、従来生じ
ていた温度差に比して小さくすることができる。
行中における第３リング３６の温度上昇速度は、シリコ
ンの温度上昇速度、すなわち、第２リング３４の温度上
昇速度に比して低速である。このため、本実施形態のプ
ラズマエッチング装置によれば、フォーカスリング３０
と半導体ウェハ１０の境界に生ずる温度差を、従来生じ
ていた温度差に比して小さくすることができる。
【００２４】例えば、プラズマを生成するためのＲＦ電
力が４５００Ｗであり、半導体ウェハ１０の冷却温度が
−２０℃である場合、従来のプラズマエッチング装置で
は、上記の如く、フォーカスリング２０（２５０℃）と
半導体ウェハ１０（１００℃）の境界に１５０℃の温度
差が発生する。これに対して、本実施形態では、上記の
条件の下では、第３リング３６の温度が１５０℃程度に
抑えられる。このため、フォーカスリング３０と半導体
ウェハ１０の境界に生ずる温度差は、５０℃程度とな
る。
力が４５００Ｗであり、半導体ウェハ１０の冷却温度が
−２０℃である場合、従来のプラズマエッチング装置で
は、上記の如く、フォーカスリング２０（２５０℃）と
半導体ウェハ１０（１００℃）の境界に１５０℃の温度
差が発生する。これに対して、本実施形態では、上記の
条件の下では、第３リング３６の温度が１５０℃程度に
抑えられる。このため、フォーカスリング３０と半導体
ウェハ１０の境界に生ずる温度差は、５０℃程度とな
る。
【００２５】プラズマの発生および維持に関する条件
は、フォーカスリング３０と半導体ウェハ１０の境界部
における温度差が小さいほど処理室１２内部で均一とな
る。このため、本実施形態のプラズマエッチング装置に
よれば、半導体ウェハ１０の周縁付近でエッチングレー
トが急激に低下するのを防止して、半導体ウェハ１０の
エッチングレートをその全面においてほぼ均一とするこ
とができる。
は、フォーカスリング３０と半導体ウェハ１０の境界部
における温度差が小さいほど処理室１２内部で均一とな
る。このため、本実施形態のプラズマエッチング装置に
よれば、半導体ウェハ１０の周縁付近でエッチングレー
トが急激に低下するのを防止して、半導体ウェハ１０の
エッチングレートをその全面においてほぼ均一とするこ
とができる。
【００２６】ところで、プラズマエッチングの実行中
は、半導体ウェハ１０が削られることに伴って副生成物
が生成される。この副生成物は、比較的温度の低い部位
に堆積し易い特性を示す。このため、比較的温度の低い
第３リング３６が過度に大きな幅を有していると、第３
リング３６の近傍に副生成物が過剰に堆積するという不
都合が生ずる。一方、第３リング３６の幅が不必要に狭
いと、第３リング３６を設けたことによる効果を得るこ
とができない。
は、半導体ウェハ１０が削られることに伴って副生成物
が生成される。この副生成物は、比較的温度の低い部位
に堆積し易い特性を示す。このため、比較的温度の低い
第３リング３６が過度に大きな幅を有していると、第３
リング３６の近傍に副生成物が過剰に堆積するという不
都合が生ずる。一方、第３リング３６の幅が不必要に狭
いと、第３リング３６を設けたことによる効果を得るこ
とができない。
【００２７】本実施形態では、上記の如く、第３リング
３６の幅が０．５mm以上２．０mm以内に規制されてい
る。このような幅を有する第３リング３６によれば、副
生成物の堆積に関して実質的な問題を発生させることな
く、処理室１２内のエッチングレートの均一性を高める
ことができる。このため、本実施形態のプラズマエッチ
ング装置によれば、第３リング３６を設けたことによる
不都合を伴うことなく、エッチングレートの均一性を高
めるという効果を得ることができる。
３６の幅が０．５mm以上２．０mm以内に規制されてい
る。このような幅を有する第３リング３６によれば、副
生成物の堆積に関して実質的な問題を発生させることな
く、処理室１２内のエッチングレートの均一性を高める
ことができる。このため、本実施形態のプラズマエッチ
ング装置によれば、第３リング３６を設けたことによる
不都合を伴うことなく、エッチングレートの均一性を高
めるという効果を得ることができる。
【００２８】実施の形態２．次に、図２（Ａ）および図
２（Ｂ）を参照して本発明の実施の形態２について説明
する。図２（Ａ）は、本発明の実施の形態２のプラズマ
エッチング装置の主要部の構造を正面視で表した図を示
す。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すフォーカス
リング４０および半導体ウェハ１０を平面視で表した図
を示す。本実施形態のプラズマエッチング装置は、フォ
ーカスリング４０の構造を除き、実施の形態１の装置と
同様の構成を有している。このため、ここでは、フォー
カスリング４０がフォーカスリング３０と異なる点のみ
を説明する。
２（Ｂ）を参照して本発明の実施の形態２について説明
する。図２（Ａ）は、本発明の実施の形態２のプラズマ
エッチング装置の主要部の構造を正面視で表した図を示
す。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すフォーカス
リング４０および半導体ウェハ１０を平面視で表した図
を示す。本実施形態のプラズマエッチング装置は、フォ
ーカスリング４０の構造を除き、実施の形態１の装置と
同様の構成を有している。このため、ここでは、フォー
カスリング４０がフォーカスリング３０と異なる点のみ
を説明する。
【００２９】図２（Ａ）に示すように、本実施形態の装
置が備えるフォーカスリング４０は、第１リング４２、
第２リング４４、および第３リング４６により構成され
ている。これらのリング４２，４４，４６は、それぞ
れ、実施の形態１の場合と同様に、石英、シリコン、お
よびフッ素系重合体により構成されている。
置が備えるフォーカスリング４０は、第１リング４２、
第２リング４４、および第３リング４６により構成され
ている。これらのリング４２，４４，４６は、それぞ
れ、実施の形態１の場合と同様に、石英、シリコン、お
よびフッ素系重合体により構成されている。
【００３０】ここで、第２リング４４は、第１の板厚を
有する厚板環状部４８と、第１の板厚に比して薄い第２
の板厚を有する薄板環状部５０とを備えている。厚板環
状部４８と薄板環状部５０とは、それらの底面が同一面
を形成し、更に、厚板環状部４８が薄板環状部５０の外
周側に位置するように一体的に形成されている。また、
第３リング４６は、薄板環状部５０の上に、厚板環状部
４８の内壁と接するように配置されている。
有する厚板環状部４８と、第１の板厚に比して薄い第２
の板厚を有する薄板環状部５０とを備えている。厚板環
状部４８と薄板環状部５０とは、それらの底面が同一面
を形成し、更に、厚板環状部４８が薄板環状部５０の外
周側に位置するように一体的に形成されている。また、
第３リング４６は、薄板環状部５０の上に、厚板環状部
４８の内壁と接するように配置されている。
【００３１】第３リング４６を構成するフッ素系重合体
と第２リング４４を構成するシリコンとは、電気的に異
なる特性を示す。また、第３リング４６は、従来のフォ
ーカスリング２０では用いられていなかった構成要素で
ある。従って、第３リング４６を新たにフォーカスリン
グ４０の構成要素とすると、第３リング４６の影響が何
らかの形で半導体ウェハ１０に及ぶことが考えられる。
と第２リング４４を構成するシリコンとは、電気的に異
なる特性を示す。また、第３リング４６は、従来のフォ
ーカスリング２０では用いられていなかった構成要素で
ある。従って、第３リング４６を新たにフォーカスリン
グ４０の構成要素とすると、第３リング４６の影響が何
らかの形で半導体ウェハ１０に及ぶことが考えられる。
【００３２】フォーカスリング４０は、第３リング４６
の下に第２リングの薄板環状部５０（シリコン）を残存
させることにより、実施の形態１のフォーカスリング３
０に比して従来のフォーカスリング２０に近い構成を維
持しつつ、そのフォーカスリング３０と同じ表面状態を
実現している。このため、本実施形態のプラズマエッチ
ング装置によれば、従来のフォーカスリング２０によっ
て得られる効果を多大に残しつつ、エッチングレートの
均一化に関する効果を得ることができる。
の下に第２リングの薄板環状部５０（シリコン）を残存
させることにより、実施の形態１のフォーカスリング３
０に比して従来のフォーカスリング２０に近い構成を維
持しつつ、そのフォーカスリング３０と同じ表面状態を
実現している。このため、本実施形態のプラズマエッチ
ング装置によれば、従来のフォーカスリング２０によっ
て得られる効果を多大に残しつつ、エッチングレートの
均一化に関する効果を得ることができる。
【００３３】上述の如く、実施の形態１または２のプラ
ズマエッチング装置によれば、半導体ウェハ上のエッチ
ングレートの均一性を高めることができる。このため、
それらの装置を用いた半導体製造方法によれば、一枚の
半導体ウェハから得ることのできる有効なチップ数を増
大させて、半導体装置の歩留まりを高めることができ
る。
ズマエッチング装置によれば、半導体ウェハ上のエッチ
ングレートの均一性を高めることができる。このため、
それらの装置を用いた半導体製造方法によれば、一枚の
半導体ウェハから得ることのできる有効なチップ数を増
大させて、半導体装置の歩留まりを高めることができ
る。
【００３４】
【発明の効果】上述の如く、本発明のプラズマエッチン
グ装置によれば、フォーカスリングと半導体ウェハの境
界に生ずる温度差を抑制して、半導体ウェハ上のエッチ
ングレートの均一性を高めることができる。更に、本発
明の半導体装置の製造方法によれば、上記のプラズマエ
ッチング装置を用いることにより、半導体装置の歩留ま
りを高めることができる。
グ装置によれば、フォーカスリングと半導体ウェハの境
界に生ずる温度差を抑制して、半導体ウェハ上のエッチ
ングレートの均一性を高めることができる。更に、本発
明の半導体装置の製造方法によれば、上記のプラズマエ
ッチング装置を用いることにより、半導体装置の歩留ま
りを高めることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１のプラズマエッチング
装置の主要部を表す図である。
装置の主要部を表す図である。
【図２】 本発明の実施の形態２のプラズマエッチング
装置の主要部を表す図である。
装置の主要部を表す図である。
【図３】 従来のプラズマエッチング装置の構成を表す
図である。
図である。
【図４】 従来のプラズマエッチング装置の問題点を説
明するための図である。
明するための図である。
１０ 半導体ウェハ
１２ 処理室
１４ 下部電極
１６ ＲＦ電源
１８ ガス供給部
３０；４０ フォーカスリング
３２；４２ 第１リング
３４；４４ 第２リング
３６；４６ 第３リング
４８ 厚板環状部
５０ 薄板環状部
Claims (6)
- 【請求項１】 処理室の中で半導体ウェハにプラズマエ
ッチングを施す装置であって、 前記半導体ウェハを保持する静電吸着電極と、 前記静電吸着電極に直流電圧を供給する直流電源と、 前記静電吸着電極に保持された前記半導体ウェハの裏面
に冷却用ガスを導入する冷却機構と、 前記半導体ウェハの外縁に沿って設置される環状のフォ
ーカスリングと、 前記処理室にエッチングガスを供給すると共に、その内
部圧力を制御するガス供給系と、 前記処理室内部にプラズマを発生させるプラズマ発生機
構と、を備え、 前記フォーカスリングは、 最も外周側に配置される石英製の第１リングと、 前記第１リングの内側に配置されるシリコン製の第２リ
ングと、 前記半導体ウェハの周縁と重なるように、最も内周側に
配置される第３リングとを含み前記第３リングは、前記
処理室の内部に前記プラズマが発生している状況下で、
シリコンに比して緩やかな温度上昇を示す所定材質で構
成されることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項２】 前記第３リングを構成する所定材料は、
フッ素系重合体であることを特徴とする請求項１記載の
プラズマエッチング装置。 - 【請求項３】 前記フッ素系重合体は、テフロンまたは
ベスペル（何れもデュポン社製）であることを特徴とす
る請求項２記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項４】 前記第２リングは、第１の板厚を有する
厚板環状部と、第１の板厚に比して薄い第２の板厚を有
する薄板環状部とを備え、 前記厚板環状部と前記薄板環状部とは、それらの底面が
同一面を形成し、前記厚板環状部が前記薄板環状部の外
周側に位置するように一体的に形成されており、 前記第３リングは、前記薄板環状部の上に、前記厚板環
状部の内壁と接するように配置されることを特徴とする
請求項１乃至３の何れか１項記載のプラズマエッチング
装置。 - 【請求項５】 前記第３リングは、０．５mm以上２．０
mm以下の幅を有することを特徴とする請求項１乃至４の
何れか１項記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項６】 プラズマエッチング工程を含む半導体装
置の製造方法であって、 前記プラズマエッチング工程は、請求項１乃至６の何れ
か１項記載のプラズマエッチング装置を用いて行われる
ことを特徴とする製造方法。
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| JP2000389199A JP3393118B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | プラズマエッチング装置および半導体装置の製造方法 |
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| JP2000389199A Expired - Fee Related JP3393118B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | プラズマエッチング装置および半導体装置の製造方法 |
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- 2000-12-21 JP JP2000389199A patent/JP3393118B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2001-08-14 KR KR1020010048889A patent/KR100739569B1/ko active IP Right Grant
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