JPH01202821A - Reactive ion etching apparatus - Google Patents
Reactive ion etching apparatusInfo
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- JPH01202821A JPH01202821A JP2800688A JP2800688A JPH01202821A JP H01202821 A JPH01202821 A JP H01202821A JP 2800688 A JP2800688 A JP 2800688A JP 2800688 A JP2800688 A JP 2800688A JP H01202821 A JPH01202821 A JP H01202821A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は反応性イオンエツチング装置、特に半導体ウェ
ーハを載置する電極の部分を回転させるようにした反応
性イオンエツチング装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a reactive ion etching apparatus, and more particularly to an improvement in a reactive ion etching apparatus in which a portion of an electrode on which a semiconductor wafer is placed is rotated.
従来、この種の反応性イオンエツチング装置は、エツチ
ングレートのウェーＩ＼面内均一性を高めるために、第
４図に示すように、半導体ウェーハ載置用支持台４を複
数個固定しである、陰極板３を真空容器１内で回転させ
ることがなされていた。Conventionally, this type of reactive ion etching apparatus has fixed a plurality of semiconductor wafer mounting supports 4, as shown in FIG. 4, in order to improve the uniformity of the etching rate within the wafer I. , the cathode plate 3 was rotated within the vacuum container 1.
上述した従来の反応性イオンエツチング装置は、被エツ
チング物をエツチングした場合、陰極板の円周方向に対
するエツチングレートの均一性は高められるが、半径方
向に対するエツチングレートの均一性は高められなかっ
た。従って、例えば半導体ウェーハ上の多結晶シリコン
膜やアルミニウム膜をエツチングした場合、前記被エツ
チング膜の残りやオーバエッチによるホトレジストマス
クに対するアンダカットが生じ、製品の歩留り及び品質
の低下をまねく欠点があった。In the conventional reactive ion etching apparatus described above, when etching an object to be etched, the uniformity of the etching rate in the circumferential direction of the cathode plate is improved, but the uniformity of the etching rate in the radial direction cannot be improved. Therefore, for example, when a polycrystalline silicon film or an aluminum film on a semiconductor wafer is etched, undercuts occur in the photoresist mask due to remaining parts of the film to be etched or overetching, resulting in a drawback that the yield and quality of the product are reduced. .
本発明の目的は、ウェーハの工・ツチングレートのバラ
ツキの少ない反応性イオンエツチング装置を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reactive ion etching apparatus with less variation in wafer processing and etching rates.
本発明の対象とするエツチング装置は、真空容器内に相
対向する一対の電極板を有し、その一方の電極板が回転
式になっているものであるが、該電極板に半導体ウェー
ハを載置する複数個の支持台が係止され、該支持台が電
極板の回転と連動し、独自に回転するようになっている
。The etching apparatus to which the present invention is applied has a pair of electrode plates facing each other in a vacuum container, one of which is rotatable, and a semiconductor wafer is placed on the electrode plate. A plurality of supporting stands placed on the electrode plate are locked, and the supporting stands rotate independently in conjunction with the rotation of the electrode plate.
従来の装置は、真空容器内でのプラズマの状態やエツチ
ングガスの流れの違いによるウェーハのエツチングレー
トのばらつきを少なくするために、陰極板を回転するの
に対し、本発明は陰極板を回転するのに加え半導体ウェ
ー／＼を蔵置する支持台も回転することにより更にエツ
チングレートのばらつきを少なくすることができる。In conventional equipment, the cathode plate is rotated in order to reduce variations in the etching rate of the wafer due to differences in plasma conditions and etching gas flows within the vacuum chamber, whereas the present invention rotates the cathode plate. In addition to this, by rotating the support base on which the semiconductor wafer /\ is stored, variations in the etching rate can be further reduced.
以下、図面を参照して、本発明の一実施例につき説明す
る。第１図は、実施例装置の縦断面図であり、真空容器
ｌ内には、陽極板２と陰極板３とが対向して配置され、
陰極板３は真空容器１に対して絶縁部材８で電気的に絶
縁されている。陽極板２は真空容器１とともに接置され
、陰極板３には整合器１６を介して高周波電源１７が接
続されている。陰極板３は、中央の回転軸１９を介して
、ステッピングモータ１５によって回転される。そして
、回転軸１９に装着した駆動歯車６に、支持台４を回転
させる支持台回転用歯車５がかみあっている。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the embodiment device, in which an anode plate 2 and a cathode plate 3 are arranged facing each other in a vacuum container l.
The cathode plate 3 is electrically insulated from the vacuum vessel 1 by an insulating member 8. The anode plate 2 is placed in contact with the vacuum container 1, and the cathode plate 3 is connected to a high frequency power source 17 via a matching box 16. The cathode plate 3 is rotated by a stepping motor 15 via a central rotating shaft 19 . A support rotation gear 5 for rotating the support base 4 is meshed with a drive gear 6 mounted on the rotation shaft 19.
半導体ウェーハ７を載置する支持台４は陰極板３を上面
から見た第２図（ａ）に示すように、複数個が同心的に
配置している。支持台４は陰極板３に対して第２図（ｂ
）に示すように、支持台４の底面が陰極板３と摺動結合
するか、あるいは、第１図（Ｃ）に示すように、支持台
４の側周縁と陰極板３の大局縁とが摩擦結合することで
、陰極板３と係止状態になり、さらに陰極板３の回転と
連動して独自に回転する。この例では、第２図（ａ）に
見るように陰極板３と逆方向にかつ陰極板３の回転数よ
り早い回転数で回転する。A plurality of support stands 4 on which semiconductor wafers 7 are placed are arranged concentrically, as shown in FIG. 2(a) when cathode plate 3 is viewed from above. The support stand 4 is attached to the cathode plate 3 as shown in FIG.
), the bottom surface of the support base 4 is slidably connected to the cathode plate 3, or as shown in FIG. By frictionally coupling, it becomes locked with the cathode plate 3, and further rotates independently in conjunction with the rotation of the cathode plate 3. In this example, as shown in FIG. 2(a), it rotates in the opposite direction to the cathode plate 3 and at a faster rotation speed than the cathode plate 3.
このように構成されたエツチング装置では、例えば半導
体ウェーハ７上に形成された多結晶シリコン膜上にホト
レジストを塗布し所望するパターンのマスクを投影露光
装置を用いて焼き付けを行ない現像後、前記支持台４上
に載置し、ステッピングモータ１５により陰極板３を２
Ｏｒ、ｐ、＋ｓで回転するとともに支持台４を６ Ｏ
ｒ、ｐ、＋ｗで回転しながら、排気口１０より真空ポン
プ１３（メカニカルブースタポンプ）。In the etching apparatus configured in this way, for example, a photoresist is applied onto a polycrystalline silicon film formed on the semiconductor wafer 7, a mask with a desired pattern is printed using a projection exposure device, and after development, the photoresist is placed on the support base. 4, and the stepping motor 15 moves the cathode plate 3 onto 2.
While rotating at Or, p, +s, the support base 4 is rotated at 6 O.
Vacuum pump 13 (mechanical booster pump) from exhaust port 10 while rotating with r, p, +w.
１４（ロータリポンプ）で真空容器ｌ内を低圧（１〜５
０Ｐａ）にし、ガス導入口１８からエツチングガスを供
給し、陽極板２と陰極板３との間に印加した高周波電圧
によってプラズマを発生させ、プラズマ中のイオン衝撃
と化学反応により被エツチング領域をエツチングし所望
するパターンを得る。なお、１１は主バルブ、１２は可
変スロットルバルブで、真空計９で測定した真空度に応
じて、調整するようにしている。14 (rotary pump) to create a low pressure (1 to 5
0 Pa), supplying etching gas from the gas inlet 18, generating plasma by a high frequency voltage applied between the anode plate 2 and the cathode plate 3, and etching the region to be etched by ion bombardment and chemical reaction in the plasma. to obtain the desired pattern. Note that 11 is a main valve, and 12 is a variable throttle valve, which is adjusted according to the degree of vacuum measured by a vacuum gauge 9.
本装置でエツチングしたときのエツチングレートおよび
均一性のデータを、従来の装置の場合と比較して第３図
（ａ）（ｂ）に示す。実施例では、第２図（ａ）に示す
ように支持台４が８個、陰極板３の中心と同心円に配置
され、各支持台４に１個の半導体ウェーハ７が搭載され
ている。半導体ウェーハ７は陰極板３の回転によりその
円周方向に係止されて回転するとともに、自らも回転す
る。最初静止状態で、半導体ウェーハ７を支持台４に載
置するとき、第３図（Ｃ）に示すそのカット線Ｂに対し
て垂直な方向が陰極板３の中心に向かうようにしておく
。Data on etching rate and uniformity when etching with this apparatus are shown in FIGS. 3(a) and 3(b) in comparison with those using a conventional apparatus. In the embodiment, as shown in FIG. 2(a), eight support stands 4 are arranged concentrically with the center of the cathode plate 3, and one semiconductor wafer 7 is mounted on each support stand 4. The semiconductor wafer 7 is stopped and rotated in the circumferential direction by the rotation of the cathode plate 3, and also rotates itself. When the semiconductor wafer 7 is initially placed on the support stand 4 in a stationary state, the direction perpendicular to the cut line B shown in FIG. 3(C) is directed toward the center of the cathode plate 3.
この関係位置で、ＴＢ線、ＬＲ線が直角になるように半
導体ウェーハ７の各点の位置を定め、Ｘｌ−Ｘ９点とす
る。第３図（ａ）（ｂ）は、円周方向をＬＲ線とし、半
径方向をＴＢ線として、８個の半導体ウェーハ７につい
て、各点について平均したエツチングレートを図示した
ものである。黒点が本発明装置の、白点が従来装置のデ
ータである。なおこのデータはリンをドープした多結晶
シリコンのデータである。At this relative position, the positions of each point on the semiconductor wafer 7 are determined so that the TB line and the LR line are at right angles, and are defined as Xl-X9 points. FIGS. 3(a) and 3(b) illustrate the etching rate averaged at each point for eight semiconductor wafers 7, with the circumferential direction taken as the LR line and the radial direction taken as the TB line. The black dots are data for the device of the present invention, and the white dots are data for the conventional device. Note that this data is for polycrystalline silicon doped with phosphorus.
第３図（ａ）（ｂ）により本装置による各点のエツチン
グレートのバラツキが少ないことがわかる。数値的にエ
ツチングレートの均一性として１円周方向について測定
５点（Ｘ １〜Ｘｓ）の平均値をＸ＾ 、ｘ１〜ｘ５の
５点内でのＭ ａ ｘ −Ｍ ｉ ｎの値をＲ＾とした
ときの（Ｒ＾／又＾）Ｘ１００％を円周方向のエツチン
グレートの均一性とすると、その値は従来装置に比して
約３％向上し、同様にしてｘ６〜ｘ９の測定５点につい
て半径方向のエツチングレートの均一性を求めると約１
６％向上する。半導体ウェーハ全体の均一性として測定
点（Ｘ＋ −Ｘ９ ）のすべてについて、同様の計算を
行なうと約１７％向上するという結果を得ている。It can be seen from FIGS. 3(a) and 3(b) that there is little variation in the etching rate of each point by this apparatus. Numerically, as the uniformity of etching rate, the average value of 5 measurement points (X 1 to Xs) in one circumferential direction is X^, and the value of M a x - Min within the 5 points of x 1 to x 5 is R If (R^/also^) The uniformity of etching rate in the radial direction for five points is approximately 1.
Improved by 6%. When similar calculations are performed for all measurement points (X+-X9), the uniformity of the entire semiconductor wafer is improved by approximately 17%.
以上、説明したように、従来の反応性イオンエツチング
装置は、通常半導体ウェー／＼を搭載した陰極板を静止
した陽極板に対向して回転し、エツチングレートが均一
になるようにしているので、円周方向のエツチングレー
トは均一化できるが、半導体クエーハを搭載した支持台
は陰極板に固定しているため、半径方向のエツチングレ
ートの均一化は困難であった。これに対し本発明では、
支持台自体を回転するので、複数個の半導体ウェーハ間
において、またウェーハ内の各点について、均一なエツ
チングレートが得られるという効果がある。As explained above, in conventional reactive ion etching equipment, the cathode plate on which the semiconductor wafer is usually rotated in opposition to the stationary anode plate, so that the etching rate becomes uniform. Although it is possible to make the etching rate uniform in the circumferential direction, it is difficult to make the etching rate uniform in the radial direction because the support base on which the semiconductor wafer is mounted is fixed to the cathode plate. In contrast, in the present invention,
Since the support stand itself is rotated, a uniform etching rate can be obtained between a plurality of semiconductor wafers and at each point within a wafer.
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図はその陰
極板・支持台平面図および支持台の係止状態を説明する
図、第３図は本発明の装置と従来装置とのエツチングレ
ートの実験結果を示す図、第４図は従来例の縦断面図で
ある。
１・・・真空容器、 ２・・・陽極板、３・・・
陰極板、 ４・・・支持台、５・・・支持台回転
用歯車、
６・・・駆動歯車、 ７・・・半導体ウェー／＼
、１５・・・ステッピングモータ。
第１図
第２因
１ａ）
（ｂ）ｔ Ｃ）
第３図
（Ａ）FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the cathode plate and support base, and a diagram illustrating the locked state of the support base, and FIG. 3 is a diagram showing the device of the present invention and a conventional device. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional example. 1... Vacuum container, 2... Anode plate, 3...
Cathode plate, 4... Support stand, 5... Support stand rotation gear, 6... Drive gear, 7... Semiconductor wafer/\
, 15...Stepping motor. Figure 1 Cause 2 1a) (b)t C) Figure 3 (A)
Claims (1)
に半導体ウェーハを載置する複数個の支持台が係止され
、該支持台が電極板の回転と連動し、独自に回転するこ
とを特徴とする反応性イオンエッチング装置。[Claims] A vacuum container includes a pair of electrode plates facing each other, one of which is rotatable, and a plurality of supports for placing semiconductor wafers on the electrode plates. A reactive ion etching apparatus characterized in that the support base is locked and independently rotates in conjunction with the rotation of an electrode plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2800688A JPH01202821A (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Reactive ion etching apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2800688A JPH01202821A (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Reactive ion etching apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202821A true JPH01202821A (en) | 1989-08-15 |
Family
ID=12236699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2800688A Pending JPH01202821A (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Reactive ion etching apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01202821A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521030A (en) * | 1990-07-20 | 1996-05-28 | Mcgrew; Stephen P. | Process for making holographic embossing tools |
| US6531069B1 (en) | 2000-06-22 | 2003-03-11 | International Business Machines Corporation | Reactive Ion Etching chamber design for flip chip interconnections |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP2800688A patent/JPH01202821A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521030A (en) * | 1990-07-20 | 1996-05-28 | Mcgrew; Stephen P. | Process for making holographic embossing tools |
| US6531069B1 (en) | 2000-06-22 | 2003-03-11 | International Business Machines Corporation | Reactive Ion Etching chamber design for flip chip interconnections |
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