JPH1022263A - Plasma etching device - Google Patents
Plasma etching deviceInfo
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- JPH1022263A JPH1022263A JP16877296A JP16877296A JPH1022263A JP H1022263 A JPH1022263 A JP H1022263A JP 16877296 A JP16877296 A JP 16877296A JP 16877296 A JP16877296 A JP 16877296A JP H1022263 A JPH1022263 A JP H1022263A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマエッチング
装置に係り、特に大口径Ｓｉウエハー等の基板を用いた
半導体装置の製造において、微細パターン形成に適用さ
れるプラズマエッチング装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma etching apparatus, and more particularly to a plasma etching apparatus used for forming a fine pattern in the manufacture of a semiconductor device using a substrate such as a large-diameter Si wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ドライエッチング法は所定の領域のみを
選択的にエッチングすることが可能ないわゆる異方性の
高いエッチング方法である。このドライエッチング法は
微細パターンの加工を必要とする半導体装置、例えばＵ
ＬＳＩの製造プロセスにとり重要なプロセスの一つであ
る。このドライエッチング法にはいくつかの種類があ
り、現在では反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が主流
となっている。2. Description of the Related Art A dry etching method is a so-called highly anisotropic etching method capable of selectively etching only a predetermined region. This dry etching method is used for semiconductor devices requiring fine pattern processing, such as U.S. Pat.
This is one of the important processes in the LSI manufacturing process. There are several types of this dry etching method, and at present, reactive ion etching (RIE) is mainly used.
【０００３】図３は従来のプラズマエッチング装置の構
成の一例を示す図である。図３に示すように、本プラズ
マエッチング装置１０１は、アノード電極としての上部
電極１１とカソード電極としての下部電極３５が、相互
に対向して反応室としてのチャンバー１０内に配されて
いる。アノード電極１１はアース３１され、上方には反
応ガス導入口（図示されず）が設けられており、反応ガ
スがアノード電極１１の多数の開口を介して、チャンバ
ー１０内に均一に供給される。FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional plasma etching apparatus. As shown in FIG. 3, in the present plasma etching apparatus 101, an upper electrode 11 as an anode electrode and a lower electrode 35 as a cathode electrode are arranged in a chamber 10 as a reaction chamber so as to face each other. The anode electrode 11 is grounded 31, and a reaction gas inlet (not shown) is provided above the anode electrode 11. The reaction gas is uniformly supplied into the chamber 10 through a number of openings of the anode electrode 11.
【０００４】一方、カソード電極（下部電極３５）に
は、ＲＦジェネレーター３７により高周波電極を印加さ
れ、それにより両電極１１、３５間に高周波電界が生じ
る。また、この下部電極３５には被エッチング材料膜を
配するＳｉウエハー３（被処理体）等の基板が載置され
る。On the other hand, a high-frequency electrode is applied to the cathode electrode (lower electrode 35) by an RF generator 37, thereby generating a high-frequency electric field between the electrodes 11 and 35. On the lower electrode 35, a substrate such as a Si wafer 3 (object to be processed) on which a material film to be etched is disposed is placed.
【０００５】このような構成のプラズマエッチング装置
１０１では、カソード電極３５に高周波電界がかけられ
適当な濃度の反応ガスがチャンバー１０内に供給される
と、カソード電極３５とアノード電極１１との間でプラ
ズマが発生する。プラズマ中のイオンは高周波電界によ
り、下部電極上のＳｉウエハー３に垂直入射し、上述し
た異方性エッチングが進行する。エッチングにより生成
された反応生成物は、下部電極３５より下方に設けられ
た排気孔１０３を介して、チャンバー１０より外に排気
される。In the plasma etching apparatus 101 having such a configuration, when a high-frequency electric field is applied to the cathode electrode 35 and a reaction gas having an appropriate concentration is supplied into the chamber 10, a space between the cathode electrode 35 and the anode electrode 11 is generated. Plasma is generated. The ions in the plasma are vertically incident on the Si wafer 3 on the lower electrode by the high-frequency electric field, and the above-described anisotropic etching proceeds. The reaction product generated by the etching is exhausted from the chamber 10 through an exhaust hole 103 provided below the lower electrode 35.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のプラ
ズマエッチング装置では、チャンバー内での電極の配置
やチャンバー外部における排気用のターボ分子ポンプの
取付けレイアウト等に律則されて、排気孔の設定位置が
限られてしまっていた。そのため、排気の均一性に偏り
が生じ、その結果、基板面内におけるエッチンググレー
トに偏りが生じてしまい、ひいては半導体装置の歩留ま
り低下につながっていた。この傾向は、基板が大口径化
するほど顕著になる。In the conventional plasma etching apparatus, the set position of the exhaust hole is determined by the layout of the electrodes in the chamber and the layout of the turbo molecular pump for exhaust outside the chamber. Was limited. As a result, the uniformity of the exhaust gas is biased, and as a result, the etching rate in the substrate surface is biased, leading to a decrease in the yield of the semiconductor device. This tendency becomes more remarkable as the diameter of the substrate increases.
【０００７】本発明は、被処理面内におけるエッチング
レートが均一で、安定して信頼性の高いデバイスを製造
するのに貢献できるプラズマエッチング装置を提供する
ことを目的とする。[0007] It is an object of the present invention to provide a plasma etching apparatus capable of contributing to manufacture a stable and highly reliable device having a uniform etching rate in a surface to be processed.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のプラズマエッチング装置は、被処理体の置
かれた反応室内にプラズマを発生させる機構もしくは外
部で生成したプラズマを反応室内に引き込む機構を有
し、反応室内に配した被エッチング材料膜の所定部位を
エッチングするようにしたプラズマエッチング装置であ
って、基板面内の排気効率を補正する機構を有すること
を特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a plasma etching apparatus according to the present invention draws a plasma generated in a reaction chamber in which a workpiece is placed or a plasma generated externally into the reaction chamber. A plasma etching apparatus having a mechanism for etching a predetermined portion of a material film to be etched disposed in a reaction chamber, wherein the plasma etching apparatus has a mechanism for correcting an exhaust efficiency in a substrate surface.
【０００９】本発明のプラズマエッチング装置では、例
えば、下部電極より下方にリングを配するなど、排気孔
の位置に起因する排気効率の偏りを緩和させる機能を有
する機構を設けることにより、基板面内のエッチングレ
ートを均一にすることができる。In the plasma etching apparatus of the present invention, for example, a mechanism having a function of alleviating the deviation of the exhaust efficiency due to the position of the exhaust hole, such as disposing a ring below the lower electrode, is provided on the substrate surface. Can be made uniform.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の一態様によるプラズマエ
ッチング装置では、上記排気リングを例えば積極的に冷
却するなどしてエッチングによって生成される反応生成
物を積極的に付着させることにより、反応生成物の排気
効率を助長し、反応生成物がチャンバー内に浮遊するこ
とを一層抑制することができる。さらに、上記排気リン
グを取り外し可能とすることで、下部電極より下方のメ
ンテナンス性が改善できる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a plasma etching apparatus according to one embodiment of the present invention, a reaction product generated by etching is positively attached by, for example, actively cooling the exhaust ring, thereby producing a reaction product. This promotes the evacuation efficiency of the product and further suppresses the floating of the reaction product in the chamber. Further, by making the exhaust ring detachable, the maintainability below the lower electrode can be improved.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図を参照しつつさらに具体的に説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係るプラズマエッチン
グ装置の内部構造を模式的に示す断面図である。図１の
プラズマエッチング装置の大旨の構成は、図３のプラズ
マエッチング装置のそれと同じである。すなわち、本プ
ラズマエッチング装置１は、アノード電極としての上部
電極１１とカソード電極としての下部電極３５が、相互
に対向して反応室としてのチャンバー１０内に配されて
いる。アノード電極１１はアース３１され、上方には反
応ガス導入口（図示されず）が設けられており、反応ガ
スがアノード電極１１の多数の開口を介して、チャンバ
ー１０内に均一に供給される。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a sectional view schematically showing the internal structure of a plasma etching apparatus according to one embodiment of the present invention. The general configuration of the plasma etching apparatus of FIG. 1 is the same as that of the plasma etching apparatus of FIG. That is, in the present plasma etching apparatus 1, the upper electrode 11 as an anode electrode and the lower electrode 35 as a cathode electrode are arranged in the chamber 10 as a reaction chamber so as to face each other. The anode electrode 11 is grounded 31, and a reaction gas inlet (not shown) is provided above the anode electrode 11. The reaction gas is uniformly supplied into the chamber 10 through many openings of the anode electrode 11.
【００１２】一方、カソード電極（下部電極３５）に
は、ＲＦジェネレーター３７により高周波電極を印加さ
れ、それにより両電極１１、３５間に高周波電界が生じ
る。また、この下部電極３５には被エッチング材料膜を
配するＳｉウエハー３（被処理体）等の基板が載置され
る。On the other hand, a high-frequency electrode is applied to the cathode electrode (lower electrode 35) by the RF generator 37, thereby generating a high-frequency electric field between the electrodes 11 and 35. On the lower electrode 35, a substrate such as a Si wafer 3 (object to be processed) on which a material film to be etched is disposed is placed.
【００１３】このような構成のプラズマエッチング装置
１では、カソード電極３５に高周波電界がかけられ適当
な濃度の反応ガスがチャンバー１０内に供給されると、
カソード電極３５とアノード電極１１との間でプラズマ
が発生する。プラズマ中のイオンは高周波電界により、
下部電極上のＳｉウエハー３に垂直入射し、異方性エッ
チングが進行する。エッチングにより生成された反応生
成物は、下部電極３５より下方に設けられた排気孔４１
を介して、チャンバー１０より外に排気される。In the plasma etching apparatus 1 having such a configuration, when a high-frequency electric field is applied to the cathode electrode 35 and a reaction gas having an appropriate concentration is supplied into the chamber 10,
Plasma is generated between the cathode electrode 35 and the anode electrode 11. The ions in the plasma are generated by the high-frequency electric field.
The light is vertically incident on the Si wafer 3 on the lower electrode, and anisotropic etching proceeds. The reaction product generated by the etching is applied to an exhaust hole 41 provided below the lower electrode 35.
Is exhausted from the chamber 10 through the
【００１４】図１のプラズマエッチング装置の特徴は、
排気の補正機構としての２層の排気リング１７を、下部
電極３５よりも下方に装備している点である。排気リン
グ１７は、外周側排気リング１９と内周側排気リング２
１の２つのパーツの組合せ構造である。こうすることに
よって、排気リング１７の取外しが容易となるので、メ
ンテナンスを容易かつ効率よく行うことができる。The features of the plasma etching apparatus shown in FIG.
The point is that a two-layer exhaust ring 17 as an exhaust correction mechanism is provided below the lower electrode 35. The exhaust ring 17 includes an outer exhaust ring 19 and an inner exhaust ring 2.
1 is a combination structure of two parts. By doing so, the removal of the exhaust ring 17 becomes easy, so that maintenance can be performed easily and efficiently.
【００１５】外周側排気リング１９は、チャンバー側壁
１５の内周に沿うリング状の部分２０と、そこから内周
方向にはり出すヒレ部２３とからなる。内周側排気リン
グ２１は、下部電極３５の外周に沿うリング状の部分２
２と、そこから外周方向にはり出すヒレ部２７と、リン
グ状部２２の底から外周方向に広がる底板部２４とから
なる。両リングのヒレ部２３、２７は、上下にオーバー
ラップしており、その間に横方向の流路２５が存在す
る。下側となっている内周側排気リング２１のヒレ部２
７の下方と底板部２４との間も流路２９となっている。
底板部２４の所定の箇所には、排気孔４１が開けられて
いる。The outer peripheral side exhaust ring 19 includes a ring-shaped portion 20 along the inner periphery of the chamber side wall 15 and a fin portion 23 protruding therefrom in the inner peripheral direction. The inner peripheral side exhaust ring 21 is a ring-shaped portion 2 along the outer periphery of the lower electrode 35.
2, a fin portion 27 protruding in the outer peripheral direction therefrom, and a bottom plate portion 24 extending from the bottom of the ring-shaped portion 22 in the outer peripheral direction. The fins 23, 27 of both rings overlap vertically, with a lateral flow path 25 between them. The fin portion 2 of the lower inner peripheral exhaust ring 21
The flow path 29 is also formed between the lower part 7 and the bottom plate part 24.
An exhaust hole 41 is formed at a predetermined position of the bottom plate portion 24.
【００１６】ウエハー３の表面で発生した反応生成物
（ガス）は、横下方向に流れて排気リング１７の流路２
５、２９を通って排気孔４１から排出される。この際、
ヒレ部２３、２５の作用によりウエハー３円周上におけ
る排気効率が均一化される。The reaction product (gas) generated on the surface of the wafer 3 flows downward in the horizontal direction and passes through the flow path 2 of the exhaust ring 17.
The air is discharged from the exhaust hole 41 through 5, 29. On this occasion,
By the action of the fins 23 and 25, the exhaust efficiency on the circumference of the wafer 3 is made uniform.
【００１７】図１に示すように、排気リング１７は下部
電極３５のＳｉウエハー３の保持面より下方にのみ設置
する。こうすることで、本実施例のプラズマエッチング
装置と従来のプラズマエッチング装置とで、対向電極間
の環境及び空間体積が変化しない。よって本実施例のプ
ラズマエッチング装置においても、従来のプラズマエッ
チング装置とほぼ同一なプラズマを発生することがで
き、排気リングを設置することによるエッチング条件の
変更が必要でなくなる。As shown in FIG. 1, the exhaust ring 17 is provided only below the lower electrode 35 holding surface of the Si wafer 3. By doing so, the environment and the space volume between the counter electrodes do not change between the plasma etching apparatus of the present embodiment and the conventional plasma etching apparatus. Therefore, the plasma etching apparatus of the present embodiment can generate almost the same plasma as the conventional plasma etching apparatus, and it is not necessary to change the etching conditions by installing an exhaust ring.
【００１８】排気リングの材質としては、テフロン、レ
クサン等の樹脂、アルミナセラミック、表面を陽極酸化
処理したアルミ等が挙げられる。また、多孔質性の材質
を使用することで反応生成物のトラップ効率を向上する
ことも可能である。Examples of the material of the exhaust ring include resins such as Teflon and Lexan, alumina ceramics, aluminum whose surface is anodized, and the like. Further, by using a porous material, it is possible to improve the trapping efficiency of the reaction product.
【００１９】図２は、本発明の他の一実施例に係るプラ
ズマエッチング装置の内部構造を模式的に示す断面図で
ある。このプラズマエッチング装置１´では、チャンバ
ー側壁１５を２層に分割し（符号１５ａと１５ｂ）、間
には熱伝導率の低い材質、例えばベスペル等の樹脂で構
成したリング１６を配し、上層はプラズマ条件に最適な
温度に保ち、下層は室温もしくは冷却機構を有させて積
極的に冷却して排気リングの反応生成物のトラップ効率
を向上する。FIG. 2 is a sectional view schematically showing the internal structure of a plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention. In the plasma etching apparatus 1 ′, the chamber side wall 15 is divided into two layers (reference numerals 15 a and 15 b), and a ring 16 made of a material having low thermal conductivity, for example, a resin such as Vespel is disposed therebetween. The lower layer is maintained at the optimum temperature for the plasma conditions, and the lower layer is cooled at room temperature or with a cooling mechanism so as to improve the trapping efficiency of the reaction products of the exhaust ring.
【００２０】本実施例では２層の排気リングを２つのパ
ーツの組合せにより構成したが、リングは例えば１層、
３層以上でもよい。また、プラズマエッチング装置の形
状及びタイプについても本実施例に述べた形式に限定さ
れない。In this embodiment, a two-layer exhaust ring is constituted by a combination of two parts.
Three or more layers may be used. Further, the shape and type of the plasma etching apparatus are not limited to the type described in this embodiment.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプラズマエッチング装置は以下の効果を発揮する。 下部電極下方に配された排気リング等の補正機構の
作用により排気の均一性が向上するので、信頼性の高い
半導体装置を製造することができる。 下部電極下方に配された排気リング等の補正機構を
反応生成物を積極的にトラップするものとすれば、反応
生成物の排気性がさらに向上し、かつ装置内に浮遊する
パーティクルを低減できることにより、より信頼性の高
い半導体装置を製造することができる。 排気リング等の補正機構を組立式とした場合には、
排気リング等のメンテナンスが優れていて、安定した信
頼性の高い半導体装置を製造することができる。As is clear from the above description, the plasma etching apparatus of the present invention has the following effects. Since the uniformity of exhaust is improved by the action of a correction mechanism such as an exhaust ring disposed below the lower electrode, a highly reliable semiconductor device can be manufactured. If the correction mechanism such as an exhaust ring disposed below the lower electrode actively traps the reaction products, the exhaustability of the reaction products is further improved, and the particles floating in the apparatus can be reduced. Thus, a more reliable semiconductor device can be manufactured. If the correction mechanism such as the exhaust ring is assembled,
It is possible to manufacture a stable and highly reliable semiconductor device with excellent maintenance of the exhaust ring and the like.
【図１】本発明の一実施例に係るプラズマエッチング装
置の内部構造を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of a plasma etching apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の一実施例に係るプラズマエッチン
グ装置の内部構造を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of a plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図３】従来のプラズマエッチング装置の構成の一例を
示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional plasma etching apparatus.
１…プラズマエッチング装置、３…ウエハー、１０…反
応室（チャンバー）、１１…上部電極（アノード電
極）、１３…ガス拡散プレート、１５…チャンバー側
壁、１６…分割リング、１７…排気リング、１９…外周
側排気リング、２１…内周側排気リング、２０，２２…
リング状部分、２３…ヒレ部、２４…底板部、２５…流
路、２７…ヒレ部、２９…流路、３３…フォーカスリン
グ、３５…下部電極（カソード電極）、４１…排気孔、
５３…排気孔、１０３…排気孔DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma etching apparatus, 3 ... Wafer, 10 ... Reaction chamber (chamber), 11 ... Upper electrode (anode electrode), 13 ... Gas diffusion plate, 15 ... Chamber side wall, 16 ... Split ring, 17 ... Exhaust ring, 19 ... Outer peripheral side exhaust ring, 21 ... Inner peripheral side exhaust ring, 20, 22, ...
Ring-shaped portion, 23 fin, 24 bottom plate, 25 flow path, 27 fin, 29 flow path, 33 focus ring, 35 lower electrode (cathode electrode), 41 exhaust hole,
53 ... exhaust hole, 103 ... exhaust hole
Claims (5)
を発生させる機構、若しくは外部で生成したプラズマを
反応室内に引き込む機構を有し、反応室内に配した被エ
ッチング材料膜の所定部位をエッチングするようにした
プラズマエッチング装置であって；基板面内の排気効率
を補正する機構を有することを特徴とするプラズマエッ
チング装置。A mechanism for generating plasma in a reaction chamber in which an object to be processed is placed or a mechanism for drawing plasma generated outside from the reaction chamber into a reaction chamber. What is claimed is: 1. A plasma etching apparatus for performing etching, comprising: a mechanism for correcting an exhaust efficiency in a substrate surface.
部電極上に置かれており、 上記排気効率を補正する機構が、該下部電極の周囲に配
置された排気リングであって、該排気リングが被処理体
よりも下方に配置されている請求項１記載のプラズマエ
ッチング装置。2. An exhaust ring disposed around the lower electrode, wherein the object to be processed is placed on a lower electrode in the reaction chamber, and the mechanism for correcting the exhaust efficiency is an exhaust ring. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein is disposed below the object to be processed.
ング中に生成される反応生成物を積極的にトラップする
機能を有する請求項１記載のプラズマエッチング装置。3. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein the mechanism for correcting the exhaust efficiency has a function of actively trapping a reaction product generated during etching.
部電極上に置かれており、 上記排気効率を補正する機構が、該下部電極の周囲に配
置された排気リングであって、該排気リングが被処理体
よりも下方に配置されており、 この排気リングを冷却する機構が設けられている請求項
３記載のプラズマエッチング装置。4. An exhaust ring disposed around the lower electrode, wherein the object to be processed is placed on the lower electrode in the reaction chamber, and the mechanism for correcting the exhaust efficiency is an exhaust ring. 4. The plasma etching apparatus according to claim 3, wherein the device is disposed below the object to be processed, and a mechanism for cooling the exhaust ring is provided.
り取り外し可能である請求項１〜４いずれか１項記載の
プラズマエッチング装置。5. The plasma etching apparatus according to claim 1, wherein the mechanism for correcting the exhaust efficiency is detachable from the reaction chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16877296A JPH1022263A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Plasma etching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16877296A JPH1022263A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Plasma etching device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022263A true JPH1022263A (en) | 1998-01-23 |
Family
ID=15874181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16877296A Pending JPH1022263A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Plasma etching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022263A (en) |
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