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JP2656745B2 - Wafer processing method - Google Patents
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JP2656745B2 - Wafer processing method - Google Patents

Wafer processing method

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JP2656745B2
JP2656745B2 JP6341159A JP34115994A JP2656745B2 JP 2656745 B2 JP2656745 B2 JP 2656745B2 JP 6341159 A JP6341159 A JP 6341159A JP 34115994 A JP34115994 A JP 34115994A JP 2656745 B2 JP2656745 B2 JP 2656745B2
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plasma
etching
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本出願は、1993年8月20日提出
「プラズマ・エッチング・ツール」(対応日本特許出願
は特願平6-132499である)と題する出願の一部継続出願
である。
This application is a continuation-in-part of an application entitled "Plasma Etching Tool" filed on August 20, 1993 (the corresponding Japanese patent application is Japanese Patent Application No. 6-132499). .

【0002】本発明は、半導体ウェハをプラズマ・エッ
チングまたは反応性イオン・エッチング(RIE Reactive
Ion Etching)により加工する方法に関する。
The present invention relates to plasma etching or reactive ion etching (RIE Reactive) of a semiconductor wafer.
Ion Etching).

【0003】[0003]

【従来の技術】半導体ウェハのような製品をエッチング
するために、RIEおよびプラズマ・エッチング技術が広
く使用されている。これらの技術は基本的には、選択さ
れた領域における選択された表面材料、例えば半導体の
ウェハ表面の二酸化けい素、を取り除くために、プラズ
マでウェハを露光することを含む。不必要なエッチング
を防ぐエッチング・マスクとして、フォトレジストのよ
うな高分子材料が使用される。エッチングが化学的また
は物理的方法で実行される場合、エッチング処理は限定
されるので、選択された材料のエッチングは非常に緻密
に制御することができる。
2. Description of the Related Art RIE and plasma etching techniques are widely used to etch products such as semiconductor wafers. These techniques basically involve exposing the wafer with a plasma to remove selected surface materials in selected areas, such as silicon dioxide on the semiconductor wafer surface. A polymeric material such as a photoresist is used as an etching mask to prevent unnecessary etching. If the etching is performed in a chemical or physical manner, the etching of the selected material can be very finely controlled because the etching process is limited.

【0004】現在使用されているエッチング・ツールは
これまで大いに改良されてきており、ガス流、圧力、温
度、総体的な電界、およびプラズマ形成をより緻密に制
御できるようになってきたけれども、まだ非対称なエッ
チングが処理中に起こることがある。
[0004] Although the etching tools currently in use have been greatly improved, and allow for more precise control of gas flow, pressure, temperature, overall electric field, and plasma formation, they are still being developed. Asymmetric etching may occur during processing.

【0005】RIEまたはプラズマ・エッチングは、ウェ
ハ、ペデスタルおよびプラズマシース、すなわちプラズ
マ雲の端、の間に存在する電界によってイオンがプラズ
マから分離しエッチングを行うことにより起こる。プラ
ズマから分離したイオンは、電界線にそって進み、ウェ
ハの表面の選択された露光された領域に衝突し反応を起
こす。理想的にはこれらの電界線は、ウェハの全表面に
垂直でなければならない。しかし、工業的に使用されて
いる装置におけるウェハやペデスタルの端、およびいく
つかの装置において使用されているウェハ保持クリップ
は、プラズマシース、ウェハ、ペデスタルおよびクリッ
プ間の電界線の方向のひずみまたは変化を誘発する。ウ
ェハやペデスタルの歪曲は、電界およびプラズマシース
のひずみを悪化させる。したがって、ペデスタル設計
は、ウェハの端近くの電界をさらに曲げることがある。
このような電界の変化は、プラズマから分離しエッチン
グを行うイオンに影響し、ウェハの表面に対して鋭角ま
たは鈍角に作用を及ぼすようにさせる。イオン投射の角
度が垂直でないために、ウェハのエッチングが非対称に
なる。このような非対称なエッチングは、高レベル・プ
ラズマシースおよび、ウェハおよびペデスタルの端によ
って起こる電界線のひずみのために、ウェハの周囲で特
に激しい。
[0005] RIE or plasma etching occurs when ions are separated from the plasma and etched by the electric field present between the wafer, the pedestal and the plasma sheath, ie, the edge of the plasma cloud. Ions separated from the plasma travel along the electric field lines and collide with and react to selected exposed areas of the wafer surface. Ideally, these field lines should be perpendicular to the entire surface of the wafer. However, the edges of the wafers and pedestals in industrially used equipment, and the wafer retaining clips used in some equipment, can be distorted or changed in the direction of the electric field lines between the plasma sheath, wafer, pedestal and clip. Trigger. Wafer and pedestal distortion exacerbates electric field and plasma sheath distortion. Thus, the pedestal design may further bend the electric field near the edge of the wafer.
Such changes in the electric field affect the ions that are separated from the plasma and that are being etched, acting at an acute or obtuse angle to the surface of the wafer. The non-perpendicular ion projection angle results in asymmetrical etching of the wafer. Such asymmetric etching is particularly severe around the wafer due to the high level plasma sheath and field line distortion caused by the edge of the wafer and pedestal.

【0006】現在まで、不均一性の問題を解決するため
の多くの試行が行われた。これらの試みの中には、クォ
ーツ・スペーサを使用して陰極からウェハを離すこと
や、ウェハの表面をカーブさせることや、プラズマ・ガ
スの流れを変えることや、領域の大きい平らな陽極が使
用された時陰極上のウェハの物理的位置に関してウェハ
・ペデスタルを様々な方向に変えることがある。また装
置それ自体も、従来技術の大きい平らな配電板を使用す
ることをやめ、ウェハが本質的に垂直方向に取り付けら
れる中央に置かれた六角形のポストに代えることによっ
て、変えられた。
[0006] To date, many attempts have been made to solve the non-uniformity problem. Some of these attempts include using quartz spacers to separate the wafer from the cathode, curving the surface of the wafer, changing the flow of plasma gas, and using flat anodes with large areas. The wafer pedestal may change in various directions with respect to the physical position of the wafer on the cathode when it is operated. The device itself has also been modified by removing the use of large flat power distribution boards of the prior art and replacing it with a centrally located hexagonal post on which the wafer is mounted essentially vertically.

【0007】上記の解決策により、全エッチングの均一
性が改善されたが、ウェハの全表面上の対称なエッチン
グは実現されなかった。
While the above solution has improved the uniformity of the overall etch, it has not achieved a symmetrical etch over the entire surface of the wafer.

【0008】さらに高密度の半導体装置に対する要求が
増加するにつれ、表面のエッチングされた穴が少しでも
対称でなければ、その表面は装置を不完全にすることに
なる。上記の関連した出願に開示されるように、輪を加
えることによりエッチングされた穴の対称性は非常に改
善されたけれども、輪があることにより、輪に隣接する
領域におけるエッチング・ガスの量、混合、あるいは分
配が変わってしまうことがわかった。この領域をここで
は、「ガス枯渇領域」と呼ぶ。このガス枯渇領域におい
て、エッチングされている材料の除去が減少し、その結
果、ウェハの周縁においてエッチングされた穴の側壁の
傾斜が、ウェハの中央においてエッチングされた穴の側
壁よりかなり急になる。
As the demand for higher density semiconductor devices increases, if the surface etched holes are not at all symmetric, the surface will render the device imperfect. As disclosed in the related application above, the symmetry of the hole etched by the addition of the ring was greatly improved, but the presence of the ring caused the amount of etching gas in the area adjacent to the ring, It was found that the mixing or distribution changed. This region is referred to herein as a “gas depletion region”. In this gas-depleted region, the removal of the material being etched is reduced, so that the slope of the sidewall of the etched hole at the periphery of the wafer is much steeper than the sidewall of the etched hole at the center of the wafer.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、以下
の(1)、(2)のことを保証することによって、プラ
ズマ・エッチング装置中でエッチングされるウェハの、
エッチングの均一性および対称性を改善することであ
る。(1)プラズマシースとウェハの間の電界線が、全
ウェハ表面に対して本質的に直角であり、ウェハの全表
面にわたって対称なエッチングを提供する。(2)エッ
チングに必要なガスが、輪部材即ち輪に隣接する領域に
おいて枯渇しない。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to guarantee the following items (1) and (2) to reduce the number of wafers etched in a plasma etching apparatus.
It is to improve the uniformity and symmetry of the etching. (1) The electric field lines between the plasma sheath and the wafer are essentially perpendicular to the entire wafer surface, providing symmetric etching across the entire surface of the wafer. (2) The gas required for etching is not depleted in the ring member, that is, in the region adjacent to the ring.

【0010】本発明の他の目的は、ウェハの全表面にわ
たる処理ガスの分配を制御し均一にする設計を提供し、
ウェハ表面の全領域におけるすべての構造(feature)
が対称で均一にエッチングされることを、保証すること
である。
Another object of the present invention is to provide a design that controls and uniformizes the distribution of process gas over the entire surface of the wafer,
All features on all areas of the wafer surface
Is to be etched symmetrically and uniformly.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、バッチ・エ
ッチング・ツールにおいて、周囲に輪、つまりリングあ
るいはカラーを持つウェハ支持ペデスタルに、ウェハの
輪に隣接する周縁に付加的ガス流を提供することによっ
て、ウェハの周縁におけるエッチングされた開口の側壁
の傾斜を、ウェハの中央におけるエッチングされた開口
の側壁の傾斜と等しくすることができることを、発見し
た。したがって、エッチング・ツール内の各ウェハの全
表面にわたって、さらに均一で対称にエッチングされた
開口を実現することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION In a batch etching tool, the present inventors provide a wafer support pedestal with an annulus, ie, a ring or a collar, and an additional gas flow around the periphery adjacent the annulus of the wafer. It has been found that by doing so, the slope of the sidewall of the etched opening at the periphery of the wafer can be made equal to the slope of the sidewall of the etched opening at the center of the wafer. Thus, a more uniform and symmetrically etched opening can be achieved over the entire surface of each wafer in the etching tool.

【0012】この重要な改善は、各ウェハの支持ペデス
タルに、各ペデスタルを囲む絶縁輪を提供し、1つ以上
の処理ガスをガス枯渇領域に追いやり、ウェハ表面上の
位置に関係なくエッチングされている側壁が様々に傾斜
するのを防ぐ手段を提供することによって、達成され
る。
This significant improvement provides the support pedestal of each wafer with an insulating ring surrounding each pedestal, driving one or more process gases to the gas depleted region and being etched regardless of location on the wafer surface. This is achieved by providing a means to prevent the inclined sidewalls from being angled differently.

【0013】本発明の上記および他の目的並びに特徴
は、以下に図面を参照してさらに明白に記述される。
The above and other objects and features of the present invention will be more clearly described below with reference to the drawings.

【0014】[0014]

【実施例】ウェハが輪すなわちリングまたはカラーと共
に乗る各ペデスタルを提供することによって、輪を使用
していない装置に起こる電界の歪みが本質的に排除され
る。輪は、エッチングされるウェハの全表面にわたって
本質的に均一なプラズマシースを生成することによっ
て、このような歪みを本質的に排除する。その結果、プ
ラズマから分離しウェハ表面に衝突するイオンの好まし
い方向性をもたらし、可能限り対称なエッチングを提供
する。残念なことに特定の状況下では、輪によって、輪
に隣接する領域における処理ガスの変化あるいは枯渇が
起こる。この輪に隣接するガスの変化あるいは枯渇は、
ウェハの周縁における、表面の構造のエッチング率も変
化させる。エッチング率の変化は、ウェハの周縁でエッ
チングされた構造の側壁の傾斜を、ウェハの中央でエッ
チングされたものより増大させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS By providing each pedestal on which a wafer rides with a ring or ring or collar, the electric field distortion that occurs in non-ringed devices is essentially eliminated. The hoop essentially eliminates such distortion by creating an essentially uniform plasma sheath over the entire surface of the wafer being etched. The result is a favorable orientation of the ions that separate from the plasma and impinge on the wafer surface, providing an etch that is as symmetrical as possible. Unfortunately, under certain circumstances, the annulus causes a change or depletion of process gas in the area adjacent the annulus. The change or depletion of gas adjacent to this ring
The etching rate of the surface structure at the periphery of the wafer is also changed. The change in etch rate causes the sidewall slope of the structure etched at the periphery of the wafer to be greater than that etched at the center of the wafer.

【0015】今日、ウェハ製品は一般にバッチ型でエッ
チングされる。図1は、半導体産業において一般に使用
されるバッチ型プラズマ・エッチング装置の内部の概略
図である。このような装置の市販のものには、アプライ
ド・マテリアル社のモデル8310がある。この装置
は、低圧力でバッチ型のウェハの反応性イオン・エッチ
ング・ツールである。ここに示されるように、この装置
は、通常ステンレス・スチールあるいは他の適当な金属
で作られた圧力室10を持つ。この圧力室10の中には、筒
型の陽極電極12があり、中央には、各面に垂直に一直線
に並ぶ先細になった複数のペデスタル18を持つ六角形の
陰極14がある。エッチングされるウェハ16は、先細にさ
れたペデスタル18の上に置かれる。陽極および陰極は、
適当な高周波(RF)電源17に接続される。適当なエッチ
ング・ガスが、適当な源(示されていない)からチュー
ブ15を通して圧力室10に送られる。圧力室が適当な圧力
でこのようなガスで満たされ、RF源17から電力を印加す
ると、プラズマが形成される。必要な場合、ガスは真空
ポンプ(示されていない)に連結する排出チューブ19を
通して圧力室10から抜き出される。上記のように、この
ような装置は半導体産業において広く使用され市販され
ているので、その一般的な特徴および使用方法に関して
ここでは詳述しない。
[0015] Today, wafer products are typically etched in batches. FIG. 1 is a schematic diagram of the inside of a batch type plasma etching apparatus commonly used in the semiconductor industry. Commercially available such devices include Applied Materials' Model 8310. The apparatus is a low pressure, batch type wafer reactive ion etching tool. As shown here, the device has a pressure chamber 10, typically made of stainless steel or other suitable metal. Inside the pressure chamber 10 is a cylindrical anode electrode 12, and in the center is a hexagonal cathode 14 having a plurality of tapered pedestals 18 that are vertically aligned on each side. The wafer 16 to be etched is placed on a tapered pedestal 18. The anode and cathode are
Connected to a suitable radio frequency (RF) power supply 17. A suitable etching gas is delivered to the pressure chamber 10 through a tube 15 from a suitable source (not shown). When the pressure chamber is filled with such a gas at a suitable pressure and power is applied from the RF source 17, a plasma is formed. If necessary, gas is withdrawn from the pressure chamber 10 through a discharge tube 19 connected to a vacuum pump (not shown). As noted above, such devices are widely used and commercially available in the semiconductor industry and will not be described in detail herein with respect to their general features and methods of use.

【0016】図2および図3は、ペデスタル18とその上
に取り付けられたウェハ16の拡大図である。図2は、ウ
ェハ16を固定したペデスタル18の平面図である。現在の
アプライド・マテリアル社の装置において、ウェハは複
数のS字型の保持クリップ20によって固定される。他の
プラズマ・エッチング装置は、異なる保持方法を使用す
ることがある。図3は、上記のアプライド・マテリアル
社の装置における、ペデスタル18、ウェハ16、プラズマ
シース22および、シースとペデスタル、ウェハの間ある
電界線24の側面断面図である。図3から、ペデスタル18
の下部18aは上部18bより厚く、ペデスタルの表面が中央
の陰極14に対して角度を持つことが解る。ペデスタル18
のこの傾斜した表面18cは、ペデスタル上にウェハを置
いたりそこからウェハを取り除いたりするために現在使
用されている取り扱い方法のために必要とされる。陰極
14の垂直な表面に対してペデスタルの表面18cが傾斜し
ているので、プラズマシースのひずみおよび電界の屈折
がさらに悪化される。その影響は、全ペデスタルの周辺
部で起こり、ペデスタルの材料によって変化する。クリ
ップ20がペデスタル上のウェハを保持するために使用さ
れると、電界線はその周りでわずかにゆがむことがあ
る。しかし、クリップの周りのひずみはとても小さいの
で、ウェハの表面でエッチングされる隣接する構造の対
称性には影響しない。
FIGS. 2 and 3 are enlarged views of the pedestal 18 and the wafer 16 mounted thereon. FIG. 2 is a plan view of the pedestal 18 to which the wafer 16 is fixed. In current Applied Materials equipment, the wafer is secured by a plurality of S-shaped retaining clips 20. Other plasma etchers may use different retention methods. FIG. 3 is a side sectional view of the pedestal 18, the wafer 16, the plasma sheath 22, and the electric field line 24 between the sheath and the pedestal and the wafer in the Applied Materials apparatus. From FIG. 3, the pedestal 18
It can be seen that the lower portion 18a is thicker than the upper portion 18b, and the surface of the pedestal is at an angle to the central cathode 14. Pedestal 18
This sloped surface 18c is required for the handling methods currently used to place and remove wafers from the pedestal. cathode
The slope of the pedestal surface 18c relative to the 14 perpendicular surfaces further exacerbates the plasma sheath distortion and electric field refraction. The effect occurs around the entire pedestal and varies with the material of the pedestal. When the clip 20 is used to hold the wafer on the pedestal, the electric field lines may distort slightly around it. However, the strain around the clip is so small that it does not affect the symmetry of adjacent structures etched at the surface of the wafer.

【0017】図3に示されるように、ペデスタルの端は
ウェハとペデスタルの端の近くでプラズマシースのひず
みを起こし、電界線24のウェハ16の表面に対する角度を
偏向させ、垂直でないようにする。このひずみの影響
は、ウェハ離れたところまで及ぶ。ここに示されるよう
に、電界線24の角度は、ウェハの端およびペデスタルの
端に接近するにつれ、ますます垂直でなくなる。これら
の垂直でない電界線は、24aで示される。上記のように
プラズマから分離したイオンは電界線にそって進むの
で、ウェハの表面に垂直でない電界線は、ウェハの表面
のエッチングされる構造、例えば穴または開口を非対称
にする。直径が125mmのウェハ上では、このウェハ上に
製造されたチップの40%に影響を与えることがある。
As shown in FIG. 3, the edge of the pedestal causes distortion of the plasma sheath near the wafer and the edge of the pedestal, deflecting the angle of the electric field lines 24 with respect to the surface of the wafer 16 so as to be non-perpendicular. The effect of this distortion extends far from the wafer. As shown here, the angle of the electric field lines 24 becomes less and more vertical as they approach the edge of the wafer and the edge of the pedestal. These non-perpendicular field lines are shown at 24a. As the ions separated from the plasma as described above travel along the electric field lines, the electric field lines that are not perpendicular to the surface of the wafer make the etched structures, such as holes or openings, on the surface of the wafer asymmetric. On a 125 mm diameter wafer, it can affect 40% of the chips manufactured on this wafer.

【0018】この非対称は、図4および図5によってさ
らに明らかに示される。図4および図5は、従来技術の
装置を使用して半導体ウェハの表面にエッチングされた
穴21の走査電子顕微鏡(SEM)写真である。図4は穴21
の断面図であり、図5は同じ穴21の平面図である。この
穴21は、一連のフォトレジストおよび酸化エッチング処
理によって、半導体ウェハ16の表面に作成された。穴21
の底面の中心から垂直に伸びる軸23(図4)に対する非
対称の影響は、第2のエッチング処理の後の図5におけ
る穴21の左側21aにおいて特に顕著である。これらの図
から、ウェハの表面に垂直に引いた線に対して、穴の左
側の壁が右側の壁より大きい角度を形成し、そのために
穴が非対称となっていることが解る。この非対称は、エ
ッチング処理が繰り返されるにつれさらにひどくなる。
This asymmetry is more clearly illustrated by FIGS. FIGS. 4 and 5 are scanning electron microscope (SEM) photographs of holes 21 etched into the surface of a semiconductor wafer using prior art equipment. Figure 4 shows hole 21
5 is a plan view of the same hole 21. FIG. This hole 21 was made in the surface of the semiconductor wafer 16 by a series of photoresist and oxidation etching processes. Hole 21
The effect of the asymmetry on the axis 23 (FIG. 4) extending perpendicularly from the center of the bottom surface is particularly pronounced on the left side 21a of the hole 21 in FIG. 5 after the second etching process. From these figures, it can be seen that the wall on the left side of the hole forms an angle greater than the wall on the right side with respect to a line drawn perpendicular to the surface of the wafer, thereby making the hole asymmetric. This asymmetry becomes more severe as the etching process is repeated.

【0019】図6は、ウェハ26を取り付けられたペデス
タル28の側面断面図である。このペデスタル28は、一意
的な輪30を備えている。図8により詳しく示される輪30
は、セラミックまたはプラスチックのような絶縁性また
は誘電性の材料で形成される。
FIG. 6 is a cross-sectional side view of the pedestal 28 with the wafer 26 mounted thereon. This pedestal 28 has a unique wheel 30. Ring 30 shown in more detail in FIG.
Is formed of an insulating or dielectric material such as ceramic or plastic.

【0020】輪30は、より厚い下部のふち32および、よ
り薄く筒型の上部の壁34を持つ。下部のふち32は、図6
に示されるようにふちが囲むペデスタルのテーパーと適
合するために、図9に示されるようにその直径に沿って
先細になっている。保持クリップが使用される時、輪30
はさらに、ふちの周縁にクリップ20と隣接するように間
をおいて置かれた複数の溝33を備える。
The annulus 30 has a thicker lower edge 32 and a thinner cylindrical upper wall 34. The lower edge 32 is shown in FIG.
9 is tapered along its diameter as shown in FIG. 9 to accommodate the taper of the pedestal that the rim surrounds as shown in FIG. When the retaining clip is used, the ring 30
Further comprises a plurality of grooves 33 spaced around the periphery of the lip adjacent to the clip 20.

【0021】輪を設計する際、壁の高さは、プラズマシ
ースがウェハの全表面にわたって均一であるようにする
ように選択される。壁が高過ぎると、例えば約6cmであ
ると、プラズマシースは同様にゆがめられ輪の効果が失
われる。壁の厚さは、使用される材料の特性を維持しな
がら、できる限り薄くしなければならない。したがっ
て、セラミックのようないくつかの塑型材料はその材料
の特性のために、機械処理されたプラスチックより厚い
壁を必要とすることがある。最後に、壁の内部直径は、
ウェハの端から20mm以上離れず、2.5mm以上近づかない
ことが好ましい。
In designing the annulus, the height of the walls is selected so that the plasma sheath is uniform over the entire surface of the wafer. If the wall is too high, for example, about 6 cm, the plasma sheath will be similarly distorted and lose the ring effect. The wall thickness should be as small as possible, while maintaining the properties of the material used. Thus, some molding materials, such as ceramics, may require thicker walls than machined plastic due to the properties of the material. Finally, the internal diameter of the wall is
It is preferable that the distance from the edge of the wafer is not more than 20 mm and not more than 2.5 mm.

【0022】本発明の好ましい実施例で説明される結果
を達成するために使用される輪は、ゼネラル・エレクト
リック社が販売しているLEXAN(商品名)のポリカーボ
ネート・プラスチックから形成された。アプライド・マ
テリアル社のモデル8310で使用される輪30は、ふち
32の内部直径が14.70cmであり、上部に拡張する壁34の
内部直径が14.45cm、ペデスタル表面18bより上の高さが
1.78cm、厚さが0.508cmである。壁34の内部直径は、下
部のふちの内部直径より小さく、下部のふち32の内部表
面に被さりペデスタル28の端を覆うことに留意する必要
がある。溝33は、高さ1.70cm幅2.54cmで、溝の頂点はふ
ちと壁の境界で終わる。これらの溝33は、ペデスタルの
表面にウェハを挿入したり置いたりそこから取り除いた
りするために開かれる保持クリップ20を自由に動かせる
ようにする。保持クリップを使用しない他の装置を使用
する場合、これらの開口は必要でないことに注意された
い。125mmウェハと共に使用される時、輪30は、図7に
示されるように全ウェハ表面のすべての電界線36がウェ
ハ表面に本質的に垂直であるように、電界を変える。
The wheels used to achieve the results described in the preferred embodiment of the present invention were formed from LEXAN ™ polycarbonate plastic sold by General Electric. The wheel 30 used in Applied Materials Model 8310 is
32 has an internal diameter of 14.70 cm, the wall 34 extending upward has an internal diameter of 14.45 cm, and a height above the pedestal surface 18 b.
It is 1.78cm and 0.508cm thick. It should be noted that the inner diameter of the wall 34 is smaller than the inner diameter of the lower rim and covers the inner surface of the lower rim 32 and covers the edge of the pedestal 28. Groove 33 is 1.70 cm high and 2.54 cm wide, with the top of the groove ending at the border of the rim and the wall. These grooves 33 allow the retaining clips 20 that are opened to insert, place and remove wafers from the surface of the pedestal to move freely. Note that when using other devices that do not use retaining clips, these openings are not required. When used with a 125 mm wafer, the annulus 30 changes the electric field such that all electric field lines 36 on the entire wafer surface are essentially perpendicular to the wafer surface as shown in FIG.

【0023】再び図6および図7に参照し、輪30がある
ことによって変更されたプラズマシース38をさらに説明
する。図7は特に、プラズマシース38の輪30と接触する
部分とペデスタル28の間の電界線36が、ウェハの端の領
域において、輪30によってどのように変更されるかを示
す。図7において、輪30特にその上部の壁34がプラズマ
シース38を変更すること、すなわち、ペデスタルの端に
おいてシースが下向きに曲がることを防ぐことによっ
て、プラズマシース38を全ウェハ表面にわたって本質的
に平らにしていることが解る。したがって輪30は本質的
に、ペデスタルの端によってプラズマシース38および電
界線36に及ぼされる影響を排除する。ペデスタルの端の
影響をこのように変更することによって、ウェハの端に
おける電界線36が、ウェハの表面に対して本質的に垂直
な方向をとるようになる。このことは、輪30が効果的に
ペデスタルの端の影響をなくし、プラズマシースが全ウ
ェハ表面にわたって本質的に平らなままであるよう強制
することにより、起こる。ウェハの直径がペデスタルの
直径より小さいので、シースとペデスタルの表面の間の
高さにわずかな差が生じ、プラズマシースは輪30の壁34
に沿って上昇し始める前にわずかに下降する。しかしこ
の下降は、ウェハの表面に形成された構造の対称にはた
いして影響しない。というのは上記のように、プラズマ
から分離したイオンは電界線に沿って進むので、垂直で
ない電界線36に続くどのイオンもウェハの端から遠ざけ
られ、ウェハの表面でエッチングされる構造の非対称を
起こさないからである。
Referring again to FIGS. 6 and 7, the plasma sheath 38 modified by the presence of the annulus 30 will be further described. FIG. 7 shows, in particular, how the electric field lines 36 between the part of the plasma sheath 38 in contact with the ring 30 and the pedestal 28 are modified by the ring 30 in the region of the edge of the wafer. In FIG. 7, the plasma sheath 38 is essentially flattened over the entire wafer surface by the annulus 30, especially its upper wall 34, altering the plasma sheath 38, ie, preventing the sheath from bending downward at the end of the pedestal. You can see that Thus, the annulus 30 essentially eliminates the effects exerted on the plasma sheath 38 and the electric field lines 36 by the end of the pedestal. This modification of the effect of the edge of the pedestal causes the electric field lines 36 at the edge of the wafer to take a direction essentially perpendicular to the surface of the wafer. This occurs because the annulus 30 effectively eliminates the effects of the pedestal edge and forces the plasma sheath to remain essentially flat over the entire wafer surface. Since the diameter of the wafer is smaller than the diameter of the pedestal, there is a slight difference in height between the sheath and the surface of the pedestal, and the plasma sheath is
Slightly descend before starting to rise along. However, this drop does not significantly affect the symmetry of the structure formed on the surface of the wafer. Because, as described above, ions separated from the plasma travel along the electric field lines, any ions following the non-perpendicular electric field lines 36 are kept away from the edge of the wafer, reducing the asymmetry of the structure etched at the wafer surface. Because it does not wake up.

【0024】対称な構造、すなわち輪30を使用して半導
体ウェハの表面に形成された穴が、半導体ウェハ26の表
面にエッチングされた穴40の写真である図10および図
11に示される。図10は穴の断面図であり、図11は
同じ穴の平面図である。この穴は、図4および図5に示
される非対称な穴21を形成するために行ったものと全く
同じ処理および工程で、半導体ウェハの同じ領域にエッ
チングされたものである。図10および図11で穴の中
央からウェハの表面に垂直に伸びる軸23と比較すると、
非対称を排除する輪30の効果は明らかである。したがっ
て、すべての壁がウェハの表面に垂直に引かれた線に関
して同じ角度であることが明らかである。
The holes formed in the surface of the semiconductor wafer using the symmetrical structure, ie, ring 30, are shown in FIGS. 10 and 11, which are photographs of holes 40 etched in the surface of semiconductor wafer 26. FIG. 10 is a sectional view of the hole, and FIG. 11 is a plan view of the same hole. This hole has been etched into the same region of the semiconductor wafer with exactly the same processing and steps that were performed to form the asymmetric hole 21 shown in FIGS. Compared to the axis 23 extending perpendicularly to the surface of the wafer from the center of the hole in FIGS.
The effect of the ring 30 in eliminating asymmetry is clear. Thus, it is clear that all walls are at the same angle with respect to a line drawn perpendicular to the surface of the wafer.

【0025】好ましい実施例がウェハの表面に穴をエッ
チングすることに関して記述されたけれども、部品の表
面から突出するあるいは陥没する他の構造を残すため
に、適当な部品の表面をエッチングすることもできるこ
とに留意する必要がある。このように形成された構造
は、部品の表面に垂直に引かれた軸に対して同じ角度で
ある壁を持つ。
Although the preferred embodiment has been described with reference to etching holes in the surface of the wafer, it is also possible to etch the surface of a suitable component to leave other structures protruding or sinking from the surface of the component. It is necessary to keep in mind. The structure thus formed has walls that are at the same angle to an axis drawn perpendicular to the surface of the part.

【0026】したがって、プラズマまたはRIEエッチン
グ装置において輪30を使用することによって、エッチン
グ装置中の位置あるいは部品表面上の構造の位置に関係
なく、部品の表面または部品の中の構造の対称なエッチ
ングが得られる。
Thus, by using an annulus 30 in a plasma or RIE etcher, the symmetrical etching of the surface of the component or the structure within the component, regardless of the location in the etcher or the location of the structure on the component surface, is achieved. can get.

【0027】この対称性は、輪の中のプラズマシースの
ひずみを排除することによって、輪30が部品表面に対し
てプラズマシースを均一にすることにより、達成され
る。
This symmetry is achieved by eliminating the distortion of the plasma sheath within the annulus, whereby the annulus 30 makes the plasma sheath uniform with respect to the component surface.

【0028】以上バッチ型エッチング装置に関して記述
してきたが、輪はまた、単一ウェハ・エッチング装置ま
たは異なる機械構成のペデスタルを持つエッチング装置
においても使用することもできることが、理解されるで
あろう。このような他の環境において、輪30の下部のふ
ち32がペデスタルの機械構成に適合し、壁34がペデスタ
ルの端に重なることが好ましい。
Although described above with reference to a batch etcher, it will be appreciated that the wheel can also be used in a single wafer etcher or an etcher with a pedestal of a different mechanical configuration. In such other circumstances, it is preferred that the lower edge 32 of the wheel 30 be adapted to the mechanical configuration of the pedestal and the wall 34 overlap the edge of the pedestal.

【0029】図12は、輪がどのようにウェハ26の表面
にわたる様々な場所で処理ガスを変化させることがある
かを詳細に示している。輪30があるために、等圧線50に
よって示される処理ガスは輪の内部表面から離れて動
く。その結果処理ガスは輪の上部の端の上に上昇するよ
うに見え、ウェハの周縁26a上に、処理ガスが減少する
領域つまり上記のガス枯渇領域である、リング領域51を
生成する。ウェハの中央の処理ガスは、ウェハ表面と近
接し強さも変わらない。これにより、ウェハ26の中央表
面は、ガス枯渇領域下にあるウェハの周縁でのエッチン
グ率とは異なる率でエッチングされる。このエッチング
の差は、特に図13に示される。図13において、線52
は、輪30がペデスタル28およびウェハ26を囲み、本発明
が使用されていない時の、ウェハ表面にわたるエッチン
グ率を示している。図13から、ウェハの中央のフィル
ムは、深さ15,600オングストロームに均一にエッチング
されるが、ウェハの周縁におけるエッチングの量は15,3
00オングストロームに減っていることが解る。ウェハの
周縁のエッチング量のこの減少が、図14と15を比較
するとわかるような、エッチングされた開口の壁の傾斜
の違いを引き起こすのである。
FIG. 12 shows in detail how the annulus may change the process gas at various locations across the surface of the wafer 26. Because of the annulus 30, the process gas, represented by the isobar 50, moves away from the interior surface of the annulus. As a result, the process gas appears to rise above the upper edge of the loop, creating a ring region 51 on the wafer periphery 26a, where the process gas is depleted or gas depleted as described above. The processing gas at the center of the wafer is close to the wafer surface and the strength is unchanged. As a result, the central surface of the wafer 26 is etched at a rate different from the etching rate at the periphery of the wafer under the gas depleted area. This etching difference is particularly shown in FIG. In FIG. 13, line 52
Shows the etch rate across the wafer surface when the annulus 30 surrounds the pedestal 28 and the wafer 26 and the present invention is not used. From FIG. 13, the film at the center of the wafer is uniformly etched to a depth of 15,600 angstroms, but the amount of etching at the periphery of the wafer is 15,3
It can be seen that it has been reduced to 00 angstroms. This reduction in the amount of wafer edge etching causes a difference in the slope of the wall of the etched opening, as can be seen by comparing FIGS.

【0030】図14は、ウェハの中央でエッチングされ
た構造、例えば穴61の実際の写真であり、図15は、ウ
ェハの周縁における輪30に隣接するガス枯渇領域51にお
いてエッチングされた同じ型の構造例えば穴62の写真で
ある。図14と15をさっと比較しただけでも、エッチ
ングされた穴61の壁61Aと穴62の壁62Aの傾斜との違いが
解る。このように、上記のように輪30の存在は、ペデス
タルの端によって誘発されるプラズマシース38および電
界線36における影響を本質的排除し、穴を対称にする
が、同時に、ウェハの周縁の表面におけるエッチング量
を変化させ、それにより、穴61および62の壁の傾斜の相
違を引き起こす。
FIG. 14 is an actual photograph of a structure etched in the center of the wafer, for example, a hole 61, and FIG. 15 is the same type etched in a gas-depleted region 51 adjacent to the annulus 30 at the periphery of the wafer. It is a photograph of a structure, for example, a hole 62. A quick comparison of FIGS. 14 and 15 reveals the difference between the etched wall 61A of hole 61 and the slope of wall 62A of hole 62. Thus, as described above, the presence of the annulus 30 essentially eliminates the effects on the plasma sheath 38 and the electric field lines 36 induced by the edge of the pedestal, making the holes symmetrical, but at the same time, the peripheral surface of the wafer. , Thereby causing a difference in the slope of the walls of the holes 61 and 62.

【0031】本発明者は、ガス枯渇領域51に、選択され
たガスの制御された量を選択された率で導入することに
よって、ガス枯渇領域51の影響を克服することができ、
輪30があってもウェハの周縁でのエッチングを増やすこ
とができることを発見した。エッチングのこの増加は、
図13に点線53で示されるように、線52の端を上向きに
する。
The inventor has been able to overcome the effects of the gas depletion region 51 by introducing a controlled amount of the selected gas into the gas depletion region 51 at a selected rate;
It has been discovered that the ring 30 can increase the etching at the periphery of the wafer. This increase in etching
As shown by the dotted line 53 in FIG. 13, the end of the line 52 is directed upward.

【0032】特に本発明者は、図16および17に示さ
れるように、ペデスタル28の中央軸にそって中央オリフ
ィス(穴)54をわたし、高圧ガス供給源55をオリフィス
54に接続することによって、ペデスタル16を変更した。
このオリフィス54は、ペデスタルの上部表面28aで、ペ
デスタルの表面にわたって延び、殆どウェハ26の周縁26
aにまで及ぶ、複数の放射状の溝56と結合する。
In particular, the inventor has shown a central orifice (hole) 54 along the central axis of pedestal 28 and a high pressure gas supply 55 as shown in FIGS.
Modified pedestal 16 by connecting to 54.
This orifice 54 extends over the surface of the pedestal at the upper surface 28a of the pedestal and almost
Combines with a plurality of radial grooves 56, extending to a.

【0033】選択されたガスは、処理ガスでなければな
らず、ウェハとペデスタル間の流れを最大にするため
に、理想的には小さい分子を持つ。流率は、エッチング
される構造の構成を最適化するために流れを変えること
によって選択され、ウェハの中央および端におけるター
ゲット・フィルムの除去を分析することによって特徴づ
けられる。
The gas selected must be a process gas, ideally with small molecules to maximize flow between the wafer and the pedestal. The flow rate is selected by changing the flow to optimize the configuration of the structure being etched, and is characterized by analyzing the removal of the target film at the center and edge of the wafer.

【0034】エッチング処理が、ウェハの表面に穴をエ
ッチングするのにCHF3とO2の混合ガスを必要とする時、
本発明者は、圧力室内で使用される全酸素流の10〜75パ
ーセントの率で、酸素をオリフィス54および溝56を通し
て注入すると、酸素は、ガス枯渇領域51におけるガスの
枯渇を克服するのに十分な率で、ガス枯渇領域51に導入
されることを発見した。この結果、ウェハの端における
除去は、図13において点線53によって示されるレベル
にまで増加する。実際に行われた特定の例において、ウ
ェハの周縁におけるエッチング量は、15,300から15,700
オングストロームに増加した。ウェハの周縁における開
口のエッチングがこのように増加すると、周縁における
穴の壁の傾斜が、ウェハの中央でエッチングされた穴の
壁の傾斜と一致するようになる。この一致は、図14、
15および18を比較することによって解る。図18
は、本発明に教示されるように枯渇領域に付加ガスを供
給した時に形成された、ウェハの周縁でエッチングされ
た同じ型の構造例えば穴63を示す。図14と18を比較
すると、穴61および63の壁の傾斜が同じであることが解
る。
When the etching process requires a mixed gas of CHF 3 and O 2 to etch holes in the surface of the wafer,
The inventor has noted that when oxygen is injected through the orifice 54 and the groove 56 at a rate of 10-75 percent of the total oxygen flow used in the pressure chamber, oxygen can overcome the gas depletion in the gas depletion region 51. It has been found that it is introduced into the gas depletion zone 51 at a sufficient rate. As a result, removal at the edge of the wafer increases to the level indicated by dashed line 53 in FIG. In the specific example actually performed, the amount of etching at the periphery of the wafer was between 15,300 and 15,700
Angstrom increased. With this increase in the etching of the opening at the periphery of the wafer, the slope of the hole wall at the periphery will match the slope of the hole wall etched at the center of the wafer. This match is shown in FIG.
It can be seen by comparing 15 and 18. FIG.
Shows the same type of structure, eg, hole 63, etched at the periphery of the wafer formed when an additional gas is supplied to the depleted area as taught in the present invention. 14 and 18, it can be seen that the walls of holes 61 and 63 have the same slope.

【0035】したがって本発明は、ウェハの周縁のガス
の量を制御することによって、開口の対称を訂正するた
めに輪が使用されていても、ウェハの全表面にわたって
均一な壁傾斜をもつ開口を形成することができることを
教示する。
Thus, the present invention provides an aperture having a uniform wall slope over the entire surface of the wafer, even though a loop is used to correct the symmetry of the aperture by controlling the amount of gas at the periphery of the wafer. It teaches that it can be formed.

【0036】図19は、ガスをウェハの周縁に導入する
ための異なる技術を示している。この図において、ペデ
スタル28は、輪30の内側でウェハ26の外側の円周上に複
数のオリフィス65を備え、これらのオリフィス65は高圧
ガス供給源66に接続している。
FIG. 19 illustrates a different technique for introducing gas to the periphery of the wafer. In this figure, the pedestal 28 has a plurality of orifices 65 on the circumference inside the annulus 30 and outside the wafer 26, which orifices 65 are connected to a high pressure gas supply 66.

【0037】好ましい実施例がウェハ表面に穴をエッチ
ングする処理に関して記述されたけれども、本発明はま
た、適当な部品の表面をエッチングして、部品の表面か
ら突出するあるいは陥没する他の構造を残すために使用
することができる。本発明を使用することによって、形
成された構造は、本質的に同じ傾斜である壁を持つ。
Although the preferred embodiment has been described with reference to the process of etching holes in the wafer surface, the present invention also etches the surface of suitable components, leaving other structures protruding or sinking from the component surfaces. Can be used for By using the present invention, the structure formed has essentially the same sloped walls.

【0038】したがって本発明は、プラズマあるいはRI
Eエッチング装置において、輪30を使用し、ウェハの周
縁および輪に隣接する領域に付加ガスを供給することに
よって、構造の対称なエッチングを得ることができ、各
構造は、エッチャーにおける部品の位置や部品表面上の
構造の位置に関係なく、同じ量エッチングされることを
教示する。
Therefore, the present invention relates to plasma or RI
In the E etching apparatus, a symmetrical etching of the structure can be obtained by using the ring 30 and supplying an additional gas to the periphery of the wafer and a region adjacent to the ring, and each structure can be obtained by arranging the position of the component in the etcher or the like. It teaches that the same amount is etched regardless of the position of the structure on the component surface.

【0039】本発明は、導入ガスとして酸素を使用して
記述されたが、処理ガスあるいはその成分と同一の混合
ガスを使用することができることが理解されるであろ
う。
Although the invention has been described using oxygen as the inlet gas, it will be appreciated that the same gas mixture as the process gas or its components may be used.

【0040】さらに、上記の中央のオリフィスおよび溝
とは異なる他の手段を、ガス枯渇領域51にガスを導入す
るために使用することができることも理解されるであろ
う。例えばガスは、輪自身を通して導入されてもよい
し、あるいはウェハの表面に上からシャワーのように浴
びせてもよい。これらの他の手段の2つとも、もちろ
ん、異なるガス圧力あるいはガス流を必要としてもよ
い。
It will further be appreciated that other means than the central orifices and grooves described above can be used to introduce gas into the gas depletion region 51. For example, the gas may be introduced through the wheel itself, or it may be showered over the surface of the wafer from above. Both of these other means may, of course, require different gas pressures or gas flows.

【0041】本発明は特に好ましい実施例に関して記述
されたが、この分野の技術者は以上の記述から、本発明
の主旨および有効範囲から外れることなく、容易に形式
および詳細における変更を行うことができることが理解
されるであろう。
Although the present invention has been described in terms of a particularly preferred embodiment, those skilled in the art will readily appreciate from the foregoing description that changes in form and detail can be readily made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood that it is possible.

【0042】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 (1)エッチングされる製品を保持するための電極であ
って、選択された直径および、予め選択された位置でエ
ッチングされるように上記ウェハを保持する端を持つ表
面を有する、上記電極上に取り付けられた環状のペデス
タルと、上記ペデスタルに取り付けられた、絶縁材料か
らなる輪と、上記プラズマの成分ガスを上記ウェハの周
縁に導入する手段と、を備え、上記輪が、プラズマと上
記ウェハ間のすべての電気力線が上記ウェハの表面に実
質的に垂直になるように選択された高さおよび幅を持
ち、上記プラズマから分離したイオンの方向が、上記イ
オンによって上記ウェハのすべての領域に形成される構
造が、上記構造の中心における上記ウェハの表面に垂直
な軸に対して実質的に対称になるよう制御されることを
特徴とする、プラズマ・エッチング・ツール。 (2)ウェハの周縁にガスを導入する上記手段が、上記
ガスのための源と上記ウェハの下にある複数の溝を接続
する1つのオリフィスを含む、(1)に記載のツール。 (3)上記オリフィスに導入される処理ガスの割合が、
上記ツールに導入される処理ガスの全流れの10パーセ
ントから75パーセントである、(2)に記載のツー
ル。 (4)プラズマ・エッチング・ツール中の部品に衝突す
る電気力線を変更する方法であって、選択された直径お
よび端のある表面を持つ環状のペデスタルを、上記ツー
ルの電極に取付けるステップと、上記ペデスタルの表面
上のあらかじめ選択された位置でエッチングされるよう
に周縁のあるウェハを支持するステップと、絶縁材料か
らなる輪を上記ペデスタルに取付け、プラズマと上記ウ
ェハ間の全ての電気力線が上記ウェハの表面に実質的に
垂直になるようにし、プラズマから分離するイオンの方
向を制御してイオンによって上記ウェハの全ての領域に
形成される構造が、上記構造の中央から上記ウェハの表
面に対して垂直に伸びる軸に対して実質的に対称となる
ようにするステップと、選択されたガスを上記ツールに
導入し、上記ガスからプラズマを形成するステップと、
上記選択されたガスの成分ガスを、上記輪に隣接する上
記ウェハの周縁に導入するステップと、を含む方法。 (5)上記ウェハの周縁の上記ガスが、上記ガスのため
の源と上記ウェハの下の複数の溝との間にある1つのオ
リフィスから導入される、(4)に記載の方法。
In summary, the following items are disclosed regarding the configuration of the present invention. (1) On an electrode for holding a product to be etched, the electrode having a surface having a selected diameter and an edge for holding the wafer to be etched at a preselected location. An annular pedestal attached to the pedestal, a ring made of an insulating material attached to the pedestal, and a unit for introducing a component gas of the plasma to a periphery of the wafer; Has a height and width selected such that all lines of electric force are substantially perpendicular to the surface of the wafer, and the direction of ions separated from the plasma is directed by the ions to all regions of the wafer. The structure formed is controlled to be substantially symmetrical about an axis perpendicular to the surface of the wafer at the center of the structure. Etch tool. (2) The tool according to (1), wherein the means for introducing a gas to the periphery of the wafer includes an orifice connecting a source for the gas and a plurality of grooves under the wafer. (3) The ratio of the processing gas introduced into the orifice is
The tool of (2), wherein the tool is between 10 percent and 75 percent of the total flow of process gas introduced into the tool. (4) A method of altering lines of electric force impinging on a component in a plasma etching tool, the method comprising: attaching an annular pedestal having a selected diameter and an end surface to an electrode of the tool; Supporting a perimeter wafer to be etched at a preselected location on the surface of the pedestal; attaching a loop of insulating material to the pedestal; all lines of electric force between the plasma and the wafer are The structure formed in all regions of the wafer by controlling the direction of ions separated from the plasma so as to be substantially perpendicular to the surface of the wafer from the center of the structure to the surface of the wafer Substantially symmetrical with respect to an axis extending perpendicular to the tool; introducing the selected gas into the tool; Forming a Luo plasma,
Introducing a component gas of the selected gas to a periphery of the wafer adjacent the annulus. (5) The method according to (4), wherein the gas at the periphery of the wafer is introduced from one orifice between a source for the gas and a plurality of grooves under the wafer.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、プラズマ・エッチング装置中でエッチングさ
れるウェハの、エッチングの均一性および対称性を改善
することができる。
As described above, according to the present invention, the uniformity and symmetry of etching of a wafer to be etched in a plasma etching apparatus can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】バッチ・エッチング装置全体の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an entire batch etching apparatus.

【図2】クリップによってウェハを固定した、図1の装
置の中で使用されるウェハ保持ペデスタルの平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a wafer holding pedestal used in the apparatus of FIG. 1 with the wafer secured by clips.

【図3】プラズマシースがペデスタルを囲み、電界線が
シースとウェハの間にのびる、図1の装置の中で使用さ
れるウェハ支持ペデスタルの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the wafer support pedestal used in the apparatus of FIG. 1 with a plasma sheath surrounding the pedestal and electric field lines extending between the sheath and the wafer.

【図4】ウェハが図2および図3に示されるペデスタル
に置かれた時のウェハの表面にエッチングされた構造、
つまり穴の断面の電子顕微鏡(SEM)写真である。
FIG. 4 shows the structure etched on the surface of the wafer when the wafer is placed on the pedestal shown in FIGS. 2 and 3;
That is, it is an electron microscope (SEM) photograph of the cross section of the hole.

【図5】図4のエッチングされた穴の平面の電子顕微鏡
(SEM)写真である。
FIG. 5 is an electron microscope (SEM) photograph of a plane of the etched hole of FIG. 4;

【図6】図1の装置の中で使用される、輪を追加したウ
ェハ保持ペデスタルの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a wafer holding pedestal with an additional wheel used in the apparatus of FIG. 1;

【図7】ペデスタルに輪を取り付けることによってどの
ように電界線およびプラズマシースが変更されるかを示
す、図6の部分拡大図である。
FIG. 7 is a partial enlarged view of FIG. 6, showing how attaching the hoop to the pedestal changes the electric field lines and the plasma sheath.

【図8】輪の等大図である。FIG. 8 is an isometric view of a loop.

【図9】使用される装置のペデスタルに適応するために
輪がどのように先細になっているかを示す、本発明によ
る輪の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a hoop according to the invention showing how the hoop tapers to accommodate the pedestal of the device used.

【図10】図1のエッチング装置の中で使用されるペデ
スタルに図6および図7に示されるのように輪を取り付
けた時の、ウェハの表面にエッチングされた構造、つま
り穴の断面の電子顕微鏡(SEM)写真である。
FIG. 10 shows a structure etched on the surface of a wafer when a ring is attached to a pedestal used in the etching apparatus of FIG. 1 as shown in FIGS. It is a microscope (SEM) photograph.

【図11】図10のエッチングされた穴の平面の電子顕
微鏡(SEM)写真である。
FIG. 11 is an electron microscope (SEM) photograph of the plane of the etched hole of FIG.

【図12】処理ガスの分配の変化および輪によって誘発
されたガス枯渇領域の生成を示す、輪の追加によって変
更された図1の装置で使用されるウェハ支持ペデスタル
の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the wafer support pedestal used in the apparatus of FIG. 1 modified by the addition of a hoop, showing a change in process gas distribution and the creation of a hue-induced gas depletion zone.

【図13】表面の材料のエッチングが、輪および結果と
して生ずるガス枯渇領域によってどのように変化するか
を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing how the etching of the surface material varies with the ring and the resulting gas depleted region.

【図14】ウェハが図12に示される輪に囲まれたペデ
スタル上に置かれた時の、ウェハ表面の中央でエッチン
グされた構造すなわち穴の断面の電子顕微鏡(SEM)
写真である。
FIG. 14 is an electron microscope (SEM) of a cross-section of the etched structure or hole in the center of the wafer surface when the wafer is placed on the looped pedestal shown in FIG.
It is a photograph.

【図15】ウェハが図12に示される輪に囲まれたペデ
スタル上に置かれた時の、ウェハ表面の周縁でエッチン
グされた構造すなわち穴の断面の電子顕微鏡(SEM)
写真である。
FIG. 15 is an electron microscope (SEM) of the cross-section of the etched structure or hole at the periphery of the wafer surface when the wafer is placed on the looped pedestal shown in FIG.
It is a photograph.

【図16】図12に示されるウェハの端のガス枯渇領域
にガスを導入するために変更されたペデスタルの平面図
である。
16 is a plan view of a pedestal modified to introduce gas into a gas depleted region at the edge of the wafer shown in FIG.

【図17】図16のペデスタルの断面図である。FIG. 17 is a sectional view of the pedestal of FIG. 16;

【図18】ウェハが、図12に示される輪に囲まれたペ
デスタル上に置かれ、本発明が教示するように付加ガス
を提供した時の、ウェハ表面の周縁でエッチングされた
構造すなわち穴の断面の電子顕微鏡(SEM)写真であ
る。
FIG. 18 shows a structure or hole etched at the periphery of the wafer surface when the wafer is placed on the looped pedestal shown in FIG. 12 and provided with an additional gas as taught by the present invention. It is an electron microscope (SEM) photograph of a cross section.

【図19】ガスを図13に示されるガス枯渇領域に導入
する他の方法を示す図である。
FIG. 19 is a view showing another method of introducing gas into the gas depletion region shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 圧力室 12 陽極 14 陰極 16、26 ウェハ 17 高周波電源 18、28 ペデスタル 20 保持クリップ 22、38 プラズマシース 24、36 電界線 30 輪 32 ふち 33 溝 34 壁 50 等圧線 51 ガス枯渇領域 54 オリフィス 55、66 高圧ガス供給源 56、65 溝 61、62、63 穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pressure chamber 12 Anode 14 Cathode 16, 26 Wafer 17 High-frequency power supply 18, 28 Pedestal 20 Holding clip 22, 38 Plasma sheath 24, 36 Electric field line 30 Wheel 32 Edge 33 Groove 34 Wall 50 Isobar 51 Gas depleted area 54 Orifice 55, 66 High pressure gas supply source 56, 65 Groove 61, 62, 63 hole

フロントページの続き (72)発明者 ディン・ダン アメリカ合衆国05452バーモント州エセ ックスジャンクション、アスペン・ドラ イブ 26 (72)発明者 ジェイムス・ジョージ・マイケル アメリカ合衆国05401バーモント州バー リングトン、パイン・ストリート 500 アパートメント 3エフ (72)発明者 ティモシー・エドワード・ネアリ アメリカ合衆国05452バーモント州エセ ックスジャンクション、マーガレット・ ストリート 34 (72)発明者 ポール・ウィリアム・パステル アメリカ合衆国05452バーモント州エセ ックスジャンクション、エセックス・ハ イランズ 18 (72)発明者 シルビア・ローズ・レイベル・トゥスレ イ アメリカ合衆国05403バーモント州サウ スバーリングトン、スペア・ストリート 112 (72)発明者 アーサー・クリフォード・ウィンスロー アメリカ合衆国05452バーモント州エセ ックスジャンクション、クローバー・ド ライブ 48 (56)参考文献 特開 昭60−57936(JP,A) 特開 昭59−66120(JP,A) 特開 昭63−16625(JP,A) 特開 平1−115122(JP,A) 実開 昭59−89534(JP,U) 実開 平3−13733(JP,U) 実開 昭58−77043(JP,U)Continued on the front page (72) Inventor Din Dunn United States 05452 Aspen Drive, Essex Junction, Vermont 26 (72) Inventor James George Michael United States 05401 Pine Street 500 Burlington, Vermont 500 Apartment 3 Eff (72) Inventor Timothy Edward Neari, Margaret Street 34, Essex Junction, Vermont, United States 05452 United States 05452 Inventor Paul William Pastel, Essex Junction, Essex Junction, Vermont United States 05452, United States 18 (72) Inventor Sylvia Rose Labelle Tolley United States 05403 Spare Street, South Burlington, Vermont 112 (72) Inventor Arthur Clifford Winslow Amelie Clover Drive, Essex Junction, Vert., United States of America, 05452 48 (56) references A) JP-A-1-115122 (JP, A) JP-A-59-89534 (JP, U) JP-A-3-13733 (JP, U) JP-A-58-77043 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ウエハをプラズマ・エッチング・ツールに
より加工するウエハ加工方法であって、 円形のペデスタルを電極上に装着し、 上記ウエハを上記ペデスタル上に装着し、 プラズマから上記ウエハに至る電界の方向が該ウエハの
表面に垂直な方向となり、上記プラズマからのイオンに
より上記ウエハの表面に亘って形成される全ての開口の
それぞれが、上記ウエハの表面に垂直な中心軸の周りで
対称的に形成されるように、上記ウエハを取り囲むよう
に上記ペデスタルに電気的絶縁材料の輪部材を装着し、 上記開口を形成するための処理ガスを上記プラズマ・エ
ッチング・ツール内に導入して上記プラズマを形成し、 上記ウエハの表面のうち上記輪部材に隣接する周辺部に
おける上記処理ガスの枯渇を補うために、ガス供給源か
ら上記ペデスタルに設けた供給路を介して上記周辺部に
上記処理ガスを供給することを含むウエハ加工方法。
1. A wafer processing method for processing a wafer with a plasma etching tool, comprising: mounting a circular pedestal on an electrode; mounting the wafer on the pedestal; and controlling an electric field from plasma to the wafer. The direction is perpendicular to the surface of the wafer, and each of the openings formed across the surface of the wafer by ions from the plasma is symmetrically about a central axis perpendicular to the surface of the wafer. A ring member of an electrically insulating material is mounted on the pedestal so as to surround the wafer to be formed, and a processing gas for forming the opening is introduced into the plasma etching tool to generate the plasma. In order to compensate for the depletion of the processing gas in a peripheral portion of the surface of the wafer adjacent to the ring member, an upper portion is formed from a gas supply source. Wafer processing method comprising supplying the processing gas into the periphery through the supply passage provided in the pedestal.
【請求項2】上記ペデスタルには、該ペデスタルの中央
部に設けられたオリフィス及び該オリフィスに連通して
放射状に延びる溝が設けられており、上記オリフィスに
上記ガス供給源が接続されていることを特徴とする請求
項1に記載のウエハ加工方法。
2. The pedestal is provided with an orifice provided at the center of the pedestal and a groove extending radially in communication with the orifice, and the gas supply source is connected to the orifice. The wafer processing method according to claim 1, wherein:
【請求項3】上記ペデスタルのうち上記ウエハの周辺部
に隣接する箇所に複数の貫通オリフィスが設けられ、上
記ガス供給源から上記貫通オリフィスに上記処理ガスが
供給されることを特徴とする請求項1に記載のウエハ加
工方法。
3. The pedestal, wherein a plurality of through orifices are provided at locations adjacent to a peripheral portion of the wafer, and the processing gas is supplied from the gas supply source to the through orifices. 2. The wafer processing method according to 1.
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