(57)【要約】【課題】ウエハの表面の外周端部について、処理ガスの流量流速を良好に制御する。【解決手段】本発明の半導体製造装置１は、チャンバー２と、上部電極４と、下部電極７と、下部電極７の外周部を覆うと共に下方へ延びるように設けられた筒状の電極カバー１０と、電極カバー１０の外周部と設定間隔をおくように設けられた筒状の第１カバー１１と、チャンバー２内に処理ガスを供給するものであって上方からウエハ８に向かって処理ガスを供給する第１供給手段と、チャンバー２内のガスを排気するものであって第１カバー１１の外周面とチャンバー２の内面との間の通路を下方に向けて通るように排気する第１排気手段と、チャンバー２内のガスを局所的に急排気するものであって電極カバー１０の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を下方に向けて通るように排気する第２排気手段とを備えたものである。【選択図】図１
2010027901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
前記チャンバー内の上部に設けられた上部電極と、
前記チャンバー内に設けられ、ウエハを載置保持する下部電極と、
前記下部電極の外周部を覆うと共に下方へ延びるように設けられた筒状の電極カバーと、
前記電極カバーの外周部と設定間隔をおくように設けられた筒状の第１カバーと、
前記チャンバー内に処理ガスを供給するものであって、上方から前記ウエハに向かって前記処理ガスを供給する第１供給手段と、
前記チャンバー内のガスを排気するものであって、前記第１カバーの外周面と前記チャンバーの内面との間の通路を下方に向けて通るように排気する第１排気手段と、
前記チャンバー内のガスを局所的に急排気するものであって、前記電極カバーの外周面と前記第１カバーの内周面との間の通路を下方に向けて通るように排気する第２排気手段とを備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記第１カバーの外周部と設定間隔をおくように設けられた筒状の第２カバーと、
前記チャンバー内にガスを供給するものであって、前記第１カバーの外周面と前記チャンバーの内面との間の通路を上方に向けて通るようにガスを供給する第２供給手段とを備え、
前記第１排気手段は、前記第２カバーの外周面と前記チャンバーの内面との間の通路を通して排気するように構成され、
前記第２排気手段は、前記第１カバーの外周面と前記第２カバーの内周面との間の通路を通して排気するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体製造装置は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置であることを特徴とするＲＩＥ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハの表面にドライエッチングしたり、ウエハの表面にＣＶＤ法により膜を形成したりする半導体製造装置およびＲＩＥ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライエッチング装置の一例としてのＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置は、チャンバーと、チャンバー内の上部に設けられた上部電極と、チャンバー内に設けられウエハを載置保持する下部電極とを備えている。この装置の場合、プロセスガス（処理ガス）は、チャンバーの上壁部に設けられたガス供給口から上部電極に形成された貫通孔を通してチャンバー内に供給され、上方からウエハに向かって供給される。そして、チャンバー内のガスは、ウエハ及び下部電極の外周部とチャンバーの内面との間を下方に向けて通り、チャンバーも周壁部の下部に設けられた排気口から外部へ排気されるように構成されている。
【０００３】
上記構成のＲＩＥ装置によれば、プロセスガスがウエハの表面の大部分を良好に流れるようにその流量流速を制御することが可能である。しかし、上記構成の場合、ウエハの表面の外周端部については、プロセスガスの流量流速の制御が困難であり、良好なエッチング加工を行なうことができなかった。これに対して、近年、微細化、高集積化、低コスト化が進み、ウエハから有効チップをできるだけ多く取り出すことが要請されている。このため、ウエハの表面の外周端部についても、プロセスガスの流量流速を制御可能にして、良好なエッチング加工を実行できるようにすることが求められている。尚、ウエハの表面のほぼ全体について、プロセスガスの流量流速を制御可能した構成の一例を、特許文献１に示す。しかし、この特許文献１に記載された構成であっても、ウエハの表面の外周端部については、プロセスガスの流量流速を良好に制御することが困難であった。
【特許文献１】特開２００６−１６５１７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ウエハの表面の外周端部について、処理ガスの流量流速を良好に制御可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体製造装置は、チャンバーと、前記チャンバー内の上部に設けられた上部電極と、前記チャンバー内に設けられ、ウエハを載置保持する下部電極と、前記下部電極の外周部を覆うと共に下方へ延びるように設けられた筒状の電極カバーと、前記電極カバーの外周部と設定間隔をおくように設けられた筒状の第１カバーと、前記チャンバー内に処理ガスを供給するものであって、上方から前記ウエハに向かって前記処理ガスを供給する第１供給手段と、前記チャンバー内のガスを排気するものであって、前記第１カバーの外周面と前記チャンバーの内面との間の通路を下方に向けて通るように排気する第１排気手段と、前記チャンバー内のガスを局所的に急排気するものであって、前記電極カバーの外周面と前記第１カバーの内周面との間の通路を下方に向けて通るように排気する第２排気手段とを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ウエハの表面の外周端部について、処理ガスの流量流速を良好に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第１実施形態）
以下、本発明をＲＩＥ装置に適用した第１実施形態について、図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、図１は、本実施形態のＲＩＥ装置１の全体構成を概略的に示す縦断面図である。この図１に示すように、ＲＩＥ装置１は、全体としてほぼ有底円筒形状のチャンバー２と、このチャンバー２の上部開口部を閉塞する蓋３と、この蓋３の下面に取り付けられることによりチャンバー２内の上部に設けられた円形板状の上部電極４とを備えて構成されている。
【０００８】
蓋３には、ガス供給管５が接続されており、このガス供給管５の蓋３に接続された部分のチャンバー２内に臨む部分には、径大なガス供給口６が設けられている。これにより、チャンバー２内に供給されるガスの濃度の均一化を図っている。また、上部電極４には、ガスを通過させる複数の貫通孔４ａが形成されている。上記ガス供給管５は、図示しないガス供給源に接続されており、該ガス供給管５を通して処理ガス（プロセスガス）がチャンバー２内に供給（導入）される構成となっている。この構成の場合、ガス供給管５およびガス供給源等で第１供給手段が構成されている。この第１供給手段により、処理ガスは上方からウエハ８に向かって供給される。
【０００９】
また、チャンバー２内には、円形板状の下部電極７が上部電極４とほぼ平行となるように設けられている。下部電極７上には、ウエハ（半導体ウエハ）８が載置されて保持されるように構成されている。下部電極７には、ＲＦ電源９が接続されており、これにより、ＲＦ電源９が作動したときに、上部電極４と下部電極７との間に高周波電力を印加可能な構成となっている。
【００１０】
上記下部電極７の外周部には、円筒状の電極カバー１０が該下部電極７の外周部を覆うと共に下方へ延びるように設けられており、その下端部がチャンバー２の底壁部に接続されている。上記電極カバー１０の外周部には、円筒状の第１カバー１１が該電極カバー１０の外周部と設定間隔をおくように設けられており、その下端部がチャンバー２の底壁部に接続されている。
【００１１】
チャンバー２の側壁の下部には、第１ガス排気管１２が接続されており、この第１ガス排気管１２は図示しない第１排気装置（真空ポンプ等）に接続されている。これにより、チャンバー２内のガスを、第１カバー１１の外周面とチャンバー２の内面との間の通路を下方に向けて通し、更に、第１ガス排気管１２を通して排気するように構成されている。この構成の場合、第１ガス排気管１２および第１排気装置等で第１排気手段が構成されている。
【００１２】
また、第１カバー１１の側壁の下部には、第２ガス排気管１３が接続されており、この第２ガス排気管１３は図示しない第２排気装置（真空ポンプ等）に接続されている。これにより、チャンバー２内のガスを、電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を下方に向けて通し、更に、第２ガス排気管１３を通して排気するように構成されている。この場合、第２ガス排気管１３および第２排気装置等で第２排気手段が構成されている。特に、第２排気手段の第２排気装置は、チャンバー２内のガスを局所的に（具体的には、ウエハ８の表面の外周端部付近のガスを）急排気することが可能な程度の排気能力を有するように構成されている。
【００１３】
次に、上記構成の動作について、図２、図３を参照して説明する。上記構成の場合、図２中の矢印Ａで示すように、第１排気装置により、チャンバー２内のガスは、第１カバー１１の外周面とチャンバー２の内面との間の通路を下方に向けて通り、更に、第１ガス排気管１２を通して排気される。この第１排気装置による排気と同時に、第２排気装置により、図２中の矢印Ｂで示すように、チャンバー２内のガスを局所的に急排気する、具体的には、ウエハ８（下部電極７）の表面の外周端部付近のガスを、電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を下方に向けて通し、更に、ガス排気管１３を通して急排気する。
【００１４】
上記実施形態によれば、電極カバー６と第１カバー１１の間を局所的な急排気を行うことで、下部電極７（ウエハ８）の表面の外周端部の処理ガス（プロセスガス）を引き込むことにより、プロセスガスの流速が速くなる。このため、プロセスガスに乗ってきたラジカル１４がウエハ８の表面の外周端部で吸着するところを、プロセスガス、即ち、ラジカル１４の流速が速いことから、ラジカル１４の吸着を防ぐことができる。これにより、ウエハ８の表面の最外周端部におけるラジカル制御が可能になり、良好なエッチング加工を実行することができる。
【００１５】
ここで、比較例として、第１カバー１１、第２ガス排気管１３並びに第２排気装置を設けない構成（従来構成）における処理ガスの流れる様子を、図３に示す。この構成の場合、下部電極７（ウエハ８）の外周端部の処理ガス（プロセスガス）の流速が速くなることがないため、プロセスガス（図３中の矢印Ｃ参照）に乗ってきたラジカル１４がウエハ８の表面の外周端部で吸着してしまう。従って、良好なエッチング加工を実行することができない。
【００１６】
尚、上記実施形態では、第２排気装置により、チャンバー２内のガスを局所的に急排気する、具体的には、ウエハ８の表面の外周端部付近のガスを、電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を下方に向けて通し、更に、第２ガス排気管１３を通して急排気するように構成したが、これに代えて、プロセスに寄与しないガスを供給するガス供給装置を、第２ガス排気管１３に前記第２排気装置と切り替え可能に接続するように構成し、プロセスに寄与しないガスを、電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を上方へ向けて通して噴射させるように構成しても良い。このように構成すると、図４に示すように、下部電極７（ウエハ８）の表面の外周端部の処理ガス（プロセスガス）の流速が遅くなり、プロセスガス（図４中の矢印Ｄ参照）に乗ってきたラジカル１４がウエハ８の表面の外周端部で吸着し易くなる。つまり、前述した第１実施形態と反対のラジカル制御を実現することができる。
【００１７】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態においては、図５に示すように、第１カバー１１の外周部に、円筒状の第２カバー１５が該第１カバー１１の外周部と設定間隔をおくように設けられており、その下端部がチャンバー２の底壁部に接続されている。
【００１８】
また、第２カバー１５の側壁の下部には、第２ガス排気管１３が接続されており、このガス排気管１３は図示しない第２排気装置（真空ポンプ等）に接続されている。これにより、チャンバー２内のガスを、第１カバー１１の外周面と第２カバー１５の内周面との間の通路を下方に向けて通し、更に、第２ガス排気管１３を通して排気できるように構成されている。この場合、第２ガス排気管１３および第２排気装置等で第２排気手段が構成されている。特に、第２排気手段の第２排気装置は、チャンバー２内のガスを局所的に（具体的には、下部電極７（ウエハ８）の外周端部付近のガスを）急排気することが可能な程度の排気能力を有するように構成されている。
【００１９】
そして、第１カバー１１の側壁の下部には、第２ガス供給管１６が接続されており、この第２ガス供給管１６は図示しない第２ガス供給装置に接続されている。第２ガス供給装置は、プロセスに寄与しないを供給する装置である。この構成の場合、第２ガス供給装置からのプロセスに寄与しないガスを、電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を上方に向けて通して噴射できるように構成されている。この場合、第２ガス供給管１６および第２ガス供給装置等で第２供給手段が構成されている。
【００２０】
上記した構成の第２実施形態においては、第２の排気装置を駆動して、チャンバー２内のガスを局所的に、即ち、下部電極７（ウエハ８）の表面の外周端部付近のガスを急排気し、一方、第２ガス供給装置を停止して、第２ガス供給管１６からのガスを供給しないように構成すれば、前記した第１の実施形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
【００２１】
また、上記第２実施形態において、第２排気装置を停止して、チャンバー２内のガスの局所的な急排気を停止し、第２ガス供給装置を駆動して、第２ガス供給管１６からのガスを、電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路を上方に向けて通して噴射させるように構成すれば、前記第１実施形態の変形形態（図４参照）とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
【００２２】
更に、上記第２実施形態において、第２排気装置を駆動してチャンバー２内のガスの局所的な急排気の排気流量や排気速度等を制御すると共に、第２ガス供給装置を駆動して電極カバー６の外周面と第１カバー１１の内周面との間の通路からのガスの上方へ向けての噴射流量や噴射速度等を制御するように構成すれば、ウエハ８の表面の外周端部におけるラジカル１４の吸着量等をより一層細かく制御することが可能になる。
【００２３】
（他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
【００２４】
上記各実施形態では、本発明をＲＩＥ装置に適用したが、他のドライエッチング装置に適用しても良い。また、本発明を、ＣＶＤ装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態を示すＲＩＥ装置の縦断面図
【図２】ガスの流れを説明する図
【図３】比較例を示す図２相当図
【図４】第１実施形態の変形形態を示す図２相当図
【図５】本発明の第２実施形態を示す図１相当図
【符号の説明】
【００２６】
図面中、１はＲＩＥ装置、２はチャンバー、３は蓋、４は上部電極、５はガス供給管、６はガス供給口、７は下部電極、８はウエハ、９はＲＦ電源９、１０は電極カバー、１１は第１カバー、１２はガス排気管、１３はガス排気管、１５は第２カバー、１６は第２のガス供給管を示す。
【図１】
2010027901.tif 000003
【図２】
2010027901.tif 000004
【図３】
2010027901.tif 000005
【図４】
2010027901.tif 000006
【図５】
2010027901.tif 000007