JP2006066855A - プラズマエッチング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 このプラズマエッチング装置は、チャンバ10内のプラズマ生成空間PSにエッチング用のガスを導入するためのガス導入部として、上部電極38側からガスを導入する上部ガス導入部(上部中心シャワーヘッド68aおよび上部周辺シャワーヘッド68a)を備える構成に加えて、チャンバ10の側壁側からガスを導入する側部ガス導入部104を備えている。側部ガス導入部104は、チャンバ10の側壁に取り付けられる側部シャワーヘッド108を有している。
【選択図】 図1
Description
次に、このプラズマエッチング装置においてチャンバ10内に処理ガス(エッチングガス)を導入するためのガス導入機構を説明する。第1の実施形態におけるガス導入機構の主要な特徴は、チャンバ10内のプラズマ生成空間PSにエッチング用のガスを導入するためのガス導入部として、上記のように上部電極38側からガスを導入する上部ガス導入部(上部中心シャワーヘッド66aおよび上部周辺シャワーヘッド68a)を備える構成に加えて、チャンバ10の側壁側からガスを導入する側部ガス導入部104を備える構成である。図1に示すように、側部ガス導入部104は、チャンバ10の側壁に取り付けられる側部シャワーヘッド108を有している。
次に、図9〜図11につき、このプラズマエッチング装置においてチャンバ10内に処理ガス(エッチングガス)を導入するための第2の実施形態のガス導入機構を説明する。この第2の実施形態におけるガス導入機構の主要な特徴は、チャンバ10内のプラズマ生成空間PSにエッチング用のガスを導入するためのガス導入部として、第1の実施形態の側部ガス導入部104に代えて、上部周辺シャワーヘッド68aのさらに外側に上部第3シャワーヘッドを有している。すなわち、第2の実施形態におけるガス導入機構は、上部電極の中心部から径方向外側に向かって上部第1シャワーヘッド(第1実施形態の上部中心シャワーヘッドに対応)、上部第2シャワーヘッド(第1実施形態の上部周辺シャワーヘッドに対応)上部第3シャワーヘッドを有する構成である。このプラズマエッチング装置におけるガス導入機構以外の構成は全て第1の実施形態と同じである。
たとえば、上述のようなチャンバ10内をN2(窒素)ガスでパージする工程の中で、第1および第2のPCV300,302における圧力制御弁300a,302aを全開(フルオープン)状態にする。そして、チャンバ10内の排気速度を一定に保ち、N2ガス供給源(不図示)から一定流量の窒素ガスをガス供給管94内に送り込む。そうすると、両PCV300,302の圧力センサ300b、302bより得られるモニタ圧力(圧力測定値)PC、PEは、図13Aに示すように、N2(窒素)ガス供給の開始とともに指数関数的に立ち上がってそれぞれ一定の圧力[PC],[PE]に安定する。通常、第1シャワーヘッド66aの方が第3シャワーヘッド208aよりもガス噴出孔の数が少ないため(ガス流路のコンダクタンスが小さいため)、第1のPCV300側の圧力[PC]が第2のPCV302系の圧力[PE]よりも幾らか高くなる。正常状態では、このガス圧力差A=[PC]−[PE]が一定のスパン内に収まる。
「ガス圧力安定性チェック」は定期的なメンテナンスの中で実施される。この検査でも、チャンバ10内の排気速度を一定に保って、N2ガス供給源(不図示)から所定流量の窒素ガスをガス供給管94内に送り込む。ただし、窒素ガスを双方のガス分流系統に送り込むのではなく、片側だけに送り込む。すなわち、両PCV300,302の圧力制御弁300a,302aのうち一方を完全に閉じて他方をフルオープンにする。
16 サセプタ(下部電極)
34 上部電極
36 外側上部電極
36A 上部電極部材
36B 下部電極部材
38 内側上部電極
46,80 整合器
48 上部給電棒
50 コネクタ
52 給電筒
54 第1の高周波電源
58 シールド部材
60 電極板
60a,114 ガス噴出孔
62 電極支持体
64 環状隔壁部材
66 上部中心バッファ室
66a 上部中心シャワーヘッド(上部第1シャワーヘッド)
68 上部周辺バッファ室
68a 上部周辺シャワーヘッド(上部第2シャワーヘッド)
70 下部給電筒
72 可変コンデンサ
78 排気装置
82 第2の高周波電源
84 ローパスフィルタ
86 ハイパスフィルタ
88 処理ガス供給源
90,94 ガス供給管
96,100,124,126,130,132 MFC
104 側部ガス導入部
106 ガス制御部
108 側部シャワーヘッド
110 ガス噴出部
112 側部バッファ室
114 ガス噴出孔
200 MFC(流量制御装置)
208a 上部第3シャワ
300 第1のPCV(圧力制御装置)
302 第2のPCV(圧力制御装置)
300a、302a 圧力制御弁
300b、302b 圧力センサ
304 メンテナンス処理部ーヘッド
Claims (52)
- 減圧可能な処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、
前記処理容器内で前記下部電極とプラズマ生成空間を介して対向する上部電極と、
前記プラズマ生成空間に高周波電界を形成するために前記上部電極と前記下部電極との間に高周波を印加する高周波給電部と、
前記プラズマ生成空間に前記上部電極側からエッチャント系の第1のガスを導入する上部ガス導入部と、
前記プラズマ生成空間に前記処理容器の側壁側から希釈系の第2のガスを導入する側部ガス導入部と
を有するプラズマエッチング装置。 - 前記上部ガス導入部が、前記第1のガスの流量を独立的に制御する第1の流量制御部を有する請求項1に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1のガスが混合ガスであり、前記上部ガス導入部が前記第1のガスの混合比を独立的に制御する第1の混合比制御部を有する請求項1または請求項2に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第1のガスを噴出するために前記上部電極に設けられた上部ガス噴出部を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部ガス導入部が、前記第1のガスを前記上部ガス噴出部に向けて供給する第1のガス供給ラインと、前記第1のガス供給ラインから送られてきた前記第1のガスを前記上部ガス噴出部の手前でいったん蓄積する上部ガスバッファ室とを有する請求項4に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス導入部が、前記第2のガスの流量を独立的に制御する第2の流量制御部を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2のガスが混合ガスであり、前記側部ガス導入部が前記第2のガスの混合比を独立的に制御する第2の混合比制御部を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第2のガスを噴出するために前記処理容器の側壁に設けられた側部ガス噴出部を有する請求項1〜7のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス噴出部が、周回方向に一定の間隔を置いて前記処理容器の側壁に設けられる請求項8に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス噴出部が、Si、SiCおよび石英からなる群より選ばれた材質を有する請求項8または請求項9に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス導入部が、前記第2のガスを前記側部ガス噴出部に向けて供給する第2のガス供給ラインと、前記第2のガス供給ラインから送られてきた前記第2のガスを前記側部ガス噴出部の手前でいったん蓄積する側部ガスバッファ室とを有する請求項8〜10のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 減圧可能な処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、
前記処理容器内で前記下部電極とプラズマ生成空間を介して対向する上部電極と、
前記プラズマ生成空間に高周波電界を形成するために前記上部電極と前記下部電極との間に高周波を印加する高周波給電部と、
前記プラズマ生成空間に前記上部電極の中心部側から希釈系の第1のガスを導入する上部中心ガス導入部と、
前記プラズマ生成空間に前記上部電極の中心部よりも径方向外側の周辺部側からエッチャント系の第2のガスを導入する上部周辺ガス導入部と、
前記プラズマ生成空間に前記処理容器の側壁側から希釈系の第3のガスを導入する側部ガス導入部と
を有するプラズマエッチング装置。 - 前記上部中心ガス導入部が、前記第1のガスの流量を独立的に制御する第1の流量制御部を有する請求項12に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1のガスが混合ガスであり、前記上部中心ガス導入部が前記第1のガスの混合比を独立に制御する第1の混合比制御部を有する請求項12または請求項13に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部中心ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第1のガスを噴出するために前記上部電極の中心部に設けられた上部中心ガス噴出部を有する請求項12〜14のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部中心ガス導入部が、前記第1のガスを前記上部中心ガス噴出部に向けて供給する第1のガス供給ラインと、前記第1のガス供給ラインから送られてきた前記第1のガスを前記上部中心ガス噴出部の手前でいったん蓄積する上部中心ガスバッファ室とを有する請求項15に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部周辺ガス導入部が、前記第2のガスの流量を独立的に制御する第2の流量制御部を有する請求項12〜16のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2のガスが混合ガスであり、前記上部周辺ガス導入部が前記第2のガスの混合比を独立的に制御する第2の混合比制御部を有する請求項12〜17のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部周辺ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第2のガスを噴出するために前記上部電極の中心部より径方向外側の領域に設けられた上部周辺ガス噴出部を有する請求項12〜18のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部周辺ガス噴出部が、所定の間隔で配置された多数のガス噴出孔を有する請求項19に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記上部周辺ガス導入部が、前記第2のガスを前記上部周辺ガス噴出部に向けて供給する第2のガス供給ラインと、前記第2のガス供給ラインから送られてきた前記第2のガスを前記上部周辺ガス噴出部の手前でいったん蓄積する上部周辺ガスバッファ室とを有する請求項19または請求項20に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス導入部が、前記第3のガスの流量を独立的に制御する第3の流量制御部を有する請求項12〜21のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3のガスが混合ガスであり、前記側部ガス導入部が前記第3のガスの混合比を独立に制御する第3の混合比制御部を有する請求項12〜22のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第3のガスを噴出するために前記処理容器の側壁に設けられた側部ガス噴出部を有する請求項12〜23のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス噴出部が、周回方向に一定の間隔を置いて前記処理容器の側壁に設けられる請求項24に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス噴出部が、所定の間隔で配置された多数のガス噴出孔を有する請求項24または請求項25に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス噴出部が、Si、SiCおよび石英からなる群より選ばれた材質を有する請求項24〜26のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記側部ガス導入部が、前記第3のガスを前記側部ガス噴出部に向けて供給する第3のガス供給ラインと、前記第3のガス供給ラインから送られてきた前記第3のガスを前記側部ガス噴出部の手前でいったん蓄積する側部ガスバッファ室とを有する請求項24〜27のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- プロセスに応じて前記第1のガスと前記第3のガスの流量比を制御する流量比制御部を有する請求項12〜28のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1のガスが添加ガスの全部または大部分を含む請求項12〜29のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2のガスが添加ガスの全部または大部分を含む請求項12〜29のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1および第3のガスが添加ガスの全部または大部分を含む請求項12〜29のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 減圧可能な処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、
前記処理容器内で前記下部電極とプラズマ生成空間を介して対向する上部電極と、
前記プラズマ生成空間に高周波電界を形成するために前記上部電極と前記下部電極との間に高周波を印加する高周波給電部と、
前記プラズマ生成空間に前記上部電極の中心部を含む第1領域から希釈系の第1のガスを導入する第1ガス導入部と、
前記プラズマ生成空間に前記第1領域の径方向外側に位置する前記上部電極の第2領域からエッチャント系の第2のガスを導入する第2ガス導入部と、
前記プラズマ生成空間に前記第2領域の径方向外側に位置する前記上部電極の第3領域から希釈系の第3のガスを導入する第3ガス導入部と
を有するプラズマエッチング装置。 - 前記第1ガス導入部が、前記第1のガスの流量を独立的に制御する第1の流量制御部を有する請求項33に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1のガスが混合ガスであり、前記第1ガス導入部が前記第1のガスの混合比を独立に制御する第1の混合比制御部を有する請求項33または請求項34に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第1のガスを噴出するために前記上部電極の第1領域に設けられた第1ガス噴出部を有する請求項33〜35のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1ガス導入部が、前記第1のガスを前記第1ガス噴出部に向けて供給する第1のガス供給ラインと、前記第1のガス供給ラインから送られてきた前記第1のガスを前記第1ガス噴出部の手前でいったん蓄積する第1ガスバッファ室とを有する請求項36に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2ガス導入部が、前記第2のガスの流量を独立的に制御する第2の流量制御部を有する請求項33〜37のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2のガスが混合ガスであり、前記第2ガス導入部が前記第2のガスの混合比を独立的に制御する第2の混合比制御部を有する請求項33〜38のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第2のガスを噴出するために前記上部電極の第2領域に設けられた第2ガス噴出部を有する請求項33〜39のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2ガス噴出部が、所定の間隔で配置された多数のガス噴出孔を有する請求項40に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2ガス導入部が、前記第2のガスを前記第2ガス噴出部に向けて供給する第2のガス供給ラインと、前記第2のガス供給ラインから送られてきた前記第2のガスを前記第2ガス噴出部の手前でいったん蓄積する第2ガスバッファ室とを有する請求項40または請求項41に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3ガス導入部が、前記第3のガスの流量を独立的に制御する第3の流量制御部を有する請求項33〜42のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3のガスが混合ガスであり、前記第3ガス導入部が前記第3のガスの混合比を独立に制御する第3の混合比制御部を有する請求項33〜43のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3ガス導入部が、前記プラズマ生成空間に向けて前記第3のガスを噴出するために前記上部電極の第3領域に設けられた第3ガス噴出部を有する請求項33〜44のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3ガス噴出部が、所定の間隔で配置された多数のガス噴出孔を有する請求項45に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3ガス噴出部が、Si、SiCおよび石英からなる群より選ばれた材質を有する請求項45または請求項46に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第3ガス導入部が、前記第3のガスを前記第3ガス噴出部に向けて供給する第3のガス供給ラインと、前記第3のガス供給ラインから送られてきた前記第3のガスを前記第3ガス噴出部の手前でいったん蓄積する第3ガスバッファ室とを有する請求項45〜47のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- プロセスに応じて前記第1のガスと前記第3のガスの流量比を制御する流量比制御部を有する請求項33〜48のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1のガスが添加ガスの全部または大部分を含む請求項33〜49のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第2のガスが添加ガスの全部または大部分を含む請求項33〜49のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記第1および第3のガスが添加ガスの全部または大部分を含む請求項33〜49のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置。
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