JP3360588B2 - 平行平板型ドライエッチャー - Google Patents

平行平板型ドライエッチャー

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JP3360588B2 JP33469897A JP33469897A JP3360588B2 JP 3360588 B2 JP3360588 B2 JP 3360588B2 JP 33469897 A JP33469897 A JP 33469897A JP 33469897 A JP33469897 A JP 33469897A JP 3360588 B2 JP3360588 B2 JP 3360588B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置のプ
ラズマCVD装置等に使用される平行平板型ドライエッ
チャーに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
製造中の異物(ゴミ)を極力排除する必要がある。製造
中の半導体デバイスにこの異物が付着すると、デバイス
の信頼性が低下したり、正常な機能が妨げられる。この
ため、異物は半導体デバイスの製造歩留りを低下させる
要因の1つになる。異物が発生して製造中のデバイス
(ウエハ上)に付着する原因は種々あるが、その原因の
1つとして製造工程に使用される装置に起因するものが
ある。
【0003】その製造装置の1つとしてドライエッチャ
ーがあるが、これはデバイス製造にあたり、不必要な膜
を除去するために、導入したプロセス用ガスに高電圧を
印加してプラズマを発生させ、プロセスガスを活性な状
態にして膜と反応させて除去(エッチング)するもので
ある。
【0004】しかし、実際にはブロセスガスの全てが反
応に寄与するわけではなく、その一部は堆積物となって
ウエハ上又は装置内部の部品等に付着する。この装置の
一部に付着した堆積物は繰り返しプラズマに晒されてい
るうちに、一部がエッチングされて落下する場合があ
る。従って、上部電極又はその周辺に付着した堆積物
は、ウエハプロセス中にそのウエハ上に落下して異物と
なる。また、この堆積物はプロセスガスが供給されるガ
ス孔の内壁付近に最も堆積しやすい。
【0005】図7は従来の平行平板型ドライエチャーの
ガス分散板、図8はこのガス分散板の断面図、図9はこ
のガス分散板が組み込まれた従来のドライエッチャーの
反応室内の断面図である。ドライエッチャーの下部電極
5はフォーカスリング8に支持されており、下部電極5
上にウエハ3が載置されるようになっている。そして、
この下部電極5に対向するように、下部電極上に上部電
極4が配置されている。上部電極4の中心部にガス供給
孔4aが形成されており、この上部電極4の下部にはガ
ス分散板2が配設されている。また、このガス分散板2
の周縁部には、シールドリング7が配置されている。ガ
ス分散板2は、その周辺部がフランジ状に起立し、段差
となっているが、その中央部は基本的に円板状であり、
この中央部には、複数のガス孔1が形成されている。従
って、上部電極4と下部電極5との間に、上部電極4か
ら適長間隔をおいてガス分散板2が配置される。上部電
極4のガス供給孔4aから供給されたプロセスガスは、
ガス分散板2の中央部に形成されたガス孔1を通過し
て、下部電極5上のウエハ3の周辺に供給される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のドライエッチャーにおいては、ガス分散板2のガス
孔1の側壁に堆積物が付着し、この堆積物がガス孔1の
側壁から剥がれた場合に、下方に落下してウエハ3の表
面に付着する。このウエハ表面に付着した堆積物が異物
となって、半導体デバイスの信頼性を低下させる。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ウエハ表面に異物が付着することがない平
行平板型ドライエッチャーを提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る平行平板型
ドライエッチャーは、上部電極と、下部電極と、前記上
部電極及び下部電極間に配置されるガス分散部材とを有
し、前記ガス分散部材は、その下面に設けられたリング
状のフランジ部と、その下面の中央部に設けられた突部
とを有し、前記フランジ部の内面にガス孔がそのガス通
過方向を上部電極と下部電極との対向方向に直交する方
向にして形成されていると共に、前記突部の周面にもガ
ス孔が形成されていることを特徴とする。または、上部
電極と、下部電極と、前記上部電極及び下部電極間に配
置されるガス分散部材とを有し、前記ガス分散部材は、
その下面に設けられたリング状のフランジ部と、その下
面の中央部に設けられた突部とを有し、前記フランジ部
の内面にガス孔がそのガス通過方向を上部電極と下部電
極との対向方向に直交する方向にして形成されていると
共に、前記突部の周面にもガス孔が形成されており、前
記ガス孔はその先端が縮径していることを特徴とする。
【0009】本発明においては、ガス分散板のガス孔か
らプロセスガスが上部電極と下部電極との対向方向に傾
斜する方向に吐出されるので、ガス孔に堆積する付着物
が剥離してウエハ上に落下することが防止される。これ
により、ウエハ表面に異物が付着することが防止され
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明
の実施例に係る平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置のガス分散板2bを示す斜視図、図2はその断面
図、図3はエッチング装置全体の構成を示す断面図であ
る。本実施例は酸化膜をドライエッチングするためのも
のである。
【0011】本実施例のドライエッチング装置に使用さ
れるガス分散板12は、全体的に円板状をなし、その周
縁部にリング状のフランジ部12aが形成されている。
このフランジ部12aに横向きのガス孔11が形成され
ている。そして、このガス分散板12は中心にガス供給
孔4aを有する上部電極4に若干の間隙を有して重ねて
配置され、固定されている。そして、ガス分散板12の
外縁部にはシールドリング7が配置される。また、下部
電極5の上には、ウエハ3が載置される。そして、この
下部電極5にはフォーカスリング8が装着されている。
シールドリング7及びフォーカスリング8は発生したプ
ラズマを安定に保つもので、通常、石英又はセラミック
等の絶縁物により成形されている。
【0012】ガス分散板12のフランジ部12aに設け
たガス孔11は、図4に示すように、その先端が縮径し
た形状となっている。
【0013】このように構成された本実施例装置におい
ては、プロセスガスがガス分散板12内を通り反応室内
部にガス孔11から供給される。プロセスガスを反応室
に導入し、圧力制御を行った後、上部電極4又は下部電
極5に高電圧を印加し、プロセスガスを反応性が高いプ
ラズマ状態とし、ウエハ3上の膜をエッチング除去す
る。
【0014】しかし、実際にはプロセスガスのすべてが
反応に寄与するわけではなく、その一部はウエハ上又は
装置内部の部品等に付着する。特に、ガス孔11の内壁
には、図4に示すように、堆積物6となって付着する。
この堆積物6は繰り返しプラズマに晒されている間に、
その一部分がエッチングされて、剥離する場合がある。
しかし、この剥離した堆積物6はガス孔11が水平方向
を向いていることにより、そのまま落下することはな
い。従って、堆積物6の落下によりウエハ表面に異物が
付着することが抑制される。特に、本実施例において
は、ガス孔11がその先端が縮径するように内面がテー
パ状をなしているので、ガス孔内面の堆積物6はその先
端から外側に落下することはなく、ガス分散板12内に
留まる。これにより、ウエハ表面に異物が付着すること
を確実に防止することができる。
【0015】図5は本発明の他の実施例のガス分散板2
2を示す斜視図である。このガス分散板22は周縁部の
近傍にリング状に設けられたフランジ部22aと、中心
部に設けられた突部22bとを有する。そして、これら
のフランジ部22aの内壁面と、突部22bの周面にガ
ス孔21が形成されている。本実施例においても、ガス
孔21は上部電極4と下部電極との対向方向に垂直の方
向を向いているので、ガス孔21の内面に付着した堆積
物がウエハ表面に落下することはない。更に、本実施例
においては、ガス分散板22の中心部にもガス孔21を
設けたので、ガスの流れをより均一に保持することがで
き、エッチング特性を向上させることができる。
【0016】図6は本発明の第2実施例のガス分散板3
2を示す斜視図である。本実施例のガス分散板32は、
フランジ部32aを下方に延長し、フランジ部32aの
内面下部にガス孔31を形成して、プラズマ生成の安定
性を向上させたものである。特に、酸化膜ドライエッチ
ャー等、上部電極と下部電極との間にプラズマを集中さ
せて使用する場合に、プラズマの広がりを防止すること
ができる。
【0017】
【実施例】次に、図1乃至4に示す本実施例装置によ
り、ドライエッチングした結果について説明する。サン
プルウエハとしては、CVD法により酸化膜を600n
mの厚さで成長させ、フォトレジストをパターニングし
たものを使用する。これを、図1乃至4に示す第1実施
例の装置を使用し、圧力800mTorr、高周波電力
850W、CF4150sccm、CHF3150scc
m、Ar500sccm、上部電極温度40℃、下部電
極温度0℃の条件で2分間のエッチングを行った。これ
を1日200枚処理しながら、同時に1日に1回の頻度
でウエハ表面異物の検査を行った結果、ウエハ表面に異
物の付着がなく、エッチング処理できたウエハの数は8
00枚以上であった。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、エッチング処理に
より、堆積物がガス孔内面に付着してもそれがウエハ表
面に落下することが防止され、ウエハ表面に欠陥不良が
発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るドライエッチャーの
ガス分散板を示す斜視図である。
【図2】同じくその断面図である。
【図3】同じくその反応室内部を示す断面図である。
【図4】同じくそのガス孔の形状を示す断面図である。
【図5】本発明の第2実施例を示すガス分散板の斜視図
である。
【図6】本発明の第3実施例を示すガス分散板の斜視図
である。
【図7】従来のガス分散板を示す斜視図である。
【図8】同じくその断面図である。
【図9】同じくその反応室内部を示す断面図である。
【符号の説明】
1、11、21、31;ガス孔 2、12、22、32;ガス分散板 4;上部電極 5;下部電極 6;堆積物 7;シールドリング 8;フォーカスリング 12a、22a、32a;フランジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23F 4/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部電極と、下部電極と、前記上部電極
    及び下部電極間に配置されるガス分散部材とを有し、前
    記ガス分散部材は、その下面に設けられたリング状のフ
    ランジ部と、その下面の中央部に設けられた突部とを有
    し、前記フランジ部の内面にガス孔がそのガス通過方向
    を上部電極と下部電極との対向方向に直交する方向にし
    て形成されていると共に、前記突部の周面にもガス孔が
    形成されていることを特徴とする平行平板型ドライエッ
    チャー。
  2. 【請求項2】 上部電極と、下部電極と、前記上部電極
    及び下部電極間に配置されるガス分散部材とを有し、前
    記ガス分散部材は、その下面に設けられたリング状のフ
    ランジ部と、その下面の中央部に設けられた突部とを有
    し、前記フランジ部の内面にガス孔がそのガス通過方向
    を上部電極と下部電極との対向方向に直交する方向にし
    て形成されていると共に、前記突部の周面にもガス孔が
    形成されており、前記ガス孔はその先端が縮径している
    ことを特徴とする平行平板型ドライエッチャー。
  3. 【請求項3】 前記ガス分散部材を間に挟んで、上部電
    極及び下部電極が平行に配置されており、プロセスガス
    が上部電極に設けたガス供給孔を介して、上部電極とガ
    ス分散部材との間に供給され、プロセスガスは、両者の
    間隙を通過して、前記ガス分散部材の前記ガス孔から反
    応室内に供給されることを特徴とする請求項1乃至請求
    項2のいずれか1項に記載の平行平板型ドライエッチャ
    ー。
  4. 【請求項4】 平行平板型リアクティブイオンエッチン
    グ装置であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の
    いずれか1項に記載の平行平板型ドライエッチャー。
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