JPH0338033A - 低温エッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷却された接地電極により支持された被エツ
チング材をエツチングする低温エソチング装置に関する
。本発明は、例えば、電子材料（半導体装置など）の製
造プロセスにおいて、半導体ウェハ等の被エツチング材
をエツチングする場合に用いることができる。

〔発明の概要〕

本出願の請求項１の発明は、冷却された接地電極により
支持された被エツチング材をエツチングする低温エツチ
ング装置において、接地電極の周縁部に加温された気体
を導入する手段を設けることにより、冷却により発生し
た堆積物等を効果的に除去できるようにしたものである
。

本出願の請求項２の発明は、冷却された接地電極により
支持された被エツチング材をエツチングする低温エツチ
ング装置において、接地電極を、電極部と冷却部とに分
離させたことにより、同しく冷却により発生した堆積物
等を効果的に除去できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

近年、被エツチング材を低温条件下でエツチングするい
わゆる低温エツチング技術が注目されている。（この分
野の技術動向については、応用物理学会、”８８春の予
稿集４９５頁、特に２８ａ−Ｇ−３参照、〉 低温エツチング技術は、原理的には、被エツチング材を
例えば−１００℃程度まで冷却することにより、側壁で
のラジカル反応を凍結し、従来常温ではアンダーカット
が入っていた条件においても異方性加工を可能としたも
のである（同上予稿集同頁２８ａ−Ｇ−１参照）。

即ち、第３図の図示で言えば、２０℃の基体２ａ上のポ
リシリコン２ｂをエツチングすると、第３図（ａ）に示
すようにエツチングされたポリシリコン２ｂにアンダー
カットが入るが、−１００℃に冷却した基体２　ａ　／
上のポリシリコン２ｂ’のエツチングであると、第３図
（ｂ）に示すようにアンダーカットのない良好な形状の
パターンのポリシリコン２ｂ’が得られる。図中、２Ｃ
１２Ｃ’はレジストである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

低温エツチング技術は、エツチング形状が良好であると
いう点できわめて有利であるが、上記のように被エツチ
ング材を冷却するため、従来室温以上で行っていたエツ
チングに比べ、様々な問題が発生する。その一つとして
、水分の凝縮及びエツチング反応生成物の堆積という問
題がある。

即ち、低温エツチング装置において、被エツチング材を
冷却するためには、第４図に示すような被エツチング材
２を設置する電極ｌの冷却が不可欠である。しかしなが
ら冷却されたこの電極には気相中の堆積成分、例えば水
などが凝縮し、堆積し易い。（上記予稿集２８ａ−Ｇ−
３参照）。

チェンバー内に上記の如き凝縮物や、堆積物が発生する
と、ダスト発生の原因になるおそれもあり、その他トラ
ブルの要因となる可能性がある。

従って定期的に堆積物を除く必要がある。ところが電極
の熱容量が大きい場合は、電極を加熱して堆積物を除去
（気化）した後、再び冷却するには、多大な時間が必要
である。このため装置の実効的な稼働率が大幅に低下し
てしまう。

本発明は上記問題点を解決して、冷却に伴う凝縮物や堆
積物を効果的に、かつ装置の稼働率を低下させることな
く、効率的に除去することが可能な低温エツチング装置
を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本出願の請求項１の発明は
、冷却された接地電極により支持された被エツチング材
をエツチングする低温エツチング装置において、接地電
極の周縁部に加温された気体を導入する手段を設けた構
成とする。

また、本出願の請求項２の発明は、冷却された接地電極
により支持された被エツチング材をエツチングする低温
エツチング装置において、前記接地電極を、電極部と冷
却部とに分離させた構成とする。

後記詳述する実施例の図示を用いて本出願の各発明の詳
細な説明すると、次のとおりである。

請求項１に係るエツチング装置は、第１図に例示のよう
に、冷却された接地電極ｌにより支持された被エツチン
グ材２をエツチングする低温エツチング装置であって、
接地電極ｌの周縁部に加温された気体３を導入する手段
４を設けたことを特徴とするものである。

また、請求項２に係るエツチング装置は、第２図に例示
のように、冷却された接地電極ｌにより−支持された被
エツチング材２をエツチングする低温エツチング装置で
あって、接地電極１を電極部ＩＡと、冷却部ＩＢとに分
離させた構成としたものである。

〔作　用〕

請求項１の発明は、上記のように、接地電極ｌの周縁部
に加温された気体３を導入する手段４を設けたので、接
地電極１に凝縮物や堆積物が発生しても、該接地電極ｌ
の周縁部に該手段により加温された気体３を吹きつける
ことができる。よってこれにより、凝縮物や堆積物は気
化し、よって効果的に除去される。接地電極１を内部か
ら加熱して全体を昇温させて除去する場合に比し、時間
は格段に短くてよく、除去も効果的で、効率が良く、生
産効率を低下させない。

請求項２の発明は、上記のように、接地電極ｌを、電極
部ＩＡと冷却部ＩＢとに分けたので、接地電極１を低温
にしてエツチングを行うときには第２図（ａ）に示すよ
うに電極部ＩＡと冷却部ｌＢとを当接させて接地電極１
全体を低温にし、−方ａ縮物や堆積物の除去のときは、
第２図（ｂ）に示すように電極部ＩＡと冷却部ＩＢとを
離し、電極部ＩＡのみを温度上昇させて、上記除去を行
うようにできる。これにより、接地電極ｌ全体を温度上
昇させる場合に比し、効率的な凝縮物や堆積物の除去を
行うことができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。但し、当然のこ
とであるが、本発明は以下述べる実施例により限定され
るものではない。

第１図を参照して、第１の実施例について説明する。こ
の実施例は、本出願の請求項１の発明を具体化したもの
であり、特に、高集積化されたＳＲＡＭ等の半導体装置
の製造に本発明を適用した例である。

第１図は、本例に係る低温エツチング装置の構成を概略
図で示すものである。

第１図の低温エツチング装置は、ロードロック、室５１
．５２を持ち、該ロードロック室５１．５２の間に、各
ロードロック室５１．５２とそれぞれゲートバルブ６１
．６２によって区切られているエツチングチェンバー７
を有している。このエツチングチェンバー７に、温度コ
ントロールされた下部電極をなす接地電極ｌが配設され
ている。また、このエツチングチェンバーは、エツチン
グガス導入部７１を有する。エツチングガス（矢印Ｇで
示す）は、排気装置８により、所定の圧力にコントロー
ルされる。

このような系で、接地電極１を冷却（例えば、０℃以下
に冷却）してエツチングを行うと、チェンバー７内で露
出している部分、特に接地電極ｌの露出部分には、通常
常温でエツチングを行っていた時には堆積しなかったも
のまで、容易に凝結という形で堆積する。この堆積物を
除去するには、温度を上げることが有効であるが、接地
電極ｌのみを加熱するようにしても、接地電極ｌ全体の
熱容量が大きい場合、時間がかかってしまう。このため
、気体導入手段４を設け、ここから加温された気体３を
接地電極ｌの周縁部付近に導入できるようにして、堆積
している部分に外部から表面に熱を加えることが七きる
ようにしたものである。

本実施例において、加温された気体３としては、例えば
窒素ガスＮ！を用いることができる。例えばこのガスを
、配管３１より導入する。本実施例において、配管３１
の一部は、ヒーター３２により加熱され、そこを通過す
る気体３も加熱された状態となる。これにより気体３が
温度コントロールされ、加温された状態になる。気体３
の出口３３は、堆積が生じ易い部分に向けられている。

排気装置８でチェンバー７内を減圧にした状態で上記加
熱したＮ！等の気体３を吹きつけると、接地電極１の表
面の堆積物は容易に気化し、除去される。

この構成によれば、内部から例えば接地電極１全体を加
熱する方法よりも堆積物を除去する時間が大幅に短縮で
きる。更に、Ｎ２等の気体３により、堆積物の気化物を
チェンバー７内より素速く系外に出すことが可能となる
。よって、堆積物の凝縮物の効果的な除去を、効率良く
達成できる。

上記実施例では加温される気体３としてＮ、を例示して
説明したが、その他加熱効果があり、かつ系内に悪影響
を及ぼさない気体であれば任意に使用でき、例えば、希
ガス、酸素（０□）を用イることができ、その他、沸点
が冷却部より高い任意の気体でよい。

本実施例によれば、表面より熱が加わるので、全体を加
熱する方法より時間が短くて済み、トータルとしてスル
ープットの向上が達成できる。

次に、第２図を参照して第２の実施例を説明する。この
実施例は、本出願の請求項２の発明を具体化したもので
あり、第１図の実施例と同様、高集積化した半導体装置
の製造に適用したものである。

本実施例は、低温エツチング装置において、接地電極ｌ
を電極部ＩＡと冷却部ＩＢとに分離さする構造をとるに
際し、本例において冷却部分をなす接地電極１を第２図
に示すように２重構造としておく、これを、通常は熱伝
導の良いように、被エツチング材ｌを支持する電極部Ｉ
Ａと冷却部ｌＢとは接触させておく。

一方、チェンバー７内の堆積物を例えばプラズマで除去
する場合などには、この電極部ＩＡと冷却部ＩＢとを離
し、冷却部ＩＢの温度は保ったまま、電極ＩＡの堆積物
などを除去するものである。

これにより、効果的かつ効率的な除去を達成できる。

第２図の低温エツチング装置について、更に説明する０
本実施例の低温エツチング装置は、特に、ロードロック
機構を持つ枚葉式エツチング装置であり、被エツチング
材２であるウェハーは、ロードロック室５３からゲート
パルプ６１を通ってチェンバー（反応室）７の電極部Ｉ
Ａに固定される。

この時の状態では、熱交換器を含む温度コントローラー
ｌＣで温度制御された冷却部ＩＢは電極部ＩＡと接触し
ている。

この状態でガス導入口７１よりエツチングガスを流し、
真空排気系８により圧力をコントロール、し、電極部Ｉ
Ａに高周波を印加することによって、−エッチングを行
う。

ところが、電極部ＩＡが冷却されていると、電極自体に
水の凝縮、反応生成物の凝縮等が発生し、堆積物が付着
することになる。これを効果的に除去するには温度コン
トロールによって冷却部ＩＢの温度を上昇させればよい
が、これは熱容量が大きい時は非常に時間がかかりスル
ープットの低下を招く。

そこで本実施例では、凝縮物を除去する時は冷却部ＩＢ
と電極部ＩＡを離し、第２図（ｂ）の状態にする０本例
ではこの状態で、エツチングで使用したガスで放電する
。これにより、電極部ＩＡの温度は上昇する。

これに伴い、凝縮物がスパッタまたは反応して、効果的
に除去される。

本実施例において、電極部ＩＡを熱容量の小さい材料で
形成するか、または熱容量が小さくなる構造にしておく
と、再び電極部ＩＡと冷却部ＩＢを接触させることによ
り、電極部ＩＡは速やかに冷却され、もってこの上に載
置した被エツチング材２の冷却下でのエツチングが直ち
に可能となり、スループットの低下を防いで、効率の良
い生産が可能となる。

上記のように本実施例は、接地電極ｌを、被工、２チン
グ材２の接地部となる電極ｌＡと、冷却部ＩＢとが分離
できる構造とし、低温エツチング時は両者ＩＡ、ＩＢを
接触させ、堆積物などを除去するいわゆるクリーニング
の工程においては分離するようにして、堆積物等をプラ
ズマなどによって除去する際の時間の短縮を実現し、全
体としてのスループット向上を達成したものである。

上記実施例では、エツチング装置を枚葉式に構成したが
、これにこだわらずバッチ式でもよく、その他任意の態
様を採用してよいことは当然である。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明の低温エツチング装置は、冷却に伴う
凝縮物や堆積物を効果的に、かつ装置の稼動率を低下さ
せることなく効率的に除去するこ−とができるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の実施例に係る低温エツチング装置の構
成図である。第２図は、第２の実施例に係る低温エツチ
ング装置の構成図である。第３図及び第４図は、各々、
低温エツチングの説明図である。 ｌ・・・接地電極、ＬＡ・・・電極部、ＩＢ・・・冷却
部、２・・・被エツチング材、ＩＢ・・・冷却部、３・
・・加温された気体、４・・・気体導入手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷却された接地電極により支持された被エッチング
   材をエッチングする低温エッチング装置において、 接地電極の周縁部に加温された気体を導入する手段を設
   けたことを特徴とする低温エッチング装置。 ２、冷却された接地電極により支持された被エッチング
   材をエッチングする低温エッチング装置において、 前記接地電極を、電極部と冷却部とに分離させた構成と
   したことを特徴とする低温エッチング装置。