JPH04229619A - 化学的腐食から保護する作用をなす導電性コーティングをチャンバの内側金属面上に有するプラズマエッチング装置と、それを形成する方法 - Google Patents
化学的腐食から保護する作用をなす導電性コーティングをチャンバの内側金属面上に有するプラズマエッチング装置と、それを形成する方法Info
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- JPH04229619A JPH04229619A JP3113422A JP11342291A JPH04229619A JP H04229619 A JPH04229619 A JP H04229619A JP 3113422 A JP3113422 A JP 3113422A JP 11342291 A JP11342291 A JP 11342291A JP H04229619 A JPH04229619 A JP H04229619A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
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- H01J37/32495—Means for protecting the vessel against plasma
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内側金属面上に保護
作用をなす伝導性コーティングが設けられているプラズ
マエッチング装置のプラズマエッチングチャンバと、そ
の様な保護作用をなすコーティングを形成する方法に関
する。
作用をなす伝導性コーティングが設けられているプラズ
マエッチング装置のプラズマエッチングチャンバと、そ
の様な保護作用をなすコーティングを形成する方法に関
する。
【0002】
【従来技術とその問題点】半導体ウェーハなどの物質の
プラズマエッチングに使用される装置のプラズマエッチ
ングチャンバは、普通は、エッチングチャンバの壁にア
ルミニウムなどの金属を使って構成される。或る種のガ
ス、例えば塩素などのハロゲンガス、を使用してプラズ
マエッチングを行うときには、金属壁の腐食が起きる可
能性がある。そのために、該チャンバに面する金属面、
即ち、該チャンバ壁の内側面の上に保護コーティングを
形成する必要があった。
プラズマエッチングに使用される装置のプラズマエッチ
ングチャンバは、普通は、エッチングチャンバの壁にア
ルミニウムなどの金属を使って構成される。或る種のガ
ス、例えば塩素などのハロゲンガス、を使用してプラズ
マエッチングを行うときには、金属壁の腐食が起きる可
能性がある。そのために、該チャンバに面する金属面、
即ち、該チャンバ壁の内側面の上に保護コーティングを
形成する必要があった。
【0003】チャンバ壁に使用される金属がアルミニウ
ムであるときには、通常、アルミニウムは陽極処理され
、その結果として得られる酸化アルミニウムコーティン
グは、ハロゲンガスによるアルミニウムへの腐食作用に
対する所要の化学的保護作用をなす。しかし、プラズマ
エッチングチャンバの内側アルミニウム面を陽極処理す
れば、エッチングチャンバに使用される反応ガスによる
化学的腐食の問題を少なくとも部分的には解決出来るけ
れども、この様な陽極処理は、他の問題を引き起こす。 エッチングチャンバ壁上の陽極処理されたコーティング
は、絶縁体であるので、接地された金属チャンバ面への
プラズマ電気接触が不十分となってアーク放電、高プラ
ズマ電位及び接地不良を引起し、プロセスの反復性及び
プロセス制御の問題を引き起こす結果をもたらす。 更に、プラズマは、グランドを捜し求めて、絶縁性コー
ティングのクラックにしばしば集中して、その場所に化
学的腐食を集中させることがあるので、この様な電気的
な問題は、更なる化学的腐食の問題を引き起こす可能性
がある。
ムであるときには、通常、アルミニウムは陽極処理され
、その結果として得られる酸化アルミニウムコーティン
グは、ハロゲンガスによるアルミニウムへの腐食作用に
対する所要の化学的保護作用をなす。しかし、プラズマ
エッチングチャンバの内側アルミニウム面を陽極処理す
れば、エッチングチャンバに使用される反応ガスによる
化学的腐食の問題を少なくとも部分的には解決出来るけ
れども、この様な陽極処理は、他の問題を引き起こす。 エッチングチャンバ壁上の陽極処理されたコーティング
は、絶縁体であるので、接地された金属チャンバ面への
プラズマ電気接触が不十分となってアーク放電、高プラ
ズマ電位及び接地不良を引起し、プロセスの反復性及び
プロセス制御の問題を引き起こす結果をもたらす。 更に、プラズマは、グランドを捜し求めて、絶縁性コー
ティングのクラックにしばしば集中して、その場所に化
学的腐食を集中させることがあるので、この様な電気的
な問題は、更なる化学的腐食の問題を引き起こす可能性
がある。
【0004】従って、プラズマエッチング装置の電気的
機能を妨げることなくプラズマエッチング装置のエッチ
ングチャンバの内側金属面の化学的腐食に対する保護手
段を提供することが望ましい。更に、その保護手段は、
エッチングチャンバ内でエッチングされる半導体ウェー
ハ上に形成されている又は形成されるべき集積回路装置
を全く劣化させてはならない。
機能を妨げることなくプラズマエッチング装置のエッチ
ングチャンバの内側金属面の化学的腐食に対する保護手
段を提供することが望ましい。更に、その保護手段は、
エッチングチャンバ内でエッチングされる半導体ウェー
ハ上に形成されている又は形成されるべき集積回路装置
を全く劣化させてはならない。
【0005】
【発明の概要】従って、本発明の目的は、プラズマエッ
チングチャンバの電気的機能を妨げずにチャンバ内に存
在する反応ガスによる化学的腐食からプラズマエッチン
グチャンバの内側壁が保護される様になっているプラズ
マエッチング装置を提供することである。
チングチャンバの電気的機能を妨げずにチャンバ内に存
在する反応ガスによる化学的腐食からプラズマエッチン
グチャンバの内側壁が保護される様になっているプラズ
マエッチング装置を提供することである。
【0006】本発明の他の目的は、プラズマエッチング
チャンバの電気的機能を妨げずにチャンバ内に存在する
反応ガスによる化学的腐食に対する保護作用をすること
の出来る伝導性コーティングをチャンバの内側金属面に
付けることによりプラズマエッチングチャンバの内側壁
をその様な化学的腐食作用から保護するようになってい
るプラズマエッチング装置を提供することである。
チャンバの電気的機能を妨げずにチャンバ内に存在する
反応ガスによる化学的腐食に対する保護作用をすること
の出来る伝導性コーティングをチャンバの内側金属面に
付けることによりプラズマエッチングチャンバの内側壁
をその様な化学的腐食作用から保護するようになってい
るプラズマエッチング装置を提供することである。
【0007】本発明の他の目的は、プラズマエッチング
チャンバの電気的機能を妨げずに、且つ、エッチングチ
ャンバ内でエッチングされる半導体ウェーハ上に形成さ
れている又は形成されるべき集積回路装置を全く劣化さ
せずに、チャンバ内に存在する反応ガスによる化学的腐
食に対する保護作用をすることの出来る伝導性コーティ
ングをチャンバの内側金属面に付けることによりプラズ
マエッチングチャンバの内側壁をその様な化学的腐食作
用から保護するようになっているプラズマエッチング装
置を提供することである。
チャンバの電気的機能を妨げずに、且つ、エッチングチ
ャンバ内でエッチングされる半導体ウェーハ上に形成さ
れている又は形成されるべき集積回路装置を全く劣化さ
せずに、チャンバ内に存在する反応ガスによる化学的腐
食に対する保護作用をすることの出来る伝導性コーティ
ングをチャンバの内側金属面に付けることによりプラズ
マエッチングチャンバの内側壁をその様な化学的腐食作
用から保護するようになっているプラズマエッチング装
置を提供することである。
【0008】本発明の他の目的は、プラズマエッチング
チャンバの電気的機能を妨げずにチャンバ内に存在する
反応ガスによる化学的腐食に対する保護作用をすること
の出来る炭素をベースとする伝導性コーティングをチャ
ンバの内側金属面に付けることによりプラズマエッチン
グチャンバの内側壁をその様な化学的腐食作用から保護
するようになっているプラズマエッチング装置を提供す
ることである。
チャンバの電気的機能を妨げずにチャンバ内に存在する
反応ガスによる化学的腐食に対する保護作用をすること
の出来る炭素をベースとする伝導性コーティングをチャ
ンバの内側金属面に付けることによりプラズマエッチン
グチャンバの内側壁をその様な化学的腐食作用から保護
するようになっているプラズマエッチング装置を提供す
ることである。
【0009】本発明の他の目的は、その様な電気伝導性
保護コーティングをプラズマエッチングチャンバの内側
金属面上に形成する方法を提供することである。本発明
のこれらの目的及びその他の目的は、以下の記述と、添
付図面とから明らかであろう。
保護コーティングをプラズマエッチングチャンバの内側
金属面上に形成する方法を提供することである。本発明
のこれらの目的及びその他の目的は、以下の記述と、添
付図面とから明らかであろう。
【0010】
【実施例】図1−3は、反応ガスが導入される金属壁の
あるプラズマエッチングチャンバを有する数種類のプラ
ズマエッチングシステムを示す。各場合に、エッチング
チャンバの露出する内側金属面は、プラズマエッチング
プロセスで使用される反応ガスによる金属面の化学的腐
食を防止することの出来る電気伝導性の材料から成る保
護層でコーティングされている。
あるプラズマエッチングチャンバを有する数種類のプラ
ズマエッチングシステムを示す。各場合に、エッチング
チャンバの露出する内側金属面は、プラズマエッチング
プロセスで使用される反応ガスによる金属面の化学的腐
食を防止することの出来る電気伝導性の材料から成る保
護層でコーティングされている。
【0011】図1は、閉鎖される金属反応チャンバ22
を含む平行板プラズマエッチング装置20を示し、この
反応チャンバ22は、上板24と、側壁26と、底板2
8とから成り、チャンバ22を部分的に真空排気する真
空ポンプ(図示せず)への接続部と、弁制御される導管
34を通して反応ガスをチャンバ22へ供給する反応ガ
ス供給源32とがある。プラズマエッチング装置20は
、更に、接地されたアノード板40に平行にチャンバ2
2に装置されたカソード板38に高周波エネルギーを供
給する高周波電源36を含む。ウェーハ10は、カソー
ド38に面する接地されたアノード板40に載置される
。真空ポンプへの接続部は、カソード38に供給される
高周波エネルギーにより形成される反応ガスプラズマを
閉じ込めるために反応ガスをアノード40とカソード3
8との間の領域に引き込む様に構成されている。
を含む平行板プラズマエッチング装置20を示し、この
反応チャンバ22は、上板24と、側壁26と、底板2
8とから成り、チャンバ22を部分的に真空排気する真
空ポンプ(図示せず)への接続部と、弁制御される導管
34を通して反応ガスをチャンバ22へ供給する反応ガ
ス供給源32とがある。プラズマエッチング装置20は
、更に、接地されたアノード板40に平行にチャンバ2
2に装置されたカソード板38に高周波エネルギーを供
給する高周波電源36を含む。ウェーハ10は、カソー
ド38に面する接地されたアノード板40に載置される
。真空ポンプへの接続部は、カソード38に供給される
高周波エネルギーにより形成される反応ガスプラズマを
閉じ込めるために反応ガスをアノード40とカソード3
8との間の領域に引き込む様に構成されている。
【0012】本発明に従って、伝導性コーティング42
が金属チャンバ22の内側面に、即ち、上板24、側壁
26、及び底板28の内面と、アノード板40の下側面
とに形成されており、これは、ウェーハ10のプラズマ
エッチング時にチャンバ22内を流れる反応ガスによる
化学的腐食からそれらの面を保護することが出来る。 『伝導性コーティング』という用語は、5000mho
s/cm 以上の伝導率を有するコーティングを意味す
る。
が金属チャンバ22の内側面に、即ち、上板24、側壁
26、及び底板28の内面と、アノード板40の下側面
とに形成されており、これは、ウェーハ10のプラズマ
エッチング時にチャンバ22内を流れる反応ガスによる
化学的腐食からそれらの面を保護することが出来る。 『伝導性コーティング』という用語は、5000mho
s/cm 以上の伝導率を有するコーティングを意味す
る。
【0013】プラズマエッチングプロセス時にチャンバ
内の反応ガスによる化学的腐食から金属チャンバ面を充
分に保護するために、伝導性コーティング10は少なく
とも約0.2μm (2000Å)の最小コーティング
厚みを有する。保護コーティングの厚みは、約1μm
(10,000Å)にまで及んでもよい。もっと厚いコ
ーティングを利用してもよいけれども、所望の保護作用
を得るには不必要であり、また、厚過ぎれば、プロセス
を妨げたりチャンバ内に望ましくない粒子源をもたらし
たりすることがある。
内の反応ガスによる化学的腐食から金属チャンバ面を充
分に保護するために、伝導性コーティング10は少なく
とも約0.2μm (2000Å)の最小コーティング
厚みを有する。保護コーティングの厚みは、約1μm
(10,000Å)にまで及んでもよい。もっと厚いコ
ーティングを利用してもよいけれども、所望の保護作用
を得るには不必要であり、また、厚過ぎれば、プロセス
を妨げたりチャンバ内に望ましくない粒子源をもたらし
たりすることがある。
【0014】伝導性コーティング10は、金属面に付け
られたときに該面に付着することが出来て、下にある金
属面をチャンバ内の反応ガスによる化学的腐食から保護
する如何なる伝導性コーティング材料から成ることも出
来る。従って、伝導性コーティングは、割合に化学的に
不活性の材料、即ち、反応ガスによる化学的腐食を受け
ない材料でなければならない。
られたときに該面に付着することが出来て、下にある金
属面をチャンバ内の反応ガスによる化学的腐食から保護
する如何なる伝導性コーティング材料から成ることも出
来る。従って、伝導性コーティングは、割合に化学的に
不活性の材料、即ち、反応ガスによる化学的腐食を受け
ない材料でなければならない。
【0015】保護伝導性コーティングは、プラズマエッ
チングプロセス中にチャンバ内に存する他の反応条件に
も耐えることが出来なければならないが、その条件は、
典型的プラズマエッチングプロセス時に使用される反応
温度及び真空条件を含み、これらはそれぞれ、その典型
的プラズマエッチングプロセス時に約10℃ないし約7
0℃、及び5ミリTorrないし約1500ミリTor
rの範囲にわたるものである。
チングプロセス中にチャンバ内に存する他の反応条件に
も耐えることが出来なければならないが、その条件は、
典型的プラズマエッチングプロセス時に使用される反応
温度及び真空条件を含み、これらはそれぞれ、その典型
的プラズマエッチングプロセス時に約10℃ないし約7
0℃、及び5ミリTorrないし約1500ミリTor
rの範囲にわたるものである。
【0016】本発明の好適な実施例によると、プラズマ
促進化学蒸着(プラズマ−CVD)により形成される炭
素コーティングは、伝導性の表面を提供しながらもエッ
チングチャンバの露出される内側金属面に対して所望の
化学的保護作用を与えるので、チャンバ内のプラズマエ
ッチング条件、即ち、電気的性質は、金属チャンバ壁上
の保護炭素コーティングの存在によっては変化しないこ
とが見出されている。
促進化学蒸着(プラズマ−CVD)により形成される炭
素コーティングは、伝導性の表面を提供しながらもエッ
チングチャンバの露出される内側金属面に対して所望の
化学的保護作用を与えるので、チャンバ内のプラズマエ
ッチング条件、即ち、電気的性質は、金属チャンバ壁上
の保護炭素コーティングの存在によっては変化しないこ
とが見出されている。
【0017】プラズマ促進CVDプロセスを使うことに
より、またコーティングが伝導性であるので、本来の状
態で、即ち、エッチング装置を分解せずに、エッチング
チャンバの金属面上に該コーティングを形成することが
出来る。更に、後に伝導性コーティングの修理又は更新
が必要になったらば、同じ蒸着方法を使って別の層を既
存の層の上に容易に付けることが出来る。
より、またコーティングが伝導性であるので、本来の状
態で、即ち、エッチング装置を分解せずに、エッチング
チャンバの金属面上に該コーティングを形成することが
出来る。更に、後に伝導性コーティングの修理又は更新
が必要になったらば、同じ蒸着方法を使って別の層を既
存の層の上に容易に付けることが出来る。
【0018】プラズマエッチング処理を妨げずに所望の
化学的保護作用を得るために内側金属面に付けることの
出来る他の伝導性コーティング材料の例としては、窒化
チタン(TiN)、スズ酸インジウム(InSnO)、
炭化ケイ素(SiC)、炭化チタン(TiC)、及び炭
化タンタル(TaC)がある。保護伝導性コーティング
材料が炭素から成るときには、保護コーティングのプラ
ズマ促進CVD形成に使われるガスは、窒素又は水素(
又はその両方)と炭素ガス源とを包含することが出来る
。炭素ガス源は、例えば CH4 、 C2H5 、C
3H5、CH10などのガス状の炭化水素と、例えばエ
テン、エチン、プロペン、プロピン、ブテン、ブチン、
などのガス状の不飽和炭化水素とを含む、炭素と水素と
の如何なるガス状の結合体から成っていてもよい。ジシ
アン(C2N2) やシアン化水素(HCN)などの、
炭素及び窒素又は炭素、水素及び窒素の結合体を含有す
るガス状の化合物を使うこともできる。
化学的保護作用を得るために内側金属面に付けることの
出来る他の伝導性コーティング材料の例としては、窒化
チタン(TiN)、スズ酸インジウム(InSnO)、
炭化ケイ素(SiC)、炭化チタン(TiC)、及び炭
化タンタル(TaC)がある。保護伝導性コーティング
材料が炭素から成るときには、保護コーティングのプラ
ズマ促進CVD形成に使われるガスは、窒素又は水素(
又はその両方)と炭素ガス源とを包含することが出来る
。炭素ガス源は、例えば CH4 、 C2H5 、C
3H5、CH10などのガス状の炭化水素と、例えばエ
テン、エチン、プロペン、プロピン、ブテン、ブチン、
などのガス状の不飽和炭化水素とを含む、炭素と水素と
の如何なるガス状の結合体から成っていてもよい。ジシ
アン(C2N2) やシアン化水素(HCN)などの、
炭素及び窒素又は炭素、水素及び窒素の結合体を含有す
るガス状の化合物を使うこともできる。
【0019】例えば、チャンバの温度を約20℃(即ち
、ほぼ周囲温度)ないし約500℃に保つことによって
保護伝導性コーティングをプラズマエッチングチャンバ
の内側金属面上に形成することが出来るが、これに限定
されるものではない。チャンバ内を約1ミリTorrな
いし約500ミリTorrにわたる圧力に保ちながら、
伝導性コーティング材料の源を含む反応ガスを約10標
準立方cm/秒(sccm)ないし約1000sccm
の割合でチャンバの中に流し込むことが出来る。伝導性
コーティング層をプラズマ促進CVD形成する際に、も
っと高い圧力を使用することも可能ではあるが、その様
な高圧は、プラズマを収縮させる結果となるので不都合
である。上記範囲内の圧力を使えば、チャンバ中に均一
な強度の、より拡散したプラズマが生じて、保護コーテ
ィングがエッチングチャンバの内面上により均一に蒸着
する結果となる。
、ほぼ周囲温度)ないし約500℃に保つことによって
保護伝導性コーティングをプラズマエッチングチャンバ
の内側金属面上に形成することが出来るが、これに限定
されるものではない。チャンバ内を約1ミリTorrな
いし約500ミリTorrにわたる圧力に保ちながら、
伝導性コーティング材料の源を含む反応ガスを約10標
準立方cm/秒(sccm)ないし約1000sccm
の割合でチャンバの中に流し込むことが出来る。伝導性
コーティング層をプラズマ促進CVD形成する際に、も
っと高い圧力を使用することも可能ではあるが、その様
な高圧は、プラズマを収縮させる結果となるので不都合
である。上記範囲内の圧力を使えば、チャンバ中に均一
な強度の、より拡散したプラズマが生じて、保護コーテ
ィングがエッチングチャンバの内面上により均一に蒸着
する結果となる。
【0020】好適な実施例では、反応ガスは、保護コー
ティングのガス状の源と、水素又は窒素ガスとの、約6
0/40ないし約40/60の、最も好ましくは約50
/50体積%の混合割合の混合物から成る。チャンバの
中への反応ガスの流入が始まるとき、例えば約100K
Hz ないし約100MHz の周波数で作動する高周
波電源又は約109 ないし約1011ヘルツ(1−1
00ギガヘルツ)の周波数のマイクロ波源、即ち、電磁
波源を使って、蒸着時にプラズマが発火されて、約20
0ワットないし約1000ワットにわたるパワーレベル
に保たれる。
ティングのガス状の源と、水素又は窒素ガスとの、約6
0/40ないし約40/60の、最も好ましくは約50
/50体積%の混合割合の混合物から成る。チャンバの
中への反応ガスの流入が始まるとき、例えば約100K
Hz ないし約100MHz の周波数で作動する高周
波電源又は約109 ないし約1011ヘルツ(1−1
00ギガヘルツ)の周波数のマイクロ波源、即ち、電磁
波源を使って、蒸着時にプラズマが発火されて、約20
0ワットないし約1000ワットにわたるパワーレベル
に保たれる。
【0021】蒸着は、金属プラズマエッチングチャンバ
の内側壁に少なくとも0.2μm の最小コーティング
厚みを蒸着させるのに充分な時間にわたって実行される
。この様な最小コーティング厚みを得るのに必要な時間
は、正確には、蒸着プロセス時に使用されるCVD条件
について経験的に決定することが出来るが、チャンバの
形態はチャンバ毎に異なり、それは、与えられたCVD
反応パラメータの組についての蒸着速度に影響を与える
。
の内側壁に少なくとも0.2μm の最小コーティング
厚みを蒸着させるのに充分な時間にわたって実行される
。この様な最小コーティング厚みを得るのに必要な時間
は、正確には、蒸着プロセス時に使用されるCVD条件
について経験的に決定することが出来るが、チャンバの
形態はチャンバ毎に異なり、それは、与えられたCVD
反応パラメータの組についての蒸着速度に影響を与える
。
【0022】図2は、平行板反応イオンエッチングモー
ドのプラズマエッチング装置50を示しており、この装
置も、上板54、側壁56及び底板58から成る実質的
に閉じた金属反応チャンバ52を包含しており、チャン
バの内部を部分的に真空排気するための真空ポンプ(図
示せず)への接続部60と、弁制御される導管装置64
を通して反応ガスをチャンバへ通じさせるガス供給源6
2と、カソード構造68及び接地されたアノードとして
役立つ底板58へ高周波エネルギーを供給する高周波電
源66とがある。
ドのプラズマエッチング装置50を示しており、この装
置も、上板54、側壁56及び底板58から成る実質的
に閉じた金属反応チャンバ52を包含しており、チャン
バの内部を部分的に真空排気するための真空ポンプ(図
示せず)への接続部60と、弁制御される導管装置64
を通して反応ガスをチャンバへ通じさせるガス供給源6
2と、カソード構造68及び接地されたアノードとして
役立つ底板58へ高周波エネルギーを供給する高周波電
源66とがある。
【0023】図1に示されているプラズマエッチング装
置20とは対照的に、プラズマエッチング装置50では
、ウェーハ10はカソード68上に載置されるが、これ
は、設置されたアノード底板58から遮蔽され且つ分離
されている。本発明に従って、保護伝導性コーティング
72は、上記したのとほぼ同じ態様で金属チャンバの内
側面上に形成されて図示されている。
置20とは対照的に、プラズマエッチング装置50では
、ウェーハ10はカソード68上に載置されるが、これ
は、設置されたアノード底板58から遮蔽され且つ分離
されている。本発明に従って、保護伝導性コーティング
72は、上記したのとほぼ同じ態様で金属チャンバの内
側面上に形成されて図示されている。
【0024】図3は、他の反応イオンエッチングモード
のプラズマエッチング装置80を示し、この装置も、プ
ラズマエッチング装置20及び50と同じく、カリフォ
ルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ・イン
クから市販されている。プラズマエッチング装置80は
、上部分84、側壁86及び底板88から成る円筒状金
属反応チャンバ82を含んでおり、チャンバの内部を部
分的に真空排気するための真空ポンプ(図示せず)への
接続部90がある。ガス供給源92は、チャンバ82に
接続されて、チャンバの頂部のガス分配リング104へ
の弁及び導管装置94を通してチャンバへ反応ガスを供
給する。六角形のカソード98が高周波電源96に接続
されている。。側壁88、上部分84及び底板88を含
むプラズマエッチングチャンバ82の壁は、装置の接地
されたアノードを形成する。前述のプラズマエッチング
チャンバの場合と同様に、本発明に従って、前述のとほ
ぼ同様の態様で金属チャンバ82の内側金属面上に保護
伝導性コーティング102が形成される。
のプラズマエッチング装置80を示し、この装置も、プ
ラズマエッチング装置20及び50と同じく、カリフォ
ルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ・イン
クから市販されている。プラズマエッチング装置80は
、上部分84、側壁86及び底板88から成る円筒状金
属反応チャンバ82を含んでおり、チャンバの内部を部
分的に真空排気するための真空ポンプ(図示せず)への
接続部90がある。ガス供給源92は、チャンバ82に
接続されて、チャンバの頂部のガス分配リング104へ
の弁及び導管装置94を通してチャンバへ反応ガスを供
給する。六角形のカソード98が高周波電源96に接続
されている。。側壁88、上部分84及び底板88を含
むプラズマエッチングチャンバ82の壁は、装置の接地
されたアノードを形成する。前述のプラズマエッチング
チャンバの場合と同様に、本発明に従って、前述のとほ
ぼ同様の態様で金属チャンバ82の内側金属面上に保護
伝導性コーティング102が形成される。
【0025】図1に示されている平行板プラズマエッチ
ング装置20は比較的に高圧のシステムであり、役10
0ミリTorrないし約数Torrの圧力範囲で作動す
るので、相当の流量の反応ガスを装置に流入させること
を必要とするものである。対照的に、反応イオンエッチ
ング装置50及び80は、約1ないし約100ミリTo
rrの範囲の低圧で作動させられるので、通常プラズマ
エッチング時に相当低いガス流量を使用する。
ング装置20は比較的に高圧のシステムであり、役10
0ミリTorrないし約数Torrの圧力範囲で作動す
るので、相当の流量の反応ガスを装置に流入させること
を必要とするものである。対照的に、反応イオンエッチ
ング装置50及び80は、約1ないし約100ミリTo
rrの範囲の低圧で作動させられるので、通常プラズマ
エッチング時に相当低いガス流量を使用する。
【0026】従って、叙上において伝導性コーティング
72及び102は、チャンバ22における保護コーティ
ング42の形成について記載した蒸着条件と実質的に同
様にして一般的に形成されるものと述べられているけれ
ども、上記の流量及び圧力の範囲の下端の値は、本発明
の保護伝導性コーティングを、図2及び3に示されてい
る様な金属チャンバの内側面上に蒸着させるときに使用
されることが理解されよう。
72及び102は、チャンバ22における保護コーティ
ング42の形成について記載した蒸着条件と実質的に同
様にして一般的に形成されるものと述べられているけれ
ども、上記の流量及び圧力の範囲の下端の値は、本発明
の保護伝導性コーティングを、図2及び3に示されてい
る様な金属チャンバの内側面上に蒸着させるときに使用
されることが理解されよう。
【0027】本発明を説明すると、炭素の保護伝導性コ
ーティングを、図1−3に図示し且つ前述したものと同
様のプラズマエッチングチャンバの内側金属面上に蒸着
させることが出来る。チャンバを約30℃の温度に保ち
、その間にCH4 ガス及びH2 ガスの50/50体
積%の混合物を100sccmの割合でチャンバの中に
流入させ、その間、真空ポンプを通してチャンバを真空
排気してチャンバ内の圧力を約60ミリTorrに保つ
。高周波エネルギー源からエネルギーを得るプラズマを
チャンバ内で発火させて、蒸着中400ワットのパワー
レベルに保つことが出来る。約20分後、プラズマを消
し、ガス流を止めることが出来る。
ーティングを、図1−3に図示し且つ前述したものと同
様のプラズマエッチングチャンバの内側金属面上に蒸着
させることが出来る。チャンバを約30℃の温度に保ち
、その間にCH4 ガス及びH2 ガスの50/50体
積%の混合物を100sccmの割合でチャンバの中に
流入させ、その間、真空ポンプを通してチャンバを真空
排気してチャンバ内の圧力を約60ミリTorrに保つ
。高周波エネルギー源からエネルギーを得るプラズマを
チャンバ内で発火させて、蒸着中400ワットのパワー
レベルに保つことが出来る。約20分後、プラズマを消
し、ガス流を止めることが出来る。
【0028】蒸着完了後、内側の金属チャンバ面上には
、プラズマエッチングチャンバの電気的特性と抵触する
ことなく、後のプラズマエッチングプロセス時に使用さ
れる反応ガスによる腐食からの金属面の所望の化学的保
護をなすのに充分な厚みを全面にわたって有する炭素の
接着性の層が蒸着していることになる。よって、本発明
は、エッチングチャンバ内で行われるプラズマエッチン
グプロセスに使用される反応ガスによる化学的腐食から
金属を保護するために伝導性コーティングを内側金属面
に付けた改良されたプラズマエッチング装置と、そのコ
ーティングされたチャンバを形成する方法とを提供する
ものである。
、プラズマエッチングチャンバの電気的特性と抵触する
ことなく、後のプラズマエッチングプロセス時に使用さ
れる反応ガスによる腐食からの金属面の所望の化学的保
護をなすのに充分な厚みを全面にわたって有する炭素の
接着性の層が蒸着していることになる。よって、本発明
は、エッチングチャンバ内で行われるプラズマエッチン
グプロセスに使用される反応ガスによる化学的腐食から
金属を保護するために伝導性コーティングを内側金属面
に付けた改良されたプラズマエッチング装置と、そのコ
ーティングされたチャンバを形成する方法とを提供する
ものである。
【図1】図1は、或る種類のプラズマエッチング装置の
垂直断面図であり、プラズマエッチングチャンバの内側
金属面を化学的腐食から保護するためにプラズマエッチ
ングチャンバの内側金属面に付けられた保護伝導性コー
ティングを示す。
垂直断面図であり、プラズマエッチングチャンバの内側
金属面を化学的腐食から保護するためにプラズマエッチ
ングチャンバの内側金属面に付けられた保護伝導性コー
ティングを示す。
【図2】図2は、他の種類のプラズマエッチング装置の
垂直断面図であり、プラズマエッチングチャンバの内側
金属面を化学的腐食から保護するためにプラズマエッチ
ングチャンバの内側金属面に付けられた保護伝導性コー
ティングを示す。
垂直断面図であり、プラズマエッチングチャンバの内側
金属面を化学的腐食から保護するためにプラズマエッチ
ングチャンバの内側金属面に付けられた保護伝導性コー
ティングを示す。
【図3】図3は、更に他の種類のプラズマエッチング装
置の垂直断面図であり、プラズマエッチングチャンバの
内側金属面を化学的腐食から保護するためにプラズマエ
ッチングチャンバの内側金属面に付けられた保護伝導性
コーティングを示す。
置の垂直断面図であり、プラズマエッチングチャンバの
内側金属面を化学的腐食から保護するためにプラズマエ
ッチングチャンバの内側金属面に付けられた保護伝導性
コーティングを示す。
【図4】図4は、プラズマエッチングチャンバのき内側
金属面上に化学的保護作用をする伝導性コーティングを
形成するプロセスを示す流れ図である。
金属面上に化学的保護作用をする伝導性コーティングを
形成するプロセスを示す流れ図である。
10 ウェーハ
20 50 80プラズマエッチング装置22
金属反応チャンバ 24 54 上板 26 56 側壁 28 58 底板 34 導管 38 カソード板 40 アノード板 42 導電性コーティング 60 接続部 64 導管装置 66 高周波電源 68 カソード構造
金属反応チャンバ 24 54 上板 26 56 側壁 28 58 底板 34 導管 38 カソード板 40 アノード板 42 導電性コーティング 60 接続部 64 導管装置 66 高周波電源 68 カソード構造
Claims (10)
- 【請求項1】 内側金属面を有するエッチングチャン
バを備えたプラズマエッチング装置であって、前記チャ
ンバ内で使用される反応ガスによる化学的腐食から前記
金属面を保護することの出来る導電性コーティングが前
記内側金属面上に形成されていることを特徴とするプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項2】 前記導電性コーティングは、少なくと
も約0.2μm から約1ミクロンにわたる厚みを有す
ることを特徴とする請求項1に記載のプラズマエッチン
グ装置。 - 【請求項3】 前記導電性コーティングは炭素コーテ
ィングから成ることを特徴とする請求項1に記載のプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項4】 前記炭素コーティングが設けられてい
る前記金属プラズマエッチングチャンバはアルミニウム
から成り、前記反応ガスはハロゲン含有ガスを含み、前
記炭素コーティングは前記アルミニウム面を前記ハロゲ
ン含有ガスによる化学的腐食から保護することを特徴と
する請求項3に記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項5】 アルミニウム製プラズマエッチングチ
ャンバと、1種類以上のハロゲン含有ガスを含むことの
出来る反応ガス源と、このガスを前記チャンバ内に導入
する手段と、前記チャンバ内の電極に電気的に接続され
てその中にプラズマを発生させる電磁エネルギー源とか
ら成る、半導体ウェーハをプラズマエッチングする装置
であって、前記チャンバの内側アルミニウム面上に、前
記プラズマエッチング時に前記チャンバ内で使用される
前記反応ガスによる化学的腐食から前記アルミニウム面
を保護することの出来る、約0.2ミクロンないし約1
ミクロンのプラズマ促進CVD伝導性コーティングが形
成されていることを特徴とする装置。 - 【請求項6】 前記アルミニウム面上に設けられる前
記プラズマ促進CVD伝導性炭素コーティングは、約2
00ないし約1000ワットの範囲内のパワーレベルで
前記チャンバ内にプラズマを維持しながら、前記チャン
バを約20℃ないし約500℃の範囲内の温度に保ち、
前記チャンバ内の圧力を約1ミリTorrないし約50
0ミリTorrの範囲内に保ち、且つ、ガス状炭素源と
、水素、窒素、及び両者の混合物から成るグループから
選択された第2のガスとの混合物を約10ないし約10
00sccmの範囲内の割合で前記チャンバ内に流入さ
せながら前記コーティングを設けることにより形成され
ることを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 前記チャンバに流入する前記ガス状混
合物は、概ね、前記ガス状炭素源が40体積%で前記第
2ガスが60体積%の割合から、前記ガス状炭素源が約
60体積%で前記第2ガスが40体積%の割合までの範
囲内にあることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】 プラズマエッチング時にプラズマエッ
チング装置の金属エッチングチャンバ内で使用される反
応ガスによる化学的腐食から前記エッチングチャンバの
内側金属面を保護するために該内側金属面上に伝導性コ
ーティングを形成するプロセスであって、a) 前記
チャンバを約20℃ないし約500℃の範囲内の温度に
保ち、 b) 前記チャンバを約1ミリTorrないし約50
0ミリTorrの圧力範囲内に保ち、 c) 約10sccmないし約1000sccmの割
合で、前記チャンバの前記内側金属面上に前記伝導性コ
ーティングを形成することの出来るガス状混合物を前記
チャンバに流入させ、 d) 前記ガス状混合物の前記流入時に、約200な
いし約1000ワットの範囲内のパワーレベルでプラズ
マを前記チャンバ内に維持し、 e) 少なくとも約0.2μm の前記伝導性コーテ
ィングが前記チャンバの前記チャンバの前記内側金属面
上に形成されるまで前記プロセスを行うことから成るこ
とを特徴とするプロセス。 - 【請求項9】 前記ガス状混合物は、約40体積%か
らの、前記伝導性コーティングを形成することの出来る
1種類以上のガスと、約40ないし約60体積%の、水
素、窒素、及び前記ガスの混合物から成るグループから
選択された第2のガスとから成ることを特徴とする請求
項8に記載のプロセス。 - 【請求項10】 前記伝導性コーティングは炭素コー
ティングであり、前記伝導性炭素コーティングを形成す
ることの出来る前記の1種類以上のガスは、炭素及び水
素を含む1種類以上のガスと;炭素及び窒素を含む1種
類以上のガスと;炭素、水素、及び窒素を含む1種類以
上のガスと;その混合物とから成るグループから選択さ
れることを特徴とする請求項8に記載のプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US526220 | 1990-05-21 | ||
US07/526,220 US5085727A (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Plasma etch apparatus with conductive coating on inner metal surfaces of chamber to provide protection from chemical corrosion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04229619A true JPH04229619A (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=24096434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3113422A Pending JPH04229619A (ja) | 1990-05-21 | 1991-05-17 | 化学的腐食から保護する作用をなす導電性コーティングをチャンバの内側金属面上に有するプラズマエッチング装置と、それを形成する方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5085727A (ja) |
EP (1) | EP0458205B1 (ja) |
JP (1) | JPH04229619A (ja) |
KR (1) | KR910020193A (ja) |
DE (1) | DE69113110T2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07176524A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-07-14 | Tokyo Electron Ltd | 真空処理装置用素材及びその製造方法 |
US7602111B2 (en) | 2005-07-12 | 2009-10-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Plasma accelerating apparatus and plasma processing system including secondary electron amplification coating layer formed at inner wall of channel |
JP2014101238A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Toyo Tanso Kk | 単結晶SiC基板の表面処理方法及び単結晶SiC基板 |
JP2018133483A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Families Citing this family (55)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5477975A (en) * | 1993-10-15 | 1995-12-26 | Applied Materials Inc | Plasma etch apparatus with heated scavenging surfaces |
US6024826A (en) * | 1996-05-13 | 2000-02-15 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
US5772832A (en) * | 1991-06-27 | 1998-06-30 | Applied Materials, Inc | Process for etching oxides in an electromagnetically coupled planar plasma apparatus |
US6077384A (en) | 1994-08-11 | 2000-06-20 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor having an inductive antenna coupling power through a parallel plate electrode |
US6063233A (en) | 1991-06-27 | 2000-05-16 | Applied Materials, Inc. | Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
US6036877A (en) * | 1991-06-27 | 2000-03-14 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
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