JPH07335627A - ドライエッチング装置 - Google Patents

ドライエッチング装置

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JPH07335627A
JPH07335627A JP12916494A JP12916494A JPH07335627A JP H07335627 A JPH07335627 A JP H07335627A JP 12916494 A JP12916494 A JP 12916494A JP 12916494 A JP12916494 A JP 12916494A JP H07335627 A JPH07335627 A JP H07335627A
Authority
JP
Japan
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etching
electrode
gas
sheet
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12916494A
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English (en)
Inventor
Naoto Okazaki
尚登 岡崎
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エッチング用ガスをプラズマ化して発生するラ
ジカルやイオンにより被処理物のエッチングを行うドラ
イエッチング装置であって、被処理物表面にパーティク
ルが付着するのを抑制でき、それによりエッチングの歩
留りを向上させることができるドライエッチング装置を
提供する。 【構成】真空容器1内の少なくとも被処理物Sに対向す
る面の少なくとも一部を覆う、ポリテトラフルオロエチ
レン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオ
ロエチレン共重合体及びポリクロロトリフルオロエチレ
ンのうち1若しくは2以上を含むフッ素樹脂、又は、ポ
リイミド樹脂からなるシート41を備えたことを特徴と
するドライエッチング装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体を利用し
た薄膜トランジスタ、LSI、太陽電池等の各種デバイ
スを製造するにあたり、基体上に形成された金属膜を配
線パターン、電極パターン等を残してエッチングした
り、基体上に形成された半導体膜を所定パターンを残し
てエッチングしたりするドライエッチング装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ドライエッチングでは、エッチング用ガ
スをプラズマ化し、発生するラジカルやイオンによりエ
ッチングを行う。ドライエッチングをその機構に基づき
分類すると、イオン照射によるスパッタリングによりエ
ッチングを行う物理的なイオンミリングと、被エッチン
グ物及び反応性ガスを反応させて反応生成物を排気して
いくことによりエッチングを行う反応性エッチングとに
大別できる。ラジカルによる化学反応とイオン照射を併
用する物理化学的なドライエッチングもこの反応性エッ
チングの一種と考えることができ、その代表例として反
応性イオンエッチング(RIE)を挙げることができ
る。
【0003】ここで代表的なものの1例として図3に示
すエッチング装置を用いて行うエッチングについて説明
すると、このエッチング装置は、接地された真空容器1
を備え、その中には、エッチング対象膜を形成した基体
Sを設置する基体ホルダを兼ねる電極2及び電極2に対
向配置された電極3を備えている。電極2又は電極3
は、該両電極間に導入されるエッチング用ガスに高周波
電力や直流電力を印加してプラズマ化させるための電力
印加電極として使用され、図示の例では、各々マッチン
グボックス21、31を介して高周波電源22、32に
接続されている。また、図示していないが、各電極2、
3は接地電極に切り換えられるようにもなっている。基
体ホルダを兼ねる電極2を電力印加電極とするとともに
電極3を接地電極とするときはRIEモードとなり、反
応性イオンエッチングを行える。また、電極2を接地電
極に、電極3を電力印加電極とするときはプラズマエッ
チングモードとなり、そのモードによるエッチングを行
える。
【0004】真空容器1には、さらに、開閉弁を介して
排気ポンプを接続した排気装置7が付設されているとと
もに、ガス供給部6を配管接続してある。ガス供給部6
には、1又は2以上のマスフローコントローラ611、
612・・・・及び開閉弁621、622・・・・を介
して所要量のエッチング用ガスを供給するガス源63
1、632・・・・が含まれている。
【0005】このエッチング装置によると、エッチング
対象基体Sが容器1内の電極2上に設置され、該容器1
内が排気装置7の運転にて所定エッチング真空度とさ
れ、ガス供給部6からエッチング用ガスが導入される。
また、電極2、3のうち一方が接地され、他方にそれに
接続された電源22又は32から高周波電力が印加さ
れ、それによって導入されたガスがプラズマ化され、こ
のプラズマの下にRIEモード又はプラズマエッチング
モードで基体S上の膜がエッチングされる。なお、電極
2は、必要に応じ、水冷装置20等の温度制御装置で温
度制御されることもある。
【0006】例えばこのような装置による反応性エッチ
ングにおいては、基体上の膜とエッチング用ガスとの反
応性が高いことが必要である。例えば、アルミニウム
(Al)膜、シリコン(Si)膜、酸化シリコン(Si
2 )膜のエッチングには、エッチング用ガスとして、
一般に、四フッ化炭素(CF4 )ガス等のフッ素(F)
系ガスや塩素(Cl2 )ガス、四塩化炭素(CCl4
ガス等の塩素(Cl)系ガス等の1又は2以上が用いら
れるが、この場合反応生成物として、四フッ化シリコン
(SiF4 )、四塩化シリコン(SiCl 4 )、三塩化
アルミニウム(AlCl3 )等が生成する。これらは比
較的反応性が高いエッチングである。また、ITO(In
dium Tin Oxide) 膜やインジウム(In)−リン(P)
膜のエッチングには、エッチング用ガスとして、一般
に、メタン(CH4 )ガス及び水素(H2 )ガスの混合
ガス等が用いられ、主な反応生成物として3−メチル−
インジウム(In(CH3 3 )等が生成するとされて
いる。これらは比較的反応性が低いエッチングである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに反応性が低いITO膜やIn−P膜の反応性エッチ
ングでは、該反応生成物が真空容器内の各部に付着し、
堆積し易い。さらに、厚くなった堆積物が一部剥がれて
パーティクルが発生する。該反応生成物は真空容器内壁
等の被処理物に対向する面に多く付着するため、被処理
物表面へのパーティクルの付着量が多くなる。また、エ
ッチング用ガスであるCH4 ガス等の重合物が生成して
真空容器内壁の各部に付着し、これらは比較的堆積量の
少ない時点から一部剥がれてパーティクルが発生する。
【0008】真空容器内各部、例えば図3に示す装置に
おける被処理物Sに対向する電極3には、一般に、耐プ
ラズマ性や耐熱性の観点からAl、ステンレス、セラミ
ック等の無機材料が用いられる。このような無機材料
は、CH4 の重合物やメチル基(−CH3 )を含む反応
生成物等との熱膨張率の差が大きいため、プラズマ発生
のオン、オフに伴う表面温度の一時的な昇降による熱ス
トレスで前記堆積物が剥がれ易い。
【0009】例えば、図3の装置を用い、基体上のIT
O膜を、エッチング用ガスとしてCH4 ガスを用いてエ
ッチングを行ったところ、30分間のプラズマ処理によ
り、直径6インチの基体上に約1900個のパーティク
ルの付着が観察された。このような基体表面へのパーテ
ィクルの付着はエッチングにより形成しようとする配線
間のショート等の問題を招き、著しく歩留りを低下させ
る。
【0010】前記の問題は、反応性イオンエッチング等
の反応性エッチングのみならず、イオンミリングのよう
な物理的なドライエッチングにも同様に生じる。そこで
本発明は、エッチング用ガスをプラズマ化して発生する
ラジカルやイオンにより被処理物のエッチングを行うド
ライエッチング装置であって、被処理物表面にパーティ
クルが付着するのを抑制でき、それによりエッチングの
歩留りを向上させることができるドライエッチング装置
を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明者は研究を重ね、以下の事実を見出した。真空容
器内各部、例えば図3に示すようなエッチング装置にお
ける被処理物に対向する位置に設置される電極をCH4
の重合物や、メチル基含有反応生成物等との熱膨張率の
差の小さい有機材料からなるシートで覆うことにより、
該シートへの堆積物が剥がれるのを抑制でき、その結果
パーティクルの発生が低減する。
【0012】前記知見に基づき本発明のドライエッチン
グ装置は、真空容器内で、エッチング用ガスをプラズマ
化して発生するラジカルやイオンにより被処理物のエッ
チングを行うドライエッチング装置であって、該真空容
器内の少なくとも被処理物に対向する面の少なくとも一
部を覆う、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体
及びポリクロロトリフルオロエチレンのうち1若しくは
2以上を含むフッ素樹脂、又は、ポリイミド樹脂からな
るシートを備えたことを特徴とする。
【0013】前記フッ素樹脂はシート加工し易いという
利点も有している。さらに、前記フッ素樹脂は比較的高
温での連続使用が可能で、温度、湿度の影響も受けずに
優れた電気的性質を有するため、RIE装置等、各種プ
ラズマによるエッチング装置に用いるシート材料として
も適している。前記ポリイミド樹脂は、比較的高温での
連続使用が可能で、機械的強度に優れる。
【0014】前記ドライエッチング装置において、前記
シートは前記真空容器内の少なくとも被処理物に対向す
る面の少なくとも一部、例えば被処理物に対向する電極
面を覆うものであるが、これに加えて真空容器内のその
他の部分も覆っていてもよい。前記シートは、これを所
定の位置、例えば被処理物対向電極面に被せた状態で周
縁部を、真空容器に直接又は間接的に連結した引張バネ
にて全体に張力を与えつつ該面に密着させて支持するこ
とや、例えばシリコン系その他の接着剤等を用いて所定
の位置、例えば前記被処理物対向電極面に貼着すること
が考えられる。バネに支持させるときは、バネとシート
の連結をシート交換可能なものとすることも考えられ
る。また、この場合、シートの電極面への密着性を向上
させるために、電極面を凸曲面に形成してもよい。
【0015】前記シートの厚みは、シートの材質によっ
て異なるが、小さい方がよく、大きいときには、プラズ
マから前記シートに与えられた熱が発散し難く、非常に
高温となってプラズマ発生のオン時とオフ時との温度差
が大きくなり、かえって堆積物が剥がれ易くなる場合が
ある。シートの厚みとしては強度の点も考慮して、0.
05〜0.5mm程度、より好ましくは0.05〜0.
15mm程度が考えられる。
【0016】
【作用】本発明のドライエッチング装置によると、被処
理物のエッチングを行う真空容器内の少なくとも被処理
物に対向する面の少なくとも一部が、前記フッ素樹脂又
はポリイミド樹脂からなるシートで覆われている。この
樹脂は、ITO膜やIn−P膜等のエッチングにエッチ
ング用ガスとして多用されるCH4 ガスを用いる場合に
発生するCH4 の重合物やメチル基含有反応生成物等と
の熱膨張率の差が小さいため、該樹脂からなるシート上
に堆積した前記重合物や反応生成物等は剥がれにくい。
その結果、真空容器内に発生するパーティクルが低減す
るとともに、被処理物表面に付着するパーティクルが低
減する。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の1実施例であるエッチング装置を
示す図である。この装置は、図3に示す従来のエッチン
グ装置において、電極3に代えて、基体Sに臨む面が略
球面状に形成された電極5を有し、電極5の前記の面が
シート加工性のよいポリテトラフルオロエチレンン(P
TFE)からなるシート41で覆われたものである。シ
ート41は、真空容器1に一端を連結した複数のバネ4
2を介して容器1に取り付けられており、バネ42の力
で電極5の略球面状の面に密着させられている。電極5
は、シート41との密着性を良くするため、エッチング
対象基体Sに臨む面が略球面状に形成されているが、図
3の装置における電極3を採用しても構わない。PTF
Eシート41の厚味は一般的には0.05〜0.5mm
程度、より好ましくは0.05〜0.15mm程度でよ
い。
【0018】その他の構成は図3に示す従来装置と同様
であり、エッチング動作も同様である。同じ部品には同
じ参照符号を付してある。この装置によると、シート4
1を形成するPTFEとエッチング用ガスとしてCH4
ガスを用いる場合に発生するCH4 の重合物やメチル基
含有反応生成物等との熱膨張率の差が小さいため、シー
ト41上に堆積する前記重合物や反応生成物等が剥離し
難く、容器1内に発生するパーティクルひいては基体S
上に付着するパーティクルが低減する。この結果、エッ
チングの歩留りが向上する。
【0019】また、従来は真空容器内各部への付着物は
定期的に擦り落としたり、薬液に浸して除去していた
が、シート41を取り替えるだけで済み、生産性が向上
する。また、図2は本発明の他の実施例であるエッチン
グ装置を示す図である。この装置は図3に示す従来装置
において、PTFEからなるシート41が、シリコン系
接着剤43により、電極3の基体Sに臨む面に貼着され
たものである。なお、接着剤43に含まれる不純物によ
り基体Sがアルカリ金属類で汚染される等の悪影響があ
る場合には、例えば図1に示す装置におけるように、接
着剤43を用いないでシート41を電極3上に被覆する
方がよい。
【0020】その他の構成は図3に示す従来装置と同様
であり、エッチング動作も同様である。同じ部品には同
じ参照符号を付してある。この装置によっても、前記図
1に示す装置と同様の効果が得られる。次に、図1、図
2に示す装置を用いて、基体S上に形成されたITO膜
をエッチングした具体例について説明する。 実験例1 図1の装置においてPTFEからなる、厚さ0.1mm
のシート41を採用した。先ず、表面に厚さ0.1μm
のITO膜を形成し、その上にレジストにてエッチング
パターンを描いた基体Sを容器1に搬入し、電極2上に
載置した後、容器1内を20mTorrの真空度とし
た。次いで、容器1内にメタン(CH4 )ガス及び水素
(H2 )ガスを各々25sccm、及び60sccmの
流量で導入すると同時に、高周波電極2に、周波数1
3.56MHzの高周波電力を電力200Wで30分間
印加してプラズマを発生させ、該プラズマの下で基体S
上の膜をエッチングした。なお、電極3は接地電極とし
た。
【0021】このとき、基体S上には、直径0.26μ
m以上のパーティクルが約50個観察された。 実験例2 図2の装置においてPTFEからなる、厚さ0.1mm
のシート41を採用し、その他の条件は前記実験例1と
同様にして基体S上の膜をエッチングした。
【0022】このとき、基体S上には、直径0.26μ
m以上のパーティクルが約50個観察された。 実験例3 図1の装置においてPTFEからなる、厚さ3mmのシ
ート41を採用し、その他の条件は前記実験例1と同様
にして基体S上の膜をエッチングした。
【0023】このとき、基体S上には、直径0.26μ
m以上のパーティクルが約300個観察された。 比較例 図3の装置を用い、その他の条件は前記実験例1と同様
にして基体S上の膜をエッチングした。
【0024】このとき、基体S上には、直径0.26μ
m以上のパーティクルが約2000個観察された。以上
の実験から、図1、2の装置を用いたエッチングでは、
図3の装置を用いたエッチングより、基体S上に付着す
るパーティクルが低減したことが分かる。また、シート
41の厚みを3mmにすることにより、0.1mmの場
合よりもパーティクルが増大したが、これは、プラズマ
からシート41へ与えられた熱が発散し難く、シート4
1が非常に高温となってプラズマ発生のオン時とオフ時
との温度差が大きくなったため、堆積物が剥がれ易くな
ったことによると考えられる。
【0025】また、ここではRIEモードによるエッチ
ングについて説明したが、本発明は真空容器内でエッチ
ング用ガスをプラズマ化して発生したイオンやラジカル
により被処理物をエッチングする各種ドライエッチング
装置に適用できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、エ
ッチング用ガスをプラズマ化して発生するラジカルやイ
オンにより被処理物のエッチングを行うドライエッチン
グ装置であって、被処理物表面にパーティクルが付着す
るのを抑制でき、それによりエッチングの歩留りを向上
させることができ、しかも真空容器内の清掃の手間を軽
減させて生産性を向上させることができるドライエッチ
ング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例であるドライエッチング装置
の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の他の実施例であるドライエッチング装
置の概略構成を示す図である。
【図3】従来のドライエッチング装置例の概略構成を示
す図である。
【符号の説明】
1 真空容器 2 基体ホルダ兼電極 20 水冷装置 21、31 マッチングボックス 22、32 高周波電源 3、5 被処理物に対向する電極 41 シート 42 バネ 43 接着剤 6 エッチング用ガス供給部 7 排気装置 S 基体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内で、エッチング用ガスをプラ
    ズマ化して発生するラジカルやイオンにより被処理物の
    エッチングを行うドライエッチング装置であって、該真
    空容器内の少なくとも被処理物に対向する面の少なくと
    も一部を覆う、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン
    −テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエ
    チレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
    体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
    ン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共
    重合体及びポリクロロトリフルオロエチレンのうち1若
    しくは2以上を含むフッ素樹脂、又は、ポリイミド樹脂
    からなるシートを備えたことを特徴とするドライエッチ
    ング装置。
JP12916494A 1994-06-10 1994-06-10 ドライエッチング装置 Withdrawn JPH07335627A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220578A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ処理装置の電極構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220578A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Sekisui Chem Co Ltd プラズマ処理装置の電極構造

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