JPH07335628A - 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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JPH07335628A
JPH07335628A JP12916894A JP12916894A JPH07335628A JP H07335628 A JPH07335628 A JP H07335628A JP 12916894 A JP12916894 A JP 12916894A JP 12916894 A JP12916894 A JP 12916894A JP H07335628 A JPH07335628 A JP H07335628A
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JP
Japan
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clamp ring
ring member
electrode
plasma
etching
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12916894A
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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】被処理物をそのホルダを兼ねる電極上に押圧固
定するクランプリング部材を有するドライエッチング装
置であって、電極への電力印加によりプラズマが発生す
る際、クランプリング部材表面に十分なイオン衝撃が得
られ、これによりクランプリング部材表面にパーティク
ルが付着するのが抑制でき、その結果エッチングの歩留
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】被処理物S1を電力印加電極を兼ねるホルダ2
に押圧固定するための、プラズマに曝される面が導電性
材料からなるクランプリング部材8と、前記クランプリ
ング部材8を被処理物固定位置又は被処理物S1の搬入
搬出に支障のない位置へ移動させるクランプリング部材
駆動手段9と、クランプリング部材8の前記プラズマに
曝される面をホルダ2とを電気的に接触させる手段4と
を備えてい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、エッチング用ガスを電
力印加によりプラズマ化させ、該プラズマの下で、例え
ば半導体デバイス基板のような被処理物をドライエッチ
ングするドライエッチング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エッチング用ガスを電力印加によりプラ
ズマ化させ、該プラズマの下で被処理物をエッチングす
るドライエッチング処理は、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
チングしたりすること等に広く利用されている。
【0003】前記のドライエッチング処理は、例えば図
2に示す反応性イオンエッチング(RIE)に用いる平
行平板型のエッチング装置を用いて行われる。このエッ
チング装置は、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S2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。
【0004】電極2は、電極3との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
例ではマッチングボックス21を介して高周波電源22
に接続されている。電極3は接地電極であり、電極の一
部を構成するガスノズル31の開口部に多孔電極板32
を設けたもので、電極板32には直径0.5mm程度の
ガス供給孔を多数形成してあり、ガスノズル31から供
給されるガスが該孔から両電極間に全体的に放出される
ようになっている。
【0005】真空容器1はまた、電極2上に基体S2を
保持するために、電極2上に載置される基体S2の周縁
部を電極2に押圧固定するためのリング形状のクランプ
リング部材8と、該クランプリング部材8を基体S2固
定位置又は基体S2の搬入搬出に支障のない位置へ選択
的に移動させる駆動装置9を備えている。装置9はこの
例ではピストンシリンダ装置からなっている。ピストン
シリンダ装置9は通常、一台設けられ、そのピストンロ
ッド91がクランプリング部材8の一部に連結され、シ
リンダ92は真空容器1に固定されている。
【0006】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てなる排気装置7が接続されている
とともに、前記ガスノズル31にはガス供給部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631、632・・・・が含まれ
ている。
【0007】このエッチング装置によると、クランプリ
ング部材8がピストンシリンダ装置9にて電極2から上
昇後退せしめられた状態で、エッチング対象基体S2が
容器1内の高周波電極2上に設置され、その後、クラン
プリング部材8がピストンシリンダ装置9により下降せ
しめられて基体S2の周縁部が電極2に押圧固定され
る。次いで、ガス供給部6からエッチング用ガスがノズ
ル31及び電極板32のガス供給孔を介して導入され、
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
とされる。また、電極2に高周波電源22から高周波電
圧が印加され、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基体S2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。
【0008】このように基体をクランプ機構により基体
ホルダに固定する構造を持つドライエッチング装置にお
いては、一般にクランプリング部材8の駆動装置9部分
は接地電位の真空容器等に取り付けられる。しかし、基
体ホルダを兼ねる電極2には高周波電力や直流電力が印
加されるため、電極2とクランプリング部材8とは互い
に絶縁しておく必要がある。このため、クランプリング
部材8の材質をアルミナ等のセラミックや樹脂等の電気
絶縁性材料で形成したり、クランプリング部材8の材質
が金属等の導電性のものであるときには、電極2とクラ
ンプリング部材8との間及び駆動装置9とクランプリン
グ部材8との間に絶縁体を介在させる等してクランプリ
ング部材8を電気的にフローテイング状態としておく。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにクランプリング部材8が電気絶縁性材料からなる、
又は電気的にフローテイングされている場合、クランプ
リング部材8表面に強いプラズマが発生せず、また、電
極2に印加される高周波電力がクランプリング部材8に
伝わらないため、クランプリング部材8に十分なイオン
衝撃が得られず、プラズマ中で生成されるエッチング用
ガスの重合物がクランプリング部材8表面に付着しやす
い。そしてクランプリング部材8表面に付着した前記重
合物が被処理基体上に飛散する等して付着しやすく、エ
ッチングの再現性ひいてはエッチングの歩留りを低下さ
せる。特に、エッチング用ガスとしてメタン(CH4
ガス等を用いる場合には、CH4 等及びその分解物がプ
ラズマにより励起されてラジカル化し、これらのラジカ
ルにより重合物が生成し、クランプリング部材8表面に
付着し、やがてこれが剥がれてパーティクルとなり、被
処理物へ飛散してエッチング不良を招き易い。
【0010】そこで本発明は、被処理物をそのホルダを
兼ねる電極上に押圧固定するクランプリング部材を有す
るドライエッチング装置であって、前記電極への電力印
加によりプラズマが発生する際、該クランプリング部材
表面に十分なイオン衝撃が得られ、これにより該クラン
プリング部材表面にエッチング用ガスの重合物等が付着
するのが抑制でき、その結果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
に本発明者は研究を重ね、クランプリング部材を導電性
材料から形成し、かつ、電力が印加される基体ホルダを
兼ねる電極とクランプリング部材とを電気的に接触させ
ることにより、前記電極への電力印加によりプラズマが
発生する際、該クランプリング部材に十分なイオン衝撃
が得られ、これにより該クランプリング部材表面にエッ
チング用ガスの重合物等が付着するのが抑制されること
を見出した。
【0012】前記知見に基づき本発明のドライエッチン
グ装置は、エッチング用ガスを電力印加によりプラズマ
化させ、該プラズマの下で被処理物をエッチングするド
ライエッチング装置において、被処理物を電力印加電極
を兼ねるホルダに押圧固定するための、前記プラズマに
曝される面が導電性材料からなるクランプリング部材
と、前記クランプリング部材を被処理物固定位置又は被
処理物の搬入搬出に支障のない位置へ移動させるクラン
プリング部材駆動手段と、少なくともクランプリング部
材が被処理物固定位置に置かれるとき、前記クランプリ
ング部材のプラズマに曝される面を前記電力印加電極を
兼ねるホルダとを電気的に接触させる手段とを備えてい
ることを特徴とする。
【0013】前記クランプリング部材はその全体が金属
等の導電性材料からなっている場合の他、主としてプラ
ズマに曝される面が導電性材料から形成され、他の全部
又は一部が絶縁性材料から形成される場合も考えられ
る。また、前記クランプリング部材のプラズマに曝され
る面と前記電力印加電極を兼ねるホルダとを電気的に接
触させる手段としては、例えばクランプリング部材全体
が導電性材料からなる場合、被処理物と同じ厚みを有す
る非弾性の導電性部材を該両者の間に介在させるように
したものの他、少なくとも前記ホルダ上面に垂直な方向
に弾性を有する導電性部材を該両者の間に介在させるよ
うにしたもの等が考えられる。
【0014】前記の弾性を有する導電性部材は、前記ホ
ルダ上に押圧固定される被処理物より大きな厚みを有
し、前記クランプリング部材が後退位置から被処理物固
定位置へ下降するのに伴って収縮し、前記クランプリン
グ部材と前記ホルダとを確実に電気的に接触させる。こ
のような弾性を有する導電性部材としては、例えば、伸
縮性を有する芯に細い金属線を縒り巻いたものや、金属
製のバネ等を例示することができる。
【0015】なお、クランプリング部材の一部が絶縁性
材料からなるときは、該部材のプラズマに曝される導電
性面を前記電気的接触手段に接触させ得るように、該プ
ラズマに曝される面に接続された導電性膜等を該電気的
接触手段の側へ回し設ける等のことが考えられる。ま
た、前記クランプリング部材と前記クランプリング部材
駆動手段とは絶縁物を介して連結される等して絶縁され
る。
【0016】
【作用】本発明のドライエッチング装置によると、クラ
ンプリング部材のプラズマに曝される導電性面を前記電
力印加電極に電気的に接触させる手段を備えていること
により、前記電極への電力印加によりプラズマが発生す
る際に、該クランプリング部材の導電性面にも強いプラ
ズマが発生し、且つ、該面にも電力印加されるため、該
クランプリング部材に対する十分なイオン衝撃が得られ
る。このイオン衝撃により、該クランプリング部材表面
にエッチング用ガスの重合物等が付着するのが抑制され
る。
【0017】
【実施例】図1は本発明の1実施例であるRIE(反応
性イオンエッチング)に用いるドライエッチング装置で
ある。この装置は図2に示す従来のRIE装置において
クランプリング部材8が導電性材料からなり、クランプ
リング部材8と電極2との間にはリング状の電気接触体
4を有している。電気接触体4は、ここではリング状の
クッション性を有する綿芯に細いワイヤを縒り巻いたも
のであり、電極2の周縁部に形成した凹段部2aに配置
され、クランプリング部材8と電極2との間に挟まれて
縮むことができる。また、クランプリング部材8のピス
トンロッド91連結部分には絶縁性の樹脂からなるブッ
シング5が埋め込まれて、クランプリング部材8とピス
トンシリンダ装置9とは絶縁されている。その他の構成
は図2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。同じ部品については同じ参照符号を付して
ある。
【0018】このエッチング装置によると、クランプリ
ング部材8が導電性材料からなるため、電力印加により
エッチング用ガスが分解してプラズマが発生する際、ク
ランプリング部材表面にも強いプラズマが発生し、ま
た、クランプリング部材8と電極2とが電気接触体4に
より電気的に接続されているため、電極2に印加される
高周波電力がクランプリング部材8にも印加される。こ
れらによりクランプリング部材8に十分なイオン衝撃が
得られるため、クランプリング部材8表面にエッチング
用ガスの重合物等が付着するのが抑制され、ひいてはこ
の付着した重合物が飛散する等して基体S1表面に付着
するのが抑制されてエッチングの歩留りが向上する。
【0019】次に、図1に示すRIE装置を用いた反応
性ドライエッチングの具体例について説明する。クラン
プリング部材8の材質としてアルミニウムを採用し、電
気接触体4を電極2上の所定の位置に載置した。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直径6インチの
石英基体S1を容器1内に搬入し、電極2上に載置した
のち、クランプリング部材8により基体S1の周縁部を
電極2に押圧固定した。また、それによって接触体4を
クランプリング部材8と電極2の双方に確実に接触させ
た。その後、容器1内の圧力を20mTorrに保ちつ
つ、容器1内にメタン(CH4 )ガス及び水素(H 2
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13.56MHz
の高周波電力を電力200Wで印可して前記ガスをプラ
ズマ化させ、該プラズマの下で基体S1上のITO膜を
エッチングした。
【0020】この結果、クランプリング部材8表面には
エッチング用ガスの重合物は観察されなかった。基体S
1上に付着した、直径が0.26μmより大きいパーテ
ィクルの個数は約30個であった。一方、比較例として
アルミナからなるクランプリング部材を採用した図2に
示すRIE装置を用い、その他の条件は前記本発明例と
同様にして同じ基体S1のエッチングを行ったところ、
このクランプリング部材上にはエッチング用ガスの重合
物が観察された。基体S1に付着した、直径が0.26
μmより大きいパーティクルの個数は約50個であっ
た。
【0021】また、本発明例及び比較例について各々基
体S1を替えて同様のエッチングを繰り返し、電極2に
発生するDCバイアス電圧を測定したところ、次表に示
すように、比較例によるエッチングでは基体S1の処理
枚数を重ねるのに伴い電極2に発生するDCバイアス電
圧が低下したが、本発明例によるエッチングではDCバ
イアス電圧は変化しなかった。本発明例によるエッチン
グでは高い再現性が得られたことが分かるが、これはク
ランプリング部材8への重合物等の付着が低減したこと
によるものと考えられる。 処理枚数 1枚目 2枚目 5枚目 10枚目 本発明例 580V 581V 581V 580V 比較例 580V 560V 548V 541V
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、被
処理物をそのホルダを兼ねる電極上に押圧固定するクラ
ンプリング部材を有するドライエッチング装置であっ
て、前記電極への電力印加によりプラズマが発生する
際、該クランプリング部材のプラズマに曝される面に十
分なイオン衝撃が得られ、これにより該クランプリング
部材表面にエッチング用ガスの重合物等が付着するのが
抑制でき、その結果エッチングの再現性ひいてはエッチ
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実施例である反応性イオンエッチン
グ(RIE)装置の概略構成を示す図である。
【図2】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 基体ホルダ兼高周波電極 20 水冷装置 21 マッチングボックス 22 高周波電源 3 接地電極 31 ガスノズル 32 多孔電極板 4 電気接触体 5 絶縁体 6 エッチング用ガス供給部 7 排気装置 8 クランプリング 9 ピストンシリンダ装置 91 ピストンロッド 92 シリンダ S1、S2 基体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッチング用ガスを電力印加によりプラ
    ズマ化させ、該プラズマの下で被処理物をエッチングす
    るドライエッチング装置において、被処理物を電力印加
    電極を兼ねるホルダに押圧固定するための、前記プラズ
    マに曝される面が導電性材料からなるクランプリング部
    材と、前記クランプリング部材を被処理物固定位置又は
    被処理物の搬入搬出に支障のない位置へ移動させるクラ
    ンプリング部材駆動手段と、少なくとも前記クランプリ
    ング部材が被処理物固定位置におかれるとき、前記クラ
    ンプリング部材のプラズマに曝される面を前記電力印加
    電極を兼ねるホルダに電気的に接触させる手段とを備え
    ていることを特徴とするドライエッチング装置。
JP12916894A 1994-06-10 1994-06-10 ドライエッチング装置 Withdrawn JPH07335628A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12916894A JPH07335628A (ja) 1994-06-10 1994-06-10 ドライエッチング装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12916894A JPH07335628A (ja) 1994-06-10 1994-06-10 ドライエッチング装置

Publications (1)

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JPH07335628A true JPH07335628A (ja) 1995-12-22

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ID=15002828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12916894A Withdrawn JPH07335628A (ja) 1994-06-10 1994-06-10 ドライエッチング装置

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JP (1) JPH07335628A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100335766B1 (ko) * 1999-10-26 2002-05-09 박종섭 웨이퍼 로딩용 플랜지 애노드

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100335766B1 (ko) * 1999-10-26 2002-05-09 박종섭 웨이퍼 로딩용 플랜지 애노드

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010904