JPH08158073A - ケミカルドライエッチング装置 - Google Patents
ケミカルドライエッチング装置Info
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- JPH08158073A JPH08158073A JP29765294A JP29765294A JPH08158073A JP H08158073 A JPH08158073 A JP H08158073A JP 29765294 A JP29765294 A JP 29765294A JP 29765294 A JP29765294 A JP 29765294A JP H08158073 A JPH08158073 A JP H08158073A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ケミカルドライエッチング装置の石英管の損
傷を防止する。 【構成】 石英管のマイクロ波導入部の内壁にセラミッ
クから成る保護部材を装着する。
傷を防止する。 【構成】 石英管のマイクロ波導入部の内壁にセラミッ
クから成る保護部材を装着する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを用いて処理
室内の物質に処理を施すケミカルドライエッチング装置
に関する。
室内の物質に処理を施すケミカルドライエッチング装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造の分野、とりわけ、半
導体ウエハのドライエッチングの分野では、減圧したエ
ッチング用材料ガスにマイクロ波を照射してプラズマを
発生させ、プラズマの発生に伴って生じた長寿命のラジ
カル（遊離原子）を半導体ウエハが載置されたエッチン
グ室へ導入してこれらのウエハにエッチングを施すケミ
カルドライエッチング装置が知られている。
導体ウエハのドライエッチングの分野では、減圧したエ
ッチング用材料ガスにマイクロ波を照射してプラズマを
発生させ、プラズマの発生に伴って生じた長寿命のラジ
カル（遊離原子）を半導体ウエハが載置されたエッチン
グ室へ導入してこれらのウエハにエッチングを施すケミ
カルドライエッチング装置が知られている。
【０００３】この種のケミカルドライエッチング装置
は、一般に、一端にエッチング材料ガスの供給源に連通
されたＳｉＯ2から成る石英管と、マイクロ波を発生す
るマイクロ波発生装置に接続された一端とこれと反対側
にて石英管が交差状に挿通された中空状の導波管と、石
英管の他端側に接続され内部に被エッチング材としての
半導体ウエハが載置されたエッチング室と、エッチング
室内の圧力を減圧するための真空ポンプと、から成って
いる。
は、一般に、一端にエッチング材料ガスの供給源に連通
されたＳｉＯ2から成る石英管と、マイクロ波を発生す
るマイクロ波発生装置に接続された一端とこれと反対側
にて石英管が交差状に挿通された中空状の導波管と、石
英管の他端側に接続され内部に被エッチング材としての
半導体ウエハが載置されたエッチング室と、エッチング
室内の圧力を減圧するための真空ポンプと、から成って
いる。
【０００４】エッチング材料ガス源から発生されたエッ
チング材料ガスは、真空ポンプの作動によりエッチング
室と共に真空状態に保たれた石英管内で、マイクロ波発
生装置から発生されたマイクロ波に照射されてプラズマ
が発生され、プラズマ発生に伴って生じたラジカル（遊
離原子）をエッチング室内に導入し、ここに載置された
半導体ウエハにラジカルの作用によるエッチングを施し
ている。
チング材料ガスは、真空ポンプの作動によりエッチング
室と共に真空状態に保たれた石英管内で、マイクロ波発
生装置から発生されたマイクロ波に照射されてプラズマ
が発生され、プラズマ発生に伴って生じたラジカル（遊
離原子）をエッチング室内に導入し、ここに載置された
半導体ウエハにラジカルの作用によるエッチングを施し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のケ
ミカルドライエッチング装置では、例えばＳｉから成る
半導体ウエハのエッチング材料ガスとして、ＳｉＯ2等
のエッチング性の観点から、一般に、ＣＦ4ガスが用い
られている。しかし、石英管内で発生されたプラズマお
よびそのラジカルは半導体ウエハが載置されたエッチン
グ室へ搬送されるのだが、マイクロ波が導入される石英
管の周壁面上及びその近傍ではプラズマ及びラジカルの
発生が特に活発に行われるので、石英管の当該部分は発
生したラジカル等により不要なエッチングが生じ、これ
を長時間放置した場合には石英管が部分的に破損してし
まう。
ミカルドライエッチング装置では、例えばＳｉから成る
半導体ウエハのエッチング材料ガスとして、ＳｉＯ2等
のエッチング性の観点から、一般に、ＣＦ4ガスが用い
られている。しかし、石英管内で発生されたプラズマお
よびそのラジカルは半導体ウエハが載置されたエッチン
グ室へ搬送されるのだが、マイクロ波が導入される石英
管の周壁面上及びその近傍ではプラズマ及びラジカルの
発生が特に活発に行われるので、石英管の当該部分は発
生したラジカル等により不要なエッチングが生じ、これ
を長時間放置した場合には石英管が部分的に破損してし
まう。
【０００６】このため、従来では、このような不都合を
回避するために、石英管を定期的に回転させることでそ
の使用寿命を延ばしている。他方、石英管は上述のよう
に透明なＳｉＯ2から成るので、エッチング材料ガスか
らのプラズマ発生に際しての放電色、即ちプラズマの発
生状態、が容易に外部から確認できることや、石英がい
わゆる誘電体損失が比較的小さくマイクロ波が良好に石
英管内に導入される等の観点から、石英管を他の材料に
置換えることは現実的に困難である。
回避するために、石英管を定期的に回転させることでそ
の使用寿命を延ばしている。他方、石英管は上述のよう
に透明なＳｉＯ2から成るので、エッチング材料ガスか
らのプラズマ発生に際しての放電色、即ちプラズマの発
生状態、が容易に外部から確認できることや、石英がい
わゆる誘電体損失が比較的小さくマイクロ波が良好に石
英管内に導入される等の観点から、石英管を他の材料に
置換えることは現実的に困難である。
【０００７】従って、本発明の目的は、比較的簡易な構
成で、石英管の損傷の防止を図ったケミカルドライエッ
チング装置を提供することにある。
成で、石英管の損傷の防止を図ったケミカルドライエッ
チング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明によれば、処理室と、一端が処理室に連通さ
れ他端が材料ガスを供給する材料ガス供給源に連通され
た石英管と、石英管に接続され該石英管内にマイクロ波
を導入するマイクロ波導入部を画成する導波管とを備
え、石英管の前記マイクロ波導入部にはセラミックから
成る保護部材が装着されたことを特徴とするケミカルド
ライエッチング装置が提供される。
め、本発明によれば、処理室と、一端が処理室に連通さ
れ他端が材料ガスを供給する材料ガス供給源に連通され
た石英管と、石英管に接続され該石英管内にマイクロ波
を導入するマイクロ波導入部を画成する導波管とを備
え、石英管の前記マイクロ波導入部にはセラミックから
成る保護部材が装着されたことを特徴とするケミカルド
ライエッチング装置が提供される。
【０００９】上記装置は、石英管は一定の内径と該内径
より小さな内径の円環状凸部が設けられ、保護部材は円
筒形状を成し、石英管には前記保護部材が前記円環状凸
部に当接して装着されるように構成できる。
より小さな内径の円環状凸部が設けられ、保護部材は円
筒形状を成し、石英管には前記保護部材が前記円環状凸
部に当接して装着されるように構成できる。
【００１０】
【作用および効果】マイクロ波が導入される石英管２の
マイクロ波導入部２ａの内周面部分をセラミック内部管
９を使用して構成することにより、石英管の最もエッチ
ングを受け易い部分を耐エッチング性が大幅に高いセラ
ミック材から成る保護部材で内表面を被覆しているの
で、石英管２のマイクロ波が導入される部分を局部的な
エッチングから有効に保護できる。保護部材が設けられ
る箇所は、石英管のマイクロ波が導入される部分及びそ
の近傍に制限できるので、不透明な保護部材を装着しな
がらも、従来の装置と同様に、石英管の周壁を介して外
部から内部のプラズマの発生状況がその放電色により容
易に確認可能である。
マイクロ波導入部２ａの内周面部分をセラミック内部管
９を使用して構成することにより、石英管の最もエッチ
ングを受け易い部分を耐エッチング性が大幅に高いセラ
ミック材から成る保護部材で内表面を被覆しているの
で、石英管２のマイクロ波が導入される部分を局部的な
エッチングから有効に保護できる。保護部材が設けられ
る箇所は、石英管のマイクロ波が導入される部分及びそ
の近傍に制限できるので、不透明な保護部材を装着しな
がらも、従来の装置と同様に、石英管の周壁を介して外
部から内部のプラズマの発生状況がその放電色により容
易に確認可能である。
【００１１】また、石英管に装着される保護部材自体に
は、エッチング室や石英管内の真空状の圧力に耐える直
接の強度を要しないので、石英管の局部的なエッチング
防止を図るのに十分に薄い厚さに形成すればよいので、
マイクロ波の導入に際しても、いわゆる誘電体損失によ
るマイクロはの導入効率の低下はほとんど問題にならな
い。
は、エッチング室や石英管内の真空状の圧力に耐える直
接の強度を要しないので、石英管の局部的なエッチング
防止を図るのに十分に薄い厚さに形成すればよいので、
マイクロ波の導入に際しても、いわゆる誘電体損失によ
るマイクロはの導入効率の低下はほとんど問題にならな
い。
【００１２】さらに、保護部材は石英管に形成した円環
状凸部に一端を当接する状態で石英管内に挿嵌して簡易
に設けることができるので、保護部材を石英管の所要の
箇所へ容易且つ確実に挿嵌でき、破損が生じ易い石英管
部分の保守や点検が容易になる。また、セラミック内部
管は石英管の内面に挿嵌すればよいので、それ自体は耐
真空圧強度を要さず、石英管のエッチングを防止するの
に必要な寸法若しくはセラミック管形成上の便宜等を考
慮して適宜な寸法に簡易且に形成可能である。
状凸部に一端を当接する状態で石英管内に挿嵌して簡易
に設けることができるので、保護部材を石英管の所要の
箇所へ容易且つ確実に挿嵌でき、破損が生じ易い石英管
部分の保守や点検が容易になる。また、セラミック内部
管は石英管の内面に挿嵌すればよいので、それ自体は耐
真空圧強度を要さず、石英管のエッチングを防止するの
に必要な寸法若しくはセラミック管形成上の便宜等を考
慮して適宜な寸法に簡易且に形成可能である。
【００１３】
【実施例】次に、本発明によるケミカルドライエッチン
グ装置について実施例に従い図面を参照しながら詳細に
説明する。本発明の実施例によるケミカルドライエッチ
ング装置の要部断面を図１に示す。
グ装置について実施例に従い図面を参照しながら詳細に
説明する。本発明の実施例によるケミカルドライエッチ
ング装置の要部断面を図１に示す。
【００１４】同図に示すように、ケミカルドライエッチ
ング装置は、エッチング材料ガスとしてのＣＦ4ガスを
供給するエッチング材料ガス源１と、一端にてエッチン
グ材料ガス源１に連通され石英から成るチューブ状の石
英管２と、マイクロ波帯域、例えば２．４５ＧＨｚ、の
高周波を発生するマイクロ波発生装置３と、一端にてマ
イクロ波発生装置３に接続されこれと対向側にて石英管
２が挿通された導波管４と、石英管２の他端に連通され
た導入口５ａと図示しない真空ポンプに接続された排気
口５ｂが形成され表面にテフロンコーテイングが施され
たエッチング室５と、から成っている。石英管２が挿通
された導波管４の接続領域には導波管４を介したマイク
ロ波が石英管２内に導入されるマイクロ波導入部２ａが
画成され、導入されたマイクロ波により石英管２内のエ
ッチング材料ガスがプラズマ化される。
ング装置は、エッチング材料ガスとしてのＣＦ4ガスを
供給するエッチング材料ガス源１と、一端にてエッチン
グ材料ガス源１に連通され石英から成るチューブ状の石
英管２と、マイクロ波帯域、例えば２．４５ＧＨｚ、の
高周波を発生するマイクロ波発生装置３と、一端にてマ
イクロ波発生装置３に接続されこれと対向側にて石英管
２が挿通された導波管４と、石英管２の他端に連通され
た導入口５ａと図示しない真空ポンプに接続された排気
口５ｂが形成され表面にテフロンコーテイングが施され
たエッチング室５と、から成っている。石英管２が挿通
された導波管４の接続領域には導波管４を介したマイク
ロ波が石英管２内に導入されるマイクロ波導入部２ａが
画成され、導入されたマイクロ波により石英管２内のエ
ッチング材料ガスがプラズマ化される。
【００１５】エッチング室５内には複数枚のＳｉ等から
成る複数枚の半導体ウエハ６を載置するための載置台７
が設けられている。排出口５ｂを介して接続された真空
ポンプ６によりエッチング室５内の圧力を約３０Ｐａに
減圧した状態で、エッチング材料ガス源１からＣＦ4ガ
スを石英管２の一端側からエッチング室へ向けて導入す
る途次に、マイクロ波発生装置３から７００Ｗの条件下
で発生された約２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管４
内を介して石英管２のマイクロ波導入部２ａを介して石
英管２内へ導入すると、ここでマイクロ波の作用により
プラズマが発生する。このプラズマの発生に伴って長寿
命のラジカル（遊離原子）が生起されるのだが、このよ
うなラジカルを導入口５ａを介して約３０Ｐａ程度に減
圧されたエッチング室５内に導入することにより、ウエ
ハ載置台７上に載置された半導体ウエハ６の表面はエッ
チングされる。
成る複数枚の半導体ウエハ６を載置するための載置台７
が設けられている。排出口５ｂを介して接続された真空
ポンプ６によりエッチング室５内の圧力を約３０Ｐａに
減圧した状態で、エッチング材料ガス源１からＣＦ4ガ
スを石英管２の一端側からエッチング室へ向けて導入す
る途次に、マイクロ波発生装置３から７００Ｗの条件下
で発生された約２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管４
内を介して石英管２のマイクロ波導入部２ａを介して石
英管２内へ導入すると、ここでマイクロ波の作用により
プラズマが発生する。このプラズマの発生に伴って長寿
命のラジカル（遊離原子）が生起されるのだが、このよ
うなラジカルを導入口５ａを介して約３０Ｐａ程度に減
圧されたエッチング室５内に導入することにより、ウエ
ハ載置台７上に載置された半導体ウエハ６の表面はエッ
チングされる。
【００１６】ここで、本実施例のケミカルドライエッチ
ング装置によれば、マイクロ波導入部は、図２に示すよ
うに、断面中空状矩形の導波管４に挿通された中空円筒
状の石英管２から成っているが、一定の内径Ｄ1を有す
る石英管２は導波管４が挿通された交差部、即ちマイク
ロ波導入部２ａの近傍で上述の内径Ｄ1より小さな内径
の円環状凸部２ｂが形成されている。具体的には、同図
中、エッチング材料ガスは矢印Ａで示す方向に供給され
るのだが、マイクロ波導入部２ａのエッチング材料ガス
の供給に対する上流側に円環状凸部２ｂは設けられてい
る。
ング装置によれば、マイクロ波導入部は、図２に示すよ
うに、断面中空状矩形の導波管４に挿通された中空円筒
状の石英管２から成っているが、一定の内径Ｄ1を有す
る石英管２は導波管４が挿通された交差部、即ちマイク
ロ波導入部２ａの近傍で上述の内径Ｄ1より小さな内径
の円環状凸部２ｂが形成されている。具体的には、同図
中、エッチング材料ガスは矢印Ａで示す方向に供給され
るのだが、マイクロ波導入部２ａのエッチング材料ガス
の供給に対する上流側に円環状凸部２ｂは設けられてい
る。
【００１７】他方、石英管２のマイクロ波導入部２ａ及
びその近傍の内面には、中空円筒状のセラミック（Ａｌ
2Ｏ3）製の保護部材９が一端にて円環状凸部２ｂに当接
した状態で挿嵌されている。例えば、外形３８ｍｍで周
壁の厚さが３．８ｍｍのサイズの石英管を使用した場
合、円環状凸部の内径を３２．２ｍｍに形成すると共
に、保護部材を外径がほぼ３４．２ｍｍ、厚さが約１ｍ
ｍ、及び長さが６０ｍｍのサイズで形成することができ
る。
びその近傍の内面には、中空円筒状のセラミック（Ａｌ
2Ｏ3）製の保護部材９が一端にて円環状凸部２ｂに当接
した状態で挿嵌されている。例えば、外形３８ｍｍで周
壁の厚さが３．８ｍｍのサイズの石英管を使用した場
合、円環状凸部の内径を３２．２ｍｍに形成すると共
に、保護部材を外径がほぼ３４．２ｍｍ、厚さが約１ｍ
ｍ、及び長さが６０ｍｍのサイズで形成することができ
る。
【００１８】尚、本実施例では、セラミック内部管９は
その外径が石英管２の内径Ｄ1に概略同一でかつ、その
内径が円環状凸部２ｂに概略同一の寸法で形成されてい
るが、内径等の寸法は形成に際しての都合等に応じて適
宜変更してもよい。本発明者の研究によれば、装置の通
常の使用条件、例えば圧力３０Ｐａ、マイクロ波発生電
力７００Ｗの条件、下ではエッチング速度は石英（Ｓｉ
Ｏ2）では約７１μｍ／ｈ程度であるのに対しセラミッ
ク（Ａｌ2Ｏ3）では約０．１３μｍ／ｈ程度に抑えられ
る。従って、上述のように、マイクロ波が導入されるマ
イクロ波導入部２ａの内周面部分を部分的に保護部材９
を使用して構成することにより、石英管のエッチングに
よる損傷を大幅に抑えることができ、従来の装置で生じ
たような石英管の局部的なエッチングは有効に防止さ
れ、若しくは、これを防止するための定期的な石英管の
回転のような煩雑な作業も不要となる。
その外径が石英管２の内径Ｄ1に概略同一でかつ、その
内径が円環状凸部２ｂに概略同一の寸法で形成されてい
るが、内径等の寸法は形成に際しての都合等に応じて適
宜変更してもよい。本発明者の研究によれば、装置の通
常の使用条件、例えば圧力３０Ｐａ、マイクロ波発生電
力７００Ｗの条件、下ではエッチング速度は石英（Ｓｉ
Ｏ2）では約７１μｍ／ｈ程度であるのに対しセラミッ
ク（Ａｌ2Ｏ3）では約０．１３μｍ／ｈ程度に抑えられ
る。従って、上述のように、マイクロ波が導入されるマ
イクロ波導入部２ａの内周面部分を部分的に保護部材９
を使用して構成することにより、石英管のエッチングに
よる損傷を大幅に抑えることができ、従来の装置で生じ
たような石英管の局部的なエッチングは有効に防止さ
れ、若しくは、これを防止するための定期的な石英管の
回転のような煩雑な作業も不要となる。
【００１９】また、セラミック内部管は石英管の内面に
挿嵌されるので、それ自体は耐真空圧強度を要さない。
従って、セラミック内部管の厚さは、石英管のエッチン
グを防止するのに必要な寸法、例えば１ｍｍ乃至１．５
ｍｍ、で形成すれば足りると思われるが、具体的には、
セラミック管形成上の便宜等を考慮して決定すればよ
い。
挿嵌されるので、それ自体は耐真空圧強度を要さない。
従って、セラミック内部管の厚さは、石英管のエッチン
グを防止するのに必要な寸法、例えば１ｍｍ乃至１．５
ｍｍ、で形成すれば足りると思われるが、具体的には、
セラミック管形成上の便宜等を考慮して決定すればよ
い。
【図１】本発明の実施例によるケミカルドライエッチン
グ装置の全体構成を示す図である。
グ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の装置のマイクロ波導入部及び装着された
保護部材を示す要部拡大断面図である。
保護部材を示す要部拡大断面図である。
１ エッチング材料ガス供給源 ２ 石英管 ３ マイクロ波発生装置 ４ 導波管 ５ エッチング室 ６ 真空ポンプ ７ ウエハ ８ ウエハ載置台 ９ 保護部材
Claims (2)
- 【請求項１】処理室と、一端が前記処理室に連通され他
端が材料ガスを供給する材料ガス供給源に連通された石
英管と、前記石英管に接続され該石英管内にマイクロ波
を導入するマイクロ波導入部を画成する導波管とを備
え、前記石英管の前記マイクロ波導入部にはセラミック
から成る保護部材が装着されたことを特徴とするケミカ
ルドライエッチング装置。 - 【請求項２】前記石英管は一定の内径と該内径より小さ
な内径の円環状凸部が設けられ、前記保護部材は円筒形
状を成し、前記石英管には前記保護部材が前記円環状凸
部に当接して装着された請求項１に記載のケミカルドラ
イエッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6297652A JP2978991B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ケミカルドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6297652A JP2978991B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ケミカルドライエッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08158073A true JPH08158073A (ja) | 1996-06-18 |
| JP2978991B2 JP2978991B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=17849368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6297652A Expired - Lifetime JP2978991B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ケミカルドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978991B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2787677A1 (fr) * | 1998-12-22 | 2000-06-23 | Air Liquide | Element de canalisation pour dispositif de traitement de gaz et dispositif incorporant un tel element de canalisation |
| US6725869B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-04-27 | Applied Materials Inc. | Protective barrier for cleaning chamber |
| KR100792328B1 (ko) * | 2003-12-30 | 2008-01-07 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 플라즈마 식각장비의 석영관 장치 |
| CN111485228A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-08-04 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 平板式pecvd设备的微波天线组件及平板式pecvd设备 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5190203B2 (ja) * | 2007-01-22 | 2013-04-24 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | プラズマ発生装置、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
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| JPS6231112A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-10 | Fujitsu Ltd | マイクロ波プラズマ反応装置 |
| JPS63100186A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-05-02 | Canon Inc | マイクロ波プラズマ処理装置 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP6297652A patent/JP2978991B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP1014761A1 (fr) * | 1998-12-22 | 2000-06-28 | L'air Liquide Société Anonyme pour l'étude et l'exploitation des procédés Georges Claude | Elément de canalisation pour dispositif de traitement de gaz et dispositif incorporant un tel élément de canalisation |
| JP2000189745A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-11 | L'air Liquide | ガスを励起するためのパイプセクション並びに装置、及びガスの純化のための方法 |
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