JPH10242116A - 平行平板型ｒｉｅ装置 - Google Patents
平行平板型ｒｉｅ装置Info
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- JPH10242116A JPH10242116A JP4044997A JP4044997A JPH10242116A JP H10242116 A JPH10242116 A JP H10242116A JP 4044997 A JP4044997 A JP 4044997A JP 4044997 A JP4044997 A JP 4044997A JP H10242116 A JPH10242116 A JP H10242116A
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- gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】第１電極上へのエッチング生成物の堆積を抑制
し、パーティクルの発生を抑えうることを課題とする。 【解決手段】処理室１と、処理室１内に配置する、上部
電極２及び該上部電極に対向し半導体ウェハ11が載置さ
れる下部電極３と、上部電極２及び下部電極３間にエッ
チングを行うための反応性ガスを供給するガス供給手段
と、上部電極２，下部電極３間に反応性ガスのプラズマ
を形成するためのプラズマ形成手段と、処理室１内でか
つ上部電極２の上方に配置されたガス分散板８，９とを
具備し、ガス供給手段はガス供給源６と上部電極２に連
結するガス導入管５とを有し、上部電極２はガス導入管
５に連通する内部空間と下面に形成された多数のガス吐
出口2aとを有し、ガス分散板８，９はポリイミド樹脂か
らなることを特徴とする平行平板型ＲＩＥ装置。
し、パーティクルの発生を抑えうることを課題とする。 【解決手段】処理室１と、処理室１内に配置する、上部
電極２及び該上部電極に対向し半導体ウェハ11が載置さ
れる下部電極３と、上部電極２及び下部電極３間にエッ
チングを行うための反応性ガスを供給するガス供給手段
と、上部電極２，下部電極３間に反応性ガスのプラズマ
を形成するためのプラズマ形成手段と、処理室１内でか
つ上部電極２の上方に配置されたガス分散板８，９とを
具備し、ガス供給手段はガス供給源６と上部電極２に連
結するガス導入管５とを有し、上部電極２はガス導入管
５に連通する内部空間と下面に形成された多数のガス吐
出口2aとを有し、ガス分散板８，９はポリイミド樹脂か
らなることを特徴とする平行平板型ＲＩＥ装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
被エッチング体に反応性ガスを供給し、電極間に反応性
ガスのプラズマを形成して被エッチング体を微細加工す
る平行平板型ＲＩＥ装置に関する。
被エッチング体に反応性ガスを供給し、電極間に反応性
ガスのプラズマを形成して被エッチング体を微細加工す
る平行平板型ＲＩＥ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の如く、平行平板型ＲＩＥ（Ｒeact
ive Ｉon Ｅtching）装置は、高密度半導体デバイスの
微細加工に用いられるものであり、一対の円盤状の上部
電極，下部電極を上下に平行に配置してなり、これら電
極間にハロゲン元素を含む反応性ガスのプラズマを形成
して、そのプラズマにより半導体ウェハ等の被エッチン
グ体をエッチングするものである。
ive Ｉon Ｅtching）装置は、高密度半導体デバイスの
微細加工に用いられるものであり、一対の円盤状の上部
電極，下部電極を上下に平行に配置してなり、これら電
極間にハロゲン元素を含む反応性ガスのプラズマを形成
して、そのプラズマにより半導体ウェハ等の被エッチン
グ体をエッチングするものである。
【０００３】この種のＲＩＥ装置においては、通常、ガ
ス供給源が上部電極に接続されており、上部電極の下面
に形成された多数のガス吐出口から反応性ガスが下部電
極に向けて吐出される。そして、両電極又はいずれか一
方の電極に接続された高周波電源から高周波電力が印加
され、反応性ガスがプラズマ化される。このプラズマに
より下部電極に載置された被エッチング体がエッチング
される。
ス供給源が上部電極に接続されており、上部電極の下面
に形成された多数のガス吐出口から反応性ガスが下部電
極に向けて吐出される。そして、両電極又はいずれか一
方の電極に接続された高周波電源から高周波電力が印加
され、反応性ガスがプラズマ化される。このプラズマに
より下部電極に載置された被エッチング体がエッチング
される。
【０００４】ところで、上記ＲＩＥ装置においては、反
応性ガスを均一に分散させてエッチングの均一性を良好
にするために、上部電極の内部に多数の孔が均一に形成
されたガス分散板を配置していた。このガス分散板の材
質は、従来、孔明け等の加工性等の点からＡｌであっ
た。
応性ガスを均一に分散させてエッチングの均一性を良好
にするために、上部電極の内部に多数の孔が均一に形成
されたガス分散板を配置していた。このガス分散板の材
質は、従来、孔明け等の加工性等の点からＡｌであっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｌ製
のガス分散板を用いた場合、上部電極の裏面にＡｌが堆
積し、この堆積したＡｌがある程度の厚さになると、剥
がれ落ちてパーティクルになるという課題があった。以
下、これについて詳細に説明する。
のガス分散板を用いた場合、上部電極の裏面にＡｌが堆
積し、この堆積したＡｌがある程度の厚さになると、剥
がれ落ちてパーティクルになるという課題があった。以
下、これについて詳細に説明する。
【０００６】上部電極と下部電極には高周波電力が印加
されており、高周波電力により生成されたエッチング種
は被エッチング体と物理的，化学的に反応することでエ
ッチングが進行する。一方、上部電極にも高周波電力が
印加されているため、被エッチング体と同様、上部電極
もエッチングされている。
されており、高周波電力により生成されたエッチング種
は被エッチング体と物理的，化学的に反応することでエ
ッチングが進行する。一方、上部電極にも高周波電力が
印加されているため、被エッチング体と同様、上部電極
もエッチングされている。
【０００７】また、上部電極の上方に位置するガス分散
板は、上部電極と同電位にある。従って、下部電極主面
と垂直方向に向かうイオンが、下部電極と対向する上部
電極の裏面に形成されたガス吐出口を通り抜けた後、ガ
ス分散板に達しガス分散板もエッチングされる。ここ
で、ガス分散板はＡｌ製なので、アルミ酸化物，アルミ
フッ化物等のエッチング生成物が生じる。かかる生成物
の蒸気圧は低いので、上部電極の裏面に堆積し、ある膜
厚以上堆積したエッチング生成物は応力等の原因で上部
電極から剥がれ落ちる。剥がれ落ちた生成物が被エッチ
ング体上に載った場合、異物となりパターン欠陥を引き
起こす。
板は、上部電極と同電位にある。従って、下部電極主面
と垂直方向に向かうイオンが、下部電極と対向する上部
電極の裏面に形成されたガス吐出口を通り抜けた後、ガ
ス分散板に達しガス分散板もエッチングされる。ここ
で、ガス分散板はＡｌ製なので、アルミ酸化物，アルミ
フッ化物等のエッチング生成物が生じる。かかる生成物
の蒸気圧は低いので、上部電極の裏面に堆積し、ある膜
厚以上堆積したエッチング生成物は応力等の原因で上部
電極から剥がれ落ちる。剥がれ落ちた生成物が被エッチ
ング体上に載った場合、異物となりパターン欠陥を引き
起こす。
【０００８】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、種々研究を重ねた結果、ガス分散板をエッチン
グされやすい材質から構成することにより、エッチング
生成物の蒸気圧を引上げて、第１電極上へのエッチング
生成物の堆積を抑制し、もってパーティクルの発生を抑
えうる平行平板型ＲＩＥ装置を提供することを目的とす
る。
もので、種々研究を重ねた結果、ガス分散板をエッチン
グされやすい材質から構成することにより、エッチング
生成物の蒸気圧を引上げて、第１電極上へのエッチング
生成物の堆積を抑制し、もってパーティクルの発生を抑
えうる平行平板型ＲＩＥ装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、処理室と、こ
の処理室内に配置する、第１電極及び該第１電極に対向
し被エッチング体が載置される第２電極と、前記第１電
極及び第２電極間にエッチングを行うための反応性ガス
を供給するガス供給手段と、前記上部電極と下部電極の
間に反応性ガスのプラズマを形成するためのプラズマ形
成手段と、前記処理室内でかつ第１電極の上方に配置さ
れたガス分散板とを具備し、前記ガス供給手段は、ガス
供給源と前記第１電極に連結するガス導入管とを有し、
前記第１電極は、前記ガス導入管に連通する内部空間と
前記第２電極との対向面に形成された多数のガス吐出口
とを有し、前記ガス分散板はエッチングされやすい材質
からなることを特徴とする平行平板型ＲＩＥ装置であ
る。
の処理室内に配置する、第１電極及び該第１電極に対向
し被エッチング体が載置される第２電極と、前記第１電
極及び第２電極間にエッチングを行うための反応性ガス
を供給するガス供給手段と、前記上部電極と下部電極の
間に反応性ガスのプラズマを形成するためのプラズマ形
成手段と、前記処理室内でかつ第１電極の上方に配置さ
れたガス分散板とを具備し、前記ガス供給手段は、ガス
供給源と前記第１電極に連結するガス導入管とを有し、
前記第１電極は、前記ガス導入管に連通する内部空間と
前記第２電極との対向面に形成された多数のガス吐出口
とを有し、前記ガス分散板はエッチングされやすい材質
からなることを特徴とする平行平板型ＲＩＥ装置であ
る。
【００１０】本発明において、エッチングされやすい材
質としては例えばポリイミド樹脂、石英、Ｓｉ3 Ｎ4 、
あるいはＳｉ（シリコン）等が挙げられる。
質としては例えばポリイミド樹脂、石英、Ｓｉ3 Ｎ4 、
あるいはＳｉ（シリコン）等が挙げられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る平
行平板型ＲＩＥ装置について図１、図２及び図３を参照
して説明する。
行平板型ＲＩＥ装置について図１、図２及び図３を参照
して説明する。
【００１２】図中の付番１は処理室であり、この処理室
１内に上下に対向する第１電極としての上部電極２及び
第２電極としての下部電極３が配置されている。これら
の電極２，３の対向面は例えば水平に維持されている。
なお、電極２，３は必ずしも水平に配置されている必要
はない。これら上部電極２及び下部電極３には、配線を
介して高周波電源４が接続されている。
１内に上下に対向する第１電極としての上部電極２及び
第２電極としての下部電極３が配置されている。これら
の電極２，３の対向面は例えば水平に維持されている。
なお、電極２，３は必ずしも水平に配置されている必要
はない。これら上部電極２及び下部電極３には、配線を
介して高周波電源４が接続されている。
【００１３】前記処理室１の上面にはガス導入管５が接
続されている。このガス導入管５には配管を介してガス
供給源６が接続されている。ここで、ガス導入管５とガ
ス供給源６とによりガス供給手段を構成している。ガス
供給源６からは、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 等のハロゲン含有ガ
ス及び必要に応じて添加されるＡｒなどの希釈ガスを含
む反応性ガスが、ガス導入管５を介して上部電極２内に
導入され、上部電極２から上部電極２，下部電極３間の
処理空間Ａに供給される。
続されている。このガス導入管５には配管を介してガス
供給源６が接続されている。ここで、ガス導入管５とガ
ス供給源６とによりガス供給手段を構成している。ガス
供給源６からは、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 等のハロゲン含有ガ
ス及び必要に応じて添加されるＡｒなどの希釈ガスを含
む反応性ガスが、ガス導入管５を介して上部電極２内に
導入され、上部電極２から上部電極２，下部電極３間の
処理空間Ａに供給される。
【００１４】前記処理室１の側面下部にはガス排気管７
が接続されており、このガス排気管７には図示しない排
気装置が接続されており、その排気装置によりガス排気
管７を介して処理室１内が排気される。
が接続されており、このガス排気管７には図示しない排
気装置が接続されており、その排気装置によりガス排気
管７を介して処理室１内が排気される。
【００１５】前記上部電極２は内部に空間を有する中空
円筒状をなし、その下面即ち下部電極３に対向する面に
は多数のガス吐出口２ａが形成されている。前記上部電
極２の内部の空間には２枚のポリイミド樹脂からなる第
１のガス分散板８，第２のガス分散板９が設けられてお
り、こられの分散板８，９にはそれぞれ多数のガス通流
孔８ａ，９ａが形成されている。図２は前記ガス分散板
８の平面図であり、図３はガス分散板９の平面図であ
る。前記ガス分散板８，９によりガスを分散させること
により、ガス吐出口２ａから反応性ガスが略均一に吐出
される。
円筒状をなし、その下面即ち下部電極３に対向する面に
は多数のガス吐出口２ａが形成されている。前記上部電
極２の内部の空間には２枚のポリイミド樹脂からなる第
１のガス分散板８，第２のガス分散板９が設けられてお
り、こられの分散板８，９にはそれぞれ多数のガス通流
孔８ａ，９ａが形成されている。図２は前記ガス分散板
８の平面図であり、図３はガス分散板９の平面図であ
る。前記ガス分散板８，９によりガスを分散させること
により、ガス吐出口２ａから反応性ガスが略均一に吐出
される。
【００１６】前記ガス分散板８のガス通流孔８ａは、上
部電極２のガス吐出口２ａに対応するようにガス分散板
８の半径方向に沿って略等間隔に形成されている。一
方、前記ガス分散板９のガス通流孔９ａは、ガス分散板
９の中心部において孔数が多く外周部に向かうにしたが
って孔数が少なくなるように配置されている。
部電極２のガス吐出口２ａに対応するようにガス分散板
８の半径方向に沿って略等間隔に形成されている。一
方、前記ガス分散板９のガス通流孔９ａは、ガス分散板
９の中心部において孔数が多く外周部に向かうにしたが
って孔数が少なくなるように配置されている。
【００１７】前記上部電極２と処理室１の上部内壁間に
はＯリング10が配置され、これにより処理室１に高周波
電流が流れるのが防止される。前記下部電極３は円板状
をなし、その上面には被エッチング体としての半導体ウ
ェハ11が載置されている。この半導体ウェハ11は、上部
電極２のガス吐出孔２ａから吐出され、高周波電力によ
りプラズマ化された反応性ガスにより所定のパターンに
エッチングされる。なお、下部電極３も図示しない絶縁
部材で処理室１と電気的に絶縁されている。
はＯリング10が配置され、これにより処理室１に高周波
電流が流れるのが防止される。前記下部電極３は円板状
をなし、その上面には被エッチング体としての半導体ウ
ェハ11が載置されている。この半導体ウェハ11は、上部
電極２のガス吐出孔２ａから吐出され、高周波電力によ
りプラズマ化された反応性ガスにより所定のパターンに
エッチングされる。なお、下部電極３も図示しない絶縁
部材で処理室１と電気的に絶縁されている。
【００１８】こうした構成のＲＩＥ装置の動作は次の通
りである。まず、図示しない搬送装置により半導体ウェ
ハ11が下部電極３の上面に載置される。次に、図示しな
い排気装置により処理室１内を排気して１０-6Ｔｏｒｒ
オーダーまで減圧し、ひきつづきガス供給源６から反応
性ガスをガス導入管５及び上部電極２を介して電極間の
処理空間に供給し、処理室１内を１０-1Ｔｏｒｒオーダ
ーの圧力に維持する。この状態で高周波電源４をＯＮに
し、上部電極２及び下部電極３に高周波電力を印加す
る。これにより、反応性ガスのプラズマが形成され、プ
ラズマ中のイオン及び活性種の物理的作用及び反応性ガ
スの化学的作用により、半導体ウェハ11が所定のパター
ンにエッチングされる。
りである。まず、図示しない搬送装置により半導体ウェ
ハ11が下部電極３の上面に載置される。次に、図示しな
い排気装置により処理室１内を排気して１０-6Ｔｏｒｒ
オーダーまで減圧し、ひきつづきガス供給源６から反応
性ガスをガス導入管５及び上部電極２を介して電極間の
処理空間に供給し、処理室１内を１０-1Ｔｏｒｒオーダ
ーの圧力に維持する。この状態で高周波電源４をＯＮに
し、上部電極２及び下部電極３に高周波電力を印加す
る。これにより、反応性ガスのプラズマが形成され、プ
ラズマ中のイオン及び活性種の物理的作用及び反応性ガ
スの化学的作用により、半導体ウェハ11が所定のパター
ンにエッチングされる。
【００１９】なお、ガス導入管５から上部電極２の内部
空間に導入された反応性ガスは、分散板８のガス通流孔
８ａにより分散され、更に分散板９のガス通流孔９ａに
より分散されて上部電極２の下面のガス吐出孔２ａから
吐出される。
空間に導入された反応性ガスは、分散板８のガス通流孔
８ａにより分散され、更に分散板９のガス通流孔９ａに
より分散されて上部電極２の下面のガス吐出孔２ａから
吐出される。
【００２０】上記実施例に係る平行平板型ＲＩＥ装置
は、図１に示すように、処理室１と、この処理室１内に
設けられ互いに対向して設けられた中空筒状の上部電極
２及び円板状の下部電極３と、前記上部電極２及び下部
電極３間にエッチングを行うための反応性ガスを供給す
るガス供給手段と、前記上部電極２と下部電極３の間に
反応性ガスのプラズマを形成するための高周波電源４
と、前記上部電極２の内側に配置されたガス分散板８，
９とを具備し、前記ガス分散板８，９はポリイミド樹脂
から構成されている。本発明の場合、ガス分散板８，９
がポリイミド樹脂から構成されているため、エッチング
された物質は揮発性を有し、処理室１からガス排気管７
を通って真空排気され、上部電極２の裏面に堆積される
ことはない。従って、エッチングされた物質に起因して
半導体ウェハ上でパターン欠陥を引き起こすことを回避
できる。
は、図１に示すように、処理室１と、この処理室１内に
設けられ互いに対向して設けられた中空筒状の上部電極
２及び円板状の下部電極３と、前記上部電極２及び下部
電極３間にエッチングを行うための反応性ガスを供給す
るガス供給手段と、前記上部電極２と下部電極３の間に
反応性ガスのプラズマを形成するための高周波電源４
と、前記上部電極２の内側に配置されたガス分散板８，
９とを具備し、前記ガス分散板８，９はポリイミド樹脂
から構成されている。本発明の場合、ガス分散板８，９
がポリイミド樹脂から構成されているため、エッチング
された物質は揮発性を有し、処理室１からガス排気管７
を通って真空排気され、上部電極２の裏面に堆積される
ことはない。従って、エッチングされた物質に起因して
半導体ウェハ上でパターン欠陥を引き起こすことを回避
できる。
【００２１】事実、従来の平行平板型ＲＩＥ装置を用い
て、プラズマ処理時間とパーティクル数との関係を調べ
たところ、図４に示すように１５０００分経過するとパ
ーティクル数が急激に増加することが判明した。一方、
上記実施例に係る平行平板型ＲＩＥ装置の場合、３００
００分までパーティクル数が零であることが判明した。
これにより、本発明が従来と比べて上部電極の交換周期
を２倍以上に延ばすことが可能で、性能的に優れている
ことが判明した。
て、プラズマ処理時間とパーティクル数との関係を調べ
たところ、図４に示すように１５０００分経過するとパ
ーティクル数が急激に増加することが判明した。一方、
上記実施例に係る平行平板型ＲＩＥ装置の場合、３００
００分までパーティクル数が零であることが判明した。
これにより、本発明が従来と比べて上部電極の交換周期
を２倍以上に延ばすことが可能で、性能的に優れている
ことが判明した。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、ガス
分散板をエッチングされやすい材質から構成することに
より、エッチング生成物の蒸気圧を引上げて、第１電極
上へのエッチング生成物の堆積を抑制し、もってパーテ
ィクルの発生を抑えうる平行平板型ＲＩＥ装置を提供で
きる。
分散板をエッチングされやすい材質から構成することに
より、エッチング生成物の蒸気圧を引上げて、第１電極
上へのエッチング生成物の堆積を抑制し、もってパーテ
ィクルの発生を抑えうる平行平板型ＲＩＥ装置を提供で
きる。
【図１】本発明の一実施例に係る平行平板型ＲＩＥ装置
の説明図。
の説明図。
【図２】図１の平行平板型ＲＩＥ装置の一構成である第
１のガス分散板の平面図。
１のガス分散板の平面図。
【図３】図１の平行平板型ＲＩＥ装置の一構成である第
２のガス分散板の平面図。
２のガス分散板の平面図。
【図４】従来の平行平板型ＲＩＥ装置を用いた場合のプ
ラズマ処理時間とパーティクル数との関係を示す特性
図。
ラズマ処理時間とパーティクル数との関係を示す特性
図。
【符号の説明】 １…処理室、 ２…上部電極（第１電極）、 ２ａ…ガス吐出孔、 ３…下部電極（第２電極）、 ４…高周波電源、 ５…ガス導入管、 ６…ガス供給源、 ７…ガス排気管、 ８，９…ガス分散板、 ８ａ，９ａ…ガス通流孔、 11…半導体ウェハ（被エッチング体）。
Claims (3)
- 【請求項１】 処理室と、この処理室内に配置する、第
１電極及び該第１電極に対向し被エッチング体が載置さ
れる第２電極と、前記第１電極及び第２電極間にエッチ
ングを行うための反応性ガスを供給するガス供給手段
と、前記上部電極と下部電極の間に反応性ガスのプラズ
マを形成するためのプラズマ形成手段と、前記処理室内
でかつ第１電極の上方に配置されたガス分散板とを具備
し、 前記ガス供給手段は、ガス供給源と前記第１電極に連結
するガス導入管とを有し、 前記第１電極は、前記ガス導入管に連通する内部空間と
前記第２電極との対向面に形成された多数のガス吐出口
とを有し、 前記ガス分散板はエッチングされやすい材質からなるこ
とを特徴とする平行平板型ＲＩＥ装置。 - 【請求項２】 エッチングされやすい材質とは、ポリイ
ミド樹脂、石英、Ｓｉ3 Ｎ4 、シリコンであることを特
徴とする請求項１記載の平行平板型ＲＩＥ装置。 - 【請求項３】 前記プラズマ形成手段は、前記第１電極
及び／又は第２電極に高周波電力を印加する高周波電源
を含むことを特徴とする請求項１記載の平行平板型ＲＩ
Ｅ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044997A JPH10242116A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 平行平板型ｒｉｅ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044997A JPH10242116A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 平行平板型ｒｉｅ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242116A true JPH10242116A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12580960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044997A Pending JPH10242116A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 平行平板型ｒｉｅ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10242116A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104465457A (zh) * | 2013-09-20 | 2015-03-25 | 朗姆研究公司 | 双等离子体源反应器处理晶片中离子与中性物质比控制 |
| US10134605B2 (en) | 2013-07-11 | 2018-11-20 | Lam Research Corporation | Dual chamber plasma etcher with ion accelerator |
| US10224221B2 (en) | 2013-04-05 | 2019-03-05 | Lam Research Corporation | Internal plasma grid for semiconductor fabrication |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP4044997A patent/JPH10242116A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9793126B2 (en) | 2010-08-04 | 2017-10-17 | Lam Research Corporation | Ion to neutral control for wafer processing with dual plasma source reactor |
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