JPH11168087A

JPH11168087A - 平行平板型ドライエッチャー

Info

Publication number: JPH11168087A
Application number: JP33469897A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kaji; 昌明加持
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: JP3360588B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ表面に異物が付着することがない平行
平板型ドライエッチャーを提供する。【解決手段】上部電極と、下部電極との間に配置され
るガス分散板１２は、その下面にリング状のフランジ部
１２ａが形成されており、このフランジ部１２ａの内周
面に、水平方向に延びるガス孔１１が形成されている。
このガス孔は先端が縮径している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置のプ
ラズマＣＶＤ装置等に使用される平行平板型ドライエッ
チャーに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
製造中の異物（ゴミ）を極力排除する必要がある。製造
中の半導体デバイスにこの異物が付着すると、デバイス
の信頼性が低下したり、正常な機能が妨げられる。この
ため、異物は半導体デバイスの製造歩留りを低下させる
要因の１つになる。異物が発生して製造中のデバイス
（ウエハ上）に付着する原因は種々あるが、その原因の
１つとして製造工程に使用される装置に起因するものが
ある。

【０００３】その製造装置の１つとしてドライエッチャ
ーがあるが、これはデバイス製造にあたり、不必要な膜
を除去するために、導入したプロセス用ガスに高電圧を
印加してプラズマを発生させ、プロセスガスを活性な状
態にして膜と反応させて除去（エッチング）するもので
ある。

【０００４】しかし、実際にはブロセスガスの全てが反
応に寄与するわけではなく、その一部は堆積物となって
ウエハ上又は装置内部の部品等に付着する。この装置の
一部に付着した堆積物は繰り返しプラズマに晒されてい
るうちに、一部がエッチングされて落下する場合があ
る。従って、上部電極又はその周辺に付着した堆積物
は、ウエハプロセス中にそのウエハ上に落下して異物と
なる。また、この堆積物はプロセスガスが供給されるガ
ス孔の内壁付近に最も堆積しやすい。

【０００５】図７は従来の平行平板型ドライエチャーの
ガス分散板、図８はこのガス分散板の断面図、図９はこ
のガス分散板が組み込まれた従来のドライエッチャーの
反応室内の断面図である。ドライエッチャーの下部電極
５はフォーカスリング８に支持されており、下部電極５
上にウエハ３が載置されるようになっている。そして、
この下部電極５に対向するように、下部電極上に上部電
極４が配置されている。上部電極４の中心部にガス供給
孔４ａが形成されており、この上部電極４の下部にはガ
ス分散板２が配設されている。また、このガス分散板２
の周縁部には、シールドリング７が配置されている。ガ
ス分散板２は、その周辺部がフランジ状に起立し、段差
となっているが、その中央部は基本的に円板状であり、
この中央部には、複数のガス孔１が形成されている。従
って、上部電極４と下部電極５との間に、上部電極４か
ら適長間隔をおいてガス分散板２が配置される。上部電
極４のガス供給孔４ａから供給されたプロセスガスは、
ガス分散板２の中央部に形成されたガス孔１を通過し
て、下部電極５上のウエハ３の周辺に供給される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のドライエッチャーにおいては、ガス分散板２のガス
孔１の側壁に堆積物が付着し、この堆積物がガス孔１の
側壁から剥がれた場合に、下方に落下してウエハ３の表
面に付着する。このウエハ表面に付着した堆積物が異物
となって、半導体デバイスの信頼性を低下させる。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ウエハ表面に異物が付着することがない平
行平板型ドライエッチャーを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る平行平板型
ドライエッチャーは、上部電極と、下部電極と、前記上
部電極及び下部電極間に配置されるガス分散部材とを有
し、前記ガス分散部材には、前記上部電極と下部電極と
の対向方向に傾斜する方向に延びるガス孔が形成されて
いることを特徴とする。

【０００９】本発明においては、ガス分散板のガス孔か
らプロセスガスが上部電極と下部電極との対向方向に傾
斜する方向に吐出されるので、ガス孔に堆積する付着物
が剥離してウエハ上に落下することが防止される。これ
により、ウエハ表面に異物が付着することが防止され
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明
の実施例に係る平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置のガス分散板２ｂを示す斜視図、図２はその断面
図、図３はエッチング装置全体の構成を示す断面図であ
る。本実施例は酸化膜をドライエッチングするためのも
のである。

【００１１】本実施例のドライエッチング装置に使用さ
れるガス分散板１２は、全体的に円板状をなし、その周
縁部にリング状のフランジ部１２ａが形成されている。
このフランジ部１２ａに横向きのガス孔１１が形成され
ている。そして、このガス分散板１２は中心にガス供給
孔４ａを有する上部電極４に若干の間隙を有して重ねて
配置され、固定されている。そして、ガス分散板１２の
外縁部にはシールドリング７が配置される。また、下部
電極５の上には、ウエハ３が載置される。そして、この
下部電極５にはフォーカスリング８が装着されている。
シールドリング７及びフォーカスリング８は発生したプ
ラズマを安定に保つもので、通常、石英又はセラミック
等の絶縁物により成形されている。

【００１２】ガス分散板１２のフランジ部１２ａに設け
たガス孔１１は、図４に示すように、その先端が縮径し
た形状となっている。

【００１３】このように構成された本実施例装置におい
ては、プロセスガスがガス分散板１２内を通り反応室内
部にガス孔１１から供給される。プロセスガスを反応室
に導入し、圧力制御を行った後、上部電極４又は下部電
極５に高電圧を印加し、プロセスガスを反応性が高いプ
ラズマ状態とし、ウエハ３上の膜をエッチング除去す
る。

【００１４】しかし、実際にはプロセスガスのすべてが
反応に寄与するわけではなく、その一部はウエハ上又は
装置内部の部品等に付着する。特に、ガス孔１１の内壁
には、図４に示すように、堆積物６となって付着する。
この堆積物６は繰り返しプラズマに晒されている間に、
その一部分がエッチングされて、剥離する場合がある。
しかし、この剥離した堆積物６はガス孔１１が水平方向
を向いていることにより、そのまま落下することはな
い。従って、堆積物６の落下によりウエハ表面に異物が
付着することが抑制される。特に、本実施例において
は、ガス孔１１がその先端が縮径するように内面がテー
パ状をなしているので、ガス孔内面の堆積物６はその先
端から外側に落下することはなく、ガス分散板１２内に
留まる。これにより、ウエハ表面に異物が付着すること
を確実に防止することができる。

【００１５】図５は本発明の他の実施例のガス分散板２
２を示す斜視図である。このガス分散板２２は周縁部の
近傍にリング状に設けられたフランジ部２２ａと、中心
分設けられた突部２２ｂとを有する。そして、これらの
フランジ部２２ａの内壁面と、突部２２ｂの周面にガス
孔２１が形成されている。本実施例においても、ガス孔
２１は上部電極４と下部電極との対向方向に垂直の方向
を向いているので、ガス孔２１の内面に付着した堆積物
がウエハ表面に落下することはない。更に、本実施例に
おいては、ガス分散板２２の中心部にもガス孔２１を設
けたので、ガスの流れをより均一に保持することがで
き、エッチング特性を向上させることができる。

【００１６】図６は本発明の第２実施例のガス分散板３
２を示す斜視図である。本実施例のガス分散板３２は、
フランジ部３２ａを下方に延長し、フランジ部３２ａの
内面下部にガス孔３１を形成して、プラズマ生成の安定
性を向上させたものである。特に、酸化膜ドライエッチ
ャー等、上部電極と下部電極との間にプラズマを集中さ
せて使用する場合に、プラズマの広がりを防止すること
ができる。

【００１７】

【実施例】次に、図１乃至４に示す本実施例装置によ
り、ドライエッチングした結果について説明する。サン
プルウエハとしては、ＣＶＤ法により酸化膜を６００ｎ
ｍの厚さで成長させ、フォトレジストをパターニングし
たものを使用する。これを、図１乃至４に示す第１実施
例の装置を使用し、圧力８００ｍＴｏｒｒ、高周波電力
８５０Ｗ、ＣＦ₄１５０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ₃１５０ｓｃｃ
ｍ、Ａｒ５００ｓｃｃｍ、上部電極温度４０℃、下部電
極温度０℃の条件で２分間のエッチングを行った。これ
を１日２００枚処理しながら、同時に１日に１回の頻度
でウエハ表面異物の検査を行った結果、ウエハ表面に異
物の付着がなく、エッチング処理できたウエハの数は８
００枚以上であった。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、エッチング処理に
より、堆積物がガス孔内面に付着してもそれがウエハ表
面に落下することが防止され、ウエハ表面に欠陥不良が
発生することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るドライエッチャーの
ガス分散板を示す斜視図である。

【図２】同じくその断面図である。

【図３】同じくその反応室内部を示す断面図である。

【図４】同じくそのガス孔の形状を示す断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示すガス分散板の斜視図
である。

【図６】本発明の第３実施例を示すガス分散板の斜視図
である。

【図７】従来のガス分散板を示す斜視図である。

【図８】同じくその断面図である。

【図９】同じくその反応室内部を示す断面図である。

【符号の説明】１、１１、２１、３１；ガス孔２、１２、２２、３２；ガス分散板４；上部電極５；下部電極６；堆積物７；シールドリング８；フォーカスリング１２ａ、２２ａ、３２ａ；フランジ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部電極と、下部電極と、前記上部電極
及び下部電極間に配置されるガス分散部材とを有し、前
記ガス分散部材には、前記上部電極と下部電極との対向
方向に傾斜する方向に延びるガス孔が形成されているこ
とを特徴とする平行平板型ドライエッチャー。
【請求項２】前記ガス分散部材は、その下面にリング
状のフランジ部を有し、前記ガス孔は前記フランジ部の
内面にそのガス通過方向を上部電極と下部電極との対向
方向に直交する方向にして形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の平行平板型ドライエッチャー。
【請求項３】前記ガス分散部材は、更に、その下面の
中央部に、突部を有し、この突部の周面に、更にガス孔
が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の平
行平板型ドライエッチャー。
【請求項４】前記ガス孔は、先端が縮径していること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の平
行平板型ドライエッチャー。
【請求項５】前記ガス分散部材を間に挟んで、上部電
極及び下部電極が平行に配置されており、プロセスガス
が上部電極に設けたガス供給孔を介して、上部電極とガ
ス分散部材との間に供給され、プロセスガスは、両者の
間隙を通過して、ガス分散部材のガス孔から反応室内に
供給されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
１項に記載の平行平板型ドライエッチャー。
【請求項６】平行平板型リアクティブイオンエッチン
グ装置であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
か１項に記載の平行平板型ドライエッチャー。