JPS58192328A - 反応性イオン食刻装置 - Google Patents
反応性イオン食刻装置Info
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- JPS58192328A JPS58192328A JP58044614A JP4461483A JPS58192328A JP S58192328 A JPS58192328 A JP S58192328A JP 58044614 A JP58044614 A JP 58044614A JP 4461483 A JP4461483 A JP 4461483A JP S58192328 A JPS58192328 A JP S58192328A
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- etching
- chamber
- reactive ion
- etching chamber
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
この発明は改良された食刻装置、詳細には集積回路の製
造に用いられる改良された反応性イオン食刻装置に関す
る。
造に用いられる改良された反応性イオン食刻装置に関す
る。
従来の反応性イオン食刻(RIE)装置の欠点の1つと
して、標的の全領域にわたって均一な食刻が行なわれな
いという事実がある。食刻及び食刻速度の不均一さの原
因の少なくとも一部は、食刻装置の食刻室の欠陥にある
。半導体ウェファの食刻のスループツ)t−上げる為に
より大きな陰極標的を使用する時、食刻処理工程におけ
る不均一さの問題は複合的なものとなる。この点に関し
ては、よシ大きな陰極標的を使用するとより大きな食刻
室を必要とし、そしてより大きな食刻室は食刻室内の食
刻速度の均一さに影響する種々の条件を発生するという
ことが明らかになっている。しかし、商業的に競争力を
持つシステムは高いスループット特性金持たねばならず
、高いスループットは大量の一括食刻の処理を必要とす
る。
して、標的の全領域にわたって均一な食刻が行なわれな
いという事実がある。食刻及び食刻速度の不均一さの原
因の少なくとも一部は、食刻装置の食刻室の欠陥にある
。半導体ウェファの食刻のスループツ)t−上げる為に
より大きな陰極標的を使用する時、食刻処理工程におけ
る不均一さの問題は複合的なものとなる。この点に関し
ては、よシ大きな陰極標的を使用するとより大きな食刻
室を必要とし、そしてより大きな食刻室は食刻室内の食
刻速度の均一さに影響する種々の条件を発生するという
ことが明らかになっている。しかし、商業的に競争力を
持つシステムは高いスループット特性金持たねばならず
、高いスループットは大量の一括食刻の処理を必要とす
る。
従来の食刻装置の食刻室と陰極標的との配置は、食刻室
内の不均一な食刻を助長する条件を発生する設計上の欠
陥を軽減することがほとんどなかった。たとえば、いわ
ゆる”トップ・ノ・ット”陰極配置は、陰極をアクティ
ブ電極として駆動するように作用し、そして陰極の上部
とりわけその端部における電界を不均一にする設計とな
っている。
内の不均一な食刻を助長する条件を発生する設計上の欠
陥を軽減することがほとんどなかった。たとえば、いわ
ゆる”トップ・ノ・ット”陰極配置は、陰極をアクティ
ブ電極として駆動するように作用し、そして陰極の上部
とりわけその端部における電界を不均一にする設計とな
っている。
このような設計は本出願人に譲渡されたHendr 1
cks等による1980年9月10日出願の米国特許出
願連続番号第185851号に記載されている。
cks等による1980年9月10日出願の米国特許出
願連続番号第185851号に記載されている。
大面積の陰極と食刻室容積は電界の不均一さを生じやす
く、従って食刻速度の不均一さを生じやすい。この点に
関して大容量の食刻室はさらに室内に入力された工オル
ギの一部を散逸するように働く過剰のプラズマを発生し
、従って食刻プロセスに使用し得る二才ルギを弱める。
く、従って食刻速度の不均一さを生じやすい。この点に
関して大容量の食刻室はさらに室内に入力された工オル
ギの一部を散逸するように働く過剰のプラズマを発生し
、従って食刻プロセスに使用し得る二才ルギを弱める。
一般に、電界の不均一さは食刻室の内表面領域の不規則
性及び不連続性にのみ起因するものではなく、食刻室と
陰極とのJν対称特性にも起因する。
性及び不連続性にのみ起因するものではなく、食刻室と
陰極とのJν対称特性にも起因する。
上述の食刻の不均一さに加えて陰極と食刻室の設計特性
は、さらに別の問題を生ずる。例えば、設計欠陥により
スパッタリング及びこれに起因する汚染を生ずる。この
点に関して、商業的に入手し得る典型的ないわゆる’T
ea ”陰極設計は、陰極電極下の空間にプラズマが発
生するよう々構造配置を持っている。陰極電極下のプラ
ズマは過度に陰極電極全過熱し、電極のスパッタリング
を惹き起し、食刻されるべき製品に汚染を生ずる。上述
したように従来の棟々の反応性イオン食刻装置は、汚損
の生じない環境下で均一な一括食刻処理を行う能力を損
なうような設計欠陥を全て有していた。
は、さらに別の問題を生ずる。例えば、設計欠陥により
スパッタリング及びこれに起因する汚染を生ずる。この
点に関して、商業的に入手し得る典型的ないわゆる’T
ea ”陰極設計は、陰極電極下の空間にプラズマが発
生するよう々構造配置を持っている。陰極電極下のプラ
ズマは過度に陰極電極全過熱し、電極のスパッタリング
を惹き起し、食刻されるべき製品に汚染を生ずる。上述
したように従来の棟々の反応性イオン食刻装置は、汚損
の生じない環境下で均一な一括食刻処理を行う能力を損
なうような設計欠陥を全て有していた。
これら従来の反応性イオン食刻装置ケ第1A図乃至第1
D図及び第2図に示す。
D図及び第2図に示す。
□1[−8,□8、ヶえ。、っヵ、。あ。1イ
1オン食刻装置の食刻室及び陰極の配置が概略的に示さ
れている。第1A図及び第1B図の目的は、食刻の不均
一さ及び半導体製品の汚染を惹き起す設計特性を説明す
る為のものである。第1A図は特定の°゛トツプハツト
”陰極配置を示すものであり、この配置は、上述の米国
特許出願連続番号第185831号に記載された1トツ
プ・ハツト”配置と同様である。第1A図に示されるよ
うにトップ・・・ット型の陰極1は陽極として働く食刻
室6内に周知の方法で固定きれている。第1図の各図に
於ては、簡潔さの為にこれらの装置の不均一な食刻特性
を生ずる設計特性を示すのに不必要な詳細部分を省略し
ている。室の内表面及び陰極を横切る点線は、参照符号
7.7′及び5で示される典型的冷暗部と参照符号9で
示される活性プラズマ領域との区分を示している。当業
者に理解されているように通常の反応性イオン食刻の操
作は、室3の内表面からプラズマ・シース(plasm
asheath)又は暗部により分離されたグロー領域
と共に室ろの内部活性プラズマ領域9内に存在するプラ
ズマ・グローを発生する。第1A図に示される反応性イ
オン食刻システムの作用の理解會容易にする為、陰極1
の台11を覆う位置のプラズマ中央領域を符号9Aで示
し、台11と室壁との間の位置の外側プラズマ領域を符
号9Bで示す。
1オン食刻装置の食刻室及び陰極の配置が概略的に示さ
れている。第1A図及び第1B図の目的は、食刻の不均
一さ及び半導体製品の汚染を惹き起す設計特性を説明す
る為のものである。第1A図は特定の°゛トツプハツト
”陰極配置を示すものであり、この配置は、上述の米国
特許出願連続番号第185831号に記載された1トツ
プ・ハツト”配置と同様である。第1A図に示されるよ
うにトップ・・・ット型の陰極1は陽極として働く食刻
室6内に周知の方法で固定きれている。第1図の各図に
於ては、簡潔さの為にこれらの装置の不均一な食刻特性
を生ずる設計特性を示すのに不必要な詳細部分を省略し
ている。室の内表面及び陰極を横切る点線は、参照符号
7.7′及び5で示される典型的冷暗部と参照符号9で
示される活性プラズマ領域との区分を示している。当業
者に理解されているように通常の反応性イオン食刻の操
作は、室3の内表面からプラズマ・シース(plasm
asheath)又は暗部により分離されたグロー領域
と共に室ろの内部活性プラズマ領域9内に存在するプラ
ズマ・グローを発生する。第1A図に示される反応性イ
オン食刻システムの作用の理解會容易にする為、陰極1
の台11を覆う位置のプラズマ中央領域を符号9Aで示
し、台11と室壁との間の位置の外側プラズマ領域を符
号9Bで示す。
例えばプラズマ・シースや暗部の厚さ等のプラズマ特性
は図示される様に室内における特定の位置により決定さ
れる。台11上の陰極プラズマ・シース(暗部)5は最
も厚いシース(暗部)領域であり(典型的には1乃至2
mの程度)、高い電圧降下を有しく典型的には300乃
至500Vdc)、普通は陰極とプラズマ・グローとの
間の顕著な暗部として観察される。一方、室の上側の陽
極プラズマ・シース(暗部)7及び側壁回りのプラズマ
・シース(暗部)7′は一般的に陰極駆動システムでは
同じであり、典型的に1乃至4 mm の厚さと20乃
至30Vの電圧降下を示す。点線の輪郭から示されるよ
うに内表面の周りの種々の暗部は互いに溶は合って連続
している。食刻室内の幾何形状及び電位の変化により生
ずる溶は合う暗部の異なる厚さの領域は、食刻速度の変
化を生ずる。
は図示される様に室内における特定の位置により決定さ
れる。台11上の陰極プラズマ・シース(暗部)5は最
も厚いシース(暗部)領域であり(典型的には1乃至2
mの程度)、高い電圧降下を有しく典型的には300乃
至500Vdc)、普通は陰極とプラズマ・グローとの
間の顕著な暗部として観察される。一方、室の上側の陽
極プラズマ・シース(暗部)7及び側壁回りのプラズマ
・シース(暗部)7′は一般的に陰極駆動システムでは
同じであり、典型的に1乃至4 mm の厚さと20乃
至30Vの電圧降下を示す。点線の輪郭から示されるよ
うに内表面の周りの種々の暗部は互いに溶は合って連続
している。食刻室内の幾何形状及び電位の変化により生
ずる溶は合う暗部の異なる厚さの領域は、食刻速度の変
化を生ずる。
第1A図をさらに詳しく参照すると、特に陰極台11の
端部におけるプラズマ電位の降下は、特に端部における
陰極上の電界の不均一さを生ずる。
端部におけるプラズマ電位の降下は、特に端部における
陰極上の電界の不均一さを生ずる。
この結果生ずる電界の傾きは陰極全体の食刻速度の不均
一さを生じ、食刻速度は電界が高い集中を示す端部に向
って大きくなる。
一さを生じ、食刻速度は電界が高い集中を示す端部に向
って大きくなる。
第1B図は別の″トップ・ハツト”配置を示すもので電
界をよシ均一にし、従って食刻速度を均一にする為に陰
極1の周囲に接地シールド15を使用している。これに
より陰極のプラズマ・シース(暗部)5は外方に延在す
るが、まだ満足な均一な電界は得られず、従って陰極台
にわたって均一な食刻速度は得られない。さらに、接地
シールドは場所を取り、陰極の大きさを制限し、従って
スループットに悪い影響を与える。
界をよシ均一にし、従って食刻速度を均一にする為に陰
極1の周囲に接地シールド15を使用している。これに
より陰極のプラズマ・シース(暗部)5は外方に延在す
るが、まだ満足な均一な電界は得られず、従って陰極台
にわたって均一な食刻速度は得られない。さらに、接地
シールドは場所を取り、陰極の大きさを制限し、従って
スループットに悪い影響を与える。
第1C図の配置に於て、室の壁の部分15が第1A図及
び第1B図と比較して高さを小さくして均一の電界、従
って陰極台11にわたって食刻速度と均一にするように
している。しかしながら、この改良によっても陰極台に
わたって均一な食刻速度及び電界を満足することはでき
ない。
び第1B図と比較して高さを小さくして均一の電界、従
って陰極台11にわたって食刻速度と均一にするように
している。しかしながら、この改良によっても陰極台に
わたって均一な食刻速度及び電界を満足することはでき
ない。
第1D図はTea 配置の陰極を示す。この設計では、
台17の下方に上方とほぼ同じ暗部の電位を持つプラズ
マの発生を生ずる。このような配置は台の過熱を生じや
すく、スパッタリングを生じ、汚染物質が台17からス
パッタされて食刻されるべき製品を汚染する。この事実
についての可能な説明の1つは、この配置においては陰
極の全電位が暗部を横切って降下し、イオン衝撃を生じ
て陰極を加熱するからである。
台17の下方に上方とほぼ同じ暗部の電位を持つプラズ
マの発生を生ずる。このような配置は台の過熱を生じや
すく、スパッタリングを生じ、汚染物質が台17からス
パッタされて食刻されるべき製品を汚染する。この事実
についての可能な説明の1つは、この配置においては陰
極の全電位が暗部を横切って降下し、イオン衝撃を生じ
て陰極を加熱するからである。
第2図は、従来の典型的な反応性イオン食刻装置の食刻
室の部分断面図であり、圧力検知の為の孔81、終点検
出の為の孔82及び監視の為の孔85が設けられている
。典型的には、この反応室の部分は陰極の上部にある。
室の部分断面図であり、圧力検知の為の孔81、終点検
出の為の孔82及び監視の為の孔85が設けられている
。典型的には、この反応室の部分は陰極の上部にある。
反応室内部の点線に示されるように、暗部は室の内表面
に沿って室の内面全回み孔の内に入り、特に室壁の顕著
の変化場所及び角の点に於て電界の変化を生ずる。室壁
の鋭角的に変化する場所は電界の強度が増す領域
iを作り、この場所で食刻室内の他の部分と較
べて局所的に高い食刻速度を生ずるプラズマ内のホット
・スポツtf生ずる。食刻室壁の鋭角的な変化は、不均
一な食刻速度を生ずる傾斜した電界を発生する電界が強
くなる領域を形成するのみならず、暗部の厚みより大き
な開口大きさ?+[する孔がある所においては孔がその
領域内にプラズマを捕捉して食刻速度の不均一さを一層
複雑々ものとする。
に沿って室の内面全回み孔の内に入り、特に室壁の顕著
の変化場所及び角の点に於て電界の変化を生ずる。室壁
の鋭角的に変化する場所は電界の強度が増す領域
iを作り、この場所で食刻室内の他の部分と較
べて局所的に高い食刻速度を生ずるプラズマ内のホット
・スポツtf生ずる。食刻室壁の鋭角的な変化は、不均
一な食刻速度を生ずる傾斜した電界を発生する電界が強
くなる領域を形成するのみならず、暗部の厚みより大き
な開口大きさ?+[する孔がある所においては孔がその
領域内にプラズマを捕捉して食刻速度の不均一さを一層
複雑々ものとする。
また、第1八図ないし第1D図に示された反応性イオン
食刻装置の設計は、プラズマを発生するには余分な室容
積ヲ有している。この余分な室容積は、室の台11の下
方及び近傍の部分にある。
食刻装置の設計は、プラズマを発生するには余分な室容
積ヲ有している。この余分な室容積は、室の台11の下
方及び近傍の部分にある。
この余分な室容積は、室内に入力でれた工オルギの一部
全散逸する余分なプラズマを発生し、この結果、食刻工
程の為に利用すべきエネルギゲ希釈してしまう。従って
、この余分な室容積をなく丁と高い工オルギ密度を生ず
ることができることが理解されるであろう。
全散逸する余分なプラズマを発生し、この結果、食刻工
程の為に利用すべきエネルギゲ希釈してしまう。従って
、この余分な室容積をなく丁と高い工オルギ密度を生ず
ることができることが理解されるであろう。
この発明の原理によれば、円筒型でかつ陰極板に対して
物理的に対称的な食刻室を用いることによシ改良された
反応性イオン食刻操作を達成する事ができる事が知見さ
れた。これに加えて、食刻室内の全ての必要な孔は、そ
の特定の装置に対しての暗部の厚さよりも小さな開口大
きさ’に!する様に配されておシ、これにより装置の電
界の不均一さが改良されそして電界の集中する点を回避
することができる。従って、例えば窓、孔、診断ポート
及び排気ボートの不規則さ及び不連続さにより局所的に
高い食刻速度を生ずるプラズマ内の゛ホット・スポット
”は、開口の大きさを縮小することにより及び反応性イ
オン食刻室内に開口上注意深く配置することにより回避
することができる。
物理的に対称的な食刻室を用いることによシ改良された
反応性イオン食刻操作を達成する事ができる事が知見さ
れた。これに加えて、食刻室内の全ての必要な孔は、そ
の特定の装置に対しての暗部の厚さよりも小さな開口大
きさ’に!する様に配されておシ、これにより装置の電
界の不均一さが改良されそして電界の集中する点を回避
することができる。従って、例えば窓、孔、診断ポート
及び排気ボートの不規則さ及び不連続さにより局所的に
高い食刻速度を生ずるプラズマ内の゛ホット・スポット
”は、開口の大きさを縮小することにより及び反応性イ
オン食刻室内に開口上注意深く配置することにより回避
することができる。
陰極板全室の側壁まで陰極板と側壁との間に絶縁分離を
設けながら延在させて芒らに陰極板の側壁との間の間隔
會システムの暗部の浮石よりも小石くする設計により特
別に良い結果が得られた。
設けながら延在させて芒らに陰極板の側壁との間の間隔
會システムの暗部の浮石よりも小石くする設計により特
別に良い結果が得られた。
従って、この発明の1つの目的は改良された反応性イオ
ン食刻装置ケ提供することである。
ン食刻装置ケ提供することである。
この発明の別の目的は改良された反応性イオン食刻装置
の食刻室及び陰極設計全提供することである。
の食刻室及び陰極設計全提供することである。
この発明のさらに別の目的は製品の一括処理が可能な反
応性イオン食刻装置の食刻室を提供することである。
応性イオン食刻装置の食刻室を提供することである。
この発明のさらに別の目的は汚染なくして均一の食刻を
行ない、製品の一括処理ができる反応性イオン食刻装置
の食刻室を提供することである。
行ない、製品の一括処理ができる反応性イオン食刻装置
の食刻室を提供することである。
以下、この発明を図示の実施例に基いて詳細に説明する
。
。
第3図は、この発明の一実施例の反応性イ万ン食刻装置
の食刻室と陰極配置と會示す断面図である。第5図に示
される食刻室と陰極配置とは従来の設計上の問題点を解
決するものである。この発明の装置の設計上の基本的な
特徴は、陽極として作用する食刻室25と陰極板29と
は対称的な構造、好ましくは円筒的構造に’!し、食刻
室の内表面は不規則性をほとんど持たないということで
ある。これに加うるに、どんな窓、診断ポート、排気ポ
ート及び他のどんな目的に使用される開口も活性プラズ
マ領域の外側に配置されるか、或は活性プラズマが内部
に捕捉されるのを防ぐ為にそれらの開口大きさが隣接す
る暗部の厚さよりも十分小さくなる様に設計されている
。この点に関して、室壁全通って活性プラズマ領域に連
絡するのに必要な全ての孔及び開口は、活性プラズマが
その内部に捕捉されるのを確実に防止する為にそれらに
隣接する暗部の厚さよりもかなシ小さな開口大きさを持
たなければならない。典型的には孔及び開口の大きさは
暗部の厚さの少なくとも10分の1に選ばれる。例えば
、暗部の大きさが1.25crnの程度である所では孔
の大きさは1.5 mmの程度又はそれ以下に選ばれる
。
の食刻室と陰極配置と會示す断面図である。第5図に示
される食刻室と陰極配置とは従来の設計上の問題点を解
決するものである。この発明の装置の設計上の基本的な
特徴は、陽極として作用する食刻室25と陰極板29と
は対称的な構造、好ましくは円筒的構造に’!し、食刻
室の内表面は不規則性をほとんど持たないということで
ある。これに加うるに、どんな窓、診断ポート、排気ポ
ート及び他のどんな目的に使用される開口も活性プラズ
マ領域の外側に配置されるか、或は活性プラズマが内部
に捕捉されるのを防ぐ為にそれらの開口大きさが隣接す
る暗部の厚さよりも十分小さくなる様に設計されている
。この点に関して、室壁全通って活性プラズマ領域に連
絡するのに必要な全ての孔及び開口は、活性プラズマが
その内部に捕捉されるのを確実に防止する為にそれらに
隣接する暗部の厚さよりもかなシ小さな開口大きさを持
たなければならない。典型的には孔及び開口の大きさは
暗部の厚さの少なくとも10分の1に選ばれる。例えば
、暗部の大きさが1.25crnの程度である所では孔
の大きさは1.5 mmの程度又はそれ以下に選ばれる
。
従って、第6図に示す配置においては活性プラズマ領域
21け平坦な土壁内表面41a’kiする板41により
食刻室の活性部分23Aに限定され6°t(D@@25
”oNRm (J:、MWRm“°°゛j側壁内表面2
7a及び陰極板表面29から成る) ′には反
応性イオン食刻装置の通常の操作において典型的に発生
される暗部の厚さよりも10分の1以上の大きさの開口
大きさを持つような孔、開口、や空間は存在し々い。如
何なる監視ボート、排気ポート及び類似のものは部分2
5A上の室の補助部分25Bに設けられている。この点
に関して板41Fi活性プラズマ発生を室部分23Aに
限定する働きを行ない、活性プラズマがその内に捕捉で
れるのを防ぐ為に十分に小さなポンプ排気ポート45を
有する〇 通常の反応性イオン食刻は、典型的に1乃至1ztfn
の暗部厚さ1[する30乃至70ミクロン(水銀柱)の
圧力範囲で行なわれる。従って、この発明によればどん
な陽極の孔の太きざも1.5 mm又はそれ以下である
。さらに、陽極と陰極の間の分離又は空間は3.0 m
m又はそれ以下で、しかし電気的短絡を生ずる程には小
さくない。例えば第3図の陽極の側壁27と陰極29と
の間の空間25は3. Ommに等しいか又はそれより
小さい。さらに、普通の操作に対して、板41(陽電極
電位にある)に分布されたポンプ排気ポート43の各々
は1.5 mm又はそれ以下の開口大きさを持つ。ポン
プ排気ポート45は任意の態様で板41に配してもよい
が、ホートラ互いに近接して位置させるとそれらのポー
トが活性プラズマ発生を保持するのに十分な大きさの1
つの孔として働く。これを避ける為、ポートは互いに少
なくとも2直径、即ち2Dだけ離れて設けられなければ
ならないことがわかった。ここでDは個々の直径(1,
5mm又はそれ以下)である。
21け平坦な土壁内表面41a’kiする板41により
食刻室の活性部分23Aに限定され6°t(D@@25
”oNRm (J:、MWRm“°°゛j側壁内表面2
7a及び陰極板表面29から成る) ′には反
応性イオン食刻装置の通常の操作において典型的に発生
される暗部の厚さよりも10分の1以上の大きさの開口
大きさを持つような孔、開口、や空間は存在し々い。如
何なる監視ボート、排気ポート及び類似のものは部分2
5A上の室の補助部分25Bに設けられている。この点
に関して板41Fi活性プラズマ発生を室部分23Aに
限定する働きを行ない、活性プラズマがその内に捕捉で
れるのを防ぐ為に十分に小さなポンプ排気ポート45を
有する〇 通常の反応性イオン食刻は、典型的に1乃至1ztfn
の暗部厚さ1[する30乃至70ミクロン(水銀柱)の
圧力範囲で行なわれる。従って、この発明によればどん
な陽極の孔の太きざも1.5 mm又はそれ以下である
。さらに、陽極と陰極の間の分離又は空間は3.0 m
m又はそれ以下で、しかし電気的短絡を生ずる程には小
さくない。例えば第3図の陽極の側壁27と陰極29と
の間の空間25は3. Ommに等しいか又はそれより
小さい。さらに、普通の操作に対して、板41(陽電極
電位にある)に分布されたポンプ排気ポート43の各々
は1.5 mm又はそれ以下の開口大きさを持つ。ポン
プ排気ポート45は任意の態様で板41に配してもよい
が、ホートラ互いに近接して位置させるとそれらのポー
トが活性プラズマ発生を保持するのに十分な大きさの1
つの孔として働く。これを避ける為、ポートは互いに少
なくとも2直径、即ち2Dだけ離れて設けられなければ
ならないことがわかった。ここでDは個々の直径(1,
5mm又はそれ以下)である。
第3図から理解されるように、側壁27は均質な即ち凹
凸ヲ有しない内周面を持つ環51.33.65及び67
を有する環の直列から成っている。
凸ヲ有しない内周面を持つ環51.33.65及び67
を有する環の直列から成っている。
これらの環は清掃やメインテナンスや類似の目的の為に
室や陰極に近づくことに加えて室の太き畑を調節するこ
とを便利にしている。さらに、第6図に示されている環
の1つを例えば質量分析、分光分析、ラングミュア・プ
ローブ及び電気的貫通孔の為の診断ポーIf有する診断
環に容易に置き換えてもよい。この環は、故障検査又は
解析の目的の為に使用されてもよい。診断作業が完了し
た後にはポートや開口のない環をこの診断環に置き換え
てもよいことは明らかである。
室や陰極に近づくことに加えて室の太き畑を調節するこ
とを便利にしている。さらに、第6図に示されている環
の1つを例えば質量分析、分光分析、ラングミュア・プ
ローブ及び電気的貫通孔の為の診断ポーIf有する診断
環に容易に置き換えてもよい。この環は、故障検査又は
解析の目的の為に使用されてもよい。診断作業が完了し
た後にはポートや開口のない環をこの診断環に置き換え
てもよいことは明らかである。
側壁27を形成する為に用いられる環はアルミニウムか
ら形成されてよく、又、内表面を例えばプラスチック又
はポリマー等の非金属材料で被覆してもよい。非金属被
覆は、側壁上のポリマーの被着又はシステムの清掃が側
壁によシ工程に与えられる化学的環境を変えないように
、システム全不動態状態に維持する。側壁内表面27a
上の非金属被膜は陰極29と接地との間の短絡を防ぐ為
の電気的絶縁体としても働く。また、比較的厚い絶縁層
58が陰極板29と低壁39との間に用いられている。
ら形成されてよく、又、内表面を例えばプラスチック又
はポリマー等の非金属材料で被覆してもよい。非金属被
覆は、側壁上のポリマーの被着又はシステムの清掃が側
壁によシ工程に与えられる化学的環境を変えないように
、システム全不動態状態に維持する。側壁内表面27a
上の非金属被膜は陰極29と接地との間の短絡を防ぐ為
の電気的絶縁体としても働く。また、比較的厚い絶縁層
58が陰極板29と低壁39との間に用いられている。
気体が、ガス・ノズル45を通って活性プラズマ領域へ
導入される。種々のガス・ノズル配置力この目的に用い
られてよい。しかし、ノズル孔(人気ボート)45Aが
室部外25Aの側壁に向いていることが必要である。こ
れは、陰極板29の方向へ直接に分散されるような気体
の集中を防いで陰極と陽極との間の電界がこの気体に作
用して気体が集中している領域内に高い食刻速度を惹き
起すことを防ぐ為である。ノズル孔は室部外25Aの側
壁に向けられるのに加えて、対称な配列中を均一に分布
されなければならない。このような対称な配列を行う1
つの方法は、6角ナッIf一端にねじの切られた管に螺
着してナツトの6面の各々に管の内部に連絡する15乃
至20ミル(mll1g)のオリフィスを設けることで
ある。食刻室25の図中左方に示すように、気体は管4
7全介して補助室部分25Bk経て食刻室内に導入され
る。食刻室25の図中右方に示すように、気体は孔49
に介して排気される。画業者に理解されるように通常の
反応性イオン食刻1[行する為には多数の気体が使用さ
れる。この目的の為に用いられる共通な気体は47ツ化
炭素(CF4)と酸素(02)である。使用されるかも
しれない他の気体としてはCHF3、Sr1又けCC:
t/−F 3がある。上述した様にこれらの気体は5
0乃至70ミク・〜(水銀柱)の反応性イオ〜食刻を行
う 1為の通常の圧力管理内の操作では1
乃至1−frnの厚さの暗部を与える。
導入される。種々のガス・ノズル配置力この目的に用い
られてよい。しかし、ノズル孔(人気ボート)45Aが
室部外25Aの側壁に向いていることが必要である。こ
れは、陰極板29の方向へ直接に分散されるような気体
の集中を防いで陰極と陽極との間の電界がこの気体に作
用して気体が集中している領域内に高い食刻速度を惹き
起すことを防ぐ為である。ノズル孔は室部外25Aの側
壁に向けられるのに加えて、対称な配列中を均一に分布
されなければならない。このような対称な配列を行う1
つの方法は、6角ナッIf一端にねじの切られた管に螺
着してナツトの6面の各々に管の内部に連絡する15乃
至20ミル(mll1g)のオリフィスを設けることで
ある。食刻室25の図中左方に示すように、気体は管4
7全介して補助室部分25Bk経て食刻室内に導入され
る。食刻室25の図中右方に示すように、気体は孔49
に介して排気される。画業者に理解されるように通常の
反応性イオン食刻1[行する為には多数の気体が使用さ
れる。この目的の為に用いられる共通な気体は47ツ化
炭素(CF4)と酸素(02)である。使用されるかも
しれない他の気体としてはCHF3、Sr1又けCC:
t/−F 3がある。上述した様にこれらの気体は5
0乃至70ミク・〜(水銀柱)の反応性イオ〜食刻を行
う 1為の通常の圧力管理内の操作では1
乃至1−frnの厚さの暗部を与える。
陰極29の冷却金助ける為に、冷却チャオル49が冷却
流体導入ボート51及び排出ボート53と共に設けられ
ている。RF(高周波)電力が陰極にコオクション55
を介して印加される。
流体導入ボート51及び排出ボート53と共に設けられ
ている。RF(高周波)電力が陰極にコオクション55
を介して印加される。
第6図に示される食刻室の構成によれば、55枚までの
ウェファの一括食刻を6チ6σの良好な均一で行うこと
ができた。このような一括食刻は7、6 cm (3イ
ンチ)のウェファで55ミクロン(水銀柱)の圧力のC
F、のプラズマを用いることにより達成された。流率は
大よそ55SCCM。
ウェファの一括食刻を6チ6σの良好な均一で行うこと
ができた。このような一括食刻は7、6 cm (3イ
ンチ)のウェファで55ミクロン(水銀柱)の圧力のC
F、のプラズマを用いることにより達成された。流率は
大よそ55SCCM。
RF電力は1200ワツト、RF周波数は16456
M Hz程度である。
M Hz程度である。
第4図は、この発明の他の実施例による改良された反応
性イオン食刻装置の食刻室71と陰極板65の設計を示
すものである。第4図の構成においては第3図に示され
た補助室部分25Bは省かれており、これと関連して設
けられたポンプ排気孔は陰極の下側に位置している。従
って、第4図に示すようにポンプ排気は食刻宰領域59
内の気体を環65の側壁と陰極65との間のチャオル誹
気ボー))61t−通してポンプ排気孔57よシ排気す
ることにより達成される。第6図に関して上述した様に
チャネル61の広さは暗部の厚さより小さくあらねばな
らず、通常方法で操作される反応性イオン食刻システム
に対しては5.0 mm又はそれ以下であるが、しかし
陽極と陰極とが短絡するほど近接してはならない。
性イオン食刻装置の食刻室71と陰極板65の設計を示
すものである。第4図の構成においては第3図に示され
た補助室部分25Bは省かれており、これと関連して設
けられたポンプ排気孔は陰極の下側に位置している。従
って、第4図に示すようにポンプ排気は食刻宰領域59
内の気体を環65の側壁と陰極65との間のチャオル誹
気ボー))61t−通してポンプ排気孔57よシ排気す
ることにより達成される。第6図に関して上述した様に
チャネル61の広さは暗部の厚さより小さくあらねばな
らず、通常方法で操作される反応性イオン食刻システム
に対しては5.0 mm又はそれ以下であるが、しかし
陽極と陰極とが短絡するほど近接してはならない。
陰極65の周囲のチャネル61を通って均一に気体と排
気する為にポンピング環67が設けられる。ポンピング
環67には陰極65の下に排気の為に気体を収集する環
状室が設けられている。
気する為にポンピング環67が設けられる。ポンピング
環67には陰極65の下に排気の為に気体を収集する環
状室が設けられている。
その他の点に於を第4図の食刻室71の構成は第5図と
同様であり、人、排気ポート75.61以外は均質な即
ち凹凸ヲ有せず陰極板65に対して対称的な土壁内表面
71aと側壁内表面71b1に有する。0リング69が
側壁全構成する環71の間に設けられている。気体がノ
ズル(ハ)気ポート)7^を介して第5図で述べたのと
同様の方法でもって食刻室内に導入される。ウェファ7
5は陰極板66上に配列されている。
同様であり、人、排気ポート75.61以外は均質な即
ち凹凸ヲ有せず陰極板65に対して対称的な土壁内表面
71aと側壁内表面71b1に有する。0リング69が
側壁全構成する環71の間に設けられている。気体がノ
ズル(ハ)気ポート)7^を介して第5図で述べたのと
同様の方法でもって食刻室内に導入される。ウェファ7
5は陰極板66上に配列されている。
以上説明してきたようにこの発明の反応性イオン食刻装
置によれば、一括食刻において均一な食刻を汚染を生ず
ることなく達成できるという優れた効果を奏する。
置によれば、一括食刻において均一な食刻を汚染を生ず
ることなく達成できるという優れた効果を奏する。
第1A図乃至第1D図は従来の反応性イオン食刻装fl
示す概略断面図、第2図は従来の反応性イオン食刻装置
の食刻室の一部を示す概略部分断面図、第3図はこの発
明の一実施例による反応性イオン食刻装置の断面図、第
4図はこの発明の他の実施例による反応性イオン食刻装
置の斜視断面図である。 25.71・・・・食刻室、27・・・・側壁、27a
。 71b・・・・側壁内表面、29.65・・・・陰極板
、41a、71a・・・・上壁内表面、45.61・・
・・排気ポート、45a、75・・・・人気ポート。 出願人 インターナショカル・ビジネス・マシニン
グ・コー汁レースシ復代理人 弁理士 合 1
) 潔第1頁の続き [相]発 明 者 ウィリアム・カール・ハイブラック アメリカ合衆国ニューヨーク州 ボーキプシー・モートン・スト リート3番地
示す概略断面図、第2図は従来の反応性イオン食刻装置
の食刻室の一部を示す概略部分断面図、第3図はこの発
明の一実施例による反応性イオン食刻装置の断面図、第
4図はこの発明の他の実施例による反応性イオン食刻装
置の斜視断面図である。 25.71・・・・食刻室、27・・・・側壁、27a
。 71b・・・・側壁内表面、29.65・・・・陰極板
、41a、71a・・・・上壁内表面、45.61・・
・・排気ポート、45a、75・・・・人気ポート。 出願人 インターナショカル・ビジネス・マシニン
グ・コー汁レースシ復代理人 弁理士 合 1
) 潔第1頁の続き [相]発 明 者 ウィリアム・カール・ハイブラック アメリカ合衆国ニューヨーク州 ボーキプシー・モートン・スト リート3番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 陽極として働く食刻室と、陰極として働く陰極板とを有
し、高周波電力を陽極と陰極との間に印加して食刻室内
に活性プラズマ領域と食刻室内表面に沿う暗部と全発生
する反応性イオン食刻装置に於て、 前記食刻室が、土壁内表面と側壁内表面と’kWし、 前記上壁内表面と前記側壁内表面とが、前記土壁内表面
の下に置かれかつ前記側壁内表面の間に置かれた前記陰
極板に対して対称的な構造をMすると共に人気ボートと
排気ポート以外は均質な表面をMし為 前記排気ポートの大きさが、前記食刻室内表面に沿って
発生する前記暗部の厚さよりも小さいことを特徴とする
反応性イオン食刻装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/374,568 US4384938A (en) | 1982-05-03 | 1982-05-03 | Reactive ion etching chamber |
US374568 | 1982-05-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58192328A true JPS58192328A (ja) | 1983-11-09 |
JPH0358171B2 JPH0358171B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=23477391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58044614A Granted JPS58192328A (ja) | 1982-05-03 | 1983-03-18 | 反応性イオン食刻装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4384938A (ja) |
EP (1) | EP0093316B2 (ja) |
JP (1) | JPS58192328A (ja) |
DE (1) | DE3372426D1 (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5816078A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-29 | Toshiba Corp | プラズマエツチング装置 |
DE3216823A1 (de) * | 1982-05-05 | 1983-11-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von strukturen von aus metallsilizid und polysilizium bestehenden doppelschichten auf integrierte halbleiterschaltungen enthaltenden substraten durch reaktives ionenaetzen |
US4530736A (en) * | 1983-11-03 | 1985-07-23 | International Business Machines Corporation | Method for manufacturing Fresnel phase reversal plate lenses |
US4778562A (en) * | 1984-08-13 | 1988-10-18 | General Motors Corporation | Reactive ion etching of tin oxide films using neutral reactant gas containing hydrogen |
US4544444A (en) * | 1984-08-15 | 1985-10-01 | General Motors Corporation | Reactive ion etching of tin oxide films using silicon tetrachloride reactant gas |
US4554047A (en) * | 1984-10-12 | 1985-11-19 | At&T Bell Laboratories | Downstream apparatus and technique |
US4600464A (en) * | 1985-05-01 | 1986-07-15 | International Business Machines Corporation | Plasma etching reactor with reduced plasma potential |
US4793975A (en) * | 1985-05-20 | 1988-12-27 | Tegal Corporation | Plasma Reactor with removable insert |
JPH07105345B2 (ja) * | 1985-08-08 | 1995-11-13 | 日電アネルバ株式会社 | 基体処理装置 |
US4810322A (en) * | 1986-11-03 | 1989-03-07 | International Business Machines Corporation | Anode plate for a parallel-plate reactive ion etching reactor |
JPH0276223A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-03-15 | Siemens Ag | 金属接触の製造方法と装置 |
JPH0449523A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-18 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 磁気記録媒体の製造法及びその装置 |
US5435888A (en) * | 1993-12-06 | 1995-07-25 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Enhanced planarization technique for an integrated circuit |
US6107194A (en) * | 1993-12-17 | 2000-08-22 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of fabricating an integrated circuit |
US6284584B1 (en) | 1993-12-17 | 2001-09-04 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of masking for periphery salicidation of active regions |
US5522934A (en) * | 1994-04-26 | 1996-06-04 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus using vertical gas inlets one on top of another |
US6051100A (en) * | 1997-10-24 | 2000-04-18 | International Business Machines Corporation | High conductance plasma containment structure |
US6274459B1 (en) * | 1998-02-17 | 2001-08-14 | Silicon Genesis Corporation | Method for non mass selected ion implant profile control |
US6390019B1 (en) * | 1998-06-11 | 2002-05-21 | Applied Materials, Inc. | Chamber having improved process monitoring window |
US6221202B1 (en) | 1999-04-01 | 2001-04-24 | International Business Machines Corporation | Efficient plasma containment structure |
US7846305B2 (en) * | 2005-03-01 | 2010-12-07 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands, B.V. | Method and apparatus for increasing uniformity in ion mill process |
TWI627305B (zh) * | 2013-03-15 | 2018-06-21 | 應用材料股份有限公司 | 用於轉盤處理室之具有剛性板的大氣蓋 |
CN208835019U (zh) * | 2018-11-12 | 2019-05-07 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种反应腔内衬 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54128284A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-04 | Kokusai Electric Co Ltd | Electrode structure for semiconductor wafer plasma etching stripping device |
JPS55154585A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Tegal Corp | Plasma reactor |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2082505A5 (ja) * | 1970-03-18 | 1971-12-10 | Radiotechnique Compelec | |
US4264393A (en) * | 1977-10-31 | 1981-04-28 | Motorola, Inc. | Reactor apparatus for plasma etching or deposition |
US4230515A (en) * | 1978-07-27 | 1980-10-28 | Davis & Wilder, Inc. | Plasma etching apparatus |
JPS5623745A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-06 | Hitachi Ltd | Plasma etching device |
US4270999A (en) * | 1979-09-28 | 1981-06-02 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for gas feed control in a dry etching process |
US4297162A (en) * | 1979-10-17 | 1981-10-27 | Texas Instruments Incorporated | Plasma etching using improved electrode |
JPS56100422A (en) * | 1980-01-17 | 1981-08-12 | Toshiba Corp | Plasma etching method |
US4340461A (en) * | 1980-09-10 | 1982-07-20 | International Business Machines Corp. | Modified RIE chamber for uniform silicon etching |
-
1982
- 1982-05-03 US US06/374,568 patent/US4384938A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-03-18 JP JP58044614A patent/JPS58192328A/ja active Granted
- 1983-04-20 DE DE8383103807T patent/DE3372426D1/de not_active Expired
- 1983-04-20 EP EP83103807A patent/EP0093316B2/en not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54128284A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-04 | Kokusai Electric Co Ltd | Electrode structure for semiconductor wafer plasma etching stripping device |
JPS55154585A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Tegal Corp | Plasma reactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0093316B2 (en) | 1992-10-28 |
JPH0358171B2 (ja) | 1991-09-04 |
DE3372426D1 (en) | 1987-08-13 |
US4384938A (en) | 1983-05-24 |
EP0093316B1 (en) | 1987-07-08 |
EP0093316A3 (en) | 1984-07-18 |
EP0093316A2 (en) | 1983-11-09 |
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