JPS60167330A - リアクテイブイオンエツチ装置のガス供給装置 - Google Patents
リアクテイブイオンエツチ装置のガス供給装置Info
- Publication number
- JPS60167330A JPS60167330A JP59239285A JP23928584A JPS60167330A JP S60167330 A JPS60167330 A JP S60167330A JP 59239285 A JP59239285 A JP 59239285A JP 23928584 A JP23928584 A JP 23928584A JP S60167330 A JPS60167330 A JP S60167330A
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- JP
- Japan
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- gas
- electrode
- porous
- metal plug
- gas supply
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- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/935—Gas flow control
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
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】
［発明の技術分野］
本発明はりアクティブイオンエツチング装置に関し、更
に詳しくはこのような装置内のガス供給路に沿った、プ
ラズマ放電の伝播を回避するための装置に係わる。
に詳しくはこのような装置内のガス供給路に沿った、プ
ラズマ放電の伝播を回避するための装置に係わる。
［発明の技術的背景コ
半導体集積回路の製造において、半導体ウェハーをエツ
チングして、その上に回路素子のための所望のパターン
を形成するために、リアクティブイオンエツチング（Ｒ
ＩＥ）が益々多く用いられるようになって来た。エツチ
ングされる代表的な材料は薄くかつ平坦な半導体ウェハ
ーの形をしているので、電極によってプラズマを励起す
ることが望ましい。この電極はウェハーに瞬接して設け
られ、ガスがこの電極、例えばその中の一連の穴を通っ
てシャワーヘッドのように導入される。プラズマを励起
するために、高電圧高周波（ＲＦ）信号が電極に供給さ
れる。エツチングに用いられる出力レベルが増大したと
きに生じる問題の一つは、プラズマ放電がガス供給装置
に沿って伝播する傾向があることである。普通のガス圧
力調節装置を含むこのガス供給装置は好ましくは接地さ
れ、その結果電位こう配が供給装置内に存在し、この電
位こう配はそれがリアクティブイオンエッチチャンバ内
で発生するときにプラズマ放電を生じる。
チングして、その上に回路素子のための所望のパターン
を形成するために、リアクティブイオンエツチング（Ｒ
ＩＥ）が益々多く用いられるようになって来た。エツチ
ングされる代表的な材料は薄くかつ平坦な半導体ウェハ
ーの形をしているので、電極によってプラズマを励起す
ることが望ましい。この電極はウェハーに瞬接して設け
られ、ガスがこの電極、例えばその中の一連の穴を通っ
てシャワーヘッドのように導入される。プラズマを励起
するために、高電圧高周波（ＲＦ）信号が電極に供給さ
れる。エツチングに用いられる出力レベルが増大したと
きに生じる問題の一つは、プラズマ放電がガス供給装置
に沿って伝播する傾向があることである。普通のガス圧
力調節装置を含むこのガス供給装置は好ましくは接地さ
れ、その結果電位こう配が供給装置内に存在し、この電
位こう配はそれがリアクティブイオンエッチチャンバ内
で発生するときにプラズマ放電を生じる。
このようなプラズマ放電の伝播は望ましくない。
なぜなら、それがＲＦ比出力浪費するだけでなく、更に
供給要素を腐食しかつダメージを与えそしてプロセスチ
ャンバ内へ汚染物質を導入するからである。周知の如く
、集積回路を製造するには異常な程の清潔さと汚染物質
の回避が必要とされる。
供給要素を腐食しかつダメージを与えそしてプロセスチ
ャンバ内へ汚染物質を導入するからである。周知の如く
、集積回路を製造するには異常な程の清潔さと汚染物質
の回避が必要とされる。
［発明の目的コ
本発明はいくつかの目的を有するが、その中でも特に、
ガスを反応性イオンエッチ装置へ供給するための新規な
装置を提供すること、ガス供給部内へのプラズマ放電の
伝播が回避されるガス供給装置を提供すること、ガスが
実質的に訪客されずに反応チャンバ内へ流れるガス供給
装置を提供すること、チャンバの外の手段によるガス圧
力調節を容易にするガス供給装置を提供すること、反応
チャンバの外側でのプラズマ放電によるダメージと汚染
を最小限度にするガス供給装置を提供すること、信頼性
が高く構造が比較的に簡単でコストが安いガス供給装置
を提供することである。他の目的と特徴は以下、一部明
らかにし、一部指摘する。
ガスを反応性イオンエッチ装置へ供給するための新規な
装置を提供すること、ガス供給部内へのプラズマ放電の
伝播が回避されるガス供給装置を提供すること、ガスが
実質的に訪客されずに反応チャンバ内へ流れるガス供給
装置を提供すること、チャンバの外の手段によるガス圧
力調節を容易にするガス供給装置を提供すること、反応
チャンバの外側でのプラズマ放電によるダメージと汚染
を最小限度にするガス供給装置を提供すること、信頼性
が高く構造が比較的に簡単でコストが安いガス供給装置
を提供することである。他の目的と特徴は以下、一部明
らかにし、一部指摘する。
［発明の概要］
本発明の実施に従って反応性イオンエッチ装置内の電極
とガス供給装置との間の電位こう配は指定の容積に制限
され、この容ｉは多孔性の絶縁材料で充てんされ、この
絶縁材料内の孔の大きさは放電を支えるには小さすぎる
程である。すなわち、孔の大きさはガス中の電子の平均
自由行程に相当する。装置は特に、中空絶縁ホルダーを
含んでいる。このホルダーの一端には多孔性の金属製プ
ラグが設けられ、このプラグは電極に接触している。
とガス供給装置との間の電位こう配は指定の容積に制限
され、この容ｉは多孔性の絶縁材料で充てんされ、この
絶縁材料内の孔の大きさは放電を支えるには小さすぎる
程である。すなわち、孔の大きさはガス中の電子の平均
自由行程に相当する。装置は特に、中空絶縁ホルダーを
含んでいる。このホルダーの一端には多孔性の金属製プ
ラグが設けられ、このプラグは電極に接触している。
ホルダーの他端には、多孔性の第２の金属製プラグが設
けられ、供給路から供給されるガスがこのプラグを通過
する。両心電性プラグの間の空間は多孔性絶縁材料によ
って充てんされる。この絶縁材料の個々の孔の大きさは
放電を支えるには小さすぎる程である。すなわち、孔の
大きさはガス中の電子の平均自由行程に相当する。
けられ、供給路から供給されるガスがこのプラグを通過
する。両心電性プラグの間の空間は多孔性絶縁材料によ
って充てんされる。この絶縁材料の個々の孔の大きさは
放電を支えるには小さすぎる程である。すなわち、孔の
大きさはガス中の電子の平均自由行程に相当する。
［発明の実施例］
幾つかの図において、同一の参照符号は同じ部品を示し
ている。
ている。
第１図におい・て、エツチングされる半導体ウェハーを
保持するためのチャックは１１で示されている。半導体
ウェハー１３はクランプリング１５によってチャックに
保持されている。プラズマ発生装置は好ましくは、チャ
ック自体が放電装置の一方の電極を構成する平衡ＲＦ型
のものである。
保持するためのチャックは１１で示されている。半導体
ウェハー１３はクランプリング１５によってチャックに
保持されている。プラズマ発生装置は好ましくは、チャ
ック自体が放電装置の一方の電極を構成する平衡ＲＦ型
のものである。
このような場合、クランプリング１５は好ましくは絶縁
材料からなっている。第２の電極１７はウェハーの上に
設けられている。エツチングガスは前記の第２電極と、
ディフューザ板２０のシャワーヘッド状に配置された穴
２１を通って供給される。
材料からなっている。第２の電極１７はウェハーの上に
設けられている。エツチングガスは前記の第２電極と、
ディフューザ板２０のシャワーヘッド状に配置された穴
２１を通って供給される。
位相外れＲＦ電位はＲＦ電源から適当な平衡回路網を経
てチャックに供給される。接地拡散スクリーンは好まし
くは３１で示すように位相外れ電極の間に設けられてい
る。チャック１１と電極１７は絶縁リング１２，１４に
よって、１６で概略的に示す全体的なハウジングに支持
されている。反応生成物が排出される排気口は１８のと
ころに設けられている。
てチャックに供給される。接地拡散スクリーンは好まし
くは３１で示すように位相外れ電極の間に設けられてい
る。チャック１１と電極１７は絶縁リング１２，１４に
よって、１６で概略的に示す全体的なハウジングに支持
されている。反応生成物が排出される排気口は１８のと
ころに設けられている。
圧力を加えられた適当な源から得られる所望のプラズマ
ガスは圧力調節器３３と金属製の供給路３５を経て、電
極２１に取付けられたプラズマアレスター４１に供給さ
れる。このプラズマアレスターは第２，３図に詳細に示
さねている。プラズマ形成電極１１．１７はそれぞれ適
当な接地ハウジング３６．３８によって囲まれ、このハ
ウジングの端部にはそれぞれ、３７と３９で示した同軸
のＲＦ供給路が設けられている。前述のように、ガス源
は好ましくは金属製供給路を介して大地電位に保たれる
。
ガスは圧力調節器３３と金属製の供給路３５を経て、電
極２１に取付けられたプラズマアレスター４１に供給さ
れる。このプラズマアレスターは第２，３図に詳細に示
さねている。プラズマ形成電極１１．１７はそれぞれ適
当な接地ハウジング３６．３８によって囲まれ、このハ
ウジングの端部にはそれぞれ、３７と３９で示した同軸
のＲＦ供給路が設けられている。前述のように、ガス源
は好ましくは金属製供給路を介して大地電位に保たれる
。
第２．３図において、プラズマアレスター４１は中空絶
縁シリンダ４３を含み、このシリンダは高分子量ポリエ
チレンのような適当な絶縁材料からなっている。シリン
ダの一端しこは、電極２１に接触する多孔性金属プラグ
が設けられている。シリンダの他端には、第１のプラグ
と類似の第２の多孔性金属プラグ４７が設けられている
。供給路３５との接続のために金属製取付は部材または
継手４８が設けられている。この継手は第２の金属製プ
ラグ４７を接触保持し、このプラグを大地電位に保つ。
縁シリンダ４３を含み、このシリンダは高分子量ポリエ
チレンのような適当な絶縁材料からなっている。シリン
ダの一端しこは、電極２１に接触する多孔性金属プラグ
が設けられている。シリンダの他端には、第１のプラグ
と類似の第２の多孔性金属プラグ４７が設けられている
。供給路３５との接続のために金属製取付は部材または
継手４８が設けられている。この継手は第２の金属製プ
ラグ４７を接触保持し、このプラグを大地電位に保つ。
この金属製プラグ４５．４７は好ましくは、米国カリフ
ォルニア州オークランドのＥｎｅｒｇｙ Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、 Ｉｎｃ、によ
って商品名ＤＵＯＣＥＬで販売されている種の発泡アル
ミニウムからなっている。
ォルニア州オークランドのＥｎｅｒｇｙ Ｒｅ５ｅａｒ
ｃｈ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、 Ｉｎｃ、によ
って商品名ＤＵＯＣＥＬで販売されている種の発泡アル
ミニウムからなっている。
この構造体によって、電極２１と大地間のＲＦ電位降下
はガス供給装置内の特定の領域に制限される。この領域
、すなわちプラグ４５と４７の間の容積は多孔性絶縁材
料５０で満たされている。
はガス供給装置内の特定の領域に制限される。この領域
、すなわちプラグ４５と４７の間の容積は多孔性絶縁材
料５０で満たされている。
この材料の孔の寸法は放電を支えるには小さすぎる。す
なわち、孔の寸法は、半導体ウェハーの反応性イオンエ
ツチングのために用いられるガスの電子平均自由行程長
さとほぼ同じである。直径が１ｍｍのガラスピーズを充
てんすることが多孔性絶縁材料にとってきわめて効果的
であることが判った。これらのビーズは流動しやすいめ
で、プラグの間の容積、すなわち電位降下が発生する空
間を完全に満たすことができる。更に、このようなビー
ズけ′ｆＦｔ望めホ六かｒｕ′Ｉ請を生じる７この間隙
は−たとえ電界こう配置とガス圧力がプラズマ放電に適
していてこの放電を促進するとしても、ガス内のプラズ
マ放電の開始または伝播を防止する。これと同時に、ガ
スの流れがあまり抑制されないので、アレスターを横切
って際立った圧力降下が発生しない。従って、反応室の
中の圧力状態は、３３で示した外部の圧力調節装置がた
とえ大地電位であっても、この圧力調節装置によって定
めることができる。
なわち、孔の寸法は、半導体ウェハーの反応性イオンエ
ツチングのために用いられるガスの電子平均自由行程長
さとほぼ同じである。直径が１ｍｍのガラスピーズを充
てんすることが多孔性絶縁材料にとってきわめて効果的
であることが判った。これらのビーズは流動しやすいめ
で、プラグの間の容積、すなわち電位降下が発生する空
間を完全に満たすことができる。更に、このようなビー
ズけ′ｆＦｔ望めホ六かｒｕ′Ｉ請を生じる７この間隙
は−たとえ電界こう配置とガス圧力がプラズマ放電に適
していてこの放電を促進するとしても、ガス内のプラズ
マ放電の開始または伝播を防止する。これと同時に、ガ
スの流れがあまり抑制されないので、アレスターを横切
って際立った圧力降下が発生しない。従って、反応室の
中の圧力状態は、３３で示した外部の圧力調節装置がた
とえ大地電位であっても、この圧力調節装置によって定
めることができる。
以上からして、本発明のいくつかの目的が達成され、他
の効果が得られることが判るであろう。
の効果が得られることが判るであろう。
本発明の範囲から逸脱することなく、前記構造体の数多
の変更が可能であるので、上述の説明に含まれる事実ま
たは添付の図に示した事実のすべては例示的なものとし
て解釈すべきで制限な意味において解釈すべきでない。
の変更が可能であるので、上述の説明に含まれる事実ま
たは添付の図に示した事実のすべては例示的なものとし
て解釈すべきで制限な意味において解釈すべきでない。
第１図は、本発明に従って構成されたガス供給装置を有
するリアクティブイオンエッチ装置を示す図、第２図は
第１図のガス供給装置に用いられたプラズマアレスター
装置の平面図、第３図はプラズマアレスター装置の断面
図である。 １３・・・・・・・・・・・半導体ウェハー１６・・・
・・・・・・・・絶縁ハウジング１７・・・・・・・・
・・・電極 ３５・・・・・・・・・・・ガス供給路４５．４７・・
・・・・・多孔性の金属製プラグ５０・・・・・・・・
・・・多孔性絶縁材料代理人 弁理士 守 谷 −雄 プラズマ
するリアクティブイオンエッチ装置を示す図、第２図は
第１図のガス供給装置に用いられたプラズマアレスター
装置の平面図、第３図はプラズマアレスター装置の断面
図である。 １３・・・・・・・・・・・半導体ウェハー１６・・・
・・・・・・・・絶縁ハウジング１７・・・・・・・・
・・・電極 ３５・・・・・・・・・・・ガス供給路４５．４７・・
・・・・・多孔性の金属製プラグ５０・・・・・・・・
・・・多孔性絶縁材料代理人 弁理士 守 谷 −雄 プラズマ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １） ガスプラズマが半導体ウェハーに隣接する電極に
よって励起され、ガスが前記電極を通って導かれる、ガ
スプラズマ内のりアクティブイオンによって半導体ウェ
ハーをエツチングするための装置において、ガス供給装
置が、電気的に接地されたガス供給路、中空の絶縁ハウ
ジング、このハウジングの一端に設けられかつ前記電極
に接触している多孔性の金属製プラグ、前記ハウジング
の他端に設けられかつ前記供給路から供給されるガスが
流通する多孔性の第２の金属製プラグ、および前記両プ
ラグの間の空間を埋める多孔性絶縁材料を含むことを特
徴とする装置。 ２） ガスプラズマがウェハーに隣接する電極によって
励起され、ガスが前記電極を通って導かれる、ガスプラ
ズマ内のりアクティブイオンによって半導体ウェハーを
エツチングするための装置において、ガス供給装置が、
電気的に接地されたガス供給路、中空の絶縁シリンダ、
このシリンダの一端に設けられかつ前記電極に接触して
いる多孔性の金属製プラグ、前記シリンダの他端に設け
られかつ前記供給路から供給されるガスが流通する多孔
性の第２の金属製プラグ、および前記両プラグの凹の空
間を埋めかつ粒子間の孔の大きさが前記ガス内の電子平
均自由行程に相当する多孔性の特別な絶縁材料を含むこ
とを特徴とする装置。 ３） 特別な絶縁材料がガラスピーズからなることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４） ガラスピーズの直径が約１ｍｍであることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５） 絶縁シリンダがポリエチレンで出来ていることを
特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６） ガスプラズマがウェハーに隣接する電極によって
励起され、ガスが前記電極を通って導かれる、ガスプラ
ズマ内のりアクティブイオンによって半導体ウェハーを
エツチングするための装置において、ガス供給装置が、
電気的に接地されたガス供給路、絶縁合成樹脂からなる
中空シリンダ、このシリンダの一端に設けられかつ前記
電極に接触している多孔性の金属製プラグ、前記シリン
ダの他端に設けられかつ前記ガス供給路から供給される
ガスが流通する多孔性の第２の金属製プラグ、および前
記両プラグ間の空間を埋める多量のガラスピーズを含む
ことを特徴とする装置。 ７） 多孔性の金属製プラグアルミニウム発泡体で作ら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
装置。 ８） ガラスピーズの直径が約１ｍｍであることを特徴
とする特許請求の範囲第７項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/550,801 US4496423A (en) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | Gas feed for reactive ion etch system |
| US550801 | 1983-11-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167330A true JPS60167330A (ja) | 1985-08-30 |
Family
ID=24198620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59239285A Pending JPS60167330A (ja) | 1983-11-14 | 1984-11-13 | リアクテイブイオンエツチ装置のガス供給装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4496423A (ja) |
| JP (1) | JPS60167330A (ja) |
| DE (1) | DE3441470A1 (ja) |
| FR (1) | FR2557824B1 (ja) |
| GB (1) | GB2150744B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235483A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Masuhiro Kokoma | プラズマ表面処理装置 |
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