JPS62154732A - 処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、プラズマを利用する被処理物の処理に適用し
て有効な技術に関する。

〔背景技術〕

プラズマを利用し被処理物の処理を行う技術の一つに、
いわゆるドライエツチングがある。

このドライエツチングは、カソードとアノードの間にあ
るハロゲン化炭素等のエツチングガスに高周波等のエネ
ルギーを印加してプラズマを発生させ、エツチングガス
から生じた陽イオンを上記カソードに設置された半導体
ウェハに衝突させ、配線層や絶縁層の不要部の除去を行
うものである。

また、昨今の半導体装置の高集積度化に伴い、半導体ベ
レットの内部に形成される回路素子および配線層は微細
化の一途をたどっている。このような微細化を可能にす
る技術に異方性ドライエツチングがある。

上記異方性エンチングは、ウェハがカソード上に設置さ
れているため、ウェハ面に垂直な方向のみのエツチング
を可能にし、正確なパターニングを達成するものである
。しかしながら、プラズマ中には電気的に中性でありな
がら化学的に極めて活性な、いわゆるフリーラジカルが
存在し、等方法的エツチングを行うため、異方性をｔｙ
ｉなう原因となる。

そこで、通常は陽イオンによるエツチングと同時に、エ
ツチング形成された垂直面に堆積して、保護膜を形成す
る適切なエツチングガスを選択し、該垂直面のエツチン
グを防止することにより垂直方向のみの異方性エツチン
グを達成することが行われている。

ところが、上記堆積は陽イオンが衝突しない面であれば
エツチングパターンに限らず電極上等においても起こる
。そして、電極上の堆積は、時間とともにその量が増え
、エツチングパターンの欠陥の原因となる微小異物の発
生源になることが本発明者により見い出された。

なお、ドライエツチングについては、株式会社工業調査
会、昭和６０年１１月２０日発行、「電子材料Ｊ１９８
５年別冊、Ｐ１１９以下に詳細に説明されている。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、微小異物の発生を有効に防止できるプ
ラズマ処理技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理室内に設置された電極を構成する部材の
表面をイオンの加速方向に交差する形状で形成すること
により、該電極構成部材の表面に常時イオンを衝突させ
ることができるため、上記電極構成部材の表面に異物発
生源が堆積することを防止でき、上記目的が達成できる
。

〔実施例〕

第１図は本発明による一実施例であるドライエツチング
装置のカソードの概略を示す拡大部分断面図、第２図は
上記エツチング装置の概略説明図であり、第３図は上記
カソードの概略平面図、また第４図はアノードの概略を
示す拡大部分断面図である。

本実施例のドライエツチング装置は、第２図に示すよう
に、処理室１の中に平行平板電極であるカソード２と接
地されたアノード３とが設置されたものである。上記カ
ソード２は、コンデンサ４を介して接地されている高周
波電源５に接続されている。そして、カソード２の上に
は処理を行うウェハ６が載置されている。

前記カソード２には、第３図に示すように複数のウェハ
６の載置部７が形成されており、該載置部７の周囲には
均一化リング（電極構成部材）８が取付けられている。

第１図には、上記載置部７の近傍が拡大して示しである
。すなわち、カソード本体２ａはアルミニウム（ＡＩ）
等の金属からなり、該カソード本体２ａの上には、シリ
カ（ＳｉＯｚ）またはアルミナ（Ａｌ□０．）等のセラ
ミックからなる電極カバー（電極構成部材）９がボルト
（電極構成部材）１０で取付けられている。この電極カ
バー９には開口部９ａが形成され、該開口部９ａに露出
されたカソード本体２ａにより前記ｆ２装部７が形成さ
れている。そして、この載置部７の周囲の電極カバー９
には、シリカ等からなる前記均一化リング８が取付けら
れている。

一方、アノード３においても、第４図に示すように、ア
ノード本体３ａのカソード側に電極カバー（電極構成部
材＞１１がボルト（電極構成部材）１０ａで取付けられ
ている。

本実施例においては、上記電極構成部材の表面が処理中
に発生するイオンの加速方向と交差する形状に形成され
ている。すなわち、前記均一化リング８の側面、電極カ
バー９における開口部９ａの側面、ボルト１０のヘッド
の側面が、カソード面に対するテーパ角が鋭角の状態で
形成されている。図面には、このテーパ角として均一化
リング８のテーパ角１２を代表的に示す。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、第２図に示すように処理を行うウェハ６をカソー
ド２の載置部にセントし、処理室ｌ内を数ＩＩＩＴｏｒ
ｒ〜数百ｍＴｏｒｒに減圧し、ガス導入口１ａよリハロ
ゲン化炭素等のエツチングガスを導入し、排気口１ｂよ
り排気しながら所定圧に維持する。

次いで、−力ソード２を回転させながら、該カソード２
に高周波室ｔＡ５より高周波を印加し、酸カソード２と
アノード３との間にプラズマを発生させる。このように
プラズマが発生すると該プラズマとカソード２との間に
生じた自己バイアスにより、プラズマ成分である陽イオ
ンが、カソード面に対しほぼ垂直に加速され、ウェハ６
の表面に衝突し、エツチングを行うものである。このエ
ツチングを異方性で行わせるために、ウェハ６上の被エ
ツチング層（図示せず）のエツチング側面に保ｉｉ膜を
堆積させ、該側面がフリーラジカルによりエツチングさ
れることの防止を行う。

上記保護膜は、エツチングガス成分の一部が堆積するこ
とにより形成されるものであり、この堆積は等方向に行
われる。したがって、処理室１の内部に存在するあらゆ
る表面に堆積し、とりわけカソード２およびアノード３
の対向面には多量に堆積する。そして、この堆積により
蓄積されたものが微小異物の発生源になる。しかしなが
ら、上記堆積もイオンが衝突する面には、堆積されても
該衝突イオンによりエツチングされるため蓄積されるこ
とばない。本実施例においては、前記の如く、電極構成
部材の表面をイオンの加速方向と交差する形状に形成し
であるため、微小異物の発生源の蓄積を防止することが
できるものである。すなわち、通常の均一化リングおよ
びポル］・等の電極構成部材の側面は、通常カソード２
等の電極面に垂直に形成されており、イオンの加速方向
に一致している。したがって、上記側面にはイオンの衝
突は起こらず、ウェハ６上の被エツチング層のエツチン
グ面と同様に堆積が起こり、次第に蓄積されていくこと
になる。しかし、本実施例の電極構成部材の側面は、電
極面に対し鋭角のテーパで形成されているため、常にイ
オンの衝突を受けさせることができるものである。その
結果、微小異物の原因となる上記堆積を防止でき、ウニ
ハネ良の発生を防止できるものである。

上記現象は、プラズマポテンシャルの方がアノード３よ
り電位が高いので、アノード３についても起こっている
と考えられる。そのため、アノード方向への陽イオンの
加速も考えられるので、アノード３の電極カバー１１を
固定するためのポル）１０ａについてもそのヘッドの側
面にテーバをつけて堆積の防止を図っている。

〔効果〕

（］）、処理室内に設置された電極を構成する部材の表
面を、イオンの加速方向に交差する形状にすることによ
り、上記部材の表面に常時イオンを衝突させることがで
きるので、該部材に異物発生源が堆積することを防止で
きる。

（２）、前記ｆｌ）により、上記異物が原因となるエツ
チング不良を防止できるので、精度の高いエツチングパ
ターンを形成することができる。

（３）、前記（２）により、信顛性の高い半導体装置を
提供できる。

（４）、アノード側のカソード面に位置する電極構成部
材の側面が、カソード面に対し鋭角のテーバ角で形成す
ることにより、該側面をカソード面にほぼ垂直であるイ
オンの加速方向に交差させることができるので、異物発
生源の堆積を防止できる。

（５）、カソードおよびアノードの両者の対向する各面
に位置する電極構成部材の側面を各電極面に対し鋭角の
テーバ角で形成することにより、前記（４）の効果に加
え、アノードにおいても異物発生源の堆積を防止できる
ので、さらにエツチングの１３頼性向上を達成できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、電極構成部材として均一化リング、電極カバ
ーおよび該？Ｊ！ｉカバーの固定用のボルトを取り上げ
て説明したが、これらに限るものでなく、カソードまた
はアノードに存在するこれらの構成部材であれば、たと
えばウェハ固定用クリップ等全てのものに通用できるも
のである。

また、実施例では平行平板形の度エツチング装置を示し
たが、本発明はこれに限るものでなく、たとえばカソー
ドが六角柱状のもの等、種々の形式のドライエツチング
装置に通用できるのである。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である異方性ドライエツチ
ング装置に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、たとえば、プラズマＣＶＤ装置
またはスパッタ装置等のイオン衝撃力を利用する処理装
置であって、処理中に異物の堆積が生じるものであれば
、いかなる処理装置に適用しても有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例であるドライエツチング
装置のカソードの概略を示す拡大部分断面図、 第２図は上記エツチング装置の概略説明図、第３図は上
記カソードの概略平面図、 第４図はアノードの概略を示す拡大部分断面図である。 １・・・処理室、１ａ・・・ガス導入口、１ｂ・・・排
気口、２・・・カソード、２ａ・・・カソード本体、３
・・・アノード、３ａ・・・アノード本体、４・・・コ
ンデンサ、５・・・高周波電源、６・・・ウェハ、７・
・・！１装置、８・・・均一化リング（電極構成部材）
、９・・・電極カバー（電極構成部材）、９ａ・・・開
口部、１０．１０ａ・・・ボルト（電極構成部材）、１
１・・・電極カバー（電極構成部材）、１２・・・テー
バ角。 代理人　弁理士　　小　川　勝　男と　＼１第　　１　
　図 第　　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図 Ｏｃｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イオンの衝撃力を利用する処理装置であって、電極
   構成部材の表面がイオンの加速方向に交差する形状に形
   成されてなる処理装置。 ２、アノード側のカソード面に位置する電極構成部材の
   側面が、カソード面に対し鋭角のテーパ角で形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処理
   装置。 ３、カソードおよびアノードの互いに対向する面に位置
   する電極構成部材の側面が、各電極面に対し鋭角のテー
   パ角で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の処理装置。