JPS6265423A - 磁石配列及び垂直シ−ルドを有する半導体エツチング装置 - Google Patents

磁石配列及び垂直シ−ルドを有する半導体エツチング装置

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JPS6265423A
JPS6265423A JP61211844A JP21184486A JPS6265423A JP S6265423 A JPS6265423 A JP S6265423A JP 61211844 A JP61211844 A JP 61211844A JP 21184486 A JP21184486 A JP 21184486A JP S6265423 A JPS6265423 A JP S6265423A
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wafer
ring
radio frequency
magnets
etched
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ロバート・チョウ
スティーブン・ディー・ダウニー
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    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウェーハの無線周波エツチングのため
の装置に関し、特に、当直シールド′！！−有する固定
磁石の配列を組み入れる無線周波エツチングのための装
置に関する〇 （従来の技術〕 グロー放電プラズマが、半導体ウェーハをクリーニング
するために長く用いられてきた。種々の形状の磁石が、
しばしば用いられてプラズマで電子をトラップし、それ
によって装置の効率を高め且つ電子衝撃による半導体へ
の損傷を最小にする、半導体ウェーハ製品の大きさは増
大しているので。
エツチング装置を設計変更することが必要となっている
。小さいウェーハをエツチングする丸めに習得された経
験は、あいにく、プラズマに固有の瞳空間が大きさの増
大に比例しないので、より大きいウェーハのための装置
には当てはまらない。
ウェーハの大きさの各々の増大は、その大きさに最適な
装置形状への新しい研究を必要とする０〔発明の目的〕 本発明の目的祉、ｉｉｉ径８インチ（２０，３２３）か
ら直径３インチ（７，６２ａｎ　）に至るまでのウェー
ハについてウェーハに亘って高いエツチング一様性及び
高いエツチング速度か可能な半導体ウェーハをエツチン
グするための装置を提供することである。
〔発明の概要〕
半導体ウェーハエツチング装置は、結果としてもたらさ
れるプラズマを二１閉路に制限する固定コバルト−サマ
リウム磁石の配列と結合して、アルゴン雰囲気中で無縁
周波エツチングを使用する。
ガスを通すための穿孔がクエー／Ｓの縁に沿って設けら
れた垂直シールドが、ウェーハの上方及び下方にあって
ウェーハの縁での不均一なエツチングを減少させる。
本発明のこれらの、また他の構成上の及び作用上の特徴
は、限定的でない例により好適実施例を図示する図面を
参照して以下の好適実施例の説明からより明らかと危る
であろう。
〔好適実施例の説明〕
図面を参照すれば、第１図で本発明に従うエツチング装
置ｉ１０が図示されている。図面中で参照符号は、Ｓ々
の図を通じて部位を示すために用いられている。エツチ
ングは、チェンバ１２で行なわれる。チェンバ１２がら
空気が排気され、チェンバ１２内にアルゴンガスの３〜
１５ミクロンの低圧雰囲気が導入される０ウエーハホル
ダ１４が。
エツチングのために適所で半導体ウェーハ１６を保持す
るために用いられる。ウェーハホルダ１４は、物理的支
持を与える同軸支持体１８及びその中心を通る電気コン
ダクタ１９から成っている。
電気コンダクタは、ウェーハ接触プレート２０に対しエ
ツチングするために１３．５メガヘルツ及び１５００ボ
ルトのピーク、ピーク値で無線周波電力全供給するため
に用いられる。絶縁物２２が、ウェーハ接触グレート２
０のまわりに設けられる。
金属のウェーハテーブルシールド２４が、絶縁物２２の
まわりに設けられ、支持体１８の外層を通じて電気的に
アースされる。ウェーハ支持アーム２６が、絶縁物２８
の上に取り付けられ、電気的に浮かすことが可ｊヒであ
る。
ウェーハ上井及び保持装置は、米国特許出り第７６３．
０７９号で挿画に説明されている。
エツチングされるべきウェーハの表面と反対側には電気
的にアースしたキャッチプレート３０が設けられている
。キャッチャプレート３０の反対側には、磁石配列３２
がある。ウェーハホルダ１４のまわりには、シールド３
４がある。シールド３４は、ウェーハの縁と近接してウ
ェーハ１６の上方及び下方にのひ、ウェーハの縁でエツ
チングの一様性金高める。シールド３４は、′電気的に
アースされる。シールド３４は、シールドを通ってガス
が流れるのを可能にするため、小さい穿孔３６を設けら
れている。シールド３４は、適所でシールドを保持する
ためにシールド支持構造３８を設けられている。キャッ
チャプレート３０．シールド３４及び支持構造３８は如
何なる非磁性コンダクタから成ってもよいが、ステンレ
ス鋼タイプ３０４がクリーニングに特に適している。
磁石配列３２は、配列して永久磁石を積み重ねることに
よって組み立てられ、キャッチャプレー）３Ｇとウェー
ハとの間にプラズマの２重リングを形成する。コバルト
−サマリウム型の永久磁石が、高温及び逆の磁器の作用
下での高い安定性のため好適である。特に１日立マグネ
ティクスコーポレーションによって製造される。　　３
０．０００　エールステッドの固有保磁力及び８２００
ガウスの残留誘＊ｉ７にする）１１００Ｒｈ：Ｘ　９０
　ＡＩ！石カ、　％Ｋｆｆ１１．。
ている。これらの磁石は、Ｓｍ０Ｏ１の粉末に磁界を加
えて粉末を６ＢＴｌ′Ｆ−中で焼結することによって製
造される。
一好適実施例で、磁石配列３２は、日立８１９０５３２
人Ｈ１００ＲＢＸ永久磁石の平方バール単位から組み立
てられる。各磁石は、断面が０．７５　ｘ　０．７５イ
ンチ（１，９Ｘ　ｘ、５ｃＩｎ）、極から極まで０．３
２インチ（ｏ、ｓｌｃｍ）である、１個の磁石４０が、
磁石配列３２の中心で用いられる。６個の積重ねで３個
の磁石の８Ｉ重ね４２が、内側リング４４の上で且つ中
心磁石４０の壕わυに等しく間隔を置いて設置される。
１２個のｍ東ねで３個の磁石の他の積重ね４６が、中心
磁石４０の１わ９で外側リング４８の上で等しく間隔を
置いて設置される。外側リング４８の上の積置ね４６の
極性は、中心磁石４０と同一でふる。
磁石組立体（配列）３２は、破上部プレート５０゜内側
環状グレート５２及び外側環状プレート５４の間で組み
立てられる。最上部プレート５０は。
適所で最も近くの磁石を保持するために形成されたｒＮ
ｅを有する。３個の各積重ねでの残る磁石は。
磁石の引力によって保持される０ボルトを育するスペー
サ５６が１組立体で内側環状プレート５２及び外側環状
グレート５４を保持するために用いられる。最上部プレ
ー）５０及び環状リング（環状プレート）５２．５４は
、冷間圧延鋼型１０１８又は１０２０のような高い磁気
感受率の物質から成っている。
この実施例社、大きなウェーハをエツチングするのに特
に適している。大きなウェーハのために設計された本発
明に従う装置でより小さいウェーハ全エツチングするこ
とを望むならは、第４図及び第５図で示す第２シールド
６０をシールド３４の内側で組み立て、ブラケット６２
を用いてシールド３４に該シールド６０を取り付けるこ
とができる。
従来技術で、電気的シールドリングの種々の形状がウェ
ーハでまたウェーハより上方で用いられていたが、大き
さがより小さいウェーハで、シールドリングをウェーハ
よｐ下方でのばすことが必要であることが明らかでなか
った。例えば、ハークに対する米国特許第４，３９２．
９３２号を参照されたい。その発明の動機となった例え
ば８インチ（２０，３２ｃｒｎ）の大きさのより大きな
ウェーハで、従来技術のシールドリングの不十分な点が
明らかになっ九。
エツチングの最適な一様性は、シールドリングがさらに
エツチングされるべきウェーハの面よシ顕著に下方での
びるならば達成される。ということが本発明の重要な教
示である。
図で符号を付した代表的寸法及び一連の許容寸法が、表
１で示される。３〜ＸＯインチ（７，６２〜ｚｓ、４ｍ
）直径の一連のウェーハ直径が、仮定されている０４イ
ンチ（１ｏ、ｘｃｓｃＩｎ）直径又はそれ以下のウェー
ハの場合、前述の第２無線周波シールドが必要である。
表　　　１ 几、　３．（）　（７，６２）　２〜６　（５，０８〜
１５．２４）几＊　３．９　（９，９０６）　３〜？　
（７，６２〜１７．７８）Ｒ，３，０（７，６２）　１
．５〜５　（３，８１〜１２．７）ＩＬｌｌ　　　　３
．２５（８，２５５）　　　　　Ｒ番＋１　　　　（Ｒ
４＋２．５４　）几・３．２５（８，２５５）　Ｒｍ〜
Ｒ１Ｌ、　１．３０（３，３０２） ＬＭ　２Ｊ　（５，８４２）　０．５〜７．０　（１，
２７〜１７．７８）Ｌ４０．７５（１，９０５）　０．
１２５〜２．５（０，３１７５〜６．３５）Ｌ、　１．
５０（３，８１）　Ｌ４〜４ＸＬ。
Ｌ・２．５　（６，３５）　Ｌ４〜４×Ｌ４本発明に従
うエツチング装置は、第を、磁石を用いない従来の装置
よりエツチング速度がほぼ３倍大きいという利点を有す
る。
第２に、ウェーハに亘るエツチング速度が従来技術でよ
りもかなり一様であるという利点を有する０ 第３に、従来技術の幾つかの装置より簡単で且つ安価で
あるという利点を有する。
本発明は好適実施例に制限されるものではなく。
本発明の保護範囲及び本発明の真意、＊許請求の範囲で
要約される特徴を逸脱することなく、構成部品に対して
機械的にまた電気的に等価な変形を含む変更及び改良が
行なわれてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は１本発明に従うエツチング装置の部分概略図で
ある。 第２因は、磁石組立体断面の平面図である。 第３図は、−次無線周波シールドの平面図である０ 第４図は、−次無線周波シールドに取シ付けられる二次
無線周波シールドの平面図である。 第５図は、第４図の組立体の断面図である。 〔主要符号〕 １０−一エッチング装［１２−−チェンバ１４−−１７
エーハホルダ　１ａ−４４体ウェーハ１８−一同軸支持
体　　　１９−一電気コンダクタ２０−−ウエーハ接触
プレー）　　　２２．２８−一絶縁物２４−−ウェーハ
テーブルシールド ２６−−ウエーハ支持アーム　３０−−キャッチャプレ
ート３２−一磁石配列　　　　３４−−シールド３６−
−穿孔　　　　　　　３８−一シールト°支持構造４Ｑ
−−中心磁石　　　　４２．４６一−磁石の積重ね４４
−一内側リング　　　４８−一外側リング５０−−最上
部プレート　　５２−一内饅環状プレート５４−−外１
ｇｌ１林プレート　６０−一第２シールド特許出願人　
パリアン・アソシエイッ・インコーホレイテッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、無線周波磁場で半導体ウェーハの面をエッチングす
    るための装置であつて： 雰囲気ガスを実質的に排気されることが可 能なチエンバ； アルゴンガスを前記チエンバ内に導入する ための導入手段； 無線周波電源に保持するための前記導入手 段を接続するための接続手段； 前記ウェーハの縁に近接しており且つウェ ーハより上方及び下方でのび、前記チエンバ内でウェー
    ハを囲む電気的シールド；並びにエッチングされるべき
    前記ウェーハの表面 と前記チエンバの向かい合う壁との間にプラズマの少な
    くとも２つの同心共面リングを形成するための形成手段
    を含み、エッチングされるべき前記ウェーハの面に近接
    して磁界を誘導するための誘導手段； から成る装置。 特許請求の範囲第１項に記載された装置で あつて、 前記電気的シールドは穿孔を有する薄い金 属から形成され、それによつて前記ガスの自由な流れを
    増大させる装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であつて、 前記誘導手段はほぼ平面状の配列のサマリ ウム−コバルト永久磁石を含む装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載された装置であつて、 前記平面状の配列のサマリウム−コバルト 磁石は、中心磁石、該中心磁石の周囲で円状の、前記中
    心磁石と反対の極性の磁石の第１リング、並びに前記中
    心磁石と同一の極性を有し、前記第１リングと同心の磁
    石の第２リング、として配列されている装置。 ５、無線周波磁場で半導体ウェーハの面をエッチングす
    るための装置であつて： 低圧アルゴンの実質的に純粋の雰囲気中で 前記ウェーハを絶縁させるための絶縁手段；アルゴン原
    子をイオン化してエッチングさ れるべき前記ウェーハの表面に向かつて加速させるのに
    十分な、ウェーハに対する高電圧無線周波磁場を誘導す
    るための誘導手段；並びに エッチングされるべき前記ウェーハの表面 に平行で且つ向かい合う平面で少なくとも２つの同心リ
    ング内にプラズマを形成するための磁石手段； から成る装置。 ６、特許請求の範囲第５項に記載された装置であつて、 前記磁石手段は、中心磁石及び磁石の２つ の同心リングとして配列されたほぼ平面状の配列のサマ
    リウム−コバルト磁石を含み、前記磁石の極性は、前記
    中心磁石から前記同心リングの内側リングへと替わり、
    さらにまた該内側リングから前記同心リングの外側リン
    グへと替わる装置。 ７、無線周波磁場で半導体ウェーハの面をエッチングす
    るための装置であつて： 低圧アルゴンの実質的に純粋の雰囲気中で 前記ウェーハを絶縁させるための絶縁手段；アルゴン原
    子をイオン化してエッチングさ れるべき前記ウェーハの表面に向かつて加速させるのに
    十分な、ウェーハに対する高電圧無線周波磁場を誘導す
    るための誘導手段：並びに 前記ウェーハの縁の周囲で且つ該ウェーハ に近接してのび、エッチングされるべき前記ウェーハの
    面に垂直の方向で前記ウェーハより上方及び下方の双方
    にのびるアースされた電気的シールド； から成る装置。 ８、特許請求の範囲第７項に記載された装置であって 前記電気的シールドは穿孔を有する薄い金 属から形成され、それによつて前記ガスの自由な流れを
    増大させる装置。 ９、無線周波磁場で半導体ウェーハの面をエッチングす
    るための装置であつて： 無線周波電源に接続されるべき、ウェーハ を保持するための保持手段； 前記ウェーハの縁を囲み且つ該縁に近接し ており、前記ウェーハより上方及び下方にのび、前記保
    持手段と電気的に反対の極性であり、多数の穿孔を形成
    され、それによつてガスの通過を増大させる金属シール
    ド； 低圧でアルゴンの実質的に純粋な雰囲気中 で前記ウェーハ及び前記シールドを保持するための、エ
    ッチングされるべき前記ウェーハの面に近接して壁を有
    するチエンバ手段；並びに エッチングされるべき前記ウェーハの面に 近接している前記チエンバ手段の前記壁の後方にあり、
    中心磁石及び該磁石の中心と同心の磁石のリングとして
    配列されており、前記中心磁石及び前記リングは交互に
    反対の極性を有してそれによりエッチングされるべき前
    記ウェーハの面と前記ウェーハに近接した前記チエンバ
    手段の前記壁との間にプラズマの同心リングを保持する
    磁石配列； から成る装置。
JP61211844A 1985-09-18 1986-09-10 磁石配列及び垂直シ−ルドを有する半導体エツチング装置 Pending JPS6265423A (ja)

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