JPS63111621A - エツチング処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造技術、特にウェハプロセス
におけるドライプロセス処理工程のエツチング処理装置
に関する。

〔従来の技術〕

ドライプロセスを利用したエツチング処理装置のひとつ
であるプラズマエツチングあるいはりアクティブ・イオ
ン−エツチング（ＲＩ　Ｅ）装置としては、従来から概
略第５図および第６図に示すような構成のものが知られ
ている。これを簡単に説明すると、図中符号１は所定の
真空度が保たれるように構成された処理室としての反応
室であって、その室内空間２の略々中央部付近には、一
対をなす平行平板型の上部電極３と下部電極４とが対向
して配設され、それぞれ反応室１外部と充分なシールお
よび絶縁構造を介して連結されてぃる。また、前記上部
電極３は図示されるようにアース側に接続されるととも
に、その内部を貫通して反応ガス導入路５が形成され、
その外方端に反応ガス供給管５ａが接続されている。一
方、下部電極４は被処理基板であるウェハ６が載置でき
る構造となっており、またこの電極４下部には高周波を
印加する高周波電源７が接続されている。

８は反応室１底面部でその内壁部寄り部分に周方向に沿
って形成された環状排気溝で、この排気溝８は排気口８
ａを介して図示しない真空ポンプに接続され反応室１内
を所定の真空度に真空引きし得る構成とされており、ま
た排気溝８には室内空間２からの均一な排気を保つため
の円周上に所定間隔おいて小孔９ａを有する環状な排気
調整板９で覆われている。

このような構成による従来のエツチング処理装置におい
て、下部電極４上にウェハ６が載置されると、反応室ｌ
の室内空間２が所定の真空度に排気された後１反応ガス
が反応ガス導入路５により反応室１内に導入され、次で
」一部および下部電極３．４間に高周波電源７から整合
器（図示せず）を介して高周波が印加されるとグロー放
電が起こり、プラズマ状態が形成されこのプラズマ中で
の物理化学反応によってウェハ６上の所定パターンのエ
ツチング処理が行なわれるものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来装置では、エツチング処理中、
たとえばアルム膜をＢ　ＣＩ３　、　ＣＩ２等の塩素系
ガスでエツチングを行なうと、その物理化学反応の過程
でＡｌＣｌ３　、８２０３等の反応生成物が発生し、多
くは排気溝８から排気されるが、一部は反応室１内壁部
に付着し、いわゆるデポ膜が形成されてしまうものであ
った。そして、このようなデポ物を減少させるために、
反応室１の外壁部側にヒータ（図示せず）等を設け、こ
れによる蒸気圧を利用して揮発させ易くしてなる構成の
ものも提案されているが、その対策は不充分なものであ
った。

特に、上述したデボ膜の発生によって、プラズマ条件の
変動や塵埃の発生によるウェハ品質の低下などの問題を
招き、さらにクリーニング等の保守、点検作業の頻度が
多くなり、作業能率が低下するとともに、ウェハバッチ
間の均一性、再現性を悪くする原因ともなるもので、こ
のような点を考慮し何らかの対策を講じることが必要と
されている。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、デボ膜
の発生を防上し、ウエノ＼の品質向上を始め、クリーニ
ング頻度の減少等を達成し得るエツチング処理装置を得
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るエツチング処理装置は、処理室内で対向す
る電極の一方に被処理基板を載置するとともに、他方の
電極内部を貫通して処理室内に反応ガスを供給すること
でエツチング処理を行なう装置において、被処理基板を
載置した電極外周縁を取囲むように形成された主排気溝
の外側に別の排気溝を形成し、かつその対向する位置で
処理室内壁部に近接する部分に前記反応ガスとは別のガ
スを供給するガス供給管を設けたものである。

〔作用〕

本発明によれば、エツチング処理中に反応ガスおよび反
応によって発生した反応生成物の一部が排気されずに反
応室内壁部に付着してデボ膜となるという不具合を防止
するために、主排気溝とは別の排気溝から排気し得るよ
うにし、かつこの排気溝に対しＨｅ等のガスを別のガス
供給管から処理室内壁部を沿って吹出させることで、前
記反応ガス流とは別の流れを生じさせて境界を形成し、
これによって内壁部に付着しようとする反応生成物等を
排気溝に適切かつ確実に排出させることができ、反応室
内壁部へのデボ膜の付着を防止し得るようにしたもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本発明に係るエツチング処理装置
の一実施例を示すものであり、これらの図において前述
した第５図および第６図と同一または相当する部分には
同一番号を付してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、反応室１内でその底部側外周部
分に形成される主排気溝８の外側に、別の環状排気溝１
０を形成し、かつこれに対向する反応室１内部上側部分
に吹出口を有するガス吹出管１１を配設し、この吹出管
１１に反応室ｌを貫通する接続管１２を介してガス供給
口１３に接続するガス供給管１４に連通させるように構
成したところに特徴を有している。なお、図中１５は前
記別の排気溝１０を排気通路１５ａを介して前記主排気
溝１０側の排気口８ａ側に接続するための排気管である
。

そして、このような構成によれば、エツチング処理時に
おいて、反応ガスは図中＆で示すように、一方の電極３
から他方電極４側の被処理基板であるウェハ６側に吹出
され、さらにその部分での反応生成物をも含めてこの他
方電極４の周囲を取囲むように設けられた主排気溝８か
ら順次排気される。一方、前記ガス吹出管１１から吹出
される前記反応ガスとは反応しない別のガス、たとえば
Ｈｅガスのように反応に直接寄与しないガスは、図中す
で示すように、反応室ｌの内壁部に沿って反応室１底部
の対向位置に向い、その部分に形成された別の排気溝１
０から排気される。したがって、これら別々のガス流に
よってその間に境界層が形成されることとなり、反応生
成物側の流れと反応室ｌ内壁部との間はガス流によって
仕切られることとなり、従来のように反応生成物側のガ
ス流の一部が反応室ｌ内壁部に到達してデボ膜を形成す
るといった不具合を防ぐことが可能となるものである。

これは、上述したガス吹田管ｌｌから吹出された別のガ
ス流によって、−上述した反応生成物側の流れの反応室
１内壁部側への到達を防止するとともに、排気溝１０側
から排出させ得ることから容易に理解されよう。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえば主排気溝８とその外側の排気溝１０との間
に、第３図に示すように、集流板としての機能をもつ仕
切板２０を立設して設けるようにしてもよいもので、こ
のようにすれば、上述したガス吹出管１１側からのガス
流をより層流状に近づけることができ、上述した効果を
より一層期待し得るものである。この場合、この仕切板
２０の形状、材質等は、プラズマ条件を乱さない適当な
高さ、厚さ等を有する形状、取付は位置をもち、セラミ
ック材等の材料を適宜選択すればよいもので、種々の変
形例が考えられる。

また、ガス吹出管１１からデボ膜防止用として吹出され
るＨｅガス等を、第４図に示すように、反応室ｌ外部に
設けた加熱手段２１により適当な温度に加熱昇温させた
後、反応室１内に供給するようにしてもよい、そして、
このようにすれば、反応生成物の蒸気圧をより高くする
ことができるため、揮発し易くなり、これにより反応生
成物をガス流すと共に適切かつ確実に排出させるうえで
その利点は大きい。

さらに、前述した第１図に示す実施例では、デボ膜防止
用のガス流を排気する通路１５を、主排気溝８側の排気
口８ａに合流させて排出するようにした場合を示してい
るが、本発明はこれに限定されず、反応室ｌの室内空間
２の真空度を一定値に維持できるならば、第３図や第４
図に示すように、個別の排気系統としてもよいものであ
る。

また、上述したガス吹出管１１からのＨｅガス等の供給
ガスを、第４図に示すように、反応室ｌ内の上側部およ
び上部電極３の上側部分に吹出せるように構成しく図中
Ｃで示す）、さらにこのガスをエツチング処理中に供給
する以外に、エツチング処理後にも供給し得るようにす
ることで、より一層大きな効果を期待し得るものである
。すなわち、エツチング処理中はプラズマ状態にあり、
反応室ｌおよび室内空間２がある温度まで上昇している
ことから、エツチング処理による反応生成物が多く発生
する反面、反応生成物も揮発し易い状態にある。一方、
エツチング処理後は、反応室ｌ内壁部および室内空間２
共、温度が低下していくため、エツチング処理後の残留
ガス中に前記ガスを一定時間供給するシーケンスとすれ
ば、デボ膜防止効果を増大し得るものである。

また、上述した実施例では、デボ膜防止用のガスをＨｅ
ガスとして例示したが、これに限定されず、エツチング
処理で反応を起こさず、デボ膜を形成せず熱伝導の比較
的に大きなガスを適用に選択すればよいものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るエツチング処理装置
によれば、処理室内壁部に沿って反応には影響しないガ
スの流れを形成することができ、これによって反応生成
物の内壁部への付着、滞留を防止でき、その結果従来問
題であったデボ膜の発生を防止し得るとともに、処理室
内壁部からの被処理基板としてのウェハや処理室内への
デボ膜の落下等の問題がなくなり、製品品質の向上とク
リーニングの減少とによる作業能率の向上等を達成する
うえで、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエツチング処理装置の一実施例を
示す概略断面図、第２図はそのｎ−ｎ線断面図、第３図
および第４図は本発明の別の実施例をそれぞれ示す概略
断面図、第５図および第６図は従来例を示す概略断面図
およびそのＶｌ−ＶＩ線断面図である。 １・・・・反応室（処理室）、２・・・・室内空間、３
．４・・・・」−１下部電極、５・・・・反応ガス導入
路、６・・・・ウェハ（被処理基板）、７・・・・高周
波電源、８・・・・主排気溝、９・・・・排気調整板、
１０・・・・別の排気溝、１１・・・・ガス吹出管、２
０・・・・仕切板、２１・・・・加熱手段、ａ・・・・
反応ガス流、ｂ、ｃ・・・・デボ膜防止用ガス流。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理室内に両端側から臨んで対向する電極の一方
   に被処理基板を載置させるとともに、他方の電極内部を
   貫通して供給される反応ガスによりエッチング処理を行
   なうように構成され、かつ前記一方の電極を取囲む排気
   溝が前記処理室の一端側に形成されているエッチング処
   理装置において、前記処理室の一方の端部側で内壁部近
   傍に前記反応ガスとは異なる別のガスを供給するガス吹
   出口を周方向に設け、かつこれに対向する処理室の他方
   の端部側で前記排気溝よりも処理室内壁部寄りの部分に
   、別の排気溝を周方向に沿って形成したことを特徴とす
   るエッチング処理装置。
2. （２）反応ガスとは異なる別のガスは、処理室内に加熱
   されて供給されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のエッチング処理装置。
3. （３）反応ガスとは異なる別のガスは、エッチング処理
   中とエッチング処理後において、処理室内に選択的に供
   給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   エッチング処理装置。