JPS63138737A

JPS63138737A - ドライエッチング方法

Info

Publication number: JPS63138737A
Application number: JP28430186A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Ishizu; 石津　英彦; Hideyuki Hirose; 廣瀬　秀幸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1988-06-10
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JP2550037B2

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〕本発明はドライエツチング装置に関し、特に半導体基板
に形成した酸化膜のエツチングに用いて好適なドライエ
ツチング装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に半導体装置の製造工程ではドライエツチング装置
が利用される。この種の装置としては種々の方式のもの
があるが、いずれのものも所要の真空圧に保持したチャ
ンバ内に一対の電極を配置し、一方の電極上に被エツチ
ング材である半導体ウェハを載置し、他方の電極との間
に高電圧を印加することにより発生されるイオンや分子
を半導体ウェハ表面に衝突させてエツチングを行う原理
構成となっている。

従来、この種のドライエツチング装置として特開昭５７
−１８５９８２号公報や「電子材料」１９８３年３月号
（工業調査会発行）“最近の超ＬＳＩ技術と製造装置”
に記載のものがある。

前者の装置は、上部電極にカーボン（グラファイト）を
使用した構成のものであり、後者の装置はアルミニウム
等の金属からなるチャンバ内に電極を配設した構成のも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来のドライエツチング装置では、例えば前
者のように上部電極にカーボンを用いたものは、エツチ
ング時に発生したイオンや分子が上部電極に衝突し、電
極材であるカーボンがスパッタされてカーボン粒子が飛
び出され、これがウェハ上に落下して異物として付着す
るという問題がある。即ち、カーボンは製造工程上カー
ボン原料とバインダとを混ぜ、プレス成形して炉で焼成
しているため、数μｍ程度の粒子の塊りとして形成され
ており、このためスパッタされたときに大径の粒子が異
物として発生されることになる。この現象は、エツチン
グ時におけるウェハへのダメージを防止するために、下
部電極（ウェハを載置している電極）に高電圧を印加せ
ずに、上部電極に印加しているために回避できない現象
である。

また、後者のようにチャンバ全体を金属で構成したもの
は、プラズマが電極間のみならずチャンバ全体に拡がっ
てしまい、特に酸化膜のエツチングにこの現象が生じる
と、ポリマーがチャンバ内の全面に付着してしまう。こ
のため、チャンバのクリーニング頻度が増大し、メンテ
ナンス上不利になるという問題がある。

本発明の目的は、エツチングにおける異物の発生を防止
するとともにクリーニング頻度の低減を可能とするドラ
イエツチング装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のドライエツチング装置は、カソード電極、つま
り通常は上部電極の少なくともウェハに対向する側の面
を炭化シリコン（Ｓ　ｉ　Ｃ）で形成している。

また、好ましくはチャンバの内面を絶縁材で被覆する構
成としている。この絶縁材はチャンバに対して着脱自在
な構成とする。

更に、必要に応じて上部電極に印加する高周波電力の周
波数を１００〜４５０ＫＨｚに設定している。

〔作用〕

カソード電極の露呈面を炭化シリコンで形成することに
より、上部電極がスパッタされてもカーボン粒子よりも
温かに微細な炭化シリコン分子として放散されるため、
ウェハ表面に異物として付着されることはない。

また、チャンバ内面を絶縁材で被覆することにより、上
下電極間で発生されるプラズマがチャンバ内に拡げられ
ることはなく、ポリマの発生及びその付着を防止できる
。この絶縁材はチャンバに対して着脱自在なため、チャ
ンバのクリーニングも極めて容易に行うことができる。

更に、高周波電力を１００〜４５０ＫＨｚと、従来の１
３．５６ＭＨ２に比較して低い周波数とすることにより
、電極における抵抗成分を低減してプラズマを電極間の
みに集中でき、電極間以外でのポリマをより効果的に防
止できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体構造の断面図である。

金属製のチャンバｌ内にはカソード電極としての上部電
極２と、アノード電極としての下部電極３を対向配置し
ている。上部電極２は導電性の上部電極サポート４及び
絶縁性のインシュレータ５を介して前記チャンバ１に取
着され、この上部電極サポート４を介して高周波電源６
に接続している。また、下部電極４は直接前記チャンバ
ｌに取着され、このチャンバ１を通して接地状態に保持
されている。

また、前記上部電極サポート４と下部電極３には夫々温
調路７．８を形成しており、これら温調路７，８に温調
液を循環することにより所定の温度に制御保持される。

そして、ウェハＷは前記下部電極３上に載置され、クラ
ンプ９によりこの下部電極３に押さえられた状態に保た
れる。また、前記上部電極サポート４にはガス供給路１
０が開設しており、マスフローコントローラ１１により
流量制御された複数種類のプロセスガスがガスパルプ１
２の開放によりこのガス供給路１０及び上部電極２に設
けたガス通路を通してチャンバ１内に導入される。また
、これと同時に排気口１３からの排気によりチャンバ１
内が所定の真空度に保持される。

更に、前記下部電極３の外周部には下部シールド１４を
設け、チャンバ１の側壁にはチャンバシールド１５を設
け、更に上部電極２の外周と前記インシュレータ５に上
部シールド１６を夫々設け、これら下部シールド１４．
チャンバシールド１５及び上部シールド１６でチャンバ
１の内面を覆っている。これらの各シールド１４．１５
．１６はアルマイト処理及びプラズマ溶射アルミナをコ
ートしたアルミニウムかテフロン（登録商標）或いはセ
ラミック等の絶縁材で形成しており、いずれもピン、ね
じ等により位置決め固定されており、チャンバ１に対す
る着脱を容易なものにしている。

前記上部電極２は、第２図（ａ）のように、全体をカー
ボン２ａで形成し、その下面、即ち前記ウェハＷに対向
する面のみをシリコン化して炭化シリコン膜２ｂを形成
した構成としている。そして、この上部電極２には機械
加工により多数のガス導入口１７を開設し、前記ガス供
給路１０をチャンバ１内に連通させている。

なお、前記上部電極２は、同図（ｂ）に示すように、炭
化シリコン２ｃの上部電極サポート３側にのみ金属膜２
ｄをコーティングにより形成した構成としてもよい。こ
の構成では、炭化シリコン２Ｃに多孔質のものを使用す
れば、自身の通気性によりガス供給路１０をチャンバ１
内に連通させることができ、機械加工によるガス導入口
を形成する必要はない。

なお、前記高周波電源６は１００〜４５０ＫＨｚの低い
周波数電力を上部電極２に印加している。

この構成によれば、上部電極は少なくともウェハＷに対
向する面が炭化シリコン２ｂ又は２ｃにより形成されて
いるので、上下電極２．３間に発生したプラズマにより
生起されるイオンや分子等が上部電極２に衝突してこれ
をスパッタしても、ウェハＷ上に異物が落下されること
はない。

即ち、炭化シリコンは従来のカーボン材のような焼成構
造と異なり、カーボンと炭素とが化合した結晶構造であ
るため、これがスパッタされても分子単位での放散が行
われるのみである。このため、従来の粒子に比較して極
めて微細なスパッタ物であり、これがウェハＷ表面に付
着しても異物となることはない。

また、チャンバ１の内面を絶縁性の下部シールド１４．
チャンバシールド１５及び上部シールド１６により覆っ
ているため、プラズマを上部電極２と下部電極３の間に
集中でき、ポリマデポジションがチャンバ１や下部電極
３の側壁に付着することを抑制できる。

更に、例え下部シールド１４．チャンバシールド１５及
び上部シールド１６にポリマが付着した場合でも、これ
らのシールドはチャンバ１に対してピンやねじで固着し
ているだけなので、短時間で取り外すことができ、チャ
ンバｌ外で完全にクリーニングを行うことができる。し
たがって、チャンバｌのクリーニング頻度を低減できか
つクリーニング時間の短縮を実現できる。

また、高周波電源６に１００〜４５０ＫＨ，の周波数を
使用しているため、電極２．３における抵抗成分を低減
してプラズマを更に集中化でき、各シールド等へのポリ
マの付着を更に抑制してクリーニング頻度を一層低減す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、カソード電極、つまり通
常は上部電極のウェハに対向する側の面を炭化シリコン
で形成しているので、上部電極がスパッタされてもカー
ボン粒子よりも這かに微細な炭化シリコン分子として放
散されるため、ウェハ表面に異物として付着されること
はない。

また、チャンバの内面を着脱自在な絶縁材で被覆してい
るので、上下電極間で発生されるプラズマがチャンバ内
に拡げられることはなく、ポリマの発生及びその付着を
防止でき、しかもチャンバのクリーニングも極めて容易
に行うことができる。

更に、上部電極に印加する高周波電力の周波数を１００
〜４５０ＫＨｚに設定しているので、電極における抵抗
成分を低減してプラズマを電極間のみに集中でき、電極
間以外でのポリマをより効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成の断面図、第２図
（ａ）及び（ｂ）は夫々異なる上部電極の一部拡大断面
図である。１・・・チャンバ、２・・・上部電極（カソード電極）
、２ａ・・・カーボン、２ｂ・・・炭化シリコン膜、２
Ｃ・・・炭化シリコン、２ｄ・・・金属膜、３・・・下
部電極（アノード電極）、４・・・上部電極サポート、
５・・・インシュレータ、６・・・高周波電源、７．８
・・・温調路、９・・・クランプ、ｌＯ・・・ガス供給
路、１１・・・マスフローコントローラ、１２・・・ガ
スバルブ、１３・・・排気口、１４・・・下部シールド
、１５・・・チャンバシールド、１６・・・上部シール
ド、１７・・・ガス導入口。

Claims

【特許請求の範囲】１、チャンバ内にカソード電極とアノード電極を対向配
置し、アノード電極に被エッチング材を支持させたドラ
イエッチング装置において、前記カソード電極の少なく
とも被エッチング材に対向する側の面を炭化シリコンで
形成したことを特徴とするドライエッチング装置。２、前記チャンバの内面を、チャンバに対して着脱自在
な絶縁材で被覆してなる特許請求の範囲第１項記載のド
ライエッチング装置。３、前記カソード電極に印加する高周波電力の周波数を
１００〜４５０ＫＨｚに設定してなる特許請求の範囲第
２項記載のドライエッチング装置。