JPS6333960Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はイオン衝撃により固体試料表面をスパ
ツタエツチングするための高周波スパツタエツグ
電極の構造に関するものである。特にシリコンウ
エハに電極配線のために膜付する前の段階におい
てウエハ表面をクリーニングするための高周波ス
パツタエツチング電極の構造に関するものであ
る。

高周波スパツタエツチング電極では、エツチン
グすべき試料を載せるエツチングテーブルに接す
る面を除いた真空容器内に露出する面は、充分狭
い間隙を隔ててアース電位のシールドで包囲して
エツチングテーブル面以外の面で放電が生じた
り、プラズマに晒らされることを防止することが
必要とされる。もしエツチングテーブル面以外が
イオン衝撃を受けるとそれは望ましくないスパツ
タリングを生じクリーニングすべきウエハを汚染
する原因となるし、また不要な場所で投入電力を
消費することになり好ましくない。しかし、エツ
チングテーブル面以外の放電を防止するためにア
ースシールドと高周波電極の間に設ける間隙は充
分狭くしなければならない。もし広すぎるとシー
ルドと高周波電極の間隙で放電が生じてしまうか
らである。一般にスパツタエツチングの動作圧力
及び投入電力等の条件のもとでは間隙の間隔は３
mm乃至８mmに選ばれる。ところがこの間隙の中に
真空容器内で発生する塵埃が入り込むと高周波電
極とアースシールドの間の絶縁性が劣化してエツ
チングテーブル上に於ける放電が不安定となる。
従来の電極構造ではこのことに起因するエツチン
グ特性の再現性の劣化が問題とされた。以下図面
により従来の高周波スパツタエツチング電極の構
造の説明を行う。

第１図は従来のスパツタエツチング電極の断面
構造を示す。図において真空容器の壁１に高周波
電極１１が絶縁石１６を介して取付けられ真空容
器の内側１０に組込まれている。真空容器壁１と
エツチング電極１１の間の気密シールは２本のＯ
リング１７及び１８によつてなされ、エツチング
電極１１はネジ２により絶縁体３を介して真空容
器壁１の内側に押しつける力を与えられている。
またエツチング電極には冷却水の導入管１２及び
排水管１４が設けられ、矢印１３及び１４に示す
方向に冷却水を流すことができ、高周波電力の投
入により電極全体の過度の温度上昇が抑制され
る。高周波電極の外周側面１１１はほぼ円筒状を
して、これを包囲するように円筒状のアースシー
ルド１９が設けられている。アースシールドの内
周面１９１とエツチング用高周波電極外周側面１
１１の間隙はこの空間において放電を生じないよ
う充分狭い間隔に定められる。高周波電極１１の
表面は円筒状になつており、その上に石英製エツ
チングテーブル２１が載置され更にこの上にエツ
チングすべき試料２０が載置される。エツチング
テーブル２１はほぼ水平状に配置されるのでエツ
チングすべき試料であるウエハは自身の重量で動
かずに静止している。真空容器内１０に図示して
いない手段によりアルゴンガスを導入し、10^-3乃
至10^-1Torrの圧力に設定し、高周波電源４０よ
り整合回路４１を経由してアース電位との間に電
力を投入すると、エツチングテーブル２１の表面
に接する空間近傍でプラズマが発生し、アルゴン
イオンが発生してシリコンウエハ２０表面が衝撃
を受けクリーニングが行われる。通常１回のクリ
ーニングでエツチングされるウエハ表面層の厚み
は約100オングストロームであるが、何回か繰返
すとエツチングされた試料から飛出した物質は真
空容器の内壁面及び内部構造物の表面に付着して
薄膜を形成する。エツチングを何回も繰返すに従
い前記薄膜が厚くなり付着面から剥離して塵埃と
なり落下するが、このうちの一部は電極とアース
シールドの間の空隙に入り込み電極とアース電位
の間の絶縁耐圧を劣化する原因となる。

本考案はこれらの問題を解決し、電極とアース
シールドの間の空隙に塵埃が入り込むのを抑制す
るような構造の高周波スパツタエツチング電極の
構造を提供することを目的とする。

以下図面により詳細に説明する。

第２図は本考案の高周波スパツタエツチング電
極の断面構造を示す。第１図と異なり高周波電極
１１の表面はアースシールド円筒１９の端部より
上の高い位置に設置され、かつエツチングテーブ
ル２１の外周側面２１１の直径はアースシールド
１９の内周面１９１の直径より大きく構成され
る。またエツチングテーブル２１と接する高周波
電極１１の表面にはピン１５を挿入して石英製エ
ツチングテーブル２１の裏面に設けられた陥没部
に嵌合せしめ上述の相対的位置関係を固定してい
る。

このような構造によれば、スパツタエツチング
によるウエハのクリーニングを多数回繰返し行つ
て真空容器内壁面及び内部構造物の表面に付着し
た薄膜が剥離して落下してきても、電極とアース
シールドの間の空隙に入り込む確率は極めて少く
なくなり従つて長期間にわたり安定かつ再現性よ
くスパツタエツチングを行うことができる。

簡単で廉価な構造によつて上記の如き顕著な効
果をもたらす本考案の工業的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高周波スパツタエツチング電極
の構造を示す断面図、第２図は本考案による高周
波スパツタエツチング電極の構造を示す断面図。 １……真空容器の壁面、１０……真空容器内
部、１１……高周波エツチング電極、１２……冷
却水導入管、１３……冷却水等の流れる方向、１
４……冷却水排出管、１５……エツチングテーブ
ル固定ピン、１６……絶縁体、１７，１８……Ｏ
リング、１９……アースシールド円筒、２０……
エツチング試料、２１……エツチングテーブル、
２１１……エツチングテーブル外周側面、１９１
……アースシールド内周側面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アース電位に接続された真空容器と、該真空容
   器壁に絶縁体を介して取付けられ真空容器に組込
   まれたほぼ円筒状の高周波電極及びその上に載せ
   られたほぼ円板状の絶縁物エツチングテーブル
   と、該高周波電極と狭い一定間隙を隔ててこれを
   包囲するほぼ円筒状シールドとから成るスパツタ
   エツチング電極において、該エツチングテーブル
   はほぼ水平上向に配置してその表面にエツチング
   試料を載置せしめ、該高周波電極と該エツチング
   テーブルの接する面にピンを設けて該エツチング
   テーブルの水平位置を固定し、該エツチングテー
   ブルの外周円の直径は前記円筒状シールドの内周
   円の直径よりも大きく構成したことを特徴とする
   スパツタエツチング電極の構造。