JPS6083330A - エツチング装置 - Google Patents
エツチング装置Info
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- JPS6083330A JPS6083330A JP19073483A JP19073483A JPS6083330A JP S6083330 A JPS6083330 A JP S6083330A JP 19073483 A JP19073483 A JP 19073483A JP 19073483 A JP19073483 A JP 19073483A JP S6083330 A JPS6083330 A JP S6083330A
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- silicone rubber
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- rubber
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、プラズマエツチングもしくは反応性スハツタ
エッチングなどと呼ば扛るドライエツチング装置、に係
ハ特に１重金属による汚染を防止したエツチング装置、
並ｒ）：に、ウェーハの東面〒ツチングに適したエツチ
ング装置に関する。
エッチングなどと呼ば扛るドライエツチング装置、に係
ハ特に１重金属による汚染を防止したエツチング装置、
並ｒ）：に、ウェーハの東面〒ツチングに適したエツチ
ング装置に関する。
・〔発明の背景〕
□ 半導体素子の微細刀Ｏ工にはドライエツチングが不
可欠となってきた。反応性スパッタエツチングはその代
表的なものでるり、試料表面に垂直に入射するイオンに
よって高精度な加工を実現しているが、このようなイオ
ンによって試料表面のみならず電極やエツチング冨内壁
もエツチングされるため、その被エツチング物による試
料の汚染が問題となっている。
可欠となってきた。反応性スパッタエツチングはその代
表的なものでるり、試料表面に垂直に入射するイオンに
よって高精度な加工を実現しているが、このようなイオ
ンによって試料表面のみならず電極やエツチング冨内壁
もエツチングされるため、その被エツチング物による試
料の汚染が問題となっている。
このような汚染の対策には、従来より、石英やテフロン
、カーホンなどの非汚染物でエツチング室内壁を被覆す
る方法がとられている。しかしながら、このような被覆
材では材質が固く、エツチング量内面の細かい部分まで
自由に被覆できないという問題がある。テフロンは溶融
して壁面の細部にまで密着することができるが、高温の
熱処理を要するという欠点があシ％装置使用によって劣
化した部分を補修するのも容易でない。
、カーホンなどの非汚染物でエツチング室内壁を被覆す
る方法がとられている。しかしながら、このような被覆
材では材質が固く、エツチング量内面の細かい部分まで
自由に被覆できないという問題がある。テフロンは溶融
して壁面の細部にまで密着することができるが、高温の
熱処理を要するという欠点があシ％装置使用によって劣
化した部分を補修するのも容易でない。
本発明の目的は、上記被覆材での欠点を解消し、内壁の
細部まで容易かつ完全に被覆された、汚染を生じないエ
ツチング装置を提供することにある。
細部まで容易かつ完全に被覆された、汚染を生じないエ
ツチング装置を提供することにある。
また他の目的は、被俺材からプラズマ中に水素を供給で
きるエツチング装置を提供することであり。
きるエツチング装置を提供することであり。
さらに、ウェーハの主面を完全に保護して裏面をエツチ
ングするエツチング装置を提供することである。
ングするエツチング装置を提供することである。
シリコーンゴムは、５ｔ−Ｏ結合を骨格とする高分子、
すなわちシロキサン（化学式（ＳｉＯＨ）−）やそのＨ
が有機基に置き換わったオルガノシロキサン（例工ばジ
メチルシロキサン）の重合物であり、蹴布−固化によっ
て容易に壁面を被覆できかつ耐熱性、密着性に優れ、ｔ
た真空装置に使っても脱ガスの問題がない、高純度のも
のを得易いなどの特質を有している。このため、エツチ
ング室内壁の被覆材としては最適であると考えられる。
すなわちシロキサン（化学式（ＳｉＯＨ）−）やそのＨ
が有機基に置き換わったオルガノシロキサン（例工ばジ
メチルシロキサン）の重合物であり、蹴布−固化によっ
て容易に壁面を被覆できかつ耐熱性、密着性に優れ、ｔ
た真空装置に使っても脱ガスの問題がない、高純度のも
のを得易いなどの特質を有している。このため、エツチ
ング室内壁の被覆材としては最適であると考えられる。
ζらに、化学式から、水素をプラズマに供給する材料と
しても適し、また、発踏しにくいゴム状の柔軟な材質で
あることから、ウェーッ・の主面に密着しｆｃ裏面エツ
チングを行うことにも適する。
しても適し、また、発踏しにくいゴム状の柔軟な材質で
あることから、ウェーッ・の主面に密着しｆｃ裏面エツ
チングを行うことにも適する。
以下、実施例によｐ本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図は１本発明の一実施例を示し５反応性スパッタエ
ツチング装置の断面構造を示す図である。
ツチング装置の断面構造を示す図である。
通適、反応性スパッタエツチング装置のエツチング室は
、真空容器１％上部寛極２．下部電極３及びシールド４
などで構成されており、その祠質はステンレスやアルミ
ニウムである。本発明では、これらエツチング呈構成材
の表面上に、第１図に示すように、シリコーンゴム膜５
を形成した。シリコーンゴム膜５は、液状のシリコーン
（例えば信越化学社製商品名ＫＥ１３００Ｒ’ｒＶ）を
値布し数時間放置して固化させることによって容易に形
成できた。液状シリコーンとしては、凝固剤と混合して
固化させるもの（二液性）または単独で固化するもの（
−液性）のいずれでもよい。また、液状物を塗布してゴ
ム状膜を得ることができるので、排気口６やその他真空
ゲージ取付窓部などの複雑な構造物の表面もシリコーン
ゴム膜で完全に被覆できる。はらに、塗布後しばらくの
間流動性があるため、ゴム状膜の仕上り而は滑らかであ
る。
、真空容器１％上部寛極２．下部電極３及びシールド４
などで構成されており、その祠質はステンレスやアルミ
ニウムである。本発明では、これらエツチング呈構成材
の表面上に、第１図に示すように、シリコーンゴム膜５
を形成した。シリコーンゴム膜５は、液状のシリコーン
（例えば信越化学社製商品名ＫＥ１３００Ｒ’ｒＶ）を
値布し数時間放置して固化させることによって容易に形
成できた。液状シリコーンとしては、凝固剤と混合して
固化させるもの（二液性）または単独で固化するもの（
−液性）のいずれでもよい。また、液状物を塗布してゴ
ム状膜を得ることができるので、排気口６やその他真空
ゲージ取付窓部などの複雑な構造物の表面もシリコーン
ゴム膜で完全に被覆できる。はらに、塗布後しばらくの
間流動性があるため、ゴム状膜の仕上り而は滑らかであ
る。
以上：のように内壁をシリコーンゴムで被覆した坐ツチ
ング装置を用いて、Ｓｉウェーハをエツチングしたとこ
ろ（例えば、第１図のように、ウェーハ７を配置した下
部電極３に高周波電力を投入し、またエツチングガス導
入口８からＣＦ４やＣＣｌ２ ガスを導入してプラズマ
を発生略せエツチングした場合）、 Ｓｔウェーハの重
金属汚染は全く認められなかった。このような汚染防止
効果は、エツチング室形状を種々変化させた場合やエツ
チング方式を変えた場合（高周波電源の周波数を４００
ｋｌ！、１３．５６ＭＨｚなどと変化させた場合や高周
波電力を投入する電極を変えた場合など）でも同様であ
った。
ング装置を用いて、Ｓｉウェーハをエツチングしたとこ
ろ（例えば、第１図のように、ウェーハ７を配置した下
部電極３に高周波電力を投入し、またエツチングガス導
入口８からＣＦ４やＣＣｌ２ ガスを導入してプラズマ
を発生略せエツチングした場合）、 Ｓｔウェーハの重
金属汚染は全く認められなかった。このような汚染防止
効果は、エツチング室形状を種々変化させた場合やエツ
チング方式を変えた場合（高周波電源の周波数を４００
ｋｌ！、１３．５６ＭＨｚなどと変化させた場合や高周
波電力を投入する電極を変えた場合など）でも同様であ
った。
なお、高周波投入電極のようにエツチング中に強いイオ
ン衝撃を受ける電極表面にシリコーンゴムを形成してお
くと、エツチング特性に次のような効果をもたらした。
ン衝撃を受ける電極表面にシリコーンゴムを形成してお
くと、エツチング特性に次のような効果をもたらした。
すなわち、ＣＦ４ガスでのエツチングを例にとると、Ｃ
Ｆ４プラズマによってシリコーンゴムの成分であるポリ
シロキサンは次のようにエツチングされる。
Ｆ４プラズマによってシリコーンゴムの成分であるポリ
シロキサンは次のようにエツチングされる。
＋ Ｓ ｉ ＯＨ２＋ａ ＋ＣＦ４ →Ｓ ｉ Ｆ４
＋ＣＯ＋Ｈ＊これによってＨ２などをプラズマ中に放出
し、その放出ガスの効果によってエツチング特性を変化
させると考えられる。
＋ＣＯ＋Ｈ＊これによってＨ２などをプラズマ中に放出
し、その放出ガスの効果によってエツチング特性を変化
させると考えられる。
第２図は、このようなシリコーンゴムからの放出ガスに
よるエツチング特性の変化の様子を示した図である。Ｃ
Ｆ４ ガス流量が４ Ｑ Ｏｃ ／ｍ＋と多い場合には
、シリコーンゴムからの放出ガスの影響をあまり受けず
に、はぼ純粋なＣＦ ４ ガスでのエツチング特性（Ｓ
ｉｓＮ４と５ｉの選択性がない）を示している。ＣＦ４
ガス流員が少なくなるとシリコーンゴムの放出ガスの混
合率（ＣＦ４が２０ｆｆ。
よるエツチング特性の変化の様子を示した図である。Ｃ
Ｆ４ ガス流量が４ Ｑ Ｏｃ ／ｍ＋と多い場合には
、シリコーンゴムからの放出ガスの影響をあまり受けず
に、はぼ純粋なＣＦ ４ ガスでのエツチング特性（Ｓ
ｉｓＮ４と５ｉの選択性がない）を示している。ＣＦ４
ガス流員が少なくなるとシリコーンゴムの放出ガスの混
合率（ＣＦ４が２０ｆｆ。
／馴の場合放出された■１！が約２５％混合されている
と見積ることができた。）が高くなり、エツチング特性
を大きく左右するようになる。特に、８ｉやホトレジス
トのエツチング速度が低下し、これらに対し５ｉｓＮ４
を選択的にエツチングできるようになる。これは、周
知のＣＦ４ Ｈ４混合ガスの特性と類似している。さら
に、第３図に示すように、高周波電力を増大してゆくと
、 ８ｉ３Ｎ４やＳｉＯ２とＳｉやホ］・レジストとの
エツチング速度差が大きくなり、１０倍以上の選択比が
得られるようになった。
と見積ることができた。）が高くなり、エツチング特性
を大きく左右するようになる。特に、８ｉやホトレジス
トのエツチング速度が低下し、これらに対し５ｉｓＮ４
を選択的にエツチングできるようになる。これは、周
知のＣＦ４ Ｈ４混合ガスの特性と類似している。さら
に、第３図に示すように、高周波電力を増大してゆくと
、 ８ｉ３Ｎ４やＳｉＯ２とＳｉやホ］・レジストとの
エツチング速度差が大きくなり、１０倍以上の選択比が
得られるようになった。
第４図は、第１図の装置でＣＦ４ガスの放電を行った時
の発光スペクトルおよび高周波投入電極面の被覆のみを
石英板に変えた時の発光スペクトルである。シリコーン
ゴムのみの場合ではＨの発光スペクトルが強く現わ扛て
おり％Ｈ！の放出が顕著に起こっていることが−わかる
。一方、石英板に変えた場合には［Ｉの発光がなくなっ
ておりｃ。
の発光スペクトルおよび高周波投入電極面の被覆のみを
石英板に変えた時の発光スペクトルである。シリコーン
ゴムのみの場合ではＨの発光スペクトルが強く現わ扛て
おり％Ｈ！の放出が顕著に起こっていることが−わかる
。一方、石英板に変えた場合には［Ｉの発光がなくなっ
ておりｃ。
などのスペクトルがやや強くなっている。これは石英（
Ｓｉ（ｈ）から０２が放出されていることを示している
。
Ｓｉ（ｈ）から０２が放出されていることを示している
。
このように、ポリシロキサ／を用いると（特に高周波電
極側に用いると）、エツチング呈内部の水素供給源とす
る仁とができ％ ＣＦ ４をエツチングガスに用いて５
ｒｓＮａや５ｉＣｈの選択エツチングができる。これは
、取扱いの危険なＩ−１ｔ ガスを直接用いることなく
％Ｈ２混合ガスプラズマを得られるということであシ、
安全上で非常に有利である。なお、Ｈ２混合が不要なエ
ツチングを行う際には、高周波電極表面のみを他の材料
で被覆して、その他はシリコーンゴムで被覆しておけば
よい。
極側に用いると）、エツチング呈内部の水素供給源とす
る仁とができ％ ＣＦ ４をエツチングガスに用いて５
ｒｓＮａや５ｉＣｈの選択エツチングができる。これは
、取扱いの危険なＩ−１ｔ ガスを直接用いることなく
％Ｈ２混合ガスプラズマを得られるということであシ、
安全上で非常に有利である。なお、Ｈ２混合が不要なエ
ツチングを行う際には、高周波電極表面のみを他の材料
で被覆して、その他はシリコーンゴムで被覆しておけば
よい。
シリコーンゴムでの被覆部を複雑な構造物のみに限って
ももちろんかまわない。
ももちろんかまわない。
実施例２
第５図はウェーハの裏面エツチングを行う本発明のエツ
チング装置である。ウェーハ７をベルト１２によってエ
ツチング案へ搬入し、上下するツメ１３によってウェー
ハを平坦なゴムの表面に密着した後、プラズマを発生し
てウェーハの裏面をエツチングする。ウェーハとゴムの
密着の際、過大な力がウェーハにかからないため、ゴム
の支持板１５は鎖１６またはバネで吊り下げておくよう
な構造が好ましい。ゴムとしてはシリコーンゴム、クロ
ロプレンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム
、ブタジェン−スチレンゴムなどが使用可能であるが、
耐ドライエツチ性、耐熱性、柔軟さ、表面平滑度５発塵
の有無、純度などを考慮すｂｌ、（ｙ リニアー：、ｔ
”弘が優れて“る・このようにウェーハの主面をゴム面
に密着してエツチングすると、ウェーハの主面はゴムに
よって完全に保護セれ、エツチングされることはなかっ
た。また、ウェーハの密着面がゴムであるため、主面を
傷つけたシ汚染することはなかった。従来の、主面にホ
トレジスト等で保護膜を形成してからエツチングする裏
面エツチング方法に比べると、保護膜の形成・除去の工
程が省略でき、工程が簡略化できる。
チング装置である。ウェーハ７をベルト１２によってエ
ツチング案へ搬入し、上下するツメ１３によってウェー
ハを平坦なゴムの表面に密着した後、プラズマを発生し
てウェーハの裏面をエツチングする。ウェーハとゴムの
密着の際、過大な力がウェーハにかからないため、ゴム
の支持板１５は鎖１６またはバネで吊り下げておくよう
な構造が好ましい。ゴムとしてはシリコーンゴム、クロ
ロプレンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム
、ブタジェン−スチレンゴムなどが使用可能であるが、
耐ドライエツチ性、耐熱性、柔軟さ、表面平滑度５発塵
の有無、純度などを考慮すｂｌ、（ｙ リニアー：、ｔ
”弘が優れて“る・このようにウェーハの主面をゴム面
に密着してエツチングすると、ウェーハの主面はゴムに
よって完全に保護セれ、エツチングされることはなかっ
た。また、ウェーハの密着面がゴムであるため、主面を
傷つけたシ汚染することはなかった。従来の、主面にホ
トレジスト等で保護膜を形成してからエツチングする裏
面エツチング方法に比べると、保護膜の形成・除去の工
程が省略でき、工程が簡略化できる。
なお、このような裏面エツチング装置は、ウェーハをゴ
ム面に蜜漬させる手段とドライエッチする手段を有して
いればよく、第５図の装置に限るものではない。例えば
、ウェーハとゴムを密！する手段としては、静電チャッ
クや差圧による吸着またはウェーハを反転してゴム面に
置くだけでもよい。エツチング手段は、ゴ□ムの支持台
に高周波電力を印加するかまた社支持台を接地電位など
として反応性スパッタエッチしてもよいし、完全な浮遊
電位でプラズマエッチしてもよい。きらには、プラズマ
に限らず、他のドライエッチ（ペーパーエッチ）でもよ
い。また、ウェーハとゴム面の密着は必ずしも全面で行
う必要はなく、ウェーッ・の周辺部だけゴム面に密着さ
せてウェーハ表面がエツチング琢囲気にさらこれないよ
うにすれはよい。
ム面に蜜漬させる手段とドライエッチする手段を有して
いればよく、第５図の装置に限るものではない。例えば
、ウェーハとゴムを密！する手段としては、静電チャッ
クや差圧による吸着またはウェーハを反転してゴム面に
置くだけでもよい。エツチング手段は、ゴ□ムの支持台
に高周波電力を印加するかまた社支持台を接地電位など
として反応性スパッタエッチしてもよいし、完全な浮遊
電位でプラズマエッチしてもよい。きらには、プラズマ
に限らず、他のドライエッチ（ペーパーエッチ）でもよ
い。また、ウェーハとゴム面の密着は必ずしも全面で行
う必要はなく、ウェーッ・の周辺部だけゴム面に密着さ
せてウェーハ表面がエツチング琢囲気にさらこれないよ
うにすれはよい。
上記説ＢＡ力・ら明らかなように、本発明によれば、エ
ツチング呈内部の金属面を容易かつ完全に非汚染材で被
覆できるので、ウェーハを金属で汚染しないドライエツ
チング装置が得られる。また、電極面を被覆したシリコ
ーンゴムから放出される水素を利用すると、直接Ｈ２ガ
スを用いることなく５ｊｓＮｉ などの高選択エツチン
グができるので安全である。さらに、ゴムを用いてウェ
ーハの主面を保護しつつ裏面をエツチングできるため、
裏面除去工程が容易になるという効果がある。
ツチング呈内部の金属面を容易かつ完全に非汚染材で被
覆できるので、ウェーハを金属で汚染しないドライエツ
チング装置が得られる。また、電極面を被覆したシリコ
ーンゴムから放出される水素を利用すると、直接Ｈ２ガ
スを用いることなく５ｊｓＮｉ などの高選択エツチン
グができるので安全である。さらに、ゴムを用いてウェ
ーハの主面を保護しつつ裏面をエツチングできるため、
裏面除去工程が容易になるという効果がある。
ｒＩＩＪ１図および第５図はそれぞれ本発明の異なる実
施例を示す断面図、第２図および第３図は本発明の装置
でのエツチング特性を示す曲線図、第４図は本発明の装
置における発光スペクトルを示す図である。 ■、１１・・・真空容器、２，３，１５．１７・・・電
極、４・・・シールド板、５．１４・・・シリコーンゴ
ム膜、１′ １ 図 第 ２ （２） ＣＦ４カス′／良量 （ｃｃ／分つ Ｖｉ３１２］ 高困シｔＬ電力ヱ度 （ｗ／ｃ４ｒＬ”）０ｔ え 高目ル良電力ｒｗ＞ ｖＪ ５ 図
施例を示す断面図、第２図および第３図は本発明の装置
でのエツチング特性を示す曲線図、第４図は本発明の装
置における発光スペクトルを示す図である。 ■、１１・・・真空容器、２，３，１５．１７・・・電
極、４・・・シールド板、５．１４・・・シリコーンゴ
ム膜、１′ １ 図 第 ２ （２） ＣＦ４カス′／良量 （ｃｃ／分つ Ｖｉ３１２］ 高困シｔＬ電力ヱ度 （ｗ／ｃ４ｒＬ”）０ｔ え 高目ル良電力ｒｗ＞ ｖＪ ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、減圧容器内でガスプラズマを発生させ、該容器内に
置いた試料をエツチングするドライエツチング装置にお
いて、該容器内面の一部または全棒金、シリコーンゴム
で被覆したことを％徴とするエツチング装置。 。 ２、半導体ウェーハの一方の面をゴム状膜に密着する手
段と、他方の面をエツチング雰囲気にさらす手段を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエツチ
ング装置。 ３、上記ゴム状膜はシリコーンゴム膜である特許請求範
囲第２項記載のエツチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073483A JPS6083330A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | エツチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073483A JPS6083330A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | エツチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6083330A true JPS6083330A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16262890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19073483A Pending JPS6083330A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | エツチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6083330A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0411726A (ja) * | 1990-04-28 | 1992-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波放電利用装置とこれを用いた半導体の製造方法 |
| KR20000021090A (ko) * | 1998-09-25 | 2000-04-15 | 구자홍 | 챔버 내벽의 중합물 적층방지수단을 구비하는 플라즈마를 이용한 표면처리장치 |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP19073483A patent/JPS6083330A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0411726A (ja) * | 1990-04-28 | 1992-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波放電利用装置とこれを用いた半導体の製造方法 |
| KR20000021090A (ko) * | 1998-09-25 | 2000-04-15 | 구자홍 | 챔버 내벽의 중합물 적층방지수단을 구비하는 플라즈마를 이용한 표면처리장치 |
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