JPS6289330A - 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】 ［技術分野］ 本発明は、処理技術、特に、半導体装置の製造における
ウェハのエツチング処理に適用して有効な技術に関する
。

［背景技術］ 一般に半導体装置の製造においては、シリコンなどの半
導体からなる円盤状の基板、すなわちウェハに所定の半
導体素子を形成する過程で、たとえば多結晶シリコンな
どからなる電極構造を形成する場合、ウェハ全面にわた
って形成された多結晶シリコンの薄膜上にフォトレジス
トによって所定のマスクパターンを形成し、マスクパタ
ーンが被着された部位以外の部分を、多結晶シリコンに
対して蝕刻作用のあるガスなどによって除去する、いわ
ゆるドライエツチングにより所望のパターンの電極構造
をウェハ上に形成することが考えられる。

上記のドライエツチングとしては、次のようなプラズマ
エツチング装置を用いることが考えられる。

すなわち、所定の反応容器内において一対の平行平板電
極を水平に対向させ、一方の電極の対向面にウェハを載
置させる。

そして、平行平板電極間に高周波電力を印加しつつ、塩
素化合物や弗素化合物などからなる工・ノチングガスを
供給し、該エツチングガスをプラズマ化することによっ
て、ウェハ表面におけるエツチング反応を促進さセるも
のである。

しかしながら、Ｆ記のような構造のプラズマエツチング
装置においては、エツチングガスのプラズマが形成され
る平行平板電極間の空間が反応容器内部において開放状
態にあるため、エツチングガスのプラズマが反応容器内
全体に形成され、エツチング反応による反応生成物が電
極以外の、たとえば反応容器の内壁面などにも付着され
ることとなり、反応容器内の清掃のために反応容器と平
板電極とを分解する作業が必要となるなど、反応容器の
定期的な清掃などの保守管理に長時間を必要とする欠点
がある。

さらに、平行平板電極間に形成されるエツチングガスの
プラズー７が、反応容器内全体に形成されるため、平板
電極間に形成されるプラズマの密度が低下されたり不均
一になりやすく、平行平板電極間に位置されるウェハに
対してプラズマが効率良く作用されない場合があるなど
、種々の欠点があることを本発明者は見いだした。

なお、プラズマエツチング技術について説明されている
文献としては、株式会社工業調査会、昭和５８年１１月
１５日発行［電子材料−１１９８４年別冊、Ｐ９７〜Ｐ
ＩＯＩがある。

［発明の目的］ 本発明のｌ」的は、保守管理が簡便で効率よく処理を行
うことが可能な処理技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を部端に説明すれば、つぎの通りである。

すなわち、電極間に位置される被処理物に高周波電力を
印加しつつ処理流体を供給することによって所定の処理
を施す処理装置の、前記被処理物が位置される前記電極
間の空間が、該電極の周囲に設けられた筒体によって囲
繞されるように構成することにより、高周波電力によっ
て形成される処理流体のプラズマが電極間の空間に集中
されるようにして、たとえば、プラズマの処理反応によ
る生成物が電極以外の部分に付着することを防ｌ卜して
、装置の清掃などの保守管理に要する時間を短縮すると
ともに、電極間へのプラズマの集中によって被処理物の
処理が効率良く行われるようにしたものである。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例であるプラズマエツチング
装置の要部を示す断面図である。

基体部１および蓋体２からなる反応容器３の内部には、
一対のｑｔ板電極４　（電極）および平板電極５　（電
極）が水平状態で平行に対向して位置され、反応容器３
の基体部１および蓋体２をそれぞれ貫通して前記ＩＴへ
板電極４および５の各々を支持する支柱６および支柱７
が高周波電源８に接続されることによって所定の高周波
電力が平板電極４と平板電極５との間に印加されるよう
に構成されている。

前記平板電極４のにには、たとえば所定のパターンにフ
ォトレジストが被着されたウェハ９　（被処理物）が着
脱自在に載置され、平板電極４に設けられたヒータ（図
示せず）によって所定の温度に加熱される構造とされて
いる。

前記平板電極４と対向して設けられた平板電極５の内部
には、平板電極５の平面に沿う状態に空隙部１０が形成
され、平板電極５を支持する支柱７の内部に形成された
ガス通路１１を通じて反応容器３の外部から所定の組成
のエツチングガス１２　（処理流体）が流入されるよう
に構成されている。

そして、平板電極５の空隙部１０に流入されたエツチン
グガス１２は、平板電極５の対向面に設けられ、前記空
隙部１０と連通されるように形成された複数のガス噴出
孔１３を通じて平板電極４と平板電極５との間の空間に
シャワー状に供給され、平板電極４と５の間に作用され
る高周波電力によってプラズマ化されることにより、平
板電極４の上に載置されたウェハ９に対するエソチング
処理が行われるものである。

この場合、ｎｉ記串板電極４および５の周囲には、該平
板電極４と５の間の空間を囲繞するように、たとえば石
英などからなる筒体１４が着脱自在に設けられ、平板電
極４と５の間に供給されるエツチングガス１２のプラズ
マが、該平板電極４と平板電極５との間の空間に集中し
て形成されるように構成されている。

また、前記筒体１４には複数のガス通過孔１５が形成さ
れ、平板電極４と５との間の空間に供給される余剰のエ
ツチングガス１２やエツチング反応による生成物（図示
せず）などが排出される構造とされている。

さらに、基体部１には、所定の真空＃（図示ゼず）に接
続され、反応容器３の内部を所定の真空度にする排気管
１６およびウェハ出し入れのためのデー１−バルブ１７
が設ＬＪられている。

以ド、本実施例の作用につい”ζ説明する。

はじめに、平板電極４が下降し、ゲートバルブ１７が開
放された後、ゲートバルブ１７を通してウェハが平板電
極子に設置される。その後、ゲートバルブ１７は閉し、
平板電極４が上昇し所定の位置に停止する。

さらに、平板電極４と平板電極５との間には高周波電源
８から所定の高周波電力が印加されるとともに、平板電
極４と平板電極５との間の空間には、平板電極５の支柱
７の内部に形成されたガスｉ［１１路１１．空隙部１０
およびガス噴出孔１３を通じて所定の組成のエツチング
ガスＩ２がシャワー状に供給され、該エツチングガス１
２は平板電極４と平板電極５との間に作用される高周波
電力によってプラズマ化され、平板電極４の上に載置さ
れたウェハ９に対するエツチング処理が進行される。

この場合、前記平板電極４および５の周囲には、該平板
電極４および５の間の空間を囲繞するように筒体１４が
着脱自在に設けられ、平板電極４および５の間に供給さ
れるエツチングガス１２のプラズマが、該甲板電極４と
平板電極５との間の空間に集中して形成されるように構
成されている。

このため、エツチングガス１２のブラズ゛ンのウェハ９
に対するエツチング作用に３Ｌっで発イトされた反応生
成物などは、エツチングガス１２のプラズマを取り囲む
甲板電極４および５の対向面および該平板電極４と平板
電極５との間の空間を囲繞するように設置７られた筒体
１４の内壁面に付着されることとなり、反応容器３の内
壁面にエツチング反応による生成物などが付着されるこ
とが防１１″される。

この結果、たとえば反応容器３の内部の清掃などの保守
管理作業において、反応容器３の基体部１や蓋体２と平
板電極４および５とを分解することなく、平板電極４と
平板電極５との間の空間を囲繞するように設けられた筒
体］４を交換することなどによって反応容器３の清掃作
業を迅速に行うことができる。

さらに、エツチングガス１２のプラズマが平板電極４と
平板電極５との間の空間に隼申して形成されることによ
り、平板電極４と５との間ζ、ｒおけるプラズマ密度の
低下やばらつきが防１１、され、エツチングガス１２の
プラズマによる、ウェハ９に対するエツチング処理が効
率良く均一に行われる。

所定の時間経過後、エツチングガス１２の供給および高
周波電力の印加が停止される。

そして、平板電極４がＦ降した後ゲートパルプ１７が開
き、ゲートバルブ１７を通して、全面にわたって均一に
エツチング処理が施されたウェハ９は反応容器３の外部
に取り出され、次工程に搬送される。

上記の一連の操作を繰り返すことによって、多数のウェ
ハ９に対するエツチング処理が効率良く、かつ均一に行
われる。

［効果］ （１）、電極間に位置される被処理物に高周波電力を印
加しつつ処理流体を供給することによって所定の処理を
施す処理装置の、前記被処理物が位置される前記電極間
の空間が、該電極の周囲に設けられた筒体によって囲繞
されるように構成されているため、高周波電力によって
形成される処理流体のプラズマが電極間の空間に集中さ
れる結果、たとえば、被処理物に対するプラズマの処理
反応による生成物が電極以外の部分に付着することが防
止され、前記筒体を交換することによって、処理装置の
清掃などの保守管理を簡便に行うことができ、さらに、
電極間におけるプラズマ密度の低下や不均一な分布が回
避され、被処理物の処理を効率良く均一に行うことがで
きる。

（２）、前記ｆｉ＋の結果、装置の稼働率およびウェハ
に対するエツチング処理の均一性が向−トされ、半導体
装置の製造における生産性が向」ニされる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、筒体を多重に構成することも可能である。

また、筒体の断面形状も円筒形に限らず、他の所望の形
状とすることができる。

［利用分野］ 以」二の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるプラズマエツチン
グ技術に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、たとえばプラズマ化学気相成長技
術などに広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるプラズマエツチング
装置の要部を示す断面図である。 ■・・・基体部、２・・・蓋体、３・・・反応容器、４
，５・・・平板電極（電極）、６．７・・・支柱、８・
・・高周波電源、９・・・ウェハ（被処理物）、１０・
・・空隙部、１１・・・ガス通路、１２・・・エツチン
グガス（処理流体）、１３・・・ガス噴出孔、１４・・
・筒体、１５・・・ガス通過孔、」６・・・排気管、１
７・・・ゲートバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極間に位置される被処理物に高周波電力を印加し
   つつ処理流体を供給することによって所定の処理を施す
   処理装置であって、前記被処理物が位置される前記電極
   間の空間が、該電極の周囲に設けられた筒体によって囲
   繞されるように構成されてなることを特徴とする処理装
   置。 ２、前記電極が平行平板電極であり、前記処理装置がプ
   ラズマエッチング装置であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の処理装置。 ３、前記被処理物がウェハであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の処理装置。