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JPH11186222A - Ecrエッチング装置 - Google Patents

Ecrエッチング装置

Info

Publication number
JPH11186222A
JPH11186222A JP35498697A JP35498697A JPH11186222A JP H11186222 A JPH11186222 A JP H11186222A JP 35498697 A JP35498697 A JP 35498697A JP 35498697 A JP35498697 A JP 35498697A JP H11186222 A JPH11186222 A JP H11186222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
heated
heating
etching apparatus
ecr etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35498697A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuaki Yamamichi
泰明 山道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP35498697A priority Critical patent/JPH11186222A/ja
Publication of JPH11186222A publication Critical patent/JPH11186222A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理室の壁を加熱する新規な構成の加熱手段
を備えて、エッチング効率が高く、パーティクル発生が
抑制されたECRエッチング装置を提供する。 【解決手段】 本ECRエッチング装置は、マイクロ波
透過性材料で形成されたマイクロ波導波窓12を介して
マイクロ波を導入し、サイクロトロン共鳴によるプラズ
マを生成するチャンバ16を備えて、チャンバ内に保持
したウエハWにプラズマエッチングを施すECRエッチ
ング装置である。本装置は、少なくともマイクロ波導波
窓を被加熱面として、被加熱面に常温以上の気体を吹き
つけて加熱する加熱手段42を備えている。加熱手段
は、ガスを供給する供給源44と、ガス流をチャンバの
被加熱壁面に供給する供給管48と、供給管内に設けら
れ、ガス流を100℃以上に加熱する発熱コイル52
と、被加熱面にガス流を吹き付ける吹き付けノズル54
とを備え、被加熱面をガス流により100℃以上に加熱
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ECRエッチング
装置に関し、更に詳細には、反応生成物のチャンバ壁面
付着を抑制してエッチング効率を高くし、かつチャンバ
内のパーティクル発生を防止するように工夫したECR
エッチング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造過程で多用されている
ECRエッチング装置は、方向性エッチングを施すこと
のできるエッチング装置であって、マイクロ波によりチ
ャンバ内でプラズマを発生させ、ウエハに照射する装置
である。ここで、図4を参照して、従来のECRエッチ
ング装置の構成と機能を説明する。図4は、従来のEC
Rエッチング装置の構成を示す模式図である。ECRエ
ッチング装置10は、図4に示すように、石英で出来た
マイクロ波導波窓12を天井壁に有するチャンバとして
形成され、ウエハWを載置したウエハ保持台14を下部
に収容し、マイクロ波放電によりプラズマを生成してプ
ラズマエッチングを施す処理室16(ベルジャ)を備え
ている。更に、ECRエッチング装置10は、2.45
GHz のマイクロ波を発生させるマグネトロン18と、
発生したマイクロ波を処理室16に導波する導波路20
と、処理室16に入るマイクロ波に磁界を作用させるソ
レノイドコイル22と、ウエハ保持台12を介してウエ
ハに高周波バイアス電圧を印加する高周波電源24とを
備えている。処理室16にはエッチングガスがガス入口
管26を経て導入されると共に、排気管28を介して排
気することにより、処理室16は高真空度に維持されて
いる。
【0003】ECRエッチング装置10では、マイクロ
波放電により生成した電子が、ソレノイドコイル22に
よる磁界の影響により、サイクロトロン共鳴(ECR)
し、処理室16に導入されたエッチングガスの分子を効
率的に電離するので、低いガス圧でも放電が持続し、高
いイオン化率を得ることができる。上述のように、処理
室16内のガス圧を低くできるので、低いイオンエネル
ギーでも高い方向性を得ることができ、高精度の方向性
エッチングが可能であると評価されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のEC
Rエッチング装置では、ウエハにエッチングを施した際
に生成する反応生成物が、図4に示すように、処理室1
6の壁、特に天井壁のマイクロ波導波窓12に付着す
る。マイクロ波導波窓12に付着した反応生成物は、マ
イクロ波導波窓を生成する石英の透明度を悪くして石英
壁のマイクロ波透過性を低下させるために、マイクロ波
の導波効率、従ってECRエッチング装置のエッチング
効率が低下するという問題があった。また、処理室16
の壁に付着した反応生成物膜が成長して行く過程で、反
応生成物が剥がれ落ちてパーティクルとなって、処理室
16内で浮遊し、終には、ウエハに付着して異物とな
り、製品歩留りを低下させる原因ともなっていた。例え
ば、エッチングガスとしてC4 8 を使用してウエハ上
のSiO2 膜をエッチングする際には、エッチングガス
は、F、CF、CF2 等のガス、或いはCF2 + 、CF
3 + 等のイオンに分解し、SiO2 膜と反応して反応生
成物となり、処理室の壁面に付着して重合膜を形成する
と言われている。
【0005】反応生成物は処理室の壁を加熱することに
より分解する傾向にある、換言すれば加温された壁面に
は付着し難い性質があるので、従来から、処理室の壁を
加熱して、反応生成物の付着を抑制することが試みられ
ているが、しかし、従来のECRエッチング装置には、
エッチング効率を低下させないような適切な加熱手段を
備えた装置が見当たらないのが、実状である。例えば、
熱線ヒータ等の加熱手段を処理室16に取り付けること
が試みられているものの、このような発熱体は、マイク
ロ波透過性を備えていないので、マイクロ波の導波経
路、例えばマイクロ波導波窓に、直接、設けることは難
しく、図4に示すようにマイクロ波導波窓12を避け
て、その下方の円筒部に熱線ヒータ30を設けざるを得
なかった。しかし、これでは、マイクロ波の導波にとっ
て最も重要なマイクロ波導波窓に反応生成物が付着する
という問題を解決することは難しい。
【0006】そこで、本発明の目的は、処理室の壁を加
熱する新規な構成の加熱手段を備えて、エッチング効率
が高く、パーティクル発生が抑制されたECRエッチン
グ装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、マイクロ波
を遮断しない加熱方法として高温気体吹き付けによる加
熱を着眼し、実験を重ねて本発明を完成するに到った。
上記目的を達成するために、本発明に係るECRエッチ
ング装置は、マイクロ波透過性材料で形成されたマイク
ロ波導波窓を介してマイクロ波を導入し、サイクロトロ
ン共鳴によるプラズマを生成するチャンバを備えて、チ
ャンバ内に保持したウエハにプラズマエッチングを施す
ECRエッチング装置において、チャンバを形成する壁
面のうち少なくともマイクロ波導波窓を被加熱面とし
て、気体流を常温以上の温度に加熱してなる熱風を被加
熱面に接触させて加熱する加熱手段を備えていることを
特徴としている。
【0008】本発明で使用する気体流の種類に制約はな
いが、非反応性のガス、例えば窒素ガス等の不活性ガス
が好ましい。被加熱面は、少なくともマイクロ波導波窓
を含むチャンバの壁面である限りその範囲に制約はな
く、好適にはチャンバ壁面全体にわたり加熱するように
する。
【0009】加熱手段は、被加熱面に常温以上の気体を
吹きつけて加熱できる限りその構成に制約はないが、好
適な実施態様では、加熱手段は、ガス流を供給する供給
源と、ガス流をチャンバの被加熱壁面に導入する供給管
と、供給管内に設けられ、ガス流を45℃以上の温度に
加熱して熱風にする発熱コイルと、被加熱面に熱風を吹
き付ける吹き付けノズルとを備え、被加熱面を熱風によ
り加熱する。これにより、被加熱面を45℃以上の温度
に加熱することができる。また、加熱手段は、チャンバ
を囲うケーシングを有し、被加熱面に吹きつけた熱風を
ケーシング内で更に攪拌する攪拌手段を備えるようにし
ても良い。これにより、チャンバの壁面全体を一様に加
熱することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例1 本実施形態例は、本発明に係るECRエッチング装置の
実施形態の一例であって、図1は本実施形態例のECR
エッチング装置の構成を示す模式図である。本実施形態
例のECRエッチング装置40は、図4に示した熱線ヒ
ータ30に代えて、高温気体吹き付けによる加熱手段4
2を備えていて、その他の構成は従来のECRエッチン
グ装置10と同じである。加熱手段42は、ガス、例え
ば窒素ガスを供給する供給源44と、窒素ガス気流を送
風する送風機46と、窒素ガス流をチャンバのマイクロ
波導波窓に導入する供給管48と、供給管48の途中の
加熱室50に設けられ、窒素ガス流を100℃以上に加
熱する発熱コイル52と、加熱された窒素ガス流をマイ
クロ波導波窓12に吹き付ける複数個の吹き付けノズル
54とを備えている。
【0011】図1では、2個の吹き付けノズル54が図
示されているが、これに限ることはない。例えば、処理
室16の周りにヘッダ(図示せず)を設け、そのヘッダ
に多数個の吹き付けノズル54を備えて、マイクロ波導
波窓12に限らず、処理室16全体の壁を加熱すること
もできる。また、マイクロ波導波窓12に加えて、反応
生成物の付着し易い場所を選んで吹き付けノズル54を
設けるようにしても良い。供給管48及び吹き付けノズ
ル54は、図1に示すように、マイクロ波の導波経路を
遮らないように配置されている。尚、供給源44がボン
ベ等の圧力を有する供給源である場合には、送風機46
は不要である。また、加熱室50に小型ファンを設け
て、窒素ガス気流を攪拌して加熱を容易にすることもで
きる。更に、加熱手段42に加えて、従来のECRエッ
チング装置10と同様にヒータ30をマイクロ波導波窓
12の下方に設けることもできる。
【0012】以上の構成により、本実施形態例は、窒素
ガス流からなる熱風によりマイクロ波導波窓12を10
0℃以上に加熱することができるので、マイクロ波導波
窓12に反応生成物が付着しても分解して、排気管28
を介して排気されるため、マイクロ波導波窓12は常に
その良好なマイクロ波透過性が維持される。従って、従
来のECRエッチング装置のように、エッチング効率が
低下するようなことがない。
【0013】実施形態例2 本実施形態例は、実施形態例1のECRエッチング装置
の改変例であって、図2は本実施形態例のECRエッチ
ング装置の構成を示す模式図である。本実施形態例のE
CRエッチング装置60は、実施形態例1のECRエッ
チング装置40の構成に加えて、処理室16の上部を覆
うケーシング62を設け、ケーシング62内にファン6
4を備えている。本実施形態例では、ファン64でケー
シング62内の高温窒素ガスを攪拌することにより、処
理室16全体の壁を一様に加熱することができるので、
処理室16の壁への反応生成物の付着を一層効果的に防
止することができる。
【0014】実施形態例3 本実施形態例は、本発明に係るECRエッチング装置を
チャンバの形状の異なるECRエッチング装置に適用し
た例であって、図3は本実施形態例のECRエッチング
装置の構成を示す模式図である。本実施形態例のECR
エッチング装置70の処理室16は、図3に示すよう
に、天井壁12が半円球形で、その全壁面が石英で形成
されている。本実施形態例の加熱手段72は、実施形態
例1の加熱手段42の構成に加えて、処理室16の半円
球形の天井壁12の全壁面にわたり吹き付けノズル54
を配置するヘッダ配管74を備えている。これにより、
加熱された窒素ガスを処理室16の天井壁12全体に吹
き付けて加熱することができるので、処理室16の全壁
面に反応生成物が付着し難くなる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波導波窓を介
してマイクロ波を導入し、サイクロトロン共鳴によるプ
ラズマを生成するチャンバを備えて、チャンバ内に保持
したウエハにプラズマエッチングを施すECRエッチン
グ装置において、少なくともマイクロ波導波窓を被加熱
面として、被加熱面に常温以上の熱風を吹きつけて加熱
する加熱手段を備え、常温以上の熱風を少なくともマイ
クロ波導波窓、更にはチャンバ壁面全体に吹きつけて加
熱する。これにより、反応生成物がマイクロ波導波窓、
更にはチャンバの全壁面に付着するのを抑制してエッチ
ング効率を向上させ、また、チャンバ内でのパーティク
ルの発生を防止することができる。また、加熱手段は、
マイクロ波を遮断するものを備えていないので、マイク
ロ波の導波に支障を来すようなこともない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1のECRエッチング装置の構成を
示す模式図である。
【図2】実施形態例2のECRエッチング装置の構成を
示す模式図である。
【図3】実施形態例2のECRエッチング装置の構成を
示す模式図である。
【図4】従来のECRエッチング装置の構成を示す模式
図である。
【符号の説明】
10……従来のECRエッチング装置、12……マイク
ロ波導波窓、14……ウエハ保持台、16……処理室
(ベルジャ)、18……マグネトロン、20……導波
路、22……ソレノイドコイル、24……高周波電源、
26……ガス入口管、28……排気管、30……ヒー
タ、40……実施形態例1のECRエッチング装置、4
2……加熱手段、44……窒素ガスの供給源、46……
送風機、48……供給管、50……加熱室、52……発
熱コイル、54……吹き付けノズル、60……実施形態
例2のECRエッチング装置、62……ケーシング、6
4……ファン、70……実施形態例3のECRエッチン
グ装置、72……ヘッダ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波透過性材料で形成されたマイ
    クロ波導波窓を介してマイクロ波を導入し、サイクロト
    ロン共鳴によるプラズマを生成するチャンバを備えて、
    チャンバ内に保持したウエハにプラズマエッチングを施
    すECRエッチング装置において、 チャンバを形成する壁面のうち少なくともマイクロ波導
    波窓を被加熱面として、気体流を常温以上の温度に加熱
    してなる熱風を被加熱面に接触させて加熱する加熱手段
    を備えていることを特徴とするECRエッチング装置。
  2. 【請求項2】 加熱手段は、ガス流を供給する供給源
    と、ガス流をチャンバの被加熱壁面に導入する供給管
    と、供給管内に設けられ、ガス流を45℃以上の温度に
    加熱して熱風にする発熱コイルと、被加熱面に熱風を吹
    き付ける吹き付けノズルとを備え、 被加熱面を熱風により加熱することを特徴とする請求項
    1に記載のECRエッチング装置。
  3. 【請求項3】 加熱手段は、チャンバを囲うケーシング
    を有し、被加熱面に吹きつけた熱風をケーシング内で更
    に攪拌する攪拌手段を備えていることを特徴とする請求
    項1又は2に記載のECRエッチング装置。
  4. 【請求項4】 チャンバの壁面のうち少なくともマイク
    ロ波導波窓が石英で形成されていることを特徴とする請
    求項3に記載のECRエッチング装置。
JP35498697A 1997-12-24 1997-12-24 Ecrエッチング装置 Pending JPH11186222A (ja)

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