JPS6218030A - イオンビ−ムエツチング装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体ウェハ等の表面に加速、集束されたイ
オンビームを照射してドライエツチングを行うイオンビ
ームエツチング装置に関する。

集積回路の高密度化に伴い、サブミクロンオーダーの微
細加工エツチングが必要とされている。

このような微細加工を行うエツチング装置として、反応
性ガスを用いた反応性イオンビームエツチング装置が開
発されている。この反応性イオンビームエツチング装置
は照射するイオンビームの物理的作用および化学的作用
によりエツチングを行うものであり、微細加工が可能で
あり、アスペクト比が高く異方性エツチングが可能であ
る。さらにイオン照ｆＪＪｆｆｉ、エネルギ、照射方向
等の制御が可能であって、半導体ウェハのエツチングを
行うのに最適である。

［従来の技術］ 従来のイオンビームエツチング装置として、ＥＣＲ型反
不反応性イオンビームエツチング装置略構成を第４図に
示す。真空室１は、図示しないイオンビーム発生手段を
備えたイオン源部２とエツチング処理すべきウェハ３を
配置したエツチング処理部５とにより構成される。ウェ
ハ３はホルダ４上に搭載される。イオン源部２には導波
管６およびガス導入管７が接続される。エツチング処理
部５には排気口８が設けられ図示しない真空ポンプに接
続される。イオン源部２にの下部にはイオン引出し電極
群１２が設けられる。

わ１気口８より矢印Ａのように真空室１内を真空排気し
た後、ガス導入管７．より所定の真空圧のエツチングガ
ス（ＣＦ４　、Ｃ２Ｆｓ等）を導入し、導波管６より矢
印Ｂのようにマイクロ波（２，４５ＧＨｚ　＞を供給し
てプラズマを発生させる。発生したプラズマからイオン
引出し＋４　［、群１２によってエツチングイオン（Ｃ
Ｆ３“、ＣＦ２　、ＣＦ、Ｆ等〉を引き出し、矢印Ｃの
ようにウェハ３に向けて所定のエネルギに加速し、ウェ
ハ３を照射し、物理的および化学的作用により表面をエ
ツチングする。

［発明が解決しようとする問題点］ エツチングの微細化に伴い、真空室内中の塵埃によるウ
ェハの汚染が問題となる。特に反応性イオンビームエツ
チング装置では方向性の良いイオンビームを照射するた
め、ウェハ上に塵埃が付着しているとこの塵埃によって
イオンビームが遮られエツチングされない部分が生ずる
。このような塵埃の主な発生源は真空室のエツチング処
理部の内壁であり、壁面に付着した炭素やポリマーが剥
離しエツチング処理部内に浮遊する。このような塵埃を
除去するため、従来は人間の手作業により真空室内壁面
を拭き取り清浄化していた。しかしながら、手作業によ
るクリーニング作業は面倒であり、また細部まで完全に
清浄化することはできなかった。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、人間の手作業によることなく真空室内部を細部まで
完全に清浄化可能なりリーニング手段を備えたイオンビ
ームエツチング装置の提供を目的とする。

Ｌ問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明に係るイオンビームエ
ツチング装置は、真空室内に、イオンビーム発生手段を
備えたイオン源部と被処理物を配置するエツチング処理
部とを設けたイオンビームエツチング装置であって、上
記エツチング処理部にクリーニング用プラズマ発生手段
を具備している。

［作用］ この装置においては、エツチングガス用のガス導入管を
通して、例えば酸素ガス等のクリーニング用ガスを真空
室内に導入し、この状態でエツチング処理部にプラズマ
を発生させ内壁面に付着した炭素等と化学結合させて真
空排気口より排気する。

［実施例］ 第１図は本発明に係るＥＣＲ型反不反応性イオンビーム
エツチング装置１の実施例の概略構成図である。この例
においては、真空室１のエラチン　゛グ処理部５内にプ
ラズマ発生手段としてプラズマ発生用電極１０．１１が
設けられる。両電極１０．１１はプラズマ発生用の直流
または交流または高周波電源９に接続される。その他の
イオンビーム発生、照射に関する構成、作用、効果は前
述の第４図に示した反応性イオンビームエツチング装置
と同じである。なお、第４図と同一部材には同一番号を
付しである。

クリーニング作業を行う場合には、ガス導入管７からク
リーニング用ガスとして酸素ガスを導入する。真空室１
内を圧力１０−３〜１Ｏ−ＩＴｏｒｒ程度の真空圧に保
ち電極１０．１１間に電源９より電力を供給してエツチ
ング処理部５内に酸素プラズマを発生させる。エツチン
グ処理部５の内壁面あるいはホルダ４等に付着した炭素
（Ｃ）は酸素プラズマにより強力に酸化されＣＯ２また
はＣＯとなり排気口８にり排出される。

このクリーニング作業と同時にイオン源部２内にも導波
管６よりマイクロ波を導入することによりプラズマを発
生させイオン源部２の内部をクリーニングすることが望
ましい。

プラズマ発生用電極１０．１１のうち一方はエツチング
処理部５の壁またはホルダ４としてもよい。

第２図は本発明の第２の実施例の概略構成図である。こ
の例では、プラズマ発生手段として第１の実施例のプラ
ズマ発生用電極に代えて導波管１３をエツチング処理部
５に接続している。その他の構成は第１の実施例と同様
である。導波管１３より矢印りのようにマイクロ波（通
常２．４５　ＧＨ２）を供給しエツチング処理部５内に
プラズマを発生さけ内部をクリーニングする。

第３図は本発明の第３の実施例の概略構成図である。こ
の例では、プラズマ発生手段としてエツチング処理部５
内に熱電子放出用フィラメント１４が設けられる。この
フィラメント１４とエツチング処理部５の壁との間に図
示しないスイッチ等を介して直流電源１５が配設される
。フィラメント１４と壁との間に直流電圧を印加しフィ
ラメント１４より熱電子を放出させる。この熱電子を酸
素ガス分子に電ｗｉ衝突させて酸素プラズマを発生させ
内部をクリーニングする。その他の構成、作用は第１の
実施例と同様である。

なＪ３、実施例においてはＥＣＲ型の反応性イオンビー
ムエツチング装置を例示したが、本発明はカウフマン型
またはＲＦ型等のイオンビームエツチング装置にも適用
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、塵埃付着が問
題となるエツチング処理部にプラズマ発生手段を設け、
内部を真空に保ったままプラズマの化学作用により内壁
面等に付着した炭素等の塵埃源を完全に除去することが
できる。従って、クリーニング作業が容易に確実に行わ
れ、またクリーニングのために真空室を開ける必要がな
いため、連続したエツチング工程の間に定期的にクリー
ニング工程を自動的に施すことができ、装置の稼動率が
向上し、半導体素子製造工程の自動化が図られ、生産性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは各々本発明に係るイオンビーム
エツチング装置の各別の実施例の概略構成図、第４図は
従来のイオンビームエツチング装置の概略構成図である
。 １・・・真空室、２・・・イオン源部、３・・・ウェハ
、４・・・ホルダ、５・・・エツチング処理部、８・・
・排気口、９・・・電源、ｉｏ、１ｉ・・・電極、１３
・・・導波管、１４・・・フィラメント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空室内に、イオンビーム発生手段を備えたイオン
   源部と被処理物を配置するエッチング処理部とをイオン
   ビームエッチング装置において、上記エッチング処理部
   にクリーニング用プラズマ発生手段を設けたことを特徴
   とするイオンビームエッチング装置。 ２、前記プラズマ発生手段が、前記エッチング処理部内
   に設けたられた少なくとも１対の電極と、対をなす各電
   極間に電圧を印加するプラズマ発生用電源とで構成され
   た特許請求の範囲第１項記載のイオンビームエッチング
   装置。 ３、前記プラズマ発生手段が、前記エッチング処理部に
   マイクロ波を導入するため接続された導波管を含んでな
   る特許請求の範囲第１項記載のイオンビームエッチング
   装置。 ４、前記プラズマ発生手段が、前記エッチング処理部内
   に設けられた熱電子放出用フィラメントと、該フィラメ
   ントおよびエッチング処理部の真空室壁間に接続された
   直流電源とからなる特許請求の範囲第１項記載のイオン
   ビームエッチング装置。