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JPH04151826A - Dry etching device for oxide film - Google Patents

Dry etching device for oxide film

Info

Publication number
JPH04151826A
JPH04151826A JP27720290A JP27720290A JPH04151826A JP H04151826 A JPH04151826 A JP H04151826A JP 27720290 A JP27720290 A JP 27720290A JP 27720290 A JP27720290 A JP 27720290A JP H04151826 A JPH04151826 A JP H04151826A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
dry etching
reaction chamber
etching
silicon
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
JP27720290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Kudo
千秋 工藤
Norihiko Tamaoki
徳彦 玉置
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP27720290A priority Critical patent/JPH04151826A/en
Publication of JPH04151826A publication Critical patent/JPH04151826A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To lessen the waste of components due to an etching and to contrive the prolongation of the lives of the components by a method wherein the components using a silicon layer as their surfaces are provided in a reaction chamber. CONSTITUTION:Components using a silicon layer as their surfaces are provided in a reaction chamber 1. For example, a coated protective layer 7, such as the silicon layer or the like, is provided on the surface of a wafer press 2. Parts, which are exposed to plasma, of the components constituting the interior of the chamber 1 are prevented from being hardly etched by performing a dry etching, in which a condition that the selection ratio of a wafer 3 to an oxide film is increased is used. Thereby, the deterioration of the lives of the components due to an etching can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はウェハのエツチングを行う酸化膜ドライエツチ
ング装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an oxide film dry etching apparatus for etching a wafer.

従来の技術 半導体の製造工程は、レンスト膜形成、レジストパター
ン形成、レジストをマスクするエツチング、レジスト除
去という基本ザイクルを繰り返して行われるか、化学薬
品によるウェットエツチングに比較し、その優れた微細
加工性により、トライエツチングか主流を占めている。
Conventional technology Semiconductor manufacturing processes involve repeating a basic cycle of forming a resist film, forming a resist pattern, etching to mask the resist, and removing the resist. Therefore, try etching is the mainstream.

ドライエツチング技術には原理的に、反応励起源として
反応性ガス、ラジカル、活性イオン、不活性イオン等を
利用して、多結晶sl、結晶SS、0□等の半導体基板
の構成材料を選択的にエツチングし、所定の寸法に加工
する。具体的にはエツチング手段として、ガスエツチン
グ、プラズマエツチング、反応性イオンエツチング、ス
パッタエツチング、イオンビームエツチング等かあるか
、これ等のエツチング手段の中て、プラズマを用いた手
段が最も多く利用されている。反応性イオンエツチング
も、高周波放電により生成されるプラズマを用いる点は
同してあり、以下、反応性イオンエツチングを利用した
従来の酸化膜ドライエツチング装置について第2図を用
いて説明する。
In principle, dry etching technology uses reactive gases, radicals, active ions, inactive ions, etc. as reactive excitation sources to selectively remove constituent materials of semiconductor substrates, such as polycrystalline SL, crystalline SS, and 0□. Etch and process to specified dimensions. Specifically, are there any etching methods such as gas etching, plasma etching, reactive ion etching, sputter etching, or ion beam etching?Among these etching methods, means using plasma are the most commonly used. There is. Reactive ion etching also uses plasma generated by high frequency discharge.Hereinafter, a conventional oxide film dry etching apparatus using reactive ion etching will be explained with reference to FIG.

第2図は従来の平行平板RIE(反応性イオンエツチン
グ)のウェハ押え周辺を中心に表示した酸化膜ドライエ
ツチング装置の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional parallel plate RIE (reactive ion etching) oxide film dry etching apparatus, mainly showing the wafer holding area and its vicinity.

ドライエツチングを行うため、エツチングガスを導入し
、プラズマを発生させる空間としての反応室Iて、被エ
ツチング物支持部品としてのウェハ押え2てエツチング
すべきウェハ3を下部電極4に固定する。エツチングガ
スとして例えば弗化物系のガスであるCHF3を所定圧
力で導入し、高周波電源(RF定電源5を下部電極4と
アース間に印加する。この時アースに接続された上部電
極6と下部電極4の間でプラズマ放電を行わせ、エツチ
ングすべきウェハ3とこれを支持している下部電極4は
負にバイアスされるため、プラズマのイオンか上部電極
6から下部電極4に向かって垂直方向に入射してくる。
In order to carry out dry etching, a wafer 3 to be etched is fixed to a lower electrode 4 using a wafer holder 2 as a support part for the object to be etched in a reaction chamber I as a space in which an etching gas is introduced and plasma is generated. For example, CHF3, which is a fluoride-based gas, is introduced as an etching gas at a predetermined pressure, and a high frequency power source (RF constant power source 5) is applied between the lower electrode 4 and the ground.At this time, the upper electrode 6 and the lower electrode connected to the ground are Since the wafer 3 to be etched and the lower electrode 4 supporting it are negatively biased, plasma ions are generated vertically from the upper electrode 6 toward the lower electrode 4. It's coming in.

下部電極4の上面附近の陰極電位降下て加速されたイオ
ンかウェハ3に対して垂直に入射すると、物理的なスパ
ッタリング効果によりウェハ3てエツチングが行われる
。この時前記スパッタリングはエツチングすべきウェハ
3の酸化膜たけてはなく、ウェハ押え2や反応室1内を
構成する他の部品に対しても同時に行われて、このエツ
チングされる量は、本来エツチングされるべき酸化膜と
エツチングを好まない前記部品を構成する材料のエツチ
ング速度の比を示す選択比によって機側てきた。
When ions accelerated by a drop in the cathode potential near the upper surface of the lower electrode 4 are incident perpendicularly to the wafer 3, the wafer 3 is etched by a physical sputtering effect. At this time, the sputtering is performed not only on the oxide film of the wafer 3 to be etched, but also on the wafer holder 2 and other parts constituting the inside of the reaction chamber 1, and the amount etched is smaller than the amount originally etched. The selection ratio is determined by the etching rate, which is the ratio of the etching rate of the oxide film to be etched and the material constituting the part that does not like etching.

発明か解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、反応室1の部品か
プラズマに晒されるため、反応室lの部品の材質か例え
ばステンレスである場合には、これがエツチングされて
反応室1の内部で重金属汚染か発生する問題を有してい
た。また反応室1のウェハ押え2等の部品が石英である
場合には、この部品の表面かエツチングされて消耗か激
しく、かつその表面が荒れることにより不要パーティク
ルの発生源となり、頻繁な部品交換か必要になるなとの
問題点を有していた。
However, in the above configuration, the parts of the reaction chamber 1 are exposed to the plasma, so if the material of the parts of the reaction chamber 1 is stainless steel, for example, this is etched and the parts of the reaction chamber 1 are exposed to the plasma. There was a problem with heavy metal contamination inside the plant. Furthermore, if parts such as the wafer holder 2 in the reaction chamber 1 are made of quartz, the surface of these parts will be etched and worn out, and the roughened surface will become a source of unnecessary particles, requiring frequent parts replacement. The problem was that it was not necessary.

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、製造の容
易な寿命の長い部品を有する酸化膜ドライエツチング装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an oxide film dry etching apparatus having parts that are easy to manufacture and have a long life.

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の酸化膜ドライエツチ
ング装置は反応室内にシリコンを表面とする部品を備え
たことを特徴とする。
Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the oxide film dry etching apparatus of the present invention is characterized in that a component having a silicon surface is provided in the reaction chamber.

作  用 本発明のこれらの構成によると、ウェハの酸化膜との選
択比を太き(する条件を用いるドライエツチングを実行
することにより、反応室内を構成する部品のプラズマに
晒される部分かシリコンとなると、はとんどこの部分が
エツチングされないため前記部品の消耗か少な(なり、
またその表面か荒れないため不要なパーティクルの発生
を少なくすることができる。
According to these configurations of the present invention, by performing dry etching using conditions that increase the selectivity with respect to the oxide film of the wafer, the parts of the parts constituting the interior of the reaction chamber that are exposed to plasma can be In this case, this part is not etched, so the wear and tear of the parts is minimal.
In addition, since the surface is not roughened, the generation of unnecessary particles can be reduced.

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第1図は本発明を平行平板RTEのウェハ押え
周辺に実施した例を示す酸化膜ドライエツチング装置の
断面図であり、従来例を示す第2図と同様の作用をなす
ものは同一の符号を付けている。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an oxide film dry etching apparatus showing an example in which the present invention is implemented around a wafer holder in a parallel plate RTE. Components having the same functions as those in FIG. 2 showing a conventional example are designated by the same reference numerals. I'm wearing it.

第1図において、2は石英を用いた成形部品であるウェ
ハ押え、7はウェハ押え2の表面にコーティングさ1れ
たシリコンなどの保護層、■は反応室、6は上部電極、
4は下部電極、5は下部電極4と上部電極6間に印加す
るRF定電源ある。ウェハ押え2として石英の成形部品
を用いた理由は高純度化が可能てあり、成形が容易であ
るとともにその表面にシリコン7をコーティングした際
にこのシリコン7が剥がれにくいためである。本実施例
では直接プラズマにたたかれるウエノ1押え2のみにシ
リコン7をコーティングしたがこれは直接プラズマにた
たかれる部分か最も消耗が激しく、パーティクルの発生
源となり易いためである。また、本実施例ではウェハ押
え2の表面のシリコン7はCVD法(化学気相成長法)
によりポリシリコンもしくはアモルファスシリコンなと
の保護層を約100μm形成するものとした。これは従
来の装置により容易に形成できるためである。もちろん
シリコン7の膜厚は任意に設定して良い。
In FIG. 1, 2 is a wafer holder which is a molded part made of quartz, 7 is a protective layer such as silicon coated on the surface of the wafer holder 2, ■ is a reaction chamber, 6 is an upper electrode,
4 is a lower electrode, and 5 is an RF constant power source applied between the lower electrode 4 and the upper electrode 6. The reason why a quartz molded part is used as the wafer holder 2 is that it can be highly purified, is easy to mold, and is difficult to peel off when silicon 7 is coated on its surface. In this embodiment, only the wafer 1 and the presser foot 2 that are directly hit by the plasma are coated with silicon 7, but this is because the parts that are directly hit by the plasma are most likely to wear out and become a source of particles. In addition, in this embodiment, the silicon 7 on the surface of the wafer holder 2 is grown by CVD (chemical vapor deposition).
A protective layer of polysilicon or amorphous silicon was formed to a thickness of about 100 μm. This is because it can be easily formed using conventional equipment. Of course, the film thickness of the silicon 7 may be set arbitrarily.

以上のように構成されたこの実施例の酸化膜ドライエツ
チング装置において、以下ウェハ3の酸化膜をエツチン
グする場合について説明する。
In the oxide film dry etching apparatus of this embodiment constructed as described above, the case where the oxide film of the wafer 3 is etched will be described below.

以上の構成による酸化膜ドライエッチンタ゛装置により
ウェハ3の酸化膜を、例えばエツチングガスとしてCH
F3を50secmと0□を3 secm、エツチング
圧力として15Paて、RF電源6の電力を350W印
加しエツチングする。
The oxide film dry etching apparatus having the above configuration etches the oxide film on the wafer 3 using, for example, CH as an etching gas.
Etching is performed by applying power of 350 W from the RF power source 6 with F3 for 50 seconds and 0□ for 3 seconds and an etching pressure of 15 Pa.

この条件では酸化膜とシリコンのエツチング速度の比を
示す選択比は約10であり、従って以」二のようにウェ
ハ押え2の表面をシリコンとすることにより、ウェハ押
え2の消耗はエツチングすべき酸化膜に比較してI/1
0に抑えられる。
Under these conditions, the selectivity ratio, which indicates the ratio of the etching speed of the oxide film to silicon, is approximately 10. Therefore, by making the surface of the wafer holder 2 silicon as described in ``2'' below, the consumption of the wafer holder 2 should be reduced by etching. I/1 compared to oxide film
It can be suppressed to 0.

プラズマの当たる部品、この実施例ではウェハ押え2の
表面をシリコンとすることにより、ウェハ押え2の寿命
をその表面がシリコンでない場合に比べ約10倍に延ば
すことができる。
By making the surface of the part exposed to plasma, the wafer holder 2 in this embodiment, silicon, the life of the wafer holder 2 can be extended about 10 times compared to when the surface is not silicon.

なお、この実施例においてウェハ押え2として石英の成
形部品を用いたか他の材質を用いてもよい。
In this embodiment, a molded quartz part may be used as the wafer presser 2, or other materials may be used.

また、この実施例において表面をシリコンとしたのはウ
ェハ押え2のみであるかもちろんその他の反応室の部品
の表面をシリコンとしても良いことは言うまてもない。
Further, in this embodiment, only the wafer holder 2 has a silicon surface, and it goes without saying that the surfaces of other parts of the reaction chamber may also be made of silicon.

また、本実施例では表面のシリコン7をCVD法による
ポリシリコンまたはアモルファスシリコンとしたが、ス
パッタリング法なと他の方法て形成したものでもよく、
また、熱処理により結晶シリコンとすることにより表面
の荒れ方が少な(なるため、より一層の効果か得られる
Further, in this embodiment, the silicon 7 on the surface is made of polysilicon or amorphous silicon by CVD method, but it may be formed by other methods such as sputtering method.
Furthermore, by making crystalline silicon through heat treatment, the surface becomes less rough, so even more effects can be obtained.

さらには、本実施例では酸化膜ドライエツチング装置と
して平行平板RIE装置に適用したか、トライオード型
RIE装置、マグネトロンRIE装置、ECRエツチン
グ装置、ダウンフロー型CDE(ケミカルドライエツチ
ング)装置なと他の酸化膜ドライエツチング装置に適用
しても同様の効果か得られる。
Furthermore, in this embodiment, the oxide film dry etching apparatus was applied to a parallel plate RIE apparatus, or other oxidation apparatuses such as a triode type RIE apparatus, a magnetron RIE apparatus, an ECR etching apparatus, a down flow type CDE (chemical dry etching) apparatus, etc. A similar effect can be obtained when applied to a film dry etching device.

発明の効果 以上のように本発明の請求項1に記載の酸化膜ドライエ
ツチング装置によれば、反応室内にシリコンを表面とす
る部品を備えたことにより前記部品のエツチングによる
消耗を少なくし、部品寿命を著しく延ばすことがてきる
Effects of the Invention As described above, according to the oxide film dry etching apparatus according to claim 1 of the present invention, since parts having silicon surfaces are provided in the reaction chamber, the wear of the parts due to etching is reduced, and the parts It can significantly extend lifespan.

さらに請求項2に記載の酸化膜ドライエツチング装置に
よれば、反応室内の部品の表面をシリコン化するため、
ポリシリコンまたはアモルファスシリコンでコーティン
グすると容易に行え、前記部品のエツチングによる寿命
劣化を防ぐことかてきる。またこのようなコーティング
は容易に行えるため前記部品の製造か容易となる。
Furthermore, according to the oxide film dry etching apparatus according to claim 2, in order to siliconize the surfaces of the components in the reaction chamber,
This can be easily done by coating with polysilicon or amorphous silicon, and can prevent deterioration of the life of the component due to etching. Also, since such coatings are easy to apply, the manufacturing of the component is facilitated.

また請求項3に記載の酸化膜ドライエツチング装置によ
れば、反応室内の部品の材質を石英にすることにより、
前記部品の高純度化か可能となる。
Further, according to the oxide film dry etching apparatus according to claim 3, by using quartz as the material of the parts in the reaction chamber,
It becomes possible to improve the purity of the parts.

さらに加工成形が容易となることから前記部品の製造が
容易となり、シリコンをコーティングすると、シリコン
が剥かれにくくなり反応室内の部品の寿命が長くなる。
Furthermore, the manufacturing of the parts is facilitated by the ease of processing and molding, and coating with silicone makes it difficult for the silicone to peel off, extending the life of the parts in the reaction chamber.

また請求項4に記載の酸化膜ドライエツチング装置によ
れば、被エツチング物支持部品に表面がシリコンとする
部品を備えたことにより、表面を徹 シリコン&しない場合に最も消耗の誘しい被エツチング
物支持部品の消耗か少なくなりその寿命を長くすること
ができる。
Further, according to the oxide film dry etching apparatus according to claim 4, since the object to be etched support part is provided with a part whose surface is made of silicon, the object to be etched which is most prone to wear when the surface is not made of silicon. This reduces the amount of wear and tear on the support parts and can extend their lifespan.

そして請求項5に記載の酸化膜ドライエツチング装置に
よれば、反応室内の部品の表面に、ポリシリコンまたは
アモルファスシリコンを結晶化した保護層を設けたこと
により、前記部品の表面の荒れ方が少なくなり、不要な
パーティクルの発生を防ぐことができる。
According to the oxide film dry etching apparatus according to the fifth aspect, since a protective layer made of crystallized polysilicon or amorphous silicon is provided on the surface of the component in the reaction chamber, the roughness of the surface of the component is reduced. This can prevent the generation of unnecessary particles.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における酸化膜ドライエツチ
ング装置の断面図、第2図は従来の酸化膜ドライエツチ
ング装置の断面図である。 1・・・反応室、2・・・ウェハ押え[被エツチング物
支持部品]、7・・・シリコン[保護層]。
FIG. 1 is a sectional view of an oxide film dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional oxide film dry etching apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reaction chamber, 2... Wafer holder [etched object support component], 7... Silicon [protective layer].

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、反応室内にシリコンを表面とする部品を備えたこと
を特徴とする酸化膜ドライエッチング装置。 2、反応室内の部品の表面はポリシリコンまたはアモル
ファスシリコンによりコーティングされた部品であるこ
とを特徴とする請求項1記載の酸化膜ドライエッチング
装置。 3、反応室内の部品の材質が石英であることを特徴とす
る請求項1並び2に記載の酸化膜ドライエッチング装置
。 4、反応室内の被エッチング物支持部品にシリコンを表
面とする部品を備えたことを特徴とする請求項1に記載
の酸化膜ドライエッチング装置。 5、反応室内の部品の表面に、ポリシリコンまたはアモ
ルファスシリコンを結晶化した保護層を設けた請求項2
記載の酸化膜ドライエッチング装置。
[Scope of Claims] 1. An oxide film dry etching apparatus characterized in that a reaction chamber is provided with a component whose surface is silicon. 2. The oxide film dry etching apparatus according to claim 1, wherein the surfaces of the components in the reaction chamber are coated with polysilicon or amorphous silicon. 3. The oxide film dry etching apparatus according to claims 1 and 2, wherein the material of the parts in the reaction chamber is quartz. 4. The oxide film dry etching apparatus according to claim 1, characterized in that a part supporting the object to be etched in the reaction chamber includes a part having a silicon surface. 5. Claim 2, wherein a protective layer made of crystallized polysilicon or amorphous silicon is provided on the surface of the component in the reaction chamber.
The oxide film dry etching apparatus described above.
JP27720290A 1990-10-15 1990-10-15 Dry etching device for oxide film Pending JPH04151826A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007053231A (en) * 2005-08-18 2007-03-01 Mitsubishi Materials Corp Silicon electrode plate for plasma etching
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