DE19706556C1 - Plasma etching or cutting arrangement - Google Patents

Plasma etching or cutting arrangement

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Abstract

The arrangement includes a reaction chamber for receiving a substrate to be treated, which comprises a gas inlet nozzle from quartz glass for the introduction of a gas in the reaction chamber, and a plasma generator for producing a plasma within the inlet nozzle. A screening element (6), preferably composed of quartz glass, is arranged between the inside wall of the inlet nozzle and the plasma to be produced, which is inserted in form of a removable sheath in the inlet nozzle (2).

Description

Die Erfindung betrifft einerseits eine Vorrichtung zum Ätzen oder zum Abscheiden unter Ver­ wendung eines Plasmas, mit einer Reaktionskammer für die Aufnahme eines zu behandeln­ den Substrates, die einen Gas-Einlaßstutzen aus Quarzglas für die Einleitung eines Gases in die Reaktionskammer aufweist, und mit einem Plasma-Generator zur Erzeugung eines Plas­ mas innerhalb des Einlaßstutzens, wobei zwischen der Innenwandung des Einlaßstutzens und dem zu erzeugenden Plasma ein Abschirm-Element angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfin­ dung ein Abschirm-Element zur Verwendung in einer derartigen Vorrichtung.The invention relates on the one hand to a device for etching or for deposition under Ver application of a plasma to treat with a reaction chamber for receiving one the substrates that have a gas inlet port made of quartz glass for the introduction of a gas into the reaction chamber, and with a plasma generator for generating a plasma mas within the inlet port, being between the inner wall of the inlet port and a shielding element is arranged for the plasma to be generated. Furthermore concerns the Erfin a shielding element for use in such a device.

Derartige Vorrichtungen werden für die Bearbeitung von Halbleiter-Wafern zur Herstellung in­ tegrierter Schaltungen verwendet. In dem Fachbuch "Prozeßtechnologie; Fertigungsverfahren für integrierte MOS-Schaltungen" von G. Schumicki und P. Seegebrecht, Springer-Verlag (1991) wird ihr Einsatz für ein sogenanntes Down-Stream-Ätzverfahren beschrieben. Dabei wird ein Gas in ein Transportrohr eingeleitet, das mit einer Reaktorkammer verbunden ist, in dem der zu ätzende Halbleiter-Wafer angeordnet ist. In dem Transportrohr wird mittels eines geeigneten Plasmagenerators ein Mikrowellen- oder HF-Plasma erzeugt. Dabei bilden sich langlebige reaktive Teilchen, die durch das Transportrohr auf den zu ätzenden Wafer geleitet werden. Das Wandmaterial des Transportrohres wird dabei so gewählt, daß auf dem Trans­ portweg möglichst viele Ionen rekombinieren. Von daher ist die Auswahl geeigneter Materiali­ en eingeschränkt. Im allgemeinen bestehen Reaktorkammer und Transportrohr aus Quarzglas. Die bekannte Plasma-Ätzvorrichtung ist in Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung schematisch dargestellt.Such devices are used for the processing of semiconductor wafers for production in tegrated circuits. In the specialist book "Process Technology; Manufacturing Processes for Integrated MOS Circuits" by G. Schumicki and P. Seegebrecht, Springer-Verlag (1991), their use for a so-called down-stream etching process is described. A gas is introduced into a transport tube which is connected to a reactor chamber in which the semiconductor wafer to be etched is arranged. A microwave or HF plasma is generated in the transport tube by means of a suitable plasma generator. Long-lasting reactive particles are formed which are passed through the transport tube onto the wafer to be etched. The wall material of the transport tube is chosen so that as many ions as possible recombine on the transport path. The selection of suitable materials is therefore restricted. In general, the reactor chamber and transport tube are made of quartz glass. The known plasma etching device is shown schematically in FIG. 1 of the present application.

Das Transportrohr ist bei der bekannten Plasma-Ätzvorrichtung einem ständigen mechani­ schen und chemischen Angriff durch Stöße mit reaktiven Ionen und freien Radikalen ausge­ setzt. Dies führt zu einem Abtrag des Wandmaterials, so daß nach einer gewissen Zeit das Transportrohr ersetzt werden muß. Hierfür sind zeitaufwendige und kostspielige Quarzbläser- Arbeiten erforderlich. Häufig wird auch die gesamte Reaktorkammer inklusive dem Transpor­ trohr ausgetauscht. Auch dies ist zeit- und kostenaufwendig. Dazu trägt insbesondere die nach einem Austausch notwendige Einstellung und Einhaltung eines Hochvakuums und einer hoch­ reinen Atmosphäre in der Reaktorkammer bei.The transport tube is a permanent mechani in the known plasma etching device chemical and chemical attack from collisions with reactive ions and free radicals puts. This leads to a removal of the wall material, so that after a certain time  Transport tube must be replaced. This requires time-consuming and expensive quartz blowing Work required. The entire reactor chamber including the transport is also often used replaced. This is also time consuming and costly. In particular, the an exchange necessary setting and compliance with a high vacuum and a high pure atmosphere in the reactor chamber.

Bei einem Einsatz der Vorrichtung zur Abscheidung von SiO2-haltigem Material auf einem in der Reaktorkammer angeordneten Substrat wird in das Transportrohr ein Si-haltiges Gas, bei­ spielsweise ein Silan oder SiCl4-Gas, eingeleitet. Dabei kann es zu Ablagerungen auf der In­ nenwandung des Gaseinleitungsrohres 2 kommen, die von dort nur unter großem Aufwand zu entfernen sind.When the device for depositing SiO 2 -containing material is used on a substrate arranged in the reactor chamber, an Si-containing gas, for example a silane or SiCl 4 gas, is introduced into the transport tube. This can lead to deposits on the inner wall of the gas inlet pipe 2 , which can be removed from there only with great effort.

Zur Lösung dieses Problems wird in der EP-A1 555 546 eine Plasma CVD-Vorrichtung vorge­ schlagen, die eine Reaktionskammer mit einem Einlaßstutzen für ein Ätzgas aufweist, wobei die Innenoberflächen von Reaktionskammer und Einlaßstutzen mit einer ca. 0,25 µm bis 1 µm dicken Aluminiumoxid-Schicht beschichtet sind.To solve this problem, a plasma CVD device is proposed in EP-A1 555 546 beat, which has a reaction chamber with an inlet port for an etching gas, wherein the inner surfaces of the reaction chamber and inlet connector with an approx. 0.25 µm to 1 µm thick aluminum oxide layer are coated.

Eine Vorrichtung gemäß der eingangs genannten Gattung ist aus JP 08-158 073 (A), interpre­ tiert nach Patent Abstracts of Japan Nr. 96-339 696/34, bekannt. Darin wird eine Plasmaätz­ vorrichtung mit einer Ätzkammer beschrieben, die einen Quarzglas-Einlaßstutzen für ein Ätz­ gas aufweist. Das Ätzgas wird innerhalb des Quarzglas-Einlaßstutzens mit Mikrowelle beauf­ schlagt. Um Beschädigungen am Quarzglas-Rohr zu verhindern, ist im Bereich der Mikrowelle eine hülsenförmige Keramik-Abschirmung vorgesehen, die an der Innenwandung des Einlaß­ stutzens anliegt.A device according to the type mentioned is interpre from JP 08-158 073 (A) known from Patent Abstracts of Japan No. 96-339 696/34. Inside is a plasma etch Device described with an etching chamber that has a quartz glass inlet connector for an etch has gas. The etching gas is supplied with a microwave inside the quartz glass inlet connector strikes. To prevent damage to the quartz glass tube, use the microwave a sleeve-shaped ceramic shield is provided on the inner wall of the inlet fitting.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und preisgünstige Vor­ richtung zum Ätzen oder zum Abscheiden unter Verwendung eines Plasmas zur Verfügung zu stellen, die eine lange Lebensdauer hat.The present invention has for its object a simple and inexpensive before direction for etching or deposition using a plasma places that have a long lifespan.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abschirm-Element in Form einer Hülse im Einlaßstutzen auswechselbar eingesetzt ist.Starting from the device described in the introduction, this object is achieved by that the shielding element is interchangeably inserted in the form of a sleeve in the inlet connection.

Durch das Abschirm-Element wird die Innenwandung des Gas-Einlaßstutzens vor dem mecha­ nischen und chemischen Angriff reaktiver Ionen und freier Radikale des Plasmas geschützt. Ein Abtrag der Wandung des Gas-Einlaßstutzens wird so verhindert. The shielding element covers the inner wall of the gas inlet connector in front of the mecha protected against chemical and chemical attack of reactive ions and free radicals of the plasma. This prevents the wall of the gas inlet connection from being removed.  

Das Abschirm-Element besteht aus einem nicht elektrisch leitenden Werkstoff, der die Anre­ gung des Plasmas durch den Plasmagenerator möglichst wenig behindert. Auch die räumliche Ausdehnung des Plasmas wird durch das Abschirm-Element möglichst wenig beeinflußt.The shielding element is made of a non-electrically conductive material that the Anre the plasma generator is hampered as little as possible by the plasma generator. The spatial too Expansion of the plasma is influenced as little as possible by the shielding element.

Darüberhinaus kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Abschirm-Elementes nach anderen Kriterien als nach einer optimalen Ionenausbeute ausgewählt werden. Beispielsweise kann es im Hinblick auf seine chemische Beständigkeit oder auf seine mechanische Sputter- Festigkeit optimiert werden. Dadurch wird eine längere Lebensdauer der Vorrichtung bzw. des Transportrohres erreicht.In addition, the shielding element can be used in the device according to the invention criteria other than optimal ion yield. For example in terms of chemical resistance or mechanical sputtering, Strength can be optimized. This will extend the life of the device or Transport tube reached.

Wesentlich dabei ist, daß das Abschirm-Element die Innenwandung des Gas-Einlaßstutzens mindestens im Bereich des Plasmagenerators vor dem Plasma mindestens teilweise abdeckt. Das Abschirm-Element kann sich auch in Richtung der Reaktionskammer erstrecken. It is essential that the shielding element the inner wall of the gas inlet connector at least partially covers at least in the area of the plasma generator in front of the plasma. The shielding element can also extend in the direction of the reaction chamber.  

Das Abschirm-Element ist im Einlaßstutzen auswechselbar eingesetzt. Ein verbrauchtes Ab­ schirm-Element kann bei dieser Ausführungsform einfach ausgetauscht werden. Das Ab­ schirm-Element wird innerhalb des Einlaßstutzens lediglich mechanisch gehalten. Ein Aus­ tausch bei einer rein mechanischen Halterung des Abschirmelementes erfordert keine Quarz­ glasarbeiten und daher nur geringen Zeit- und Kostenaufwand. Aufgrund der einfachen Aus­ tauschbarkeit ist es nicht erforderlich, das Abschirm-Element hinsichtlich hoher chemischer oder mechanischer Festigkeit auszulegen. Insoweit kann das Abschirm-Element auch in bezug auf die gewünschten Plasma-Eigenschaften optimiert werden.The shielding element is used interchangeably in the inlet connection. A used up Screen element can be easily replaced in this embodiment. The Ab The screen element is only held mechanically within the inlet connection. An out replacement with a purely mechanical mounting of the shielding element does not require quartz glass work and therefore only a small amount of time and money. Because of the simple off Interchangeability does not require the shielding element to be of high chemical or mechanical strength. In this respect the shielding element can also be used can be optimized for the desired plasma properties.

Darüberhinaus erlaubt die einfache Austauschbarkeit des Abschirmelementes eine größere Variabilität der gesamten Vorrichtung. So können je nach einzuhaltenden Plasma- oder Strö­ mungsbedingungen im Einlaßstutzen unterschiedliche Abschirmelemente eingesetzt werden. Die Abschirmelemente können dabei in ihrer Geometrie, ihrer Anordnung oder ihrem Material unterschiedlich ausgebildet sein. Von daher ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Versuchszwecke besonders gut geeignet.In addition, the simple interchangeability of the shielding element allows a larger one Variability of the entire device. Depending on the plasma or flow to be observed different shielding elements are used in the inlet connection. The shielding elements can have their geometry, their arrangement or their material be designed differently. Therefore, the device according to the invention is also for Particularly suitable for experimental purposes.

Durch die hülsenförmige Ausbildung des Abschirm-Elementes wird die Auswechselbarkeit er­ leichtert. Aufgrund seiner einfachen geometrischen Form ist ein derartiges Abschirmelement außerdem kostengünstig herstellbar.Due to the sleeve-shaped design of the shielding element, it is exchangeable relieved. Such a shielding element is due to its simple geometric shape also inexpensive to manufacture.

Bevorzugt wird ein Abschirm-Element aus Quarzglas eingesetzt. Während des Transportes der im Plasma erzeugten Teilchen im Einlaßstutzen werden dabei möglichst viele Ionen, aber möglichst wenig freie Radikale durch Stöße mit den negativ aufgeladenen Quarzglas- Wandoberflächen rekombiniert. Dies gilt insbesondere bei einem langgestreckten Abschirme­ lement, beispielsweise in Form eines Rohres. Im Hinblick auf eine möglichst geringe Verunrei­ nigung des Plasmas hat sich ein Abschirm-Element aus synthetischem Quarzglas besonders bewährt. Dies wirkt sich auf die Prozeßausbeute positiv aus.A quartz glass shielding element is preferably used. During transportation of the particles generated in the plasma in the inlet port are as many ions as possible, however as few free radicals as possible due to collisions with the negatively charged quartz glass Recombined wall surfaces. This applies in particular to elongated shielding element, for example in the form of a tube. With regard to the least possible lack of flaws A shielding element made of synthetic quartz glass has a special tendency to lower the plasma proven. This has a positive effect on the process yield.

Es hat sich eine Vorrichtung bewährt, bei der zwischen dem Abschirm-Element und der Innen­ wandung des Einlaßstutzens ein Spalt vorgesehen ist. In den Spalt kann ein Gas eingeleitet werden, das sich von dem Plasma-Gas unterscheidet, beispielsweise ein Schutzgas für die In­ nenwandung des Gas-Einlaßstutzens.A device has proven itself in that between the shielding element and the inside wall of the inlet port a gap is provided. A gas can be introduced into the gap be different from the plasma gas, for example a protective gas for the In inner wall of the gas inlet connector.

Vorteilhafterweise ragt das Abschirm-Element in die Reaktionskammer hinein. Ein so angeord­ netes und gestaltetes Abschirm-Element leitet das Plasma mehr ins Innere der Reaktionskam­ mer ab, so daß die dem Gas-Einlaßstutzen benachbarte Innenwandung der Reaktionskammer vor dem Plasma-Angriff weitgehend geschützt ist. Diese Maßnahme wirkt sich somit ebenfalls positiv auf die Lebensdauer der Ätzvorrichtung aus.The shielding element advantageously projects into the reaction chamber. So arranged Nice and designed shielding element directs the plasma more inside the reaction chamber mer, so that the gas inlet port adjacent inner wall of the reaction chamber  is largely protected from the plasma attack. This measure also has an effect positive on the life of the etching device.

Als besonders günstig hat sich erwiesen, auf der der Reaktionskammer abgewandten Stirnsei­ te des Einlaßstutzens ein Verschlußteil anzuordnen, an dem das Abschirm-Element befestigt ist. Diese Ausführungsform der Vorrichtung ermöglicht einen besonders einfachen Austausch des Abschirm-Elementes. Beispielsweise kann das Abschirm-Element am Verschlußteil mittels einer Bajonett-Fassung befestigt sein.It has proven to be particularly favorable on the end face facing away from the reaction chamber te the inlet port to arrange a closure member to which the shielding element is attached is. This embodiment of the device enables a particularly simple exchange of the shielding element. For example, the shielding element can be attached to the closure part be attached to a bayonet socket.

Hinsichtlich des Abschirm-Elementes wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abschirm-Element aus synthetischem Quarzglas besteht und daß dessen Innenoberfläche in einem Schmelzprozeß geglättet ist.With regard to the shielding element, the above-mentioned object is achieved according to the invention solved in that the shielding element consists of synthetic quartz glass and that whose inner surface is smoothed in a melting process.

Es hat sich gezeigt, daß ein Abschirm-Element aus synthetischem Quarzglas durch das zu er­ zeugende Plasma besonders wenig geschädigt wird, wenn die dem Plasma zugewandte In­ nenoberfläche in einem Schmelzprozeß geglättet worden ist. Es ist ausreichend, wenn der dem Plasma zugewandte Teil der Oberfläche des Abschirm-Elementes derart geglättet ist. Die Glättung in einem Schmelzprozeß kann beispielsweise bei der Herstellung des Abschirm-Ele­ mentes mittels eines üblichen Schmelzverfahrens, wie durch Ziehen aus der Schmelze oder aus einer Vorform, erfolgen, oder durch nachträgliche Heißpolitur, beispielsweise einer Flammenpolitur.It has been shown that a shielding element made of synthetic quartz glass through it generating plasma is particularly little damaged when the plasma facing In surface has been smoothed in a melting process. It is sufficient if the part of the surface of the shielding element facing the plasma is smoothed in this way. The Smoothing in a melting process can be used, for example, in the manufacture of the shielding element mentes using a conventional melting process, such as by pulling out of the melt or from a preform, or by subsequent hot polishing, for example one Flame polish.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Patentzeich­ nung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung im einzelnen:The invention based on an exemplary embodiment and a patent tion explained in more detail. In the drawing, a schematic representation shows in detail:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Plasma-Trockenätzanlage nach dem Stand der Technik, und Fig. 1 shows a section of a plasma dry etching system according to the prior art, and

Fig. 2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäße Plasma-Trockenätzanlage. Fig. 2 shows a section of a plasma dry etching system according to the invention.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte, bekannte Plasma-Trockenätzanlage weist eine Reak­ torkammer 1 aus Quarzglas auf, in die ein Gaseinlaßrohr 2 ebenfalls aus Quarzglas mündet. Reaktorkammer 1 und Gaseinlaßrohr 2 sind vakuumdicht miteinander verschmolzen. In das Gaseinlaßrohr 2, das von einer Hochfrequenz-Spule 3 umgeben ist, werden fluorhaltige Ätzga­ se eingeleitet. Deren Strömungsrichtung ist in Fig. 1 mit dem Richtungspfeil 4 gekennzeich­ net. Mittels der Spule 3 wird innerhalb des Gaseinlaßrohres 2 ein Plasma 5 gezündet. Die in dem Plasma 5 erzeugten Teilchen werden mittels des Gaseinlaßrohres 2 in die Reaktorkam­ mer 1 geleitet, wo sie zum Ätzen eines Halbleiter-Wafers dienen. Der Halbleiter-Wafer sowie der dem Gaseinlaßrohr 2 abgewandte Teil der Reaktorkammer 1 tragen zum Verständnis der Erfindung nichts wesentliches bei und sind daher in der Figur nicht dargestellt.The illustrated schematically in Fig. 1 known, plasma dry etching has a reac gate chamber 1 made of quartz glass, into which a gas inlet pipe 2 also opens out of quartz glass. Reactor chamber 1 and gas inlet tube 2 are fused together in a vacuum-tight manner. In the gas inlet tube 2 , which is surrounded by a high-frequency coil 3 , fluorine-containing Ätzga se are initiated. Their flow direction is marked in Fig. 1 with the directional arrow 4 net. A plasma 5 is ignited within the gas inlet tube 2 by means of the coil 3 . The particles generated in the plasma 5 are passed through the gas inlet tube 2 into the reactor chamber 1 , where they are used for etching a semiconductor wafer. The semiconductor wafer and the gas inlet pipe 2 remote part of the reactor chamber 1 contribute to the understanding of the invention, nothing major at and therefore are not shown in the figure.

Bei der Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plasma-Trockenätzanlage in Fig. 2 werden für die Bezeichnung von Bauteilen oder Bestandteilen der Trockenätzanla­ ge dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet, wenn diese jeweils zueinander als gleich oder als äquivalent anzusehen sind. Auf die obigen Erläuterungen der Bauteile bzw. Bestand­ teile wird verwiesen.In the illustration of an embodiment of the plasma dry etching system according to the invention in FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for the designation of components or components of the dry etching system if these are to be regarded as being the same or equivalent to one another. Reference is made to the above explanations of the components or components.

Bei der erfindungsgemäßen Trockenätzanlage ist innerhalb des Gaseinlaßrohres 2 und koaxial zu diesem ein Schutzrohr 6 auswechselbar angeordnet.In the dry etching system according to the invention, a protective tube 6 is interchangeably arranged within the gas inlet tube 2 and coaxially therewith.

Das Schutzrohr 6 besteht aus synthetisch hergestelltem Quarzglas. Es wurde in einem übli­ chen Rohr-Ziehverfahren aus der Schmelze gezogen und weist daher eine besonders glatte Oberfläche auf. Das Schutzrohr 6 hat eine Länge von ca. 200 mm, einen Innendurchmesser von ca. 20 mm und eine Wandstärke von ca. 6 mm. Die Wandstärke des Gaseinlaßrohres 2 beträgt etwa 3 mm. Zwischen dem Schutzrohr 6 und der Innenwandung des Gaseinlaßrohres 2 verbleibt ein Spalt 8 mit einer Spaltweite von etwa 1 mm. Zur Verdeutlichung der erfindungs­ wesentlichen Merkmale ist die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Darstellung nicht maßstabsgetreu.The protective tube 6 consists of synthetically produced quartz glass. It was drawn from the melt in a conventional tube-drawing process and therefore has a particularly smooth surface. The protective tube 6 has a length of approximately 200 mm, an inner diameter of approximately 20 mm and a wall thickness of approximately 6 mm. The wall thickness of the gas inlet tube 2 is approximately 3 mm. A gap 8 with a gap width of approximately 1 mm remains between the protective tube 6 and the inner wall of the gas inlet tube 2 . To illustrate the features essential to the invention, the illustration shown in FIGS. 1 and 2 is not to scale.

Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Schutzrohr 6 über die gesamte Länge des Gasein­ laßrohres 2 und darüberhinaus noch ein kleines Stück 7 in die Reaktorkammer 1 hinein. Die der Reaktorkammer 1 abgewandte Stirnseite des Gaseinlaßrohres 2 ist mit einem (in der Fig. 2 nicht dargestellten) Deckel verschlossen. Mit diesem ist das Schutzrohr 6 in einer Bajo­ nett-Fassung verbunden.In the exemplary embodiment, the protective tube 6 extends over the entire length of the gas inlet tube 2 and, in addition, a small piece 7 into the reactor chamber 1 . The reactor chamber 1 remote from end face of the gas inlet tube 2 is closed with a (in FIG. 2 not shown) lid. With this, the protective tube 6 is connected in a Bajo nice version.

Das Schutzrohr 6 verhindert, daß das durch die Spule 3 erzeugte Plasma 5 mit der Innenwan­ dung des Gaseinlaßrohres 2 in Berührung kommt. Dadurch wird ein Verschleiß des Gaseinlaß­ rohres 2 durch die ätzenden Gase und Ionen des Plasmas 5 vermieden. Stattdessen kommt es zu einem Abtrag des Schutzrohres 6, insbesondere im Bereich des direkten Plasma-Angrif­ fes. Aufgrund der hohen Reinheit des Schutzrohres 6 trägt dieser Abrieb jedoch zu einer Ver­ unreinigung der Reaktorkammer 1 nicht wesentlich bei.The protective tube 6 prevents the plasma 5 generated by the coil 3 from coming into contact with the inner wall of the gas inlet tube 2 . As a result, wear of the gas inlet tube 2 by the corrosive gases and ions of the plasma 5 is avoided. Instead, the protective tube 6 is removed, in particular in the area of the direct plasma attack. However, due to the high purity of the protective tube 6 , this abrasion does not significantly contribute to contamination of the reactor chamber 1 .

Darüberhinaus schirmt das Schutzrohr 6 auch den Bereich der Verbindung von Reaktorkam­ mer 1 und Gaseinlaßrohr 2 vor dem Plasma 5 ab. In addition, the protective tube 6 also shields the area of the connection of the reactor chamber 1 and the gas inlet tube 2 from the plasma 5 .

Sobald das Schutzrohr 6 verbraucht ist, wird es ausgetauscht. Im Ausführungsbeispiel erfolgt der Austausch durch einfaches Entfernen des Deckels vom Gaseinlaßrohr 2, Herausziehen des Schutzrohres 6 und Lösen des Bajonett-Verschlusses und Einsetzen eines neuen Schutzrohres.As soon as the protective tube 6 is used up, it is replaced. In the exemplary embodiment, the exchange is carried out by simply removing the cover from the gas inlet tube 2 , pulling out the protective tube 6 and loosening the bayonet catch and inserting a new protective tube.

Zur Lebensdauerverlängerung bei der erfindungsgemäßen Trockenätzanlage trägt eine Spü­ lung des Spaltes 8 mit einem Schutzgas (Argon) bei, die einen chemischen Angriff reaktiver Gase oder Ionen auf die Innenwandung des Gaseinlaßrohres 2 zusätzlich verhindert.To extend the service life of the dry etching system according to the invention, a flushing of the gap 8 with a protective gas (argon), which additionally prevents a chemical attack of reactive gases or ions on the inner wall of the gas inlet tube 2 .

Für den Einsatz der in Fig. 2 schematisch dargestellten Vorrichtung zur Abscheidung von SiO2-haltigem Material auf einem in der Reaktorkammer angeordneten Substrat wird in das Gaseinlaßrohr 2 anstelle des fluorhaltigen Ätzgases oder zusätzlich zu einem fluorhaltigen Gas ein Si-haltiges Gas, beispielsweise ein Silan oder SiCl4-Gas, eingeleitet. Auch bei dieser Verwendungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung schützt das Schutzrohr 6 das Gasein­ leitungsrohr 2 vor dem chemischen Angriff der sich im Plasma 5 bildenden Teilchen. Darüber­ hinaus verhindert das Schutzrohr 6 auch Ablagerungen auf der Innenwandung des Gaseinlei­ tungsrohres 2. Anstatt auf dem Gaseinleitungsrohr 2 sammeln sich eventuelle Ablagerungen auf der Innenseite des Schutzrohres 6 an. Nach dem Auswechseln des Schutzrohres 2 kann dieses einfach gereinigt und die Ablagerungen entfernt werden.For the use of the device shown schematically in FIG. 2 for the deposition of SiO 2 -containing material on a substrate arranged in the reactor chamber, an Si-containing gas, for example a silane, is inserted into the gas inlet pipe 2 instead of the fluorine-containing etching gas or in addition to a fluorine-containing gas or SiCl 4 gas. Even with this use of the device according to the invention, the protective tube 6 protects the gas inlet pipe 2 from the chemical attack of the particles 5 formed in the plasma. In addition, the protective tube 6 also prevents deposits on the inner wall of the gas inlet pipe 2 . Instead of on the gas inlet tube 2 , any deposits accumulate on the inside of the protective tube 6 . After replacing the protective tube 2 , it can be easily cleaned and the deposits removed.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Ätzen oder zum Abscheiden unter Verwendung eines Plasmas, mit ei­ ner Reaktionskammer für die Aufnahme eines zu behandelnden Substrates, die einen Gas-Einlaßstutzen aus Quarzglas für die Einleitung eines Gases in die Reaktionskam­ mer aufweist, und mit einem Plasma-Generator zur Erzeugung eines Plasmas innerhalb des Einlaßstutzens, wobei zwischen der Innenwandung des Einlaßstutzens und dem zu erzeugenden Plasma ein Abschirm-Element angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm-Element (6) in Form einer Hülse im Einlaßstutzen (2) auswechselbar eingesetzt ist.1. Apparatus for etching or for deposition using a plasma, with a reaction chamber for receiving a substrate to be treated, which has a gas inlet port made of quartz glass for the introduction of a gas into the reaction chamber, and with a plasma generator Generation of a plasma within the inlet nozzle, a shielding element being arranged between the inner wall of the inlet nozzle and the plasma to be generated, characterized in that the shielding element ( 6 ) is interchangeably inserted in the form of a sleeve in the inlet nozzle ( 2 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm-Element (6) aus Quarzglas besteht.2. Device according to claim 1, characterized in that the shielding element ( 6 ) consists of quartz glass. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm-Ele­ ment (6) aus synthetischem Quarzglas besteht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the shielding element ( 6 ) consists of synthetic quartz glass. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abschirm-Element (6) und der Innenwandung des Einlaßstutzens (2) ein Spalt (9) vorgesehen ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a gap ( 9 ) is provided between the shielding element ( 6 ) and the inner wall of the inlet connector ( 2 ). 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm-Element (6) in die Reaktionskammer (1) hineinragt.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding element ( 6 ) projects into the reaction chamber ( 1 ). 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Reaktionskammer (1) abgewandten Stirnseite des Einlaßstutzens (2) ein Ver­ schlußteil angeordnet ist, an dem das Abschirm-Element (6) befestigt ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the end of the inlet port ( 2 ) facing away from the reaction chamber ( 1 ), a United closing part is arranged on which the shielding element ( 6 ) is attached. 7. Rohrförmiges Abschirmelement zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das aus synthetischem Quarzglas besteht und dessen Innenoberflä­ che in einem Schmelzprozess geglättet ist.7. Tubular shielding element for use in a device according to one of the Claims 1 to 6, which consists of synthetic quartz glass and the inner surface surface is smoothed in a melting process.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3095305A4 (en) * 2014-01-15 2017-08-30 Gallium Enterprises Pty Ltd Apparatus and method for the reduction of impurities in films
US10618833B2 (en) 2015-12-18 2020-04-14 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a synthetic quartz glass grain
US10676388B2 (en) 2015-12-18 2020-06-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Glass fibers and pre-forms made of homogeneous quartz glass
US10730780B2 (en) 2015-12-18 2020-08-04 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven
US11053152B2 (en) 2015-12-18 2021-07-06 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Spray granulation of silicon dioxide in the preparation of quartz glass
US11236002B2 (en) 2015-12-18 2022-02-01 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of an opaque quartz glass body
US11299417B2 (en) 2015-12-18 2022-04-12 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a melting crucible of refractory metal
US11339076B2 (en) 2015-12-18 2022-05-24 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of carbon-doped silicon dioxide granulate as an intermediate in the preparation of quartz glass
US11492285B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies from silicon dioxide granulate
US11492282B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven
US11952303B2 (en) 2015-12-18 2024-04-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Increase in silicon content in the preparation of quartz glass

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6987021B2 (en) * 2018-05-28 2021-12-22 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment and plasma processing method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0555546A1 (en) * 1992-01-15 1993-08-18 International Business Machines Corporation Plasma CVD apparatus and processes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0555546A1 (en) * 1992-01-15 1993-08-18 International Business Machines Corporation Plasma CVD apparatus and processes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. SCHUMICKI & P. SEEGEBRECHT: Prozeßtechnologie Fertigungsverfahren für integrierte MOS-Schaltun- gen, Springer Verlag 1991 *
JP 08-158073 A in: Pat. Abstr. JP, Vol. 96, NO. 6 und in Derwent Abstr. No. 96-339696/34 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11001926B2 (en) 2014-01-15 2021-05-11 Gallium Enterprises Pty Ltd Apparatus and method for the reduction of impurities in films
EP3095305A4 (en) * 2014-01-15 2017-08-30 Gallium Enterprises Pty Ltd Apparatus and method for the reduction of impurities in films
US11236002B2 (en) 2015-12-18 2022-02-01 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of an opaque quartz glass body
US10730780B2 (en) 2015-12-18 2020-08-04 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven
US10676388B2 (en) 2015-12-18 2020-06-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Glass fibers and pre-forms made of homogeneous quartz glass
US11053152B2 (en) 2015-12-18 2021-07-06 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Spray granulation of silicon dioxide in the preparation of quartz glass
US10618833B2 (en) 2015-12-18 2020-04-14 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a synthetic quartz glass grain
US11299417B2 (en) 2015-12-18 2022-04-12 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a melting crucible of refractory metal
US11339076B2 (en) 2015-12-18 2022-05-24 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of carbon-doped silicon dioxide granulate as an intermediate in the preparation of quartz glass
US11492285B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies from silicon dioxide granulate
US11492282B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven
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US11952303B2 (en) 2015-12-18 2024-04-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Increase in silicon content in the preparation of quartz glass

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