JP2000012287A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JP2000012287A
JP2000012287A JP10180835A JP18083598A JP2000012287A JP 2000012287 A JP2000012287 A JP 2000012287A JP 10180835 A JP10180835 A JP 10180835A JP 18083598 A JP18083598 A JP 18083598A JP 2000012287 A JP2000012287 A JP 2000012287A
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JP
Japan
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chamber
plasma
plasma processing
antennas
processing apparatus
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Pending
Application number
JP10180835A
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English (en)
Inventor
Kaoru Sakamoto
薫 坂本
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.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャンバー外側にプラズマ発生用のアンテナ
を巻回したプラズマ処理装置のプラズマ発生を容易にし
且つ基板に与えるダメージを少なくする。 【解決手段】 チャンバー3の小径部3a外側には2本
のアンテナ7a,7b,7cを螺旋状に巻回している。
アンテナ7a,7b,7cは断面円形をなし、互いの間
隔を維持するためにチャンバー3とアンテナ7a,7
b,7cとの間には絶縁体からなるスペーサ8を介在せ
しめ、更にアンテナ7a,7b,7cの上端部は平面視
で互いに120°位相をずらせ、その上端部を高周波電
源との接続部(給電部)としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハやガ
ラス基板等に対しエッチング、アッシング、CVD処
理、イオン注入処理等を行うプラズマ処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】プラズマ処理装置としてはチャンバー内
に一対の電極を配置した平行平板型の装置と、チャンバ
ーの外側にプラズマ発生用のアンテナ(電極)を設けた
プラズマ処理装置がある。後者の装置としては更に、チ
ャンバーの外周に一対のシート状電極を対向配置し、こ
れら一対のシート状電極の一方に高周波電源を接続し、
他方を接地したタイプと、チャンバーの周囲に螺旋状若
しくは環状のコイル電極を配置し、このコイル電極に高
周波電源を接続したタイプがある。
【0003】また、高周波を印加することで発生するプ
ラズマには、容量結合型プラズマ(CCP:Capacitive Coup
led Plasma)と誘導結合型プラズマ(ICP:Inductive Coup
ledPlasma)があり、シート状電極を用いたプラズマ処理
装置にあっては容量結合型プラズマが主に発生し、コイ
ルアンテナを用いたプラズマ処理装置にあっては誘導結
合型プラズマが主に発生する。
【0004】容量結合型プラズマは基板にダメージを与
えるので、誘導結合型プラズマの方が好ましいことが判
明している。そこで、コイル電極を用いたプラズマ処理
装置であって、更に容量結合型プラズマの発生を抑制す
る先行技術として、特開平5−502971号公報、特
開平8−50996号公報或いは特開平8−88220
号公報に開示されるものがある。これら先行技術は、い
ずれもアンテナ(コイル電極)とプラズマ処理用チャン
バーとの間にファラデーシールドを配置し、アンテナの
軸方向電場を電気的に短絡して容量結合型プラズマを抑
制するというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように容量結
合型プラズマは基板にダメージを与えるのであるが、完
全に容量結合型プラズマを排除すると今度はチャンバー
内でプラズマが発生しなくなる。つまり容量結合型プラ
ズマはプラズマを発生させるための火種のようなもので
あり、効率のよいプラズマ処理を行うには、容量結合型
プラズマの発生をコントロールすることが肝心である。
しかしながら、上述したファラデーシールドを配置した
先行技術にあっては、容量結合型プラズマの発生のコン
トロールが困難である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、処理用チャンバーの周囲にプラズマ発生用のア
ンテナ(電極)を設けたプラズマ処理装置において、前
記アンテナを複数本とし、各アンテナは一端が高周波電
源に接続され、更に各アンテナは互いに接触しないよう
に位相をずらせてプラズマ処理用チャンバーの周囲に螺
旋状に巻回された構成とした。このように、給電位置を
周方向において複数箇所とすることで、容量結合型プラ
ズマがチャンバーの内周部に沿って発生し、チャンバー
の中央部で誘導結合型プラズマが発生する。
【0007】尚、前記アンテナとしては、例えば断面円
形若しくはシート状をなし、上端部が高周波電源に接続
されたものが適当である。また、プラズマ処理用チャン
バーとアンテナとの間には、アンテナ同士の間隔を維持
するための絶縁体からなるスペーサを設けることが可能
である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る
プラズマ処理装置の一部切欠側面図、図2は図1に示し
たプラズマ処理装置の平面図である。
【0009】プラズマ処理装置はベース1に形成した開
口2を覆うように石英等を材料としたチャンバー3が設
けられている。チャンバー3としては、上部チャンバー
と下部チャンバーに分け、上部チャンバーを石英やセラ
ミックス製とし、下部チャンバーをアルミニウム合金製
としたものでもよい。
【0010】前記開口2の内周には排気リング4が設け
られ、この排気リング4の内側にステージ5が昇降可能
に臨んでいる。尚、排気リング4は発生したプラズマが
飛ばないように絶縁処理を施すことが好ましい。
【0011】一方、チャンバー3は上半部を小径部3
a、下半部を大径部3bとし、小径部3a内をプラズマ
発生空間、大径部3b内を発生したプラズマによって半
導体ウェーハ等の処理基板Wにエッチングやアッシング
等を行う処理空間とし、小径部3aの上端には反応ガス
導入管6を設け、更に、チャンバー3の小径部3a外側
には2本のアンテナ7a,7bを螺旋状に巻回してい
る。
【0012】アンテナ7a,7bは断面円形をなし、互
いの間隔を維持するためにチャンバー3とアンテナ7
a,7bとの間には絶縁体からなるスペーサ8を介在せ
しめ、更にアンテナ7a,7bの上端部は平面視で互い
に180°位相をずらせ、その上端部を高周波電源との
接続部(給電部)としている。また、アンテナ7a,7
bの下端部も平面視で互いに180°位相をずらせ接地
している。尚、アンテナ7a,7bとしては図3に示す
ようにシート状をなすものでもよい。
【0013】図4は別実施例に係るプラズマ処理装置の
一部切欠側面図、図5は図4に示したプラズマ処理装置
の平面図であり、この実施例にあっては3本のアンテナ
7a,7b,7cを互いに接触しないようにスペーサ8
を介してチャンバー3の外側に螺旋状に巻回し、更に各
アンテナ7a,7b,7cの上端部が平面視で等間隔
(120°)位相をずらし、その位相をずらした上端部
に高周波電源を接続している。
【0014】以上において、高周波電源を各アンテナ7
a,7b(7c)に印加すると、給電部に近い領域にお
いてプラズマ発生の火種となる容量結合型プラズマが発
生する。即ち、本発明にあっては図6に示すようにチャ
ンバー3の小径部3aの上部内周に沿った部分に容量結
合型プラズマが発生し、チャンバー3の小径部3aの中
央部に誘導結合型プラズマが発生し、この誘導結合型プ
ラズマがチャンバー3の大径部3b内に導かれ、基板W
をプラズマ処理する。
【0015】尚、図示例では、アンテナの本数を2本ま
たは3本としたものを示したが、勿論これ以上であって
もよい。アンテナの本数を4本,5本或いはそれ以上に
増やすことで、チャンバーの内周部に沿って発生する容
量結合型プラズマがより均一になる。
【0016】また、もしも容量結合型プラズマが及ぼす
基板へのダメージが大きい場合には、各アンテナより上
側に図3に示すように接地電極9を設けた方がよい。
【0017】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
処理用チャンバーの周囲に螺旋状に設けるプラズマ発生
用のアンテナを複数本とし、各アンテナを高周波電源に
接続し、更に各アンテナは互いに接触しないように位相
をずらせてプラズマ処理用チャンバーの周囲に螺旋状に
巻回された構成としたので、給電位置が周方向において
複数箇所となって、容量結合型プラズマがチャンバーの
内周部に沿って発生し、チャンバーの中央部で誘導結合
型プラズマが発生する。したがって、プラズマの発生が
容易で、しかも基板に与えるダメージが少ない処理装置
とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の一部切欠側面
【図2】図1に示したプラズマ処理装置の平面図
【図3】別実施例に係るプラズマ処理装置の一部切欠側
面図
【図4】別実施例に係るプラズマ処理装置の一部切欠側
面図
【図5】図4に示したプラズマ処理装置の平面図
【図6】容量結合型プラズマと誘導結合型プラズマの発
生領域を示す図
【符号の説明】
1…ベース、2…開口、3…チャンバー、3a…チャン
バーの小径部、3b…チャンバーの大径部、4…排気リ
ング、5…ステージ、6…反応ガス導入管、7a,7
b,7c…アンテナ、8…スペーサ、W…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/3065 H01L 21/302 B Fターム(参考) 4K030 CA04 CA06 FA04 KA05 KA30 KA34 4K057 DA02 DA16 DB20 DD01 DM28 DM33 DN01 5F004 AA06 BA20 BB13 BD01 BD04 BD06 5F045 AA08 DP03 EH02 EH04 EH11 EH12 EH20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマ処理用チャンバーと、このプラ
    ズマ処理用チャンバーの周囲に設けられるアンテナとか
    らなるプラズマ処理装置において、前記アンテナは複数
    本設けられ、各アンテナは一端が高周波電源に接続さ
    れ、更に各アンテナは互いに接触しないように位相をず
    らせてプラズマ処理用チャンバーの周囲に螺旋状に巻回
    されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプラズマ処理装置にお
    いて、前記アンテナは、断面円形若しくはシート状をな
    すことを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のプラズマ処理装置にお
    いて、前記アンテナは、上端部が高周波電源に接続され
    ていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3に記載のプラズマ
    処理装置において、前記プラズマ処理用チャンバーとア
    ンテナとの間には、アンテナ同士の間隔を維持するため
    の絶縁体からなるスペーサが設けられていることを特徴
    とするプラズマ処理装置。
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