JP2000164565A - 半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置

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JP2000164565A
JP2000164565A JP10335195A JP33519598A JP2000164565A JP 2000164565 A JP2000164565 A JP 2000164565A JP 10335195 A JP10335195 A JP 10335195A JP 33519598 A JP33519598 A JP 33519598A JP 2000164565 A JP2000164565 A JP 2000164565A
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JP
Japan
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quartz
semiconductor manufacturing
top plate
chamber
manufacturing apparatus
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JP10335195A
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Tomohide Shirosaki
友秀 城崎
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Original Assignee
Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • H01J37/32477Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部から石英部品を通じて電磁波をチャンバ
内に導入する方式の装置では、その石英部品に付着した
反応生成物が剥離してウエハ上に落下し、この落下した
反応生成物がパーティクルの発生の原因となる。 【解決手段】 TCP電極19で発生された電磁波を、
真空チャンバ12内に石英天板18を介して導入し、該
チャンバ12内のガスを励起することによってプラズマ
を発生させてウエハ15を処理する高密度プラズマエッ
チング装置において、石英天板18の上方に遠赤外線ヒ
ータ21を配置し、この遠赤外線ヒータ21から発せら
れる遠赤外線の輻射熱で石英天板18を加熱するように
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、半導体および電子
デバイス部品に代表される微細加工プロセスにおいて薄
膜形成に広く使用されているエッチング装置、CVD
(chemical vapor deposition)装置あるいはスパッタ装
置等の半導体製造装置に関し、特に真空チャンバ内に石
英部材を介して電磁波を導入し、該チャンバ内のガスを
励起することによってプラズマを発生させてウエハ等の
被処理物の処理を行うプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体および電子デバイス部品に代表さ
れる微細加工プロセスにおいて、微細加工パターンを形
成するための手法として、現在、エッチング法が広く利
用されている。この処理を行うための微細加工装置であ
るエッチング装置において、高アスペクト比・高選択比
・高エッチレートの要求があるとともに、断線やショー
トの原因となるパーティクルの発生も抑えていかなけれ
ばならない状況にある。たとえば、アルミニウムの配線
パターンのエッチングを行う際には、配線間にパーティ
クルが存在すれば、ショートの原因となってしまい、著
しく製品の歩留りを低下させてしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の要求の
それぞれについてはトレードオフの関係にあり、すべて
の条件を満足することはできない。近年の高密度・高集
積化に伴い、高真空状態で高密度プラズマを発生するプ
ラズマソースを搭載したチャンバが出現してきており、
高密度プラズマに晒されたチャンバ内部の部品にイオン
バンボードによるパーティクルが発生するのが深刻な問
題となってきている。
【0004】特に、最新の高密度プラズマ装置は、外部
から石英部品を通じて電磁波をチャンバ内に導入する方
式のものが多く、その石英部品に付着した反応生成物が
剥離し、ウエハ上に落下することが重要な課題となって
いる。すなわち、高密度プラズマが発生するチャンバ構
成においてウエハの多数処理を行うと、チャンバ直上に
配された石英天板に反応生成物が付着して堆積し、その
生成物の堆積量がある程度多くなると剥離してウエハ上
に落下し、この落下した反応生成物がパーティクルの原
因となってしまうのである。
【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、石英部品に付着した
反応生成物の落下に起因するパーティクルの発生を低減
可能な半導体製造装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体製造
装置は、真空チャンバ内に石英部材を介して電磁波を導
入し、該チャンバ内のガスを励起することによってプラ
ズマを発生させて被処理物に対する処理を行う半導体製
造装置であって、石英部材を加熱する加熱手段を有する
構成となっている。
【0007】上記構成の半導体製造装置において、加熱
手段によって石英部材を加熱することにより、石英部材
の温度が上昇する。石英部材の温度の上昇により、石英
部材に付着した反応生成物が蒸発し易くなることから、
石英部材に反応生成物が付着しにくくなり、その堆積量
が少なくなる。すると、堆積した反応生成物が剥離しに
くくなり、結果として、石英部材に付着した反応生成物
の落下を抑えることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。ここでは、半導体
および電子デバイス部品に代表される微細加工プロセス
において、ドライエッチング工程を例に採って説明する
が、これに限られるものではなく、CVDやスパッタ等
の他の工程についても同様である。
【0009】図1は、チャンバ上面が石英ガラスで形成
され、その直上にRF(高周波)コイルを配した高密度
プラズマエッチング装置の概要を示す構成図である。図
1の装置では、排気装置11によってチャンバ12内を
真空状態にし、この真空チャンバ12内にはガス供給部
13からガスを供給する。
【0010】そして、この真空チャンバ12内におい
て、チラー等により精密に温度コントロールされた下部
電極14の温度をウエハ15に正確に伝達するために、
当該ウエハ15を静電チャック16で吸着する。また、
下部電極14に高周波電源17から高周波電力を与える
ことにより、下部電極14上にバイアス磁界を発生させ
てイオンの入射量を調整している。
【0011】さらに、真空チャンバ12内に高密度プラ
ズマを発生させるために、チャンバ12の直上に石英天
板(石英ガラス)18を介してコイル状のTCP(trans
former coupled plasma)電極19が配されている。この
TCP電極19に高周波電源20から高周波電力を与え
ることによって電磁波を発生させ、この電磁波を石英天
板18を通してチャンバ12内に導入し、ガスを励起さ
せることによって高密度プラズマを発生させるメカニズ
ムとなっている。
【0012】そして、上記構成の高密度プラズマエッチ
ング装置において、石英天板18への反応生成物の付着
を抑えるために、石英天板18を加熱する構成を採るよ
うにする。
【0013】ここで、石英天板18を加熱する方法とし
ては、一般的に、ニクロム線などを用いたヒータで加熱
したり、輻射熱を利用して加熱する方法が考えられる。
しかしながら、前者の方法にあっては、石英天板18と
TCP電極19との間に金属が介在する形となるため、
発生した電磁波をチャンバ12内に良好に導入すること
が困難となり、高密度プラズマの発生が不可能となって
しまう。一方、後者の方法にあっては、石英ガラスは透
明であることから輻射熱を透過してしまうために、石英
天板18を昇温することはできない。
【0014】そこで、本発明の第1実施形態に係る高密
度プラズマエッチング装置においては、石英天板18を
加熱するために、石英ガラスが透過しない遠赤外線を使
用するようにしている。すなわち、図1において、石英
天板18の上方に遠赤外線ヒータ21を配した構成を採
っている。ここで、石英ガラスの透過率は200nm以
上であり、一般の輻射熱は透過してしまう。
【0015】これに対して、遠赤外線ヒータ21から発
せられる遠赤外線の輻射熱で石英天板18を加熱するよ
うにすることで、遠赤外線の放射率は5nmの波長で1
00%に達するために、石英ガラスに吸収されることな
く、しかもTCP電極19で発生され、石英天板18を
通して導入される電磁波に影響を与えることなく、石英
天板18を加熱することができる。
【0016】このように、石英天板18を加熱すること
により、石英天板18の温度が上昇し、付着した反応生
成物が蒸発し易くなるため、石英天板18に反応生成物
の付着しにくくなる。これにより、反応生成物の堆積量
も少なくなり、石英天板18に付着した反応生成物の落
下を抑えることができるため、反応生成物の落下による
パーティクルの発生を低減できる。
【0017】また、図2に示すように、石英天板18の
表面、好ましくは大気側の表面、即ちTCP電極19側
の表面18aにサンドブラスト(sandblast)
処理を施すことにより、遠赤外線ヒータ21から発せら
れる遠赤外線の輻射熱の透過を防止できる、換言すれば
熱吸収率を向上できるため、石英天板18をより効率良
く加熱できる。これにより、石英天板18に付着した反
応生成物の落下によるパーティクルの発生をより低減で
きる。
【0018】図3は、本発明の第2実施形態に係る高密
度プラズマエッチング装置の要部を示す構成図である。
【0019】この第2実施形態では、石英天板18を加
熱する手段として、図3から明らかなように、石英天板
18の表面、好ましくはTCP電極19側の表面で、か
つ電磁波を透過しない領域、即ちTCP電極19の外側
の領域に透明伝導膜、例えばITO(indium tin oxide)
膜22を蒸着し、これに電源23によって通電する構成
のものを用いる。ここで、電源23としては交流/直流
を問わず、要は、ITO膜22を発熱させることができ
るものであれば良い。
【0020】このように、石英天板18の表面の電磁波
を透過しない領域にITO膜22を蒸着し、これに通電
する構成の加熱手段を用いることにより、通電によって
ITO膜22が発熱し、その熱が電磁波を透過しない領
域の表面から石英天板18に直接伝達されることから、
石英天板18を通して導入される電磁波に影響を及ぼす
ことなく、かつ効率良く石英天板18を加熱することが
できる。
【0021】これにより、第1実施形態の場合と同様
に、石英天板18の温度が上昇し、付着した反応生成物
が蒸発し易くなるため、石英天板18に反応生成物の付
着しにくくなる。したがって、反応生成物の堆積量も少
なくなり、石英天板18に付着した反応生成物の落下を
抑えることができるため、反応生成物の落下によるパー
ティクルの発生を低減できる。
【0022】なお、第2実施形態に係る加熱手段、即ち
ITO膜22を蒸着し、これに通電する構成の加熱手段
に比べて石英天板18に対する加熱効率は落ちるもの
の、図4に示すように、石英天板18の表面、好ましく
はTCP電極19側の表面で、かつ電磁波を透過しない
領域、即ちTCP電極19の外側の領域にヒータ、好ま
しくは薄型ヒータ24を接触され、これを加熱手段とし
て用いることも可能である。
【0023】この薄型ヒータ24を加熱手段として用い
た場合は、接触式であることから、第2実施形態の場合
に比べて加熱効率は落ちるものの、電磁波を透過しない
領域に配置した構成を採っていることから、石英天板1
8を通して導入される電磁波に影響を与えることなく、
石英天板18を加熱することができるため、石英天板1
8に対する反応生成物の付着を抑え、その落下によるパ
ーティクルの発生を低減できる。
【0024】なお、本発明は上述した各実施形態および
その変形例に限定されるものではなく、プラズマ源や、
装置構成、サンプル構成、エッチングガス等のプロセス
条件は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜選択でき
ることは言うまでもない。
【0025】さらに、本発明は、ICP(inductive cou
pled plasma)方式やECR(electron cyclotron resona
nce)方式のエッチング装置にも適用可能であり、またエ
ッチング装置に限らず、真空チャンバ内に石英部材を介
して電磁波を導入し、該チャンバ内のガスを励起するこ
とによってプラズマを発生させる構成の半導体製造装置
全般に適用可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
真空チャンバ内に石英部材を介して電磁波を導入し、該
チャンバ内のガスを励起することによってプラズマを発
生させて被処理物に対する処理を行う半導体製造装置に
おいて、石英部材を加熱する構成を採ったことにより、
石英部材の昇温によって石英部材に反応生成物が付着し
にくくなり、結果として、石英部材に付着した反応生成
物の落下を抑えることができるため、石英部材に付着し
た反応生成物の落下に起因するパーティクルの発生を低
減できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る高密度プラズマエ
ッチング装置の概要を示す構成図である。
【図2】第1実施形態の変形例を示す要部の構成図であ
る。
【図3】本発明の第2実施形態に係る高密度プラズマエ
ッチング装置の要部を示す構成図である。
【図4】本発明の第3実施形態に係る高密度プラズマエ
ッチング装置の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
11…排気装置、12…真空チャンバ、13…ガス供給
部、14…下部電極、15…ウエハ、18…石英天板、
19…TCP電極、21…遠赤外線ヒータ、22…IT
O膜、24…薄型ヒータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバ内に石英部材を介して電磁
    波を導入し、該チャンバ内のガスを励起することによっ
    てプラズマを発生させて被処理物に対する処理を行う半
    導体製造装置であって、 前記石英部材を加熱する加熱手段を有することを特徴と
    する半導体製造装置。
  2. 【請求項2】 前記加熱手段は遠赤外線ヒータであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の半導体製造装置におい
    て、 前記石英部材は、その表面にサンドブラスト処理が施さ
    れていることを特徴とする半導体製造装置。
  4. 【請求項4】 前記加熱手段は、前記石英部材の電磁波
    を透過しない領域に配された透明伝導膜と、前記透明伝
    導膜に通電する通電手段とからなることを特徴とする請
    求項1記載の半導体製造装置。
  5. 【請求項5】 前記加熱手段は、前記石英部材の電磁波
    を透過しない領域に配されたヒータであることを特徴と
    する請求項1記載の半導体製造装置。
JP10335195A 1998-11-26 1998-11-26 半導体製造装置 Pending JP2000164565A (ja)

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