JP2734908B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2734908B2 JP2734908B2 JP4290542A JP29054292A JP2734908B2 JP 2734908 B2 JP2734908 B2 JP 2734908B2 JP 4290542 A JP4290542 A JP 4290542A JP 29054292 A JP29054292 A JP 29054292A JP 2734908 B2 JP2734908 B2 JP 2734908B2
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- Japan
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- wafer
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- plasma processing
- electrode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32541—Shape
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平行電極の一方の電極
と保持された試料との間にガスを導入することにより、
試料を温度調節し、プラズマ処理を行うクランプ冷却式
のプラズマ装置に関する。
と保持された試料との間にガスを導入することにより、
試料を温度調節し、プラズマ処理を行うクランプ冷却式
のプラズマ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理を行う平行平板型ドライエ
ッチング装置では、例えば上下平行電極の下部電極上に
載置した試料をクランプ板にて保持し、不活性ガスを下
部電極に形成された冷却孔から、前記電極と試料との間
に導入して試料の温度調節を行っている。図６は、従来
の平行平板型ドライエッチング装置の模式的断面図であ
る。図中11はチャンバ内の反応室であり、反応室11側面
には反応ガス導入口11aを、底部には排気口11b 及び温
度調節ガス導入管11c を備えている。反応室11内底面に
は表面が凸面状の下部電極12が固定され、下部電極12と
対向させて上部電極13が配置される。下部電極12の中心
下部には温度調節ガス導入管11c に連結された温度調節
ガス導入部12b が設けられている。図７は下部電極12の
模式的平面図であり、下部電極12の中心部近傍に４個の
冷却孔12a, 12a…が同心状に等間隔で開設され、この冷
却孔12a, 12a…は前記温度調節ガス導入部12b に貫通し
ている。そして、ドーナツ円板状のクランプ板14が下部
電極12に固定されており、クランプ板14によりウエハ15
が下部電極12上に保持されるようになっている。
ッチング装置では、例えば上下平行電極の下部電極上に
載置した試料をクランプ板にて保持し、不活性ガスを下
部電極に形成された冷却孔から、前記電極と試料との間
に導入して試料の温度調節を行っている。図６は、従来
の平行平板型ドライエッチング装置の模式的断面図であ
る。図中11はチャンバ内の反応室であり、反応室11側面
には反応ガス導入口11aを、底部には排気口11b 及び温
度調節ガス導入管11c を備えている。反応室11内底面に
は表面が凸面状の下部電極12が固定され、下部電極12と
対向させて上部電極13が配置される。下部電極12の中心
下部には温度調節ガス導入管11c に連結された温度調節
ガス導入部12b が設けられている。図７は下部電極12の
模式的平面図であり、下部電極12の中心部近傍に４個の
冷却孔12a, 12a…が同心状に等間隔で開設され、この冷
却孔12a, 12a…は前記温度調節ガス導入部12b に貫通し
ている。そして、ドーナツ円板状のクランプ板14が下部
電極12に固定されており、クランプ板14によりウエハ15
が下部電極12上に保持されるようになっている。
【０００３】このような構造の平行平板型ドライエッチ
ング装置にてウエハ15にエッチングを施す場合には、ウ
エハ15を下部電極12上に載置し、クランプ板14でウエハ
15を保持し固定する。そして、反応室11を真空状態とし
て、反応ガス導入口11a から反応ガスを導入し、平行平
板電極間即ち上部電極, 下部電極間の高周波電界により
ガス放電を行いウエハ15にエッチングを施す。このと
き、前記温度調節ガス導入管11c から導入された不活性
ガスが温度調節ガス導入部12b から冷却孔12a, 12a…を
通じて、下部電極12とウエハ15との間に封入される。こ
の不活性ガスが下部電極の温度をウエハ15に伝導させる
媒体となってウエハ15温度を調節する。
ング装置にてウエハ15にエッチングを施す場合には、ウ
エハ15を下部電極12上に載置し、クランプ板14でウエハ
15を保持し固定する。そして、反応室11を真空状態とし
て、反応ガス導入口11a から反応ガスを導入し、平行平
板電極間即ち上部電極, 下部電極間の高周波電界により
ガス放電を行いウエハ15にエッチングを施す。このと
き、前記温度調節ガス導入管11c から導入された不活性
ガスが温度調節ガス導入部12b から冷却孔12a, 12a…を
通じて、下部電極12とウエハ15との間に封入される。こ
の不活性ガスが下部電極の温度をウエハ15に伝導させる
媒体となってウエハ15温度を調節する。
【０００４】ここで、下部電極12の表面が凸面状である
のは、温度調節ガスが封入されたとき、ウエハ15の中心
部が持ち上がってウエハ15に反りが生じ、下部電極12と
ウエハ15との間隔がウエハ15中心部と周縁部とで異なっ
て、エッチングレートが不均一になることを防ぐためで
ある。下部電極12が凸面状であることにより、ウエハ15
と下部電極12との間隔が均等になり、下部電極12はウエ
ハ15に対して均一な電界を与えることができる。
のは、温度調節ガスが封入されたとき、ウエハ15の中心
部が持ち上がってウエハ15に反りが生じ、下部電極12と
ウエハ15との間隔がウエハ15中心部と周縁部とで異なっ
て、エッチングレートが不均一になることを防ぐためで
ある。下部電極12が凸面状であることにより、ウエハ15
と下部電極12との間隔が均等になり、下部電極12はウエ
ハ15に対して均一な電界を与えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体装置の複
雑化に伴い、大きな寸法のウエハが使用されている。ウ
エハ寸法が大きくなるに従い、温度調節ガスが封入され
た場合にウエハの反りの程度が大きくなるため、下部電
極12の凸面曲率を大きくする必要がある。しかしなが
ら、下部電極12の凸面曲率を大きくすることにより、下
部電極12の中央部の冷却孔から温度調節ガスがウエハに
均一に導入され難くなる。これにより、ウエハの面内温
度差が大きくなって、エッチングレートが不均一になり
歩留りが減少するという問題があった。
雑化に伴い、大きな寸法のウエハが使用されている。ウ
エハ寸法が大きくなるに従い、温度調節ガスが封入され
た場合にウエハの反りの程度が大きくなるため、下部電
極12の凸面曲率を大きくする必要がある。しかしなが
ら、下部電極12の凸面曲率を大きくすることにより、下
部電極12の中央部の冷却孔から温度調節ガスがウエハに
均一に導入され難くなる。これにより、ウエハの面内温
度差が大きくなって、エッチングレートが不均一になり
歩留りが減少するという問題があった。
【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、下部電極に冷却孔を増設することにより、下
部電極の曲率を増大させても、ウエハの温度調節が安定
し、ウエハ面内温度差が減少して歩留りが向上するプラ
ズマ処理装置を提供することを目的とする。
のであり、下部電極に冷却孔を増設することにより、下
部電極の曲率を増大させても、ウエハの温度調節が安定
し、ウエハ面内温度差が減少して歩留りが向上するプラ
ズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマ処
理装置は、保持手段により平行電極の一方の電極の対向
面側に試料を保持し、前記電極に設けられた孔部から、
前記電極と前記試料との間にガスを導入して前記試料の
温度調節を行い、プラズマ処理する装置において、前記
孔部を前記電極の半径方向に複数設けてあることを特徴
とする。
理装置は、保持手段により平行電極の一方の電極の対向
面側に試料を保持し、前記電極に設けられた孔部から、
前記電極と前記試料との間にガスを導入して前記試料の
温度調節を行い、プラズマ処理する装置において、前記
孔部を前記電極の半径方向に複数設けてあることを特徴
とする。
【０００８】
【作用】本発明のプラズマ処理装置では、下部電極の半
径方向に複数の冷却孔を設けているので、下部電極の曲
率を増大させても、ウエハ全体に温度調節ガスを均一に
導入し易くなり、ウエハ面内温度を均一にすることがで
きる。
径方向に複数の冷却孔を設けているので、下部電極の曲
率を増大させても、ウエハ全体に温度調節ガスを均一に
導入し易くなり、ウエハ面内温度を均一にすることがで
きる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る平行平板型
ドライエッチング装置の模式的断面図である。図中１は
チャンバ内の反応室であり、反応室１側面には反応ガス
導入口１a を、底部には排気口１b 及び温度調節ガス導
入管１c を備えている。反応室１内底面には表面が凸面
状の下部電極２が固定され、下部電極２と対向させて上
部電極３が配置される。下部電極２の中心下部には温度
調節ガス導入管１c に連結された温度調節ガス導入部２
b が設けられている。図２は下部電極２の模式的平面図
であり、下部電極２には前記孔部である冷却孔２a,２a
…が、半径方向に７個等間隔で形成され、この７個の冷
却孔２a,２a …が十字状に形成されて、計28個の冷却孔
２a,２a …が設けられる。この冷却孔２a,２a …は、前
記温度調節ガス導入部２b に貫通している。そして、ド
ーナツ円板状のクランプ板４が下部電極２に固定されて
おり、クランプ板４によりウエハ５が下部電極２上に保
持されるようになっている。
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る平行平板型
ドライエッチング装置の模式的断面図である。図中１は
チャンバ内の反応室であり、反応室１側面には反応ガス
導入口１a を、底部には排気口１b 及び温度調節ガス導
入管１c を備えている。反応室１内底面には表面が凸面
状の下部電極２が固定され、下部電極２と対向させて上
部電極３が配置される。下部電極２の中心下部には温度
調節ガス導入管１c に連結された温度調節ガス導入部２
b が設けられている。図２は下部電極２の模式的平面図
であり、下部電極２には前記孔部である冷却孔２a,２a
…が、半径方向に７個等間隔で形成され、この７個の冷
却孔２a,２a …が十字状に形成されて、計28個の冷却孔
２a,２a …が設けられる。この冷却孔２a,２a …は、前
記温度調節ガス導入部２b に貫通している。そして、ド
ーナツ円板状のクランプ板４が下部電極２に固定されて
おり、クランプ板４によりウエハ５が下部電極２上に保
持されるようになっている。
【００１０】このような構造の平行平板型ドライエッチ
ング装置にてウエハ５にエッチングを施す場合には、ウ
エハ５を下部電極２上に載置し、クランプ板４でウエハ
５を保持し固定する。そして、反応室１を真空状態とし
て、反応ガス導入口１a から反応ガスを導入し、上部電
極, 下部電極間の高周波電界によりガス放電を行って、
ウエハ５にエッチングを施す。このとき、前記温度調節
ガス導入管１c から導入された不活性ガスを、温度調節
ガス導入部２b から28個の冷却孔２a,２a …を通じて下
部電極２及びウエハ５間に封入する。不活性ガスは下部
電極２の温度をウエハ５に伝導させる媒体となってウエ
ハ５面内温度を均一に調節する。
ング装置にてウエハ５にエッチングを施す場合には、ウ
エハ５を下部電極２上に載置し、クランプ板４でウエハ
５を保持し固定する。そして、反応室１を真空状態とし
て、反応ガス導入口１a から反応ガスを導入し、上部電
極, 下部電極間の高周波電界によりガス放電を行って、
ウエハ５にエッチングを施す。このとき、前記温度調節
ガス導入管１c から導入された不活性ガスを、温度調節
ガス導入部２b から28個の冷却孔２a,２a …を通じて下
部電極２及びウエハ５間に封入する。不活性ガスは下部
電極２の温度をウエハ５に伝導させる媒体となってウエ
ハ５面内温度を均一に調節する。
【００１１】以上のような装置を用いてウエハのエッチ
ング処理を行い、ウエハ面内の温度差を従来のエッチン
グ装置と比較した。図３は、本発明装置を用いてプラズ
マ処理を行ったウエハの中心部温度、周縁部温度及びそ
の温度差を示したグラフである。28個の冷却孔を設けた
曲率40mil の下部電極を使用し、圧力200mTorr, 反応ガ
スＣＦ4 25sccm, ＣＨＦ3 25sccm, Ａｒ650sccm , 上部
電極温度40℃, 下部電極温度−40℃の条件でプラズマ処
理を行った。図４は、従来の４個の冷却孔を設けた曲率
35mil の下部電極を使用して、上記と同様の条件にてプ
ラズマ処理を行った従来例でのウエハの中心部温度、周
縁部温度及びその温度差を示したグラフである。縦軸は
温度、横軸は反応室内圧力を示しており、“●”はウエ
ハの中心部温度、“○”はウエハの周縁部温度、“△”
はその温度差を示す。グラフから明らかなように、本発
明装置ではウエハ面内温度差が零に近い値となる圧力が
存在し、従来例ではウエハ面内温度差は20℃以上となる
ことが判る。
ング処理を行い、ウエハ面内の温度差を従来のエッチン
グ装置と比較した。図３は、本発明装置を用いてプラズ
マ処理を行ったウエハの中心部温度、周縁部温度及びそ
の温度差を示したグラフである。28個の冷却孔を設けた
曲率40mil の下部電極を使用し、圧力200mTorr, 反応ガ
スＣＦ4 25sccm, ＣＨＦ3 25sccm, Ａｒ650sccm , 上部
電極温度40℃, 下部電極温度−40℃の条件でプラズマ処
理を行った。図４は、従来の４個の冷却孔を設けた曲率
35mil の下部電極を使用して、上記と同様の条件にてプ
ラズマ処理を行った従来例でのウエハの中心部温度、周
縁部温度及びその温度差を示したグラフである。縦軸は
温度、横軸は反応室内圧力を示しており、“●”はウエ
ハの中心部温度、“○”はウエハの周縁部温度、“△”
はその温度差を示す。グラフから明らかなように、本発
明装置ではウエハ面内温度差が零に近い値となる圧力が
存在し、従来例ではウエハ面内温度差は20℃以上となる
ことが判る。
【００１２】図５は、上述の本発明装置及び従来装置に
て、最もウエハ面内温度差が低い圧力下でプラズマ処理
を行い、ウエハ面内温度差を測定した結果を示したグラ
フである。縦軸はウエハ面内最大面積差、横軸はウエハ
処理枚数を表している。40枚程度のウエハを処理した結
果、従来装置で処理された“×”で示されるウエハで
は、25℃程度の温度差を有し、さらに、10枚に１枚の割
合で50℃程度の温度差を有している。これはウエハと試
料台との間の圧力分布の不均一性に起因するものである
が、本発明装置で処理された“●”で示されるウエハで
は、５℃前後の温度差を示し、安定した温度調節が行わ
れていることが判る。
て、最もウエハ面内温度差が低い圧力下でプラズマ処理
を行い、ウエハ面内温度差を測定した結果を示したグラ
フである。縦軸はウエハ面内最大面積差、横軸はウエハ
処理枚数を表している。40枚程度のウエハを処理した結
果、従来装置で処理された“×”で示されるウエハで
は、25℃程度の温度差を有し、さらに、10枚に１枚の割
合で50℃程度の温度差を有している。これはウエハと試
料台との間の圧力分布の不均一性に起因するものである
が、本発明装置で処理された“●”で示されるウエハで
は、５℃前後の温度差を示し、安定した温度調節が行わ
れていることが判る。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、下部
電極の半径方向に複数の孔部を設け、温度調整用のガス
を導入することにより、下部電極の曲率を増大させて
も、ウエハの温度調節は安定し、ウエハ面内温度差が減
少して歩留りが向上する等、本発明は優れた効果を奏す
るものである。
電極の半径方向に複数の孔部を設け、温度調整用のガス
を導入することにより、下部電極の曲率を増大させて
も、ウエハの温度調節は安定し、ウエハ面内温度差が減
少して歩留りが向上する等、本発明は優れた効果を奏す
るものである。
【図１】本発明に係る平行平板型ドライエッチング装置
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図２】本発明における下部電極の模式的平面図であ
る。
る。
【図３】本発明装置を用いてプラズマ処理を行ったウエ
ハの面内温度差を示したグラフである。
ハの面内温度差を示したグラフである。
【図４】従来装置を用いてプラズマ処理を行ったウエハ
の面内温度差を示したグラフである。
の面内温度差を示したグラフである。
【図５】本発明装置及び従来装置にて、ウエハ面内温度
差を測定したグラフである。
差を測定したグラフである。
【図６】従来の平行平板型ドライエッチング装置の模式
的断面図である。
的断面図である。
【図７】従来の下部電極の模式的平面図である。
１ 反応室 ２ 下部電極 ２a 冷却孔 ３ 上部電極 ４ クランプ板 ５ ウエハ
Claims (1)
- 【請求項１】 保持手段により平行電極の一方の電極の
対向面側に試料を保持し、前記電極に設けられた孔部か
ら、前記電極と前記試料との間にガスを導入して前記試
料の温度調節を行い、プラズマ処理する装置において、 前記孔部を前記電極の半径方向に複数設けてあることを
特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290542A JP2734908B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290542A JP2734908B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140187A JPH06140187A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2734908B2 true JP2734908B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=17757377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290542A Expired - Lifetime JP2734908B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734908B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425467B1 (ko) * | 2001-09-29 | 2004-03-30 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자를 위한 건식 식각방법 |
| KR20040020589A (ko) * | 2002-08-31 | 2004-03-09 | 송석균 | 플라즈마 발생장치 |
| WO2008029854A1 (fr) * | 2006-09-08 | 2008-03-13 | Ulvac, Inc. | Appareil et procédé de gravure sèche |
| JP6012995B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2016-10-25 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP7270494B2 (ja) * | 2019-07-24 | 2023-05-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度調整装置 |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP4290542A patent/JP2734908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06140187A (ja) | 1994-05-20 |
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