JP2869384B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
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- JP2869384B2 JP2869384B2 JP16371096A JP16371096A JP2869384B2 JP 2869384 B2 JP2869384 B2 JP 2869384B2 JP 16371096 A JP16371096 A JP 16371096A JP 16371096 A JP16371096 A JP 16371096A JP 2869384 B2 JP2869384 B2 JP 2869384B2
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- Japan
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- processing chamber
- processing
- frequency power
- plasma
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理体に対し
て、エッチング処理を始めとする各種のプラズマ処理を
施す際のプラズマ処理方法に関するものである。
て、エッチング処理を始めとする各種のプラズマ処理を
施す際のプラズマ処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体製造プロセスにおけるエッ
チング処理を例にとると、半導体ウエハ（以下、「ウエ
ハ」という）などの表面の絶縁膜をエッチングして、コ
ンタクトホールを形成する際、従来からプラズマを利用
するエッチング装置が使用されている。その中でもとり
わけ処理室内の上下に電極を対向配置したいわゆる平行
平板型のエッチング装置は、比較的大口径のウエハの処
理に適していることから数多く使用されている。
チング処理を例にとると、半導体ウエハ（以下、「ウエ
ハ」という）などの表面の絶縁膜をエッチングして、コ
ンタクトホールを形成する際、従来からプラズマを利用
するエッチング装置が使用されている。その中でもとり
わけ処理室内の上下に電極を対向配置したいわゆる平行
平板型のエッチング装置は、比較的大口径のウエハの処
理に適していることから数多く使用されている。
【０００３】ところでエッチング処理中は、ウエハを電
極上に保持する必要があるため、従来のエッチング装置
においては、例えば特開平４−５１５４２にも開示され
ているような静電チャックが、下部電極上に設けられて
いる。この静電チャックは、絶縁体に静電電極が内設さ
れた構成を有しており、直流電圧をこの静電電極に印加
した際に生ずる静電気力（クーロン力）によって、ウエ
ハを吸着保持するようになっている。
極上に保持する必要があるため、従来のエッチング装置
においては、例えば特開平４−５１５４２にも開示され
ているような静電チャックが、下部電極上に設けられて
いる。この静電チャックは、絶縁体に静電電極が内設さ
れた構成を有しており、直流電圧をこの静電電極に印加
した際に生ずる静電気力（クーロン力）によって、ウエ
ハを吸着保持するようになっている。
【０００４】この場合、被処理体の吸着回数が多くなっ
てくると、静電チャックの絶縁体表面に電荷が次第に残
留するようになり、その結果直流電圧を印加してもウエ
ハを確実に吸着できなくなるおそれがある。そのため従
来からそのような静電チャックの残留電荷を除去する方
法が提案されており、例えば特公昭６３−３６１３８に
おいてはウエハを離脱させた後に放電圧力のガスを処理
室内に導入し、処理室内の電極で高周波放電させて、静
電チャック表面の電荷を除去する方法が提案され、前出
特開平４−５１５４２においては、その際に不活性ガス
を導入して放電させることが開示されている。
てくると、静電チャックの絶縁体表面に電荷が次第に残
留するようになり、その結果直流電圧を印加してもウエ
ハを確実に吸着できなくなるおそれがある。そのため従
来からそのような静電チャックの残留電荷を除去する方
法が提案されており、例えば特公昭６３−３６１３８に
おいてはウエハを離脱させた後に放電圧力のガスを処理
室内に導入し、処理室内の電極で高周波放電させて、静
電チャック表面の電荷を除去する方法が提案され、前出
特開平４−５１５４２においては、その際に不活性ガス
を導入して放電させることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来のエ
ッチング装置は、上下いずれかの電極に高周波電流を供
給してプラズマを発生させる方式であるため、より微細
でかつ高いエッチングレートを実現するには、パワーを
上げるしかないが、そうすると今度はエッチャントイオ
ンの入射エネルギーのコントロールが難しく、ウエハが
ダメージを受けるおそれがある。
ッチング装置は、上下いずれかの電極に高周波電流を供
給してプラズマを発生させる方式であるため、より微細
でかつ高いエッチングレートを実現するには、パワーを
上げるしかないが、そうすると今度はエッチャントイオ
ンの入射エネルギーのコントロールが難しく、ウエハが
ダメージを受けるおそれがある。
【０００６】これを解決するため、出願人は、プラズマ
を発生するための高周波電力と、イオンの入射エネルギ
ーをコントロールするための高周波電力とを夫々個別に
供給する方式を新たに採用するが、この場合でも、静電
チャック上の残留電荷の問題を解決する必要がある。
を発生するための高周波電力と、イオンの入射エネルギ
ーをコントロールするための高周波電力とを夫々個別に
供給する方式を新たに採用するが、この場合でも、静電
チャック上の残留電荷の問題を解決する必要がある。
【０００７】この点に関する前記開示技術は、上下いず
れか単独の電極に高周波電力を供給する場合にのみ適用
されているものであり、本発明で採用した上部電極と下
部電極の双方に高周波電力を供給する方式の装置に対し
ては、最適なものではなかった。そのため、例えば静電
チャックの表面に反応生成物が堆積するおそれがあった
（いわゆる「デポ」の付着）。
れか単独の電極に高周波電力を供給する場合にのみ適用
されているものであり、本発明で採用した上部電極と下
部電極の双方に高周波電力を供給する方式の装置に対し
ては、最適なものではなかった。そのため、例えば静電
チャックの表面に反応生成物が堆積するおそれがあった
（いわゆる「デポ」の付着）。
【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、例えばエッチング処理の場合には、高密度プラズ
マの下で高いエッチングレートを確保できると共に、静
電チャック上の残留電荷を除去するにあたっても、効率
よく除電し、さらに静電チャック表面にデポが付着しな
いプラズマ処理方法を提供することを第１の目的をとす
る。また本発明はさらにウエハ上の残留電荷を除去でき
るプラズマ処理方法を提供することを第２の目的とす
る。
あり、例えばエッチング処理の場合には、高密度プラズ
マの下で高いエッチングレートを確保できると共に、静
電チャック上の残留電荷を除去するにあたっても、効率
よく除電し、さらに静電チャック表面にデポが付着しな
いプラズマ処理方法を提供することを第１の目的をとす
る。また本発明はさらにウエハ上の残留電荷を除去でき
るプラズマ処理方法を提供することを第２の目的とす
る。
【０００９】
（手段）前記第１の目的を達成するため、請求項１の発
明は、処理室内の上下に上部電極と下部電極とを対向し
て有し、下部電極上には直流電圧の印加によって発生す
る静電気力を利用した静電チャックが設けられ、高周波
電力の供給によって所定の真空度の下で前記処理室内に
プラズマを発生させて前記静電チャック上の被処理体に
対して処理を施す如く構成されたプラズマ処理装置にお
いて、上部電極と下部電極の各々に高周波電力を供給自
在とすると共に、下部電極に供給される高周波電力の周
波数は、上部電極に供給される高周波電力の周波数より
も低く設定し、処理ガスを前記処理室内に導入すると共
に上部電極と下部電極の各々に前記所定の高周波電力を
供給して、所定の真空度の処理室内にプラズマを発生さ
せて被処理体に対して所定の処理を施し、前記処理終了
後に前記被処理体を処理室から搬出した後、処理室内に
不活性ガス若しくは窒素ガス雰囲気を導入して処理室内
を不活性ガス雰囲気若しくは窒素ガス雰囲気とし、さら
に前記上部電極と下部電極との間のギャップを前記処理
時よりも広くすると共に、前記処理の際の出力よりも小
さい出力で上部電極のみに高周波電力を供給して所定時
間プラズマを発生させ、その後次に処理に付すべき被処
理体を処理室内に搬入することを特徴とするものであ
る。
明は、処理室内の上下に上部電極と下部電極とを対向し
て有し、下部電極上には直流電圧の印加によって発生す
る静電気力を利用した静電チャックが設けられ、高周波
電力の供給によって所定の真空度の下で前記処理室内に
プラズマを発生させて前記静電チャック上の被処理体に
対して処理を施す如く構成されたプラズマ処理装置にお
いて、上部電極と下部電極の各々に高周波電力を供給自
在とすると共に、下部電極に供給される高周波電力の周
波数は、上部電極に供給される高周波電力の周波数より
も低く設定し、処理ガスを前記処理室内に導入すると共
に上部電極と下部電極の各々に前記所定の高周波電力を
供給して、所定の真空度の処理室内にプラズマを発生さ
せて被処理体に対して所定の処理を施し、前記処理終了
後に前記被処理体を処理室から搬出した後、処理室内に
不活性ガス若しくは窒素ガス雰囲気を導入して処理室内
を不活性ガス雰囲気若しくは窒素ガス雰囲気とし、さら
に前記上部電極と下部電極との間のギャップを前記処理
時よりも広くすると共に、前記処理の際の出力よりも小
さい出力で上部電極のみに高周波電力を供給して所定時
間プラズマを発生させ、その後次に処理に付すべき被処
理体を処理室内に搬入することを特徴とするものであ
る。
【００１０】前記第２の目的を達成するため、請求項２
の発明は、処理室内の上下に上部電極と下部電極とを対
向して有し、下部電極上には直流電圧の印加によって発
生する静電気力を利用した静電チャックが設けられ、高
周波電力の供給によって所定の真空度の下で前記処理室
内にプラズマを発生させて前記静電チャック上の被処理
体に対して処理を施す如く構成されたプラズマ処理装置
において、上部電極と下部電極の各々に高周波電力を供
給自在とすると共に、下部電極に供給される高周波電力
の周波数は、上部電極に供給される高周波電力の周波数
よりも低く設定し、処理ガスを前記処理室内に導入する
と共に上部電極と下部電極の各々に前記所定の高周波電
力を供給して、所定の真空度の処理室内にプラズマを発
生させて被処理体に対して所定の処理を施し、前記処理
終了後、処理室内に不活性ガス若しくは窒素ガスを導入
して処理室内を不活性ガス雰囲気若しくは窒素ガス雰囲
気とし、さらに前記上部電極と下部電極との間のギャッ
プを前記処理時よりも広くすると共に、前記処理の際の
出力よりも小さい出力で下部電極のみに高周波電力を供
給して処理室内にプラズマを所定時間発生させ、その後
この処理済みの被処理体を処理室から搬出することを特
徴とするものである。
の発明は、処理室内の上下に上部電極と下部電極とを対
向して有し、下部電極上には直流電圧の印加によって発
生する静電気力を利用した静電チャックが設けられ、高
周波電力の供給によって所定の真空度の下で前記処理室
内にプラズマを発生させて前記静電チャック上の被処理
体に対して処理を施す如く構成されたプラズマ処理装置
において、上部電極と下部電極の各々に高周波電力を供
給自在とすると共に、下部電極に供給される高周波電力
の周波数は、上部電極に供給される高周波電力の周波数
よりも低く設定し、処理ガスを前記処理室内に導入する
と共に上部電極と下部電極の各々に前記所定の高周波電
力を供給して、所定の真空度の処理室内にプラズマを発
生させて被処理体に対して所定の処理を施し、前記処理
終了後、処理室内に不活性ガス若しくは窒素ガスを導入
して処理室内を不活性ガス雰囲気若しくは窒素ガス雰囲
気とし、さらに前記上部電極と下部電極との間のギャッ
プを前記処理時よりも広くすると共に、前記処理の際の
出力よりも小さい出力で下部電極のみに高周波電力を供
給して処理室内にプラズマを所定時間発生させ、その後
この処理済みの被処理体を処理室から搬出することを特
徴とするものである。
【００１１】（作用）請求項１、２のプラズマ処理方法
において使用する各プラズマ処理装置は、いずれも上部
電極と下部電極の各々に高周波電力を供給し、下部電極
の方に上部電極よりも低い周波数の高周波電力を供給す
る構成となっている。従って、処理ガスを処理室内に導
入し、上部電極の方に供給した高周波によって当該処理
ガスをプラズマ化させ、該プラズマ中のイオンを、下部
電極の方に供給した高周波電力、換言すれば相対的低周
波電力で被処理体に引き寄せることが可能になる。即
ち、イオンの入射エネルギーを制御することができるの
である。
において使用する各プラズマ処理装置は、いずれも上部
電極と下部電極の各々に高周波電力を供給し、下部電極
の方に上部電極よりも低い周波数の高周波電力を供給す
る構成となっている。従って、処理ガスを処理室内に導
入し、上部電極の方に供給した高周波によって当該処理
ガスをプラズマ化させ、該プラズマ中のイオンを、下部
電極の方に供給した高周波電力、換言すれば相対的低周
波電力で被処理体に引き寄せることが可能になる。即
ち、イオンの入射エネルギーを制御することができるの
である。
【００１２】かかる作用に鑑みれば、上部電極に供給す
る高周波電力の周波数は、微細な処理を可能にするため
の高密度プラズマを発生させる、１０ＭＨｚ以上が好ま
しく、他方、下部電極の方に供給する高周波電力、即ち
相対的低周波電力の周波数は、イオンが追従できる周波
数、例えば１ＭＨｚ以下の周波数が適している。
る高周波電力の周波数は、微細な処理を可能にするため
の高密度プラズマを発生させる、１０ＭＨｚ以上が好ま
しく、他方、下部電極の方に供給する高周波電力、即ち
相対的低周波電力の周波数は、イオンが追従できる周波
数、例えば１ＭＨｚ以下の周波数が適している。
【００１３】そして請求項１のプラズマ処理方法では、
そのようなプラズマ雰囲気の下で被処理体に対して所定
の処理を施し、その後この被処理体を処理室から搬出し
た後で、処理室内に不活性ガスを導入し、さらに前記上
部電極と下部電極との間のギャップを前記処理時よりも
広くすると共に、前記プラズマ処理の際の出力よりも小
さい出力で上部電極のみに前記相対的高周波の電力を供
給してプラズマを発生させるようにしたので、より放電
が着火しやすい状態が創出され、静電チャック上の残留
電荷はこのいわば２次プラズマによって除去される。ま
た静電チャックにセルフバイアスかけないようにするこ
とで、効率よく静電チャック上の残留電荷を除去するこ
とができる。
そのようなプラズマ雰囲気の下で被処理体に対して所定
の処理を施し、その後この被処理体を処理室から搬出し
た後で、処理室内に不活性ガスを導入し、さらに前記上
部電極と下部電極との間のギャップを前記処理時よりも
広くすると共に、前記プラズマ処理の際の出力よりも小
さい出力で上部電極のみに前記相対的高周波の電力を供
給してプラズマを発生させるようにしたので、より放電
が着火しやすい状態が創出され、静電チャック上の残留
電荷はこのいわば２次プラズマによって除去される。ま
た静電チャックにセルフバイアスかけないようにするこ
とで、効率よく静電チャック上の残留電荷を除去するこ
とができる。
【００１４】この場合、処理室内は不活性ガス雰囲気で
あって、上部電極のみに小さい出力でプラズマを発生さ
せているので、静電チャック上にデポ、即ち反応生成物
が付着することはなく、また上下電極間のギャップも処
理中よりも広く設定されているので、該２次プラズマは
安定したものとすることができる。この場合、例えば後
述の実施例のように、処理室内の真空度についても１０
ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒと、従来よりも低圧とす
ることにより、デポの付着をさらに抑えることができ
る。従って、前記した静電チャックを始めとして処理室
内壁や処理室内の部材に悪影響を与えることなく、静電
チャックの残留電荷の除去を好適に実施することが可能
である。
あって、上部電極のみに小さい出力でプラズマを発生さ
せているので、静電チャック上にデポ、即ち反応生成物
が付着することはなく、また上下電極間のギャップも処
理中よりも広く設定されているので、該２次プラズマは
安定したものとすることができる。この場合、例えば後
述の実施例のように、処理室内の真空度についても１０
ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒと、従来よりも低圧とす
ることにより、デポの付着をさらに抑えることができ
る。従って、前記した静電チャックを始めとして処理室
内壁や処理室内の部材に悪影響を与えることなく、静電
チャックの残留電荷の除去を好適に実施することが可能
である。
【００１５】請求項２のプラズマ処理方法では、プラズ
マ雰囲気の下で被処理体に対して所定の処理を施した
後、この被処理体を処理室から搬出する前に、上下電極
間のギャップを処理時よりも広くした状態（即ち、放電
が着火しやすい状態）で、前記プラズマ処理の際の出力
よりも小さい出力で上部電極のみに前記相対的高周波の
電力を供給してプラズマを発生させるようにしたので、
被処理体上の残留電荷はこの２次プラズマによって効率
よく除去される。
マ雰囲気の下で被処理体に対して所定の処理を施した
後、この被処理体を処理室から搬出する前に、上下電極
間のギャップを処理時よりも広くした状態（即ち、放電
が着火しやすい状態）で、前記プラズマ処理の際の出力
よりも小さい出力で上部電極のみに前記相対的高周波の
電力を供給してプラズマを発生させるようにしたので、
被処理体上の残留電荷はこの２次プラズマによって効率
よく除去される。
【００１６】この場合、請求項１の場合と同様、上部電
極のみに小さい出力でプラズマを発生させる（より好ま
しくは、処理室内の真空度についても１０ｍＴｏｒｒ〜
１００ｍＴｏｒｒと、従来よりも低圧とする）ので、被
処理体上にデポ、即ち反応生成物が付着することはな
く、また処理室内の真空度も処理時より緩和しているの
で、該２次プラズマは安定している。従って、被処理体
に悪影響を与えることなく、被処理体上の残留電荷の除
去を好適に実施することが可能である。
極のみに小さい出力でプラズマを発生させる（より好ま
しくは、処理室内の真空度についても１０ｍＴｏｒｒ〜
１００ｍＴｏｒｒと、従来よりも低圧とする）ので、被
処理体上にデポ、即ち反応生成物が付着することはな
く、また処理室内の真空度も処理時より緩和しているの
で、該２次プラズマは安定している。従って、被処理体
に悪影響を与えることなく、被処理体上の残留電荷の除
去を好適に実施することが可能である。
【００１７】なお本発明における不活性ガスとしては、
例えばＡｒ（アルゴン）ガス、Ｈｅ（ヘリウム）ガスな
どのいわゆる希ガスを用いることができる。
例えばＡｒ（アルゴン）ガス、Ｈｅ（ヘリウム）ガスな
どのいわゆる希ガスを用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明をエッチング処理方
法に適用した実施の形態を添付図面に基づき説明する
と、図１は本実施の形態にかかるエッチング処理方法を
実施するために用いたエッチング装置１の断面を模式的
に示しており、このエッチング装置１における処理室２
は、気密に閉塞自在な酸化アルマイト処理されたアルミ
ニウムなどからなる円筒形状の処理容器３内に形成さ
れ、当該処理容器３自体は接地線４を介して接地されて
いる。前記処理室２内の底部にはセラミックなどの絶縁
支持板５が設けられており、この絶縁支持板５の上部
に、被処理体例えば直径８インチの半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という）Ｗを載置するための下部電極を
構成する略円柱状のサセプタ６が、上下動自在に収容さ
れている。
法に適用した実施の形態を添付図面に基づき説明する
と、図１は本実施の形態にかかるエッチング処理方法を
実施するために用いたエッチング装置１の断面を模式的
に示しており、このエッチング装置１における処理室２
は、気密に閉塞自在な酸化アルマイト処理されたアルミ
ニウムなどからなる円筒形状の処理容器３内に形成さ
れ、当該処理容器３自体は接地線４を介して接地されて
いる。前記処理室２内の底部にはセラミックなどの絶縁
支持板５が設けられており、この絶縁支持板５の上部
に、被処理体例えば直径８インチの半導体ウエハ（以
下、「ウエハ」という）Ｗを載置するための下部電極を
構成する略円柱状のサセプタ６が、上下動自在に収容さ
れている。
【００１９】前記サセプタ６は、前記絶縁支持板５及び
処理容器３の底部を遊貫する昇降軸７によって支持され
ており、この昇降軸７は、処理容器３外部に設置されて
いる駆動モータ８によって上下動自在となっている。従
ってこの駆動モータ８の作動により、前記サセプタ６
は、図１中の往復矢印に示したように、上下動自在とな
っている。なお処理室２の気密性を確保するため、前記
サセプタ６と絶縁支持板５との間には、前記昇降軸７の
外方を囲むように伸縮自在な気密部材、例えばベローズ
９が設けられている。
処理容器３の底部を遊貫する昇降軸７によって支持され
ており、この昇降軸７は、処理容器３外部に設置されて
いる駆動モータ８によって上下動自在となっている。従
ってこの駆動モータ８の作動により、前記サセプタ６
は、図１中の往復矢印に示したように、上下動自在とな
っている。なお処理室２の気密性を確保するため、前記
サセプタ６と絶縁支持板５との間には、前記昇降軸７の
外方を囲むように伸縮自在な気密部材、例えばベローズ
９が設けられている。
【００２０】前記サセプタ６は、表面が酸化処理された
アルミニウムからなり、その内部には、温度調節手段、
例えばセラミックヒータなどの加熱手段（図示せず）
や、外部の冷媒源（図示せず）との間で冷媒を循環させ
るための冷媒循環路（図示せず）が設けられており、サ
セプタ６上のウエハＷを所定温度に維持することが可能
なように構成されている。またかかる温度は、温度セン
サ（図示せず）、温度制御機構（図示せず）によって自
動的に制御される構成となっている。
アルミニウムからなり、その内部には、温度調節手段、
例えばセラミックヒータなどの加熱手段（図示せず）
や、外部の冷媒源（図示せず）との間で冷媒を循環させ
るための冷媒循環路（図示せず）が設けられており、サ
セプタ６上のウエハＷを所定温度に維持することが可能
なように構成されている。またかかる温度は、温度セン
サ（図示せず）、温度制御機構（図示せず）によって自
動的に制御される構成となっている。
【００２１】前記サセプタ６上には、ウエハＷを吸着保
持するための静電チャック１１が設けられている。この
静電チャック１１は、図２に示したように、導電性の薄
膜１２をポリイミド系の樹脂１３によって上下から挟持
した構成を有し、処理容器３の外部に設置されている高
圧直流電源１４からの電圧、例えば１．５ｋＶ〜２ｋＶ
の電圧が前記薄膜に印加されると、そのクーロン力によ
ってウエハＷは、静電チャック１１の上面に吸着保持さ
れるようになっている。
持するための静電チャック１１が設けられている。この
静電チャック１１は、図２に示したように、導電性の薄
膜１２をポリイミド系の樹脂１３によって上下から挟持
した構成を有し、処理容器３の外部に設置されている高
圧直流電源１４からの電圧、例えば１．５ｋＶ〜２ｋＶ
の電圧が前記薄膜に印加されると、そのクーロン力によ
ってウエハＷは、静電チャック１１の上面に吸着保持さ
れるようになっている。
【００２２】また前記サセプタ６内には、図２に示した
ように、サセプタ６内を上下動してウエハＷを静電チャ
ック１１上からリフトアップ自在な複数のリフターピン
１５が内設されている。
ように、サセプタ６内を上下動してウエハＷを静電チャ
ック１１上からリフトアップ自在な複数のリフターピン
１５が内設されている。
【００２３】前記サセプタ６上の周辺には、静電チャッ
ク１１を囲むようにして、平面が略環状の内側フォーカ
スリング２１が設けられている。この内側フォーカスリ
ング２１は導電性を有する単結晶シリコンからなってい
る。この内側フォーカスリング２１は、プラズマ中のイ
オンを効果的にウエハＷに入射させる機能を有してい
る。
ク１１を囲むようにして、平面が略環状の内側フォーカ
スリング２１が設けられている。この内側フォーカスリ
ング２１は導電性を有する単結晶シリコンからなってい
る。この内側フォーカスリング２１は、プラズマ中のイ
オンを効果的にウエハＷに入射させる機能を有してい
る。
【００２４】前記内側フォーカスリング２１の外周に
は、さらに平面が略環状の外側フォーカスリング２２が
設けられている。この外側フォーカスリング２２は絶縁
性を有する石英からなり、またその外周上縁部は、外側
に凸の湾曲形状に成形され、ガスが澱まず円滑に排出さ
れるようになっている。この外側フォーカスリング２２
は、後述のシールドリング５３と共に、サセプタ６と後
述の上部電極５１との間に発生したプラズマの拡散を抑
制する機能を有している。
は、さらに平面が略環状の外側フォーカスリング２２が
設けられている。この外側フォーカスリング２２は絶縁
性を有する石英からなり、またその外周上縁部は、外側
に凸の湾曲形状に成形され、ガスが澱まず円滑に排出さ
れるようになっている。この外側フォーカスリング２２
は、後述のシールドリング５３と共に、サセプタ６と後
述の上部電極５１との間に発生したプラズマの拡散を抑
制する機能を有している。
【００２５】前出サセプタ６の周囲には、絶縁性の材質
からなるバッフル板２３が配され、さらにこのバッフル
板２３の内周部は、石英の支持体等を介してボルト等の
手段によってサセプタ６に固定されている。従って、サ
セプタ６の上下動に伴ってこのバッフル板２３も上下動
する構成となっている。このバッフル板２３には多数の
透孔２３ａが形成されており、ガスを均一に排出する機
能を有している。
からなるバッフル板２３が配され、さらにこのバッフル
板２３の内周部は、石英の支持体等を介してボルト等の
手段によってサセプタ６に固定されている。従って、サ
セプタ６の上下動に伴ってこのバッフル板２３も上下動
する構成となっている。このバッフル板２３には多数の
透孔２３ａが形成されており、ガスを均一に排出する機
能を有している。
【００２６】前出処理室２の上部には、アルミナからな
る絶縁支持材３１、アルミニウムからなる冷却プレート
３２を介して、エッチングガスやその他のガスを処理室
２内に導入するための拡散部材３３が設けられている。
またこの冷却プレート３２の上部には図２に示したよう
に、冷媒循環路３４が形成されており、外部から供給さ
れるチラー（冷媒）が循環することによって、後述の上
部電極５１を所定温度にまで冷却する機能を有してい
る。
る絶縁支持材３１、アルミニウムからなる冷却プレート
３２を介して、エッチングガスやその他のガスを処理室
２内に導入するための拡散部材３３が設けられている。
またこの冷却プレート３２の上部には図２に示したよう
に、冷媒循環路３４が形成されており、外部から供給さ
れるチラー（冷媒）が循環することによって、後述の上
部電極５１を所定温度にまで冷却する機能を有してい
る。
【００２７】前記拡散部材３３は、図２にも示したよう
に、下面側にバッフル板３５を持った中空構造を有して
おり、さらにこのバッフル板３５には、多数の拡散孔３
５ａが形成されている。この拡散部材３３の中央にはガ
ス導入口３６が設けられ、さらにバルブ３７を介してガ
ス導入管３８が接続されている。そしてこのガス導入管
３８には、バルブ３９、４０、４１、４２、及び対応し
た流量調節のためのマスフローコントローラ４３、４
４、４５、４６を介して、各々処理ガス供給源４７、４
８、４９、５０が各々接続されている。本実施の形態で
は、処理ガス供給源４７からはＡｒ（アルゴン）ガス、
処理ガス供給源４８からはＣ4Ｆ8、処理ガス供給源４９
からはＣＯ（一酸化炭素）ガス、処理ガス供給源５０か
らはＯ2（酸素）ガスが夫々供給されるようになってい
る。
に、下面側にバッフル板３５を持った中空構造を有して
おり、さらにこのバッフル板３５には、多数の拡散孔３
５ａが形成されている。この拡散部材３３の中央にはガ
ス導入口３６が設けられ、さらにバルブ３７を介してガ
ス導入管３８が接続されている。そしてこのガス導入管
３８には、バルブ３９、４０、４１、４２、及び対応し
た流量調節のためのマスフローコントローラ４３、４
４、４５、４６を介して、各々処理ガス供給源４７、４
８、４９、５０が各々接続されている。本実施の形態で
は、処理ガス供給源４７からはＡｒ（アルゴン）ガス、
処理ガス供給源４８からはＣ4Ｆ8、処理ガス供給源４９
からはＣＯ（一酸化炭素）ガス、処理ガス供給源５０か
らはＯ2（酸素）ガスが夫々供給されるようになってい
る。
【００２８】また前記ガス導入管３８には、バルブ５
５、マスフローコントローラ５６を介して、パージガス
供給源５７からのＮ2（窒素）ガスが供給自在になって
いる。
５、マスフローコントローラ５６を介して、パージガス
供給源５７からのＮ2（窒素）ガスが供給自在になって
いる。
【００２９】これら各処理ガス供給源４７、４８、４
９、５０、及びパージガス供給源５７からの前記ガス
は、前記ガス導入管３８から前記導入口３６、拡散部材
３３の拡散孔３５ａを通じて処理室２内に導入されるよ
うになっている。また冷却プレート３２にも、図２に示
したように、吐出口３２ａが多数形成されており、拡散
部材３３のバッフル板３５と冷却プレート３２との間に
形成されたバッフル空間Ｓ内のガスを下方に吐出させる
ようになっている。
９、５０、及びパージガス供給源５７からの前記ガス
は、前記ガス導入管３８から前記導入口３６、拡散部材
３３の拡散孔３５ａを通じて処理室２内に導入されるよ
うになっている。また冷却プレート３２にも、図２に示
したように、吐出口３２ａが多数形成されており、拡散
部材３３のバッフル板３５と冷却プレート３２との間に
形成されたバッフル空間Ｓ内のガスを下方に吐出させる
ようになっている。
【００３０】前記拡散部材３３の下方には、前出サセプ
タ６と対向するように、上部電極５１が、前出冷却プレ
ート３２の下面に固定されている。この上部電極５１は
導電性を有する単結晶シリコンからなり、ボルト５２に
よって前記冷却プレート３２の下面周辺部に固着され、
この冷却プレート３２と導通している。またこの上部電
極５１にも、多数の吐出口５１ａが形成されており、前
記冷却プレート３２の吐出口３２ａと接続されている。
従ってバッフル空間Ｓ内のガスは、吐出口３２ａ、５１
ａを通じて、静電チャック１１上のウエハＷに対して均
一に吐出されるようになっている。
タ６と対向するように、上部電極５１が、前出冷却プレ
ート３２の下面に固定されている。この上部電極５１は
導電性を有する単結晶シリコンからなり、ボルト５２に
よって前記冷却プレート３２の下面周辺部に固着され、
この冷却プレート３２と導通している。またこの上部電
極５１にも、多数の吐出口５１ａが形成されており、前
記冷却プレート３２の吐出口３２ａと接続されている。
従ってバッフル空間Ｓ内のガスは、吐出口３２ａ、５１
ａを通じて、静電チャック１１上のウエハＷに対して均
一に吐出されるようになっている。
【００３１】上部電極５１の下端周辺部には、前出固定
用のボルト５２を被うようにして、シールドリング５３
が配置されている。このシールドリング５３は、石英か
らなり、前出外側フォーカスリング２２とで、静電チャ
ック１１と上部電極５１との間のギャップよりも狭いギ
ャップを形成し、プラズマの拡散を抑制する機能を有し
ている。なおこのシールドリング５３の上端部と処理容
器３の天井壁との間には、フッ素系の合成樹脂からなる
絶縁リング５４が設けられている。
用のボルト５２を被うようにして、シールドリング５３
が配置されている。このシールドリング５３は、石英か
らなり、前出外側フォーカスリング２２とで、静電チャ
ック１１と上部電極５１との間のギャップよりも狭いギ
ャップを形成し、プラズマの拡散を抑制する機能を有し
ている。なおこのシールドリング５３の上端部と処理容
器３の天井壁との間には、フッ素系の合成樹脂からなる
絶縁リング５４が設けられている。
【００３２】処理容器３の下部には、真空ポンプなどの
真空引き手段６１に通ずる排気管６２が接続されてお
り、サセプタ６の周囲に配置された前出バッフル板２３
を介して、処理室２内は、たとえば数ｍＴｏｒｒまでの
任意の真空度にまで真空引きすることが可能となってい
る。
真空引き手段６１に通ずる排気管６２が接続されてお
り、サセプタ６の周囲に配置された前出バッフル板２３
を介して、処理室２内は、たとえば数ｍＴｏｒｒまでの
任意の真空度にまで真空引きすることが可能となってい
る。
【００３３】次にこのエッチング装置１の高周波電力の
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ６に対しては、周波数が数百ｋＨｚ程度、例えば８０
０ｋＨｚの高周波電力を出力する高周波電源６３からの
電力が、整合器６４を介して供給される構成となってい
る。一方上部電極５１に対しては、整合器６５を介し
て、周波数が前記高周波電源６３よりも高い１ＭＨｚ以
上の周波数、例えば２７．１２ＭＨｚの高周波電力を出
力する高周波電源６６からの電力が、前出冷却プレート
３２を通じて供給される構成となっている。
供給系について説明すると、まず下部電極となるサセプ
タ６に対しては、周波数が数百ｋＨｚ程度、例えば８０
０ｋＨｚの高周波電力を出力する高周波電源６３からの
電力が、整合器６４を介して供給される構成となってい
る。一方上部電極５１に対しては、整合器６５を介し
て、周波数が前記高周波電源６３よりも高い１ＭＨｚ以
上の周波数、例えば２７．１２ＭＨｚの高周波電力を出
力する高周波電源６６からの電力が、前出冷却プレート
３２を通じて供給される構成となっている。
【００３４】前記処理容器３の側部には、ゲートバルブ
７１を介してロードロック室７２が隣接している。この
ロードロック室７２内には、被処理体であるウエハＷを
処理容器３内の処理室２との間で搬送するための、搬送
アームなどの搬送手段７３が設けられている。
７１を介してロードロック室７２が隣接している。この
ロードロック室７２内には、被処理体であるウエハＷを
処理容器３内の処理室２との間で搬送するための、搬送
アームなどの搬送手段７３が設けられている。
【００３５】次にこのエッチング装置１の制御系につい
て説明すると、サセプタ６を上下動させる駆動モータ
８、高圧直流電源１４、サセプタ６内のリフターピン１
５、バルブ３９〜４２、５５、マスフローコントローラ
４７〜５０、５６、真空引き手段６１、高周波電源６
３、６６はそれぞれコントローラ７４によって制御され
ている。
て説明すると、サセプタ６を上下動させる駆動モータ
８、高圧直流電源１４、サセプタ６内のリフターピン１
５、バルブ３９〜４２、５５、マスフローコントローラ
４７〜５０、５６、真空引き手段６１、高周波電源６
３、６６はそれぞれコントローラ７４によって制御され
ている。
【００３６】本実施の形態にかかるエッチング処理方法
を実施するためのエッチング装置１の主要部は以上のよ
うに構成されており、例えばシリコンのウエハＷの酸化
膜（ＳｉＯ2）に対してエッチング処理する場合の作用
等について説明すると、まずゲートバルブ７１が開放さ
れた後、搬送手段７３によってウエハＷが処理室２内に
搬入される。このとき駆動モータ８の作動により、サセ
プタ６は下降してウエハＷ受け取りの待機状態にある。
そして搬送手段７３によって処理室２内に搬入されたウ
エハＷは、静電チャック１１上に突き出るリフターピン
１５によって支持された後、搬送手段７３は待避してゲ
ートバルブ７１は閉鎖される。
を実施するためのエッチング装置１の主要部は以上のよ
うに構成されており、例えばシリコンのウエハＷの酸化
膜（ＳｉＯ2）に対してエッチング処理する場合の作用
等について説明すると、まずゲートバルブ７１が開放さ
れた後、搬送手段７３によってウエハＷが処理室２内に
搬入される。このとき駆動モータ８の作動により、サセ
プタ６は下降してウエハＷ受け取りの待機状態にある。
そして搬送手段７３によって処理室２内に搬入されたウ
エハＷは、静電チャック１１上に突き出るリフターピン
１５によって支持された後、搬送手段７３は待避してゲ
ートバルブ７１は閉鎖される。
【００３７】他方、駆動モータ８の作動によってサセプ
タ６は所定の処理位置、例えば上部電極５１とサセプタ
６と間のギャップが１０mm〜２０mmとなる位置まで上昇
し、同時にウエハＷを支持しているリフターピン１５は
サセプタ６内に下降して、該ウエハＷは静電チャック１
１上に載置される。そして高圧直流電源１４から所定の
電圧が静電チャック１１内の導電性の薄膜１２に印加さ
れて、ウエハＷは静電チャック１１上に吸着、保持され
る。
タ６は所定の処理位置、例えば上部電極５１とサセプタ
６と間のギャップが１０mm〜２０mmとなる位置まで上昇
し、同時にウエハＷを支持しているリフターピン１５は
サセプタ６内に下降して、該ウエハＷは静電チャック１
１上に載置される。そして高圧直流電源１４から所定の
電圧が静電チャック１１内の導電性の薄膜１２に印加さ
れて、ウエハＷは静電チャック１１上に吸着、保持され
る。
【００３８】次いで処理室２内が、真空引き手段６１に
よって真空引きされていき、所定の真空度になった後、
処理ガス供給源４７〜５０から所定の処理ガスが所定の
流量比で供給され、処理室２の圧力が所定の真空度、例
えば２０ｍＴｏｒｒに設定、維持される。
よって真空引きされていき、所定の真空度になった後、
処理ガス供給源４７〜５０から所定の処理ガスが所定の
流量比で供給され、処理室２の圧力が所定の真空度、例
えば２０ｍＴｏｒｒに設定、維持される。
【００３９】次いで上部電極５１に対して高周波電源６
６から周波数が２７．１２ＭＨｚ、パワーが例えば２ｋ
Ｗの高周波電力が供給されると、上部電極５１とサセプ
タ６との間にプラズマが生起される。また同時にサセプ
タ６に対して高周波電源６４から周波数が８００ｋＨ
ｚ、パワーが例えば１ｋＷの高周波電力が供給される。
このように上部電極５１とサセプタ６とに同時に高周波
電力を供給することにより、安定したプラズマが即、生
成され、過大な電圧によってウエハＷがダメージを受け
ることを防止できる。
６から周波数が２７．１２ＭＨｚ、パワーが例えば２ｋ
Ｗの高周波電力が供給されると、上部電極５１とサセプ
タ６との間にプラズマが生起される。また同時にサセプ
タ６に対して高周波電源６４から周波数が８００ｋＨ
ｚ、パワーが例えば１ｋＷの高周波電力が供給される。
このように上部電極５１とサセプタ６とに同時に高周波
電力を供給することにより、安定したプラズマが即、生
成され、過大な電圧によってウエハＷがダメージを受け
ることを防止できる。
【００４０】そして発生したプラズマによって処理室２
内の処理ガスが解離し、その際に生ずるエッチャントイ
オンが、サセプタ６側に供給された相対的に低い周波数
の高周波によってその入射速度がコントロールされつ
つ、ウエハＷ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をエッ
チングしていく。
内の処理ガスが解離し、その際に生ずるエッチャントイ
オンが、サセプタ６側に供給された相対的に低い周波数
の高周波によってその入射速度がコントロールされつ
つ、ウエハＷ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をエッ
チングしていく。
【００４１】この場合サセプタ６には、ウエハＷを取り
囲むように配置された内側フォーカスリング２１の外周
に外側フォーカスリング２２が設けられ、該外側フォー
カスリング２２の上方には、上部電極５１の周辺に配置
されたシールドリング５３が位置して、既述のように両
者で静電チャック１１の上面と上部電極５１の下面との
間よりも短いギャップを構成しているので、サセプタ６
と上部電極５１との間に発生したプラズマの拡散は抑え
られ、該プラズマの密度は高くなっている。もちろん処
理室２内の圧力が、２０ｍＴｏｒｒという高い真空度で
あっても、プラズマの拡散を効果的に抑制することがで
きる。
囲むように配置された内側フォーカスリング２１の外周
に外側フォーカスリング２２が設けられ、該外側フォー
カスリング２２の上方には、上部電極５１の周辺に配置
されたシールドリング５３が位置して、既述のように両
者で静電チャック１１の上面と上部電極５１の下面との
間よりも短いギャップを構成しているので、サセプタ６
と上部電極５１との間に発生したプラズマの拡散は抑え
られ、該プラズマの密度は高くなっている。もちろん処
理室２内の圧力が、２０ｍＴｏｒｒという高い真空度で
あっても、プラズマの拡散を効果的に抑制することがで
きる。
【００４２】しかもウエハＷの周囲には、内側フォーカ
スリング２１が配置されているので、前記フッ素ラジカ
ルは均一にウエハＷに入射し、ウエハＷ表面のシリコン
酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチングレートは、均一でしか
も高くなっている。
スリング２１が配置されているので、前記フッ素ラジカ
ルは均一にウエハＷに入射し、ウエハＷ表面のシリコン
酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチングレートは、均一でしか
も高くなっている。
【００４３】そのようにして所定のエッチングが終了す
ると、上部電極５１及びサセプタ６への高周波電力の供
給は停止されると共に、処理室２内への処理ガスの供給
が停止され、また静電チャック１１の導電性の薄膜１２
への高圧直流電源１４からの電圧印加も停止される。次
いで処理室２内には、パージガス供給源５７から窒素ガ
スが供給されて、残存処理ガスが処理室２内からパージ
され、処理室２内の圧力は約５０ｍＴｏｒｒとなる。次
いでサセプタ６が下降すると同時にリフターピン１５が
上昇して、静電チャック１１上のウエハＷを静電チャッ
ク１１からリフトアップする。そしてゲートバルブ７１
が開放して搬送手段７３が処理室２内に前進してウエハ
Ｗの下面に入り込んだ後、リフターピン１５が下降して
ウエハＷを搬送手段７３に移載する。
ると、上部電極５１及びサセプタ６への高周波電力の供
給は停止されると共に、処理室２内への処理ガスの供給
が停止され、また静電チャック１１の導電性の薄膜１２
への高圧直流電源１４からの電圧印加も停止される。次
いで処理室２内には、パージガス供給源５７から窒素ガ
スが供給されて、残存処理ガスが処理室２内からパージ
され、処理室２内の圧力は約５０ｍＴｏｒｒとなる。次
いでサセプタ６が下降すると同時にリフターピン１５が
上昇して、静電チャック１１上のウエハＷを静電チャッ
ク１１からリフトアップする。そしてゲートバルブ７１
が開放して搬送手段７３が処理室２内に前進してウエハ
Ｗの下面に入り込んだ後、リフターピン１５が下降して
ウエハＷを搬送手段７３に移載する。
【００４４】その後搬送手段７３がロードロック室７２
内に待避した後、ゲートバルブ７１は閉鎖され、リフタ
ーピン１５がサセプタ６内に下降しつつサセプタ６を再
び上昇させ、サセプタ６と上部電極５１との間のギャッ
プが前記エッチング処理時よりも広い位置、例えばサセ
プタ６と上部電極５１との間のギャップが２５mm〜３５
mmとなる位置で停止させる。そして処理ガス供給源４７
からＡｒ（アルゴン）ガスが処理室２内に供給されて、
処理室２内は、１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒの真
空度に設定される。次いで高周波電源６６から、例えば
パワーが５０Ｗ、周波数が２７．１２ＭＨｚの高周波電
力が上部電極５１に供給され、サセプタ６との間に、電
荷除去のための２次プラズマが発生する。この２次プラ
ズマによって静電チャック１１上の残留電荷は除去され
る。
内に待避した後、ゲートバルブ７１は閉鎖され、リフタ
ーピン１５がサセプタ６内に下降しつつサセプタ６を再
び上昇させ、サセプタ６と上部電極５１との間のギャッ
プが前記エッチング処理時よりも広い位置、例えばサセ
プタ６と上部電極５１との間のギャップが２５mm〜３５
mmとなる位置で停止させる。そして処理ガス供給源４７
からＡｒ（アルゴン）ガスが処理室２内に供給されて、
処理室２内は、１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒの真
空度に設定される。次いで高周波電源６６から、例えば
パワーが５０Ｗ、周波数が２７．１２ＭＨｚの高周波電
力が上部電極５１に供給され、サセプタ６との間に、電
荷除去のための２次プラズマが発生する。この２次プラ
ズマによって静電チャック１１上の残留電荷は除去され
る。
【００４５】前記２次プラズマは、相対的に高い周波数
の高周波電力が、エッチング処理時よりも小さいパワー
でサセプタ６のみに供給されて生起されたものであり、
また処理室２内は、Ａｒ（アルゴン）ガス雰囲気であっ
てかつその真空度も１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ
に設定されているから、静電チャック１１上に反応性生
物が付着することはない。しかも放電ギャップは、前記
したようにエッチング処理時のギャップよりも広くなっ
ているので、前記２次プラズマは安定したものとなって
いる。
の高周波電力が、エッチング処理時よりも小さいパワー
でサセプタ６のみに供給されて生起されたものであり、
また処理室２内は、Ａｒ（アルゴン）ガス雰囲気であっ
てかつその真空度も１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ
に設定されているから、静電チャック１１上に反応性生
物が付着することはない。しかも放電ギャップは、前記
したようにエッチング処理時のギャップよりも広くなっ
ているので、前記２次プラズマは安定したものとなって
いる。
【００４６】以上のようにして静電チャック１１の残留
電荷が除去された後、処理室２内には再びパージガスで
ある窒素ガスが供給され、その後サセプタ６が下降し
て、次のウエハＷの待機状態となる。
電荷が除去された後、処理室２内には再びパージガスで
ある窒素ガスが供給され、その後サセプタ６が下降し
て、次のウエハＷの待機状態となる。
【００４７】以上の処理プロセスにおける主要部の動作
をタイミングチャートで示すと、図３に示したようにな
る。図中（ａ）は上部電極５１への２７．１２ＭＨｚの
高周波電力の供給を示し、（ｂ）はサセプタ６への８０
０ｋＨｚの高周波電力の供給を示し、（ｃ）は処理室２
内への処理ガス（エッチングガス）の導入を示し、
（ｄ）は処理室２内へのＡｒ（アルゴン）ガスの導入を
示し、（ｅ）は静電チャック１１への直流電圧の印加を
示している。
をタイミングチャートで示すと、図３に示したようにな
る。図中（ａ）は上部電極５１への２７．１２ＭＨｚの
高周波電力の供給を示し、（ｂ）はサセプタ６への８０
０ｋＨｚの高周波電力の供給を示し、（ｃ）は処理室２
内への処理ガス（エッチングガス）の導入を示し、
（ｄ）は処理室２内へのＡｒ（アルゴン）ガスの導入を
示し、（ｅ）は静電チャック１１への直流電圧の印加を
示している。
【００４８】このタイミングチャートにも示されたよう
に、エッチング処理終了後に処理済みのウエハＷを搬出
した後、処理室２内の圧力は１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍ
Ｔｏｒｒに設定され、上部電極５１にのみ、エッチング
処理時の出力よりも小さい出力の高周波電力が供給され
て、残留電荷の除去プロセスが行われている。発明者の
検証によれば、この上部電極５１にのみ給電して残留電
荷を除去する時間Ｔ1は、１秒〜１５秒程度で十分であ
ることが確認されている。
に、エッチング処理終了後に処理済みのウエハＷを搬出
した後、処理室２内の圧力は１０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍ
Ｔｏｒｒに設定され、上部電極５１にのみ、エッチング
処理時の出力よりも小さい出力の高周波電力が供給され
て、残留電荷の除去プロセスが行われている。発明者の
検証によれば、この上部電極５１にのみ給電して残留電
荷を除去する時間Ｔ1は、１秒〜１５秒程度で十分であ
ることが確認されている。
【００４９】実際に静電チャック１１上の残留電荷を、
表面電位計を用いて測定した実験結果を表１に示す。な
お本実験では、かかる除電プロセスを行うに際し、他の
方式と比較するため、表１にも示したように、上部電極
５１にのみ高周波電力を供給する場合、サセプタ６にの
み高周波電力を供給する場合、及び上部電極５１とサセ
プタ６の双方に高周波電力を供給する場合との３通りに
ついて、それぞれ除電プロセスを実施した。
表面電位計を用いて測定した実験結果を表１に示す。な
お本実験では、かかる除電プロセスを行うに際し、他の
方式と比較するため、表１にも示したように、上部電極
５１にのみ高周波電力を供給する場合、サセプタ６にの
み高周波電力を供給する場合、及び上部電極５１とサセ
プタ６の双方に高周波電力を供給する場合との３通りに
ついて、それぞれ除電プロセスを実施した。
【００５０】なお前記各３つの場合に供給する高周波電
力のパワーは、いずれも５０Ｗであり（上部電極５１と
サセプタ６の双方に供給する場合には、夫々５０Ｗ）、
高周波電力の供給時間は、いずれの場合も２秒間とし
た。さらにＡｒガス導入時の処理室２内の圧力について
は、上部電極５１にのみ高周波電力を供給する場合は、
５０ｍＴｏｒｒであり、サセプタ６にのみ高周波電力を
供給する場合は２００ｍＴｏｒｒであり、上部電極５１
とサセプタ６の双方に高周波電力を供給する場合には５
０ｍＴｏｒｒである。これはサセプタ６のみに印加する
場合、高周波電力の周波数が８００ｋＨｚであるから、
２００ｍＴｏｒｒより低い圧力では放電が起こらないた
めである。
力のパワーは、いずれも５０Ｗであり（上部電極５１と
サセプタ６の双方に供給する場合には、夫々５０Ｗ）、
高周波電力の供給時間は、いずれの場合も２秒間とし
た。さらにＡｒガス導入時の処理室２内の圧力について
は、上部電極５１にのみ高周波電力を供給する場合は、
５０ｍＴｏｒｒであり、サセプタ６にのみ高周波電力を
供給する場合は２００ｍＴｏｒｒであり、上部電極５１
とサセプタ６の双方に高周波電力を供給する場合には５
０ｍＴｏｒｒである。これはサセプタ６のみに印加する
場合、高周波電力の周波数が８００ｋＨｚであるから、
２００ｍＴｏｒｒより低い圧力では放電が起こらないた
めである。
【００５１】
【表１】
【００５２】この結果をみれば、まずエッチング処理前
の静電チャック１１上の電位は、８０Ｖとなっている。
このように０Ｖにならないのは、静電チャック１１表面
が高絶縁体であるので、非常に帯電しやすいためであ
る。しかしながらこのレベルは、吸着に関しては全く問
題がない低い値である。
の静電チャック１１上の電位は、８０Ｖとなっている。
このように０Ｖにならないのは、静電チャック１１表面
が高絶縁体であるので、非常に帯電しやすいためであ
る。しかしながらこのレベルは、吸着に関しては全く問
題がない低い値である。
【００５３】またエッチング処理後の値をみると、静電
チャック１１上の電位は４２０Ｖに上昇している。この
レベルの電荷のチャージ量になると、次のウエハの吸着
不良を起こすのに十分な値となっている。
チャック１１上の電位は４２０Ｖに上昇している。この
レベルの電荷のチャージ量になると、次のウエハの吸着
不良を起こすのに十分な値となっている。
【００５４】そして表１の結果をみれば明らかなよう
に、本実施の形態のように、上部電極５１にのみ高周波
電力を供給して２次プラズマを発生させ、これによって
除電を行うことが、最も静電チャック１１上の電荷を除
去するのに有効であることが確認できる。これは他の２
つの方式では、静電チャック１１上にセルフバイアスが
かかるのに比べ、本実施の形態では、静電チャック１１
上にセルフバイアスがかからないため、効率よく静電チ
ャック１１上の電荷が２次プラズマによって中和される
ためであると考えられる。
に、本実施の形態のように、上部電極５１にのみ高周波
電力を供給して２次プラズマを発生させ、これによって
除電を行うことが、最も静電チャック１１上の電荷を除
去するのに有効であることが確認できる。これは他の２
つの方式では、静電チャック１１上にセルフバイアスが
かかるのに比べ、本実施の形態では、静電チャック１１
上にセルフバイアスがかからないため、効率よく静電チ
ャック１１上の電荷が２次プラズマによって中和される
ためであると考えられる。
【００５５】なお前記実施の形態では、エッチング処理
済みのウエハＷ搬出の前に、処理室２内雰囲気を、パー
ジガスである窒素ガスで一旦パージしたが、これはゲー
トバルブ７１を開放した際に、通常、窒素ガス雰囲気に
なっているロードロック室７２内に、処理室２内の残留
ガスが流入するのを防止するためである。したがって、
ロードロック室７２内の圧力を処理室２内の圧力よりも
高く設定しておけば、ゲートバルブ７１を開放した際
に、処理室２内の残留ガスがロードロック室７２内に流
入することを防止できることになる。それゆえかかる場
合には、前記実施の形態のようにエッチング処理済みの
ウエハＷ搬出の前に、処理室２内雰囲気を窒素ガスでパ
ージする必要はない。
済みのウエハＷ搬出の前に、処理室２内雰囲気を、パー
ジガスである窒素ガスで一旦パージしたが、これはゲー
トバルブ７１を開放した際に、通常、窒素ガス雰囲気に
なっているロードロック室７２内に、処理室２内の残留
ガスが流入するのを防止するためである。したがって、
ロードロック室７２内の圧力を処理室２内の圧力よりも
高く設定しておけば、ゲートバルブ７１を開放した際
に、処理室２内の残留ガスがロードロック室７２内に流
入することを防止できることになる。それゆえかかる場
合には、前記実施の形態のようにエッチング処理済みの
ウエハＷ搬出の前に、処理室２内雰囲気を窒素ガスでパ
ージする必要はない。
【００５６】前記実施の形態では、エッチング処理終了
後のウエハＷをそのまま処理室２から搬出するようにし
たが、ウエハＷを搬出する前に、ウエハＷ上の電荷を除
去するプロセスを行ってもよい。図４はかかる場合のタ
イミングチャートを示しており、同図中の（ａ）〜
（ｅ）は、図３と同じものを示している。そしてエッチ
ング処理終了後、処理室２内へのパージガスの導入を切
り替えて、Ａｒ（アルゴン）ガスのみを導入し、さらに
上部電極５１とサセプタ６との間のギャップをエッチン
グ処理時よりも広げ、また処理室２内の圧力が１０ｍＴ
ｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒになった時点で、上部電極５
１に周波数２７．１２ＭＨｚの高周波電力を、エッチン
グ処理時よりも小さいパワー、例えば５０Ｗ〜２５０Ｗ
で所定時間（Ｔ0）、例えば１〜１０秒間供給する。こ
れによって発生した２次プラズマにより、ウエハＷ上の
電荷は前記静電チャック１１の除電プロセスと同様に、
効率よく除去される。もちろんウエハＷ上にデポは付着
しない。
後のウエハＷをそのまま処理室２から搬出するようにし
たが、ウエハＷを搬出する前に、ウエハＷ上の電荷を除
去するプロセスを行ってもよい。図４はかかる場合のタ
イミングチャートを示しており、同図中の（ａ）〜
（ｅ）は、図３と同じものを示している。そしてエッチ
ング処理終了後、処理室２内へのパージガスの導入を切
り替えて、Ａｒ（アルゴン）ガスのみを導入し、さらに
上部電極５１とサセプタ６との間のギャップをエッチン
グ処理時よりも広げ、また処理室２内の圧力が１０ｍＴ
ｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒになった時点で、上部電極５
１に周波数２７．１２ＭＨｚの高周波電力を、エッチン
グ処理時よりも小さいパワー、例えば５０Ｗ〜２５０Ｗ
で所定時間（Ｔ0）、例えば１〜１０秒間供給する。こ
れによって発生した２次プラズマにより、ウエハＷ上の
電荷は前記静電チャック１１の除電プロセスと同様に、
効率よく除去される。もちろんウエハＷ上にデポは付着
しない。
【００５７】この場合、前記静電チャック１１の残留電
荷除去プロセスと同様、発生したプラズマは、相対的に
高い周波数の高周波電力が、エッチング処理時よりも小
さいパワーで上部電極５１のみに供給されて生起された
ものであり、また処理室２内は、Ａｒ（アルゴン）ガス
雰囲気であってかつその真空度も１０ｍＴｏｒｒ〜１０
０ｍＴｏｒｒと従来よりも低圧であり、また放電ギャッ
プも広げられて放電が着火しやすい状態に設定されてい
るから、ウエハＷ上に反応性生物が付着することはな
く、また安定した２次プラズマの下で除電プロセスを実
施することができる。
荷除去プロセスと同様、発生したプラズマは、相対的に
高い周波数の高周波電力が、エッチング処理時よりも小
さいパワーで上部電極５１のみに供給されて生起された
ものであり、また処理室２内は、Ａｒ（アルゴン）ガス
雰囲気であってかつその真空度も１０ｍＴｏｒｒ〜１０
０ｍＴｏｒｒと従来よりも低圧であり、また放電ギャッ
プも広げられて放電が着火しやすい状態に設定されてい
るから、ウエハＷ上に反応性生物が付着することはな
く、また安定した２次プラズマの下で除電プロセスを実
施することができる。
【００５８】また図４のタイミングチャートによれば、
そのようにして除電されたウエハＷを搬出した後、次の
ウエハＷ搬入の前に一旦静電チャック１１の残留電荷除
去プロセスを行っている。
そのようにして除電されたウエハＷを搬出した後、次の
ウエハＷ搬入の前に一旦静電チャック１１の残留電荷除
去プロセスを行っている。
【００５９】前記実施の形態では、静電チャック１１の
残留電荷除去プロセスやウエハＷの除電プロセスを行う
にあたり、処理室２内の雰囲気をＡｒ（アルゴン）ガス
雰囲気としたが、これに代えて、他の不活性ガス雰囲気
としてもよく、例えば処理室２内を窒素ガス雰囲気とし
て、上部電極５１に高周波電力を供給してこれら除電プ
ロセスを実施してもよい。
残留電荷除去プロセスやウエハＷの除電プロセスを行う
にあたり、処理室２内の雰囲気をＡｒ（アルゴン）ガス
雰囲気としたが、これに代えて、他の不活性ガス雰囲気
としてもよく、例えば処理室２内を窒素ガス雰囲気とし
て、上部電極５１に高周波電力を供給してこれら除電プ
ロセスを実施してもよい。
【００６０】なお前記した実施の形態は、シリコンの半
導体ウエハ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をエッチ
ングする処理であったが、これに限らず、本発明は他の
プラズマ処理、例えばアッシング処理、スパッタリング
処理、ＣＶＤ処理においても実施できる。さらに被処理
体も、ウエハに限らず、ＬＣＤ基板であってもよい。
導体ウエハ表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）をエッチ
ングする処理であったが、これに限らず、本発明は他の
プラズマ処理、例えばアッシング処理、スパッタリング
処理、ＣＶＤ処理においても実施できる。さらに被処理
体も、ウエハに限らず、ＬＣＤ基板であってもよい。
【００６１】
【発明の効果】請求項１のプラズマ処理方法によれば、
静電チャックを始めとして処理室内の各種部材に反応生
成物を付着させることなく、該静電チャック上の残留電
荷を除去することが可能である。また請求項２のプラズ
マ処理方法によれば、同様に被処理体上の電荷を除去す
ることが可能である。また請求項１、２のプラズマ処理
方法とも、被処理体にダメージを与えることなく、高速
かつ微細な処理を実施することができる。
静電チャックを始めとして処理室内の各種部材に反応生
成物を付着させることなく、該静電チャック上の残留電
荷を除去することが可能である。また請求項２のプラズ
マ処理方法によれば、同様に被処理体上の電荷を除去す
ることが可能である。また請求項１、２のプラズマ処理
方法とも、被処理体にダメージを与えることなく、高速
かつ微細な処理を実施することができる。
【図１】本発明の実施の形態に用いたエッチング装置の
断面説明図である。
断面説明図である。
【図２】図１のエッチング装置における上部電極付近の
要部拡大説明図である。
要部拡大説明図である。
【図３】本発明の実施の形態のタイミングチャートを示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態のタイミングチャート
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ エッチング装置 ２ 処理室 ３ 処理容器 ６ サセプタ １１ 静電チャック ４７、４８、４９、５０ 処理ガス供給源 ５１ 上部電極 ６１ 真空引き手段 ６３、６６ 高周波電源 ７１ ゲートバルブ ７２ ロードロック室 ７３ 搬送手段 Ｗ ウエハ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ // Ｃ２３Ｃ 16/50 Ｃ２３Ｃ 16/50 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23F 4/00 H01L 21/68 C23C 16/50
Claims (2)
- 【請求項１】 処理室内の上下に上部電極と下部電極と
を対向して有し、下部電極上には直流電圧の印加によっ
て発生する静電気力を利用した静電チャックが設けら
れ、高周波電力の供給によって所定の真空度の下で前記
処理室内にプラズマを発生させて前記静電チャック上の
被処理体に対して処理を施す如く構成されたプラズマ処
理装置において、上部電極と下部電極の各々に高周波電
力を供給自在とすると共に、下部電極に供給される高周
波電力の周波数は、上部電極に供給される高周波電力の
周波数よりも低く設定し、処理ガスを前記処理室内に導
入すると共に上部電極と下部電極の各々に前記所定の高
周波電力を供給して、所定の真空度の処理室内にプラズ
マを発生させて被処理体に対して所定の処理を施し、前
記処理終了後に前記被処理体を処理室から搬出した後、
処理室内に不活性ガス若しくは窒素ガスを導入して処理
室内を不活性ガス雰囲気若しくは窒素ガス雰囲気とし、
さらに前記上部電極と下部電極との間のギャップを前記
処理時よりも広くすると共に、前記処理の際の出力より
も小さい出力で上部電極のみに高周波電力を供給して所
定時間プラズマを発生させ、その後次に処理に付すべき
被処理体を処理室内に搬入することを特徴とする、プラ
ズマ処理方法。 - 【請求項２】 処理室内の上下に上部電極と下部電極と
を対向して有し、下部電極上には直流電圧の印加によっ
て発生する静電気力を利用した静電チャックが設けら
れ、高周波電力の供給によって所定の真空度の下で前記
処理室内にプラズマを発生させて前記静電チャック上の
被処理体に対して処理を施す如く構成されたプラズマ処
理装置において、上部電極と下部電極の各々に高周波電
力を供給自在とすると共に、下部電極に供給される高周
波電力の周波数は、上部電極に供給される高周波電力の
周波数よりも低く設定し、処理ガスを前記処理室内に導
入すると共に上部電極と下部電極の各々に前記所定の高
周波電力を供給して、所定の真空度の処理室内にプラズ
マを発生させて被処理体に対して所定の処理を施し、前
記処理終了後、処理室内に不活性ガス若しくは窒素ガス
を導入して処理室内を不活性ガス雰囲気若しくは窒素ガ
ス雰囲気とし、さらに前記上部電極と下部電極との間の
ギャップを前記処理時よりも広くすると共に、前記処理
の際の出力よりも小さい出力で上部電極のみに高周波電
力を供給して所定時間プラズマを発生させ、その後この
処理済みの被処理体を処理室から搬出することを特徴と
する、プラズマ処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16371096A JP2869384B2 (ja) | 1995-06-30 | 1996-06-03 | プラズマ処理方法 |
| US08/671,598 US5997962A (en) | 1995-06-30 | 1996-06-28 | Plasma process utilizing an electrostatic chuck |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-188078 | 1995-06-30 | ||
| JP18807895 | 1995-06-30 | ||
| JP16371096A JP2869384B2 (ja) | 1995-06-30 | 1996-06-03 | プラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974129A JPH0974129A (ja) | 1997-03-18 |
| JP2869384B2 true JP2869384B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=26489079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16371096A Expired - Lifetime JP2869384B2 (ja) | 1995-06-30 | 1996-06-03 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869384B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3725967B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2005-12-14 | 株式会社日立製作所 | 静電吸着した試料を離脱する方法 |
| WO1999053120A1 (en) * | 1998-04-13 | 1999-10-21 | Tokyo Electron Limited | Reduced impedance chamber |
| KR100541541B1 (ko) * | 1999-08-26 | 2006-01-12 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 증착장비의 프로세스 챔버 |
| JP4578651B2 (ja) * | 1999-09-13 | 2010-11-10 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置、プラズマエッチング方法 |
| JP4657473B2 (ja) * | 2001-03-06 | 2011-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP5001388B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2012-08-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体処理装置の圧力制御方法 |
| JP4688764B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2011-05-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置の載置台除電方法 |
| US7659184B2 (en) * | 2008-02-25 | 2010-02-09 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process with chamber seasoning and seasoning layer plasma discharging for wafer dechucking |
| JP5063520B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2012-10-31 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP6142305B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2017-06-07 | サムコ株式会社 | 静電吸着方法及び静電吸着装置 |
| JP7306886B2 (ja) * | 2018-07-30 | 2023-07-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 制御方法及びプラズマ処理装置 |
| JP7134863B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2022-09-12 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP16371096A patent/JP2869384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0974129A (ja) | 1997-03-18 |
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| Date | Code | Title | Description |
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