JP2890493B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマCVDやプラズマエッチング等を行
うプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関し、特
に、反応室内のクリーニングを効果的に行うことができ
るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
うプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関し、特
に、反応室内のクリーニングを効果的に行うことができ
るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
従来、プラズマCVDやプラズマエッチング等を行うプ
ラズマ処理装置として、反応室内に一対の電極を対向配
置した平行平板型のものがある。このプラズマ処理装置
は、反応室内が所要の真空圧に保持され、一方の電極に
半導体基体を載置し、２枚の電極間に高周波電圧が印可
されてプラズマが発生する。そして、半導体基体上にお
いて中間活性種などにより堆積あるいはエッチングが行
われる。
ラズマ処理装置として、反応室内に一対の電極を対向配
置した平行平板型のものがある。このプラズマ処理装置
は、反応室内が所要の真空圧に保持され、一方の電極に
半導体基体を載置し、２枚の電極間に高周波電圧が印可
されてプラズマが発生する。そして、半導体基体上にお
いて中間活性種などにより堆積あるいはエッチングが行
われる。
この種のプラズマ処理装置では、電極の材料としてア
ルミニウムやアルミニウム系合金が用いられている。し
かし、プラズマシリコン酸化膜やプラズマシリコン窒化
膜を除去するためにフッ素系ガスによって反応室内のク
リーニングを行う場合、電極の表面にAlFx等のフッ素化
合物が残留し、さらに、クリーニングが繰り返されるこ
とによりフッ素化合物が成長してパーティクルとなる。
このようなパーティクルの付着は作業効率を低下させる
原因となるので、このパーティクルを機械的研磨により
除去することが必要となる。
ルミニウムやアルミニウム系合金が用いられている。し
かし、プラズマシリコン酸化膜やプラズマシリコン窒化
膜を除去するためにフッ素系ガスによって反応室内のク
リーニングを行う場合、電極の表面にAlFx等のフッ素化
合物が残留し、さらに、クリーニングが繰り返されるこ
とによりフッ素化合物が成長してパーティクルとなる。
このようなパーティクルの付着は作業効率を低下させる
原因となるので、このパーティクルを機械的研磨により
除去することが必要となる。
一方、電極に使用する材料として、アルミニウム系以
外のものを用いる装置も知られている。例えば、特開昭
63−138737号公報に記載される装置のように電極の露呈
面をSiCで形成したものや、セラミック電極を用いたも
のが知られている。
外のものを用いる装置も知られている。例えば、特開昭
63−138737号公報に記載される装置のように電極の露呈
面をSiCで形成したものや、セラミック電極を用いたも
のが知られている。
ところが、アルミニウムやアルミニウム合金を電極材
料とする場合、上述のような機械的研磨を行うためには
作業工程が多くなり、非常に時間がかかるため、作業効
率が大幅に低下する。
料とする場合、上述のような機械的研磨を行うためには
作業工程が多くなり、非常に時間がかかるため、作業効
率が大幅に低下する。
一方、電極の露呈面をSiCで形成した場合では、SiCの
膜厚のばらつきに伴い半導体基体に形成される膜の堆積
速度やエッチレートが変化して膜厚ムラが生じる。ま
た、セラミック電極を用いた場合、電極と半導体基体の
エッチレートの差が小さいために選択性が悪く、作業効
率が低い。
膜厚のばらつきに伴い半導体基体に形成される膜の堆積
速度やエッチレートが変化して膜厚ムラが生じる。ま
た、セラミック電極を用いた場合、電極と半導体基体の
エッチレートの差が小さいために選択性が悪く、作業効
率が低い。
そこで、本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案さ
れたものであって、反応室内のクリーニングを効率を改
善し、装置の稼働率が向上されるプラズマ処理装置及び
プラズマ処理方法を提供することを目的とする。
れたものであって、反応室内のクリーニングを効率を改
善し、装置の稼働率が向上されるプラズマ処理装置及び
プラズマ処理方法を提供することを目的とする。
本発明に係るプラズマ処理装置は、上述の目的を達成
するために提案されたものであり、少なくとも表面が高
融点金属シリサイド又は高融点金属からなる電極及び試
料台を反応室内に有し、上記試料台と少なくとも一つの
電極とが同電位となるように構成したものであり、本発
明に係るプラズマ処理方法は、上述のプラズマ処理装置
の試料台上に半導体基体を載置してプラズマ処理を行う
ようにしたものである。
するために提案されたものであり、少なくとも表面が高
融点金属シリサイド又は高融点金属からなる電極及び試
料台を反応室内に有し、上記試料台と少なくとも一つの
電極とが同電位となるように構成したものであり、本発
明に係るプラズマ処理方法は、上述のプラズマ処理装置
の試料台上に半導体基体を載置してプラズマ処理を行う
ようにしたものである。
なお、平行平板型プラズマ処理装置においては、一対
の電極の少なくとも互いに対向する面が高融点金属シリ
サイド又はまたは高融点金属により形成されていればよ
く、各電極表面上に高融点金属シリサイド又は高融点金
属による薄膜を形成したり、反応室内に高融点金属シリ
サイド又は高融点金属を用いて半導体基体を載置する試
料台を設置してもよい。
の電極の少なくとも互いに対向する面が高融点金属シリ
サイド又はまたは高融点金属により形成されていればよ
く、各電極表面上に高融点金属シリサイド又は高融点金
属による薄膜を形成したり、反応室内に高融点金属シリ
サイド又は高融点金属を用いて半導体基体を載置する試
料台を設置してもよい。
ここで、高融点金属や高融点金属シリサイドとして
は、タングステン（Ｗ），モリブデン（Mo），タンタル
（Ta），ジルコニウム（Zr）等及びそれぞれのシリサイ
ドが使用可能とされる。
は、タングステン（Ｗ），モリブデン（Mo），タンタル
（Ta），ジルコニウム（Zr）等及びそれぞれのシリサイ
ドが使用可能とされる。
また、クリーニングにおいては、NF3とH2の混合ガ
ス，NF3とO2の混合ガス，SF6とH2の混合ガス，ClF3ある
いはF2等の反応ガスが使用可能とされ、適宜条件を設定
し、これらの反応ガスを用いてクリーニングを行う。
ス，NF3とO2の混合ガス，SF6とH2の混合ガス，ClF3ある
いはF2等の反応ガスが使用可能とされ、適宜条件を設定
し、これらの反応ガスを用いてクリーニングを行う。
高融点金属シリサイド又は高融点金属とフッ素系のガ
スが反応した場合、高融点金属のフッ素化合物の蒸気圧
が高いため、反応物が固体として残留する虞れがない。
従って、電極及び試料台の少なくとも表面を高融点金属
シリサイド又は高融点金属により形成することにより、
前記電極上及び前記試料台上にフッ素化合物のパーティ
クルが発生することが抑えられる。
スが反応した場合、高融点金属のフッ素化合物の蒸気圧
が高いため、反応物が固体として残留する虞れがない。
従って、電極及び試料台の少なくとも表面を高融点金属
シリサイド又は高融点金属により形成することにより、
前記電極上及び前記試料台上にフッ素化合物のパーティ
クルが発生することが抑えられる。
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１の実施例 本実施例は平行平板型のプラズマCVD装置であり、一
対の電極が上下に対向配置された例である。
対の電極が上下に対向配置された例である。
第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図であり、
反応室の内部構造を表している。金属製の反応室一内に
はカソード電極として機能する上部電極２とアノード電
極して機能する下部電極３が対向配置される。上部電極
２は前記反応室１の上部1aに取着される。上部電極２は
高周波電源５に接続される。下部電極３は前記反応室１
の底部1bに取着される。下部電極３には接地電位６が印
可される。また、下部電極３上には、CVDを行う時に処
理すべき半導体基体４が載置される。ここで、下部電極
３は、処理される半導体基体４が載置される試料台とし
て用いられる。従って、半導体基体４が載置される試料
台として機能する部分は、下部電極３の電位となされ
る。
反応室の内部構造を表している。金属製の反応室一内に
はカソード電極として機能する上部電極２とアノード電
極して機能する下部電極３が対向配置される。上部電極
２は前記反応室１の上部1aに取着される。上部電極２は
高周波電源５に接続される。下部電極３は前記反応室１
の底部1bに取着される。下部電極３には接地電位６が印
可される。また、下部電極３上には、CVDを行う時に処
理すべき半導体基体４が載置される。ここで、下部電極
３は、処理される半導体基体４が載置される試料台とし
て用いられる。従って、半導体基体４が載置される試料
台として機能する部分は、下部電極３の電位となされ
る。
そして、反応室１にはガス供給口７及び排気口８が開
設されており、ガス供給口７より適宜流量制御された反
応ガスが反応室１内に導入され、同時に排気口８から排
気される。これにより、反応室１内は所定の真空圧に保
持される。
設されており、ガス供給口７より適宜流量制御された反
応ガスが反応室１内に導入され、同時に排気口８から排
気される。これにより、反応室１内は所定の真空圧に保
持される。
ここで、第１図には表示されていないが、前記反応ガ
スの流量を制御するための調節計やガスバルブ等あるい
は反応室１内の温度を制御するための温調系が必要に応
じて設けられる。
スの流量を制御するための調節計やガスバルブ等あるい
は反応室１内の温度を制御するための温調系が必要に応
じて設けられる。
本実施例のプラズマCVD装置では、上部電極2,下部電
極３は高融点金属シリサイドであるタングステンシリサ
イドにより形成される。
極３は高融点金属シリサイドであるタングステンシリサ
イドにより形成される。
このように上部電極2,下部電極３を高融点金属シリサ
イドによって形成することにより、上部電極２及び下部
電極３においては電気伝導度や伝熱率が確保される。ま
た、電極は従来のアルミニウム電極とは異なり、フッ素
ガスを用いてクリーニングを行う場合、反応によって生
じるフッ素化合物の蒸気圧が低いためにフッ素化合物が
固体として電極上に残留する虞れがない。このため、反
応室内のクリーニングが効率良く行われる。また、半導
体基体４におけるエッチレートは変化せず、堆積やエッ
チングの作業効率が向上する。
イドによって形成することにより、上部電極２及び下部
電極３においては電気伝導度や伝熱率が確保される。ま
た、電極は従来のアルミニウム電極とは異なり、フッ素
ガスを用いてクリーニングを行う場合、反応によって生
じるフッ素化合物の蒸気圧が低いためにフッ素化合物が
固体として電極上に残留する虞れがない。このため、反
応室内のクリーニングが効率良く行われる。また、半導
体基体４におけるエッチレートは変化せず、堆積やエッ
チングの作業効率が向上する。
なお、上部電極2,下部電極３を形成する材料として
は、高融点金属や高融点金属シリサイドであれば良く、
タングステンシリサイドの他に、例えば、タングステン
（Ｗ），ジルコニウム（Zr），タンタル（Ta），モリブ
デン（Mo）等、あるいはそれぞれのシリサイドが挙げら
れる。
は、高融点金属や高融点金属シリサイドであれば良く、
タングステンシリサイドの他に、例えば、タングステン
（Ｗ），ジルコニウム（Zr），タンタル（Ta），モリブ
デン（Mo）等、あるいはそれぞれのシリサイドが挙げら
れる。
セルフクリーニングの条件は適宜決定すれば良く、本
実施例においては下記の条件でエッチングを行ったとこ
ろ良好な結果が得られた。すなわち、高周波電源５に1
3.56MHzの周波数を使用し、温度を250℃，圧力を2Torr
とする条件下で反応ガスのNF3流量及びH2流量をそれぞ
れ50SCCMとした場合、電極はエッチングされずにプラズ
マシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸化膜のみが選択
的にエッチングされ、同じ条件下で反応ガスのNF3流量
及びO2流量をそれぞれ50SCCMとした場合でも同様に、プ
ラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸化膜をエッ
チングすることができた。
実施例においては下記の条件でエッチングを行ったとこ
ろ良好な結果が得られた。すなわち、高周波電源５に1
3.56MHzの周波数を使用し、温度を250℃，圧力を2Torr
とする条件下で反応ガスのNF3流量及びH2流量をそれぞ
れ50SCCMとした場合、電極はエッチングされずにプラズ
マシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸化膜のみが選択
的にエッチングされ、同じ条件下で反応ガスのNF3流量
及びO2流量をそれぞれ50SCCMとした場合でも同様に、プ
ラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸化膜をエッ
チングすることができた。
なお、上述の反応ガスの他にSF6とH2の混合ガス，ClF
3あるいはF2等が使用可能とされる。
3あるいはF2等が使用可能とされる。
以上のように、上部電極２及び下部電極３をタングス
テンシリサイドで形成することにより、電極はエッチン
グされずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン
酸化膜を選択的にエッチングすることができ、各電極2,
3上にフッ素化合物のパーティクルが残留するのを防止
できる。従って、反応室内のクリーニング効率及び装置
の稼働率が向上される。
テンシリサイドで形成することにより、電極はエッチン
グされずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン
酸化膜を選択的にエッチングすることができ、各電極2,
3上にフッ素化合物のパーティクルが残留するのを防止
できる。従って、反応室内のクリーニング効率及び装置
の稼働率が向上される。
第２の実施例 本実施例は平行平板型のプラズマCVD装置であり、一
対の電極の向かい合う面の表面にタングステンシリサイ
ド膜が形成された例である。
対の電極の向かい合う面の表面にタングステンシリサイ
ド膜が形成された例である。
第２図に示すように、金属製の反応室11内にはカソー
ド電極として機能する上部電極12とアノード電極して機
能する下部電極13が対向配置される。上部電極12,下部
電極13の互いに向かい合う面の表面にタングステンシリ
サイド膜19,20が形成される。CVDを行う時には、タング
ステンシリサイド膜20上には半導体基体14が載置され
る。すなわち、下部電極13の表面に形成されたタングス
テンシリサイド膜20の部分が半導体基体14が載置される
試料台として機能する。そして、タングステンシリサイ
ド膜20は、下部電極13の表面に形成されているので、下
部電極13と同電位となされている。そして、上部電極12
は前記反応室11の上部11aに取着される。上部電極12は
高周波電源15に接続される。下部電極13は前記反応室11
の底部11bに取着される。下部電極13には接地電位16が
印可される。
ド電極として機能する上部電極12とアノード電極して機
能する下部電極13が対向配置される。上部電極12,下部
電極13の互いに向かい合う面の表面にタングステンシリ
サイド膜19,20が形成される。CVDを行う時には、タング
ステンシリサイド膜20上には半導体基体14が載置され
る。すなわち、下部電極13の表面に形成されたタングス
テンシリサイド膜20の部分が半導体基体14が載置される
試料台として機能する。そして、タングステンシリサイ
ド膜20は、下部電極13の表面に形成されているので、下
部電極13と同電位となされている。そして、上部電極12
は前記反応室11の上部11aに取着される。上部電極12は
高周波電源15に接続される。下部電極13は前記反応室11
の底部11bに取着される。下部電極13には接地電位16が
印可される。
このプラズマCVD装置においても、前記第１の実施例
のプラズマCVD装置と同様に、反応室11にはガス供給口1
7及び排気口18が開設され、所要の真空圧に保持され
る。また、第２図には図示されていないが、必要に応じ
てガス流量の調節計やガスバルブ等あるいは温調系が設
けられる。
のプラズマCVD装置と同様に、反応室11にはガス供給口1
7及び排気口18が開設され、所要の真空圧に保持され
る。また、第２図には図示されていないが、必要に応じ
てガス流量の調節計やガスバルブ等あるいは温調系が設
けられる。
タングステンシリサイド膜19,20は高融点金属又は高
融点金属シリサイドにより形成される膜であればよく、
例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Mo），ジルコ
ニウム（Zr），タンタル（Ta）等、あるいはそれぞれの
シリサイドが使用可能とされる。
融点金属シリサイドにより形成される膜であればよく、
例えばタングステン（Ｗ），モリブデン（Mo），ジルコ
ニウム（Zr），タンタル（Ta）等、あるいはそれぞれの
シリサイドが使用可能とされる。
このように上部電極12及び下部電極13上にタングステ
ンシリサイド膜19,20を形成することにより、フッ素系
ガスを用いてクリーニングを行っても電極上にフッ素化
合物のパーティクルが残留することが防止され、反応室
内のクリーニングが効率良く行われる。また、セルフク
リーニングの条件は適宜決定される。電極はエッチング
されずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸
化膜を選択的にエッチングする条件で行うことが望まし
い。
ンシリサイド膜19,20を形成することにより、フッ素系
ガスを用いてクリーニングを行っても電極上にフッ素化
合物のパーティクルが残留することが防止され、反応室
内のクリーニングが効率良く行われる。また、セルフク
リーニングの条件は適宜決定される。電極はエッチング
されずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸
化膜を選択的にエッチングする条件で行うことが望まし
い。
また、上部電極12,下部電極13の材料をアルミニウム
とし、アルミニウムからなる上部電極12,下部電極13の
表面にタングステンシリサイド膜19,20が形成される構
成とすることにより、第一の実施例のように電極全体が
高融点金属又は高融点金属シリサイドにより形成される
構成のものより電気伝導度や伝熱率の点ですぐれたプラ
ズマ処理装置が得られる。
とし、アルミニウムからなる上部電極12,下部電極13の
表面にタングステンシリサイド膜19,20が形成される構
成とすることにより、第一の実施例のように電極全体が
高融点金属又は高融点金属シリサイドにより形成される
構成のものより電気伝導度や伝熱率の点ですぐれたプラ
ズマ処理装置が得られる。
なお、第１の実施例では上部電極2,下部電極３全体が
高融点金属又は高融点金属シリサイドから形成される構
成とし、第２の実施例では上部電極12,下部電極13上に
タングステンシリサイド膜19,20が形成される構成とし
たが、本発明は、電極上に高融点金属又は高融点金属シ
リサイドで形成した試料台を設置する構成としてもよ
い。
高融点金属又は高融点金属シリサイドから形成される構
成とし、第２の実施例では上部電極12,下部電極13上に
タングステンシリサイド膜19,20が形成される構成とし
たが、本発明は、電極上に高融点金属又は高融点金属シ
リサイドで形成した試料台を設置する構成としてもよ
い。
本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によ
れば、電極及び半導体基体が載置される試料台の少なく
とも表面を高融点金属シリサイド又は高融点金属によっ
て形成するので、電極上にふっ素化合物のパーティクル
が残留するのが防止される。従って、反応室内のクリー
ニングを効率良く行うことが可能とされ、機械的研磨に
よってパーティクルを除去する必要性がなくなるために
装置の稼働率が向上する。
れば、電極及び半導体基体が載置される試料台の少なく
とも表面を高融点金属シリサイド又は高融点金属によっ
て形成するので、電極上にふっ素化合物のパーティクル
が残留するのが防止される。従って、反応室内のクリー
ニングを効率良く行うことが可能とされ、機械的研磨に
よってパーティクルを除去する必要性がなくなるために
装置の稼働率が向上する。
第１図は本発明に係るプラズマ処理装置の第１の実施例
を示す概略断面図であり、第２図は本発明に係るプラズ
マ処理装置の第２の実施例を示す概略断面図である。 1,11…反応室 2,12…上部電極 3,13…下部電極 4,14…半導体基体 5,15…高周波電源 6,16…接地電圧 7,17…ガス供給口 8,18…排気口 19,20…タングステンシリサイド膜
を示す概略断面図であり、第２図は本発明に係るプラズ
マ処理装置の第２の実施例を示す概略断面図である。 1,11…反応室 2,12…上部電極 3,13…下部電極 4,14…半導体基体 5,15…高周波電源 6,16…接地電圧 7,17…ガス供給口 8,18…排気口 19,20…タングステンシリサイド膜
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23F 4/00 - 4/04 H01L 21/302,21/3065,21/461 H01L 21/205,21/31,21/365 H01L 21/469,21/86 H01L 21/88 - 21/288
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも表面が高融点金属シリサイド又
は高融点金属からなる電極及び試料台を反応室内に有
し、上記試料台と少なくとも一つの電極とが同電位であ
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】上記高融点金属がＷ、Mo、Ta、Zrのいずれ
かであり、上記高融点金属シリサイドがＷ、Mo、Ta、Zr
のいずれかのシリサイドであることを特徴とする請求の
範囲１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】少なくとも表面が高融点金属シリサイド又
は高融点金属からなる電極及び試料台を反応室内に有
し、上記試料台と少なくとも一つの電極とが同電位であ
るプラズマ処理装置の上記試料台上に半導体基体を載置
してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17574389A JP2890493B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17574389A JP2890493B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344469A JPH0344469A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2890493B2 true JP2890493B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16001474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17574389A Expired - Fee Related JP2890493B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2890493B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2571702Y2 (ja) * | 1991-12-03 | 1998-05-18 | 国際電気株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP3624628B2 (ja) * | 1997-05-20 | 2005-03-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
| KR100682042B1 (ko) | 2001-08-30 | 2007-02-15 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 플라즈마 클리닝 가스 및 플라즈마 클리닝 방법 |
| US7569111B2 (en) | 2006-04-19 | 2009-08-04 | United Microelectronics Corp. | Method of cleaning deposition chamber |
| JP6235981B2 (ja) * | 2014-07-01 | 2017-11-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体を処理する方法 |
| US10964514B2 (en) * | 2017-10-17 | 2021-03-30 | Lam Research Corporation | Electrode for plasma processing chamber |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP17574389A patent/JP2890493B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344469A (ja) | 1991-02-26 |
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