JP2921499B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
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- 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
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- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
- H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
- H01J37/32238—Windows
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイス等の
製造プロセスに用いられる半導体素子基板等のエッチン
グもしくは薄膜形成等にマイクロ波を導入しプラズマ処
理を行うプラズマ処理装置に関する。
製造プロセスに用いられる半導体素子基板等のエッチン
グもしくは薄膜形成等にマイクロ波を導入しプラズマ処
理を行うプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】低ガス圧力に保った真空反応容器内に、
マイクロ波を導入することによりガス放電を起こし得ら
れたプラズマを、試料に照射する事によりエッチングや
薄膜形成等の処理を行うプラズマ処理装置は、高集積半
導体素子や液晶の製造に欠かせない。特に、プラズマ生
成に関わるマイクロ波と生成されたプラズマ中のイオン
の加速を行うための電力とをそれぞれ独立に制御出来る
プラズマ処理装置が、ドライエッチング技術及び薄膜形
成技術において望まれる。
マイクロ波を導入することによりガス放電を起こし得ら
れたプラズマを、試料に照射する事によりエッチングや
薄膜形成等の処理を行うプラズマ処理装置は、高集積半
導体素子や液晶の製造に欠かせない。特に、プラズマ生
成に関わるマイクロ波と生成されたプラズマ中のイオン
の加速を行うための電力とをそれぞれ独立に制御出来る
プラズマ処理装置が、ドライエッチング技術及び薄膜形
成技術において望まれる。
【０００３】図４は従来のプラズマ処理装置の一例を示
す模式断面図である。プラズマの生成とプラズマ中のイ
オンの加速とを独立に制御する事が出来るプラズマエッ
チング装置は、例えば、Ｔ．Ａｋｉｍｏｔｏ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．，３３（１９９４），Ｈ．Ｍａ
ｂｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１６ｔｈ Ｓ−
ｙｍｐ．Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｐ２３５（１９９
４）に開示されている。このプラズマ処理装置は、図４
に示すように、アルミニウム、ステンレス等の金属によ
り形成されている中空直方体形状の反応容器１と、この
反応容器１の上部に配置されるとともにマイクロ波の透
過性を有し誘電損失が小さくかつ耐熱性をもつ、例え
ば、石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ3 等を用いて形成された
誘電体板２を備えている。
す模式断面図である。プラズマの生成とプラズマ中のイ
オンの加速とを独立に制御する事が出来るプラズマエッ
チング装置は、例えば、Ｔ．Ａｋｉｍｏｔｏ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．，３３（１９９４），Ｈ．Ｍａ
ｂｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１６ｔｈ Ｓ−
ｙｍｐ．Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｐ２３５（１９９
４）に開示されている。このプラズマ処理装置は、図４
に示すように、アルミニウム、ステンレス等の金属によ
り形成されている中空直方体形状の反応容器１と、この
反応容器１の上部に配置されるとともにマイクロ波の透
過性を有し誘電損失が小さくかつ耐熱性をもつ、例え
ば、石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ3 等を用いて形成された
誘電体板２を備えている。
【０００４】また、反応容器１の上方には誘電体板２と
所定の間隔をおいて対向し誘電体板２を覆いうる大きさ
の誘電体線路３が設置されている。この誘電体線路３は
誘電損失の小さいフッ素樹脂等の誘電体材料で形成され
た誘電体層とこの誘電体層の上面に設置されたＡｌ等の
金属板４とで構成されている。さらに、誘電体線路３に
はマイクロ波発振器５より導波管６を介してマイクロ波
が導入されるようになっており、誘電体線路３の終端は
金属板４で封止されている。
所定の間隔をおいて対向し誘電体板２を覆いうる大きさ
の誘電体線路３が設置されている。この誘電体線路３は
誘電損失の小さいフッ素樹脂等の誘電体材料で形成され
た誘電体層とこの誘電体層の上面に設置されたＡｌ等の
金属板４とで構成されている。さらに、誘電体線路３に
はマイクロ波発振器５より導波管６を介してマイクロ波
が導入されるようになっており、誘電体線路３の終端は
金属板４で封止されている。
【０００５】反応室１の内部には処理対象物である試料
Ｓを保持するための試料保持部７を有する試料台８が設
けられており、試料保持部７には試料Ｓ表面にバイアス
電圧を発生させるための高周波電源９が接続されてい
る。試料Ｓに対向する誘電体板２の下面には、反応容器
１を介してアース１０に接続されたアルミ製の対向電極
１１が密接して設置されている。また、この対向電極１
１にはマイクロ波が反応容器１内に進入出来るように多
数のマイクロ波の導入窓１４が形成されている。
Ｓを保持するための試料保持部７を有する試料台８が設
けられており、試料保持部７には試料Ｓ表面にバイアス
電圧を発生させるための高周波電源９が接続されてい
る。試料Ｓに対向する誘電体板２の下面には、反応容器
１を介してアース１０に接続されたアルミ製の対向電極
１１が密接して設置されている。また、この対向電極１
１にはマイクロ波が反応容器１内に進入出来るように多
数のマイクロ波の導入窓１４が形成されている。
【０００６】この金属製の対向電極１１は高周波電源９
が供給されるカソード（試料保持部７）に対するアノー
ドとなり、アース電極として、電極間に歪みのない電界
を発生させ、カソード上に載置された試料Ｓにおいて均
一なバイアス電圧を発生させることができる。即ちこの
アノードは、このプラズマ処理装置において非常に重要
な構成部品となっている。
が供給されるカソード（試料保持部７）に対するアノー
ドとなり、アース電極として、電極間に歪みのない電界
を発生させ、カソード上に載置された試料Ｓにおいて均
一なバイアス電圧を発生させることができる。即ちこの
アノードは、このプラズマ処理装置において非常に重要
な構成部品となっている。
【０００７】一方、反応容器１の下部壁には反応容器１
を真空に排気するための排気装置に接続された排気管１
２が連結されており、さらに、反応容器１の側壁には反
応容器１内に必要な反応ガスを供給するためガス供給管
１３が接続されている。また、反応容器及び上部電極に
はそれぞれヒーター１５及び１６を設置し、反応容器１
及び上部電極を予め加熱し、デポジションの付着を防止
している。さらに、それぞれのヒーター１５，１６に対
し、電力を供給するためのヒーター電源１９が設置され
ている。
を真空に排気するための排気装置に接続された排気管１
２が連結されており、さらに、反応容器１の側壁には反
応容器１内に必要な反応ガスを供給するためガス供給管
１３が接続されている。また、反応容器及び上部電極に
はそれぞれヒーター１５及び１６を設置し、反応容器１
及び上部電極を予め加熱し、デポジションの付着を防止
している。さらに、それぞれのヒーター１５，１６に対
し、電力を供給するためのヒーター電源１９が設置され
ている。
【０００８】上記のように構成されたプラズマ処理装置
にあっては、以下のようにして試料Ｓ表面にプラズマ処
理が施される。まず、排気管１２から排気を行って反応
容器１内を所定の圧力に設定し、その後ガス供給管１３
から反応ガスを供給する。次に、マイクロ波発信器５に
おいてマイクロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体
線路３に導入する。すると誘電体線路３下方に電界が形
成され、形成された電界が誘電体板２を透過しアースさ
れた対向電極１１のマイクロ波の導入窓１４をとおり抜
けて反応容器１内においてプラズマを発生する。同時
に、前記プラズマ中のイオンのエネルギーを制御するた
め、高周波電源９により試料Ｓが載置されている試料保
持部７に高周波電源を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電
圧を発生させる。このバイアス電圧により、イオンを試
料Ｓに対して垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射
するイオンのエネルギーを制御する。
にあっては、以下のようにして試料Ｓ表面にプラズマ処
理が施される。まず、排気管１２から排気を行って反応
容器１内を所定の圧力に設定し、その後ガス供給管１３
から反応ガスを供給する。次に、マイクロ波発信器５に
おいてマイクロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体
線路３に導入する。すると誘電体線路３下方に電界が形
成され、形成された電界が誘電体板２を透過しアースさ
れた対向電極１１のマイクロ波の導入窓１４をとおり抜
けて反応容器１内においてプラズマを発生する。同時
に、前記プラズマ中のイオンのエネルギーを制御するた
め、高周波電源９により試料Ｓが載置されている試料保
持部７に高周波電源を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電
圧を発生させる。このバイアス電圧により、イオンを試
料Ｓに対して垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射
するイオンのエネルギーを制御する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図５は図４の対向電極
を下から見て示す平面図である。上述した従来のプラズ
マ処理装置では、対向電極１１は反応容器１の内部にあ
り、対向電極１１がプラズマに直接触れる構造になって
いる。また、この対向電極１１はアルミを母材としその
表面はアルマイトでコーティングされている。しかしな
がら、対向電極１１をプラズマ処理装置に設置し、プラ
ズマ処理を行うと表面のアルマイトコーティングに亀裂
が入り、母材であるアルミとフッ素が反応しＡｌＦ3 を
主成分としたゴミが発生するという問題が発生した。
を下から見て示す平面図である。上述した従来のプラズ
マ処理装置では、対向電極１１は反応容器１の内部にあ
り、対向電極１１がプラズマに直接触れる構造になって
いる。また、この対向電極１１はアルミを母材としその
表面はアルマイトでコーティングされている。しかしな
がら、対向電極１１をプラズマ処理装置に設置し、プラ
ズマ処理を行うと表面のアルマイトコーティングに亀裂
が入り、母材であるアルミとフッ素が反応しＡｌＦ3 を
主成分としたゴミが発生するという問題が発生した。
【００１０】この問題を確認する意味で、以下に実際に
行った実験の結果を示す。
行った実験の結果を示す。
【００１１】まず、ＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４０／４０ｓ
ｃｃｍ、μ／ＲＦ＝１３００／６００Ｗ、プラズマ照射
時間２分の条件でダミーウェハ２５枚を処理し、直後に
ダミーウェハをＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４０／４０ｓｃｃ
ｍの条件でガスを噴き出させながらプラズマを生成させ
ずにチャンバ内を搬送させた。その結果、直径０．４μ
ｍのゴミが８インチウェハ上で２万個程度測定された。
さらにそのゴミをＸ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）
を用いて分析した結果、ＡｌＦ3 と同定出来た。このよ
うに、Ａｌ製対向電極１１が反応容器１内に存在する
と、プラズマ処理を行うことで多くのゴミを発生し、半
導体素子製造の障害となる。
ｃｃｍ、μ／ＲＦ＝１３００／６００Ｗ、プラズマ照射
時間２分の条件でダミーウェハ２５枚を処理し、直後に
ダミーウェハをＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４０／４０ｓｃｃ
ｍの条件でガスを噴き出させながらプラズマを生成させ
ずにチャンバ内を搬送させた。その結果、直径０．４μ
ｍのゴミが８インチウェハ上で２万個程度測定された。
さらにそのゴミをＸ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）
を用いて分析した結果、ＡｌＦ3 と同定出来た。このよ
うに、Ａｌ製対向電極１１が反応容器１内に存在する
と、プラズマ処理を行うことで多くのゴミを発生し、半
導体素子製造の障害となる。
【００１２】従って、本発明の第１の目的は、ゴミの発
生を抑制することを目的としたものである。
生を抑制することを目的としたものである。
【００１３】また、上述した従来のプラズマ処理装置に
おける誘電体板２は、厚さ２ｃｍのＡｌ2 Ｏ3 或いは石
英ガラス製である。Ａｌ2 Ｏ3 或いは石英ガラスは熱容
量が大きく、反応容器中でプラズマ処理を行うと、次第
に温度が上昇しやがて飽和温度に達する。誘電体板２の
温度上昇は、誘電体板に付着していたデポジションが温
度上昇により放出されエッチング特性に大きな影響を与
える。即ち、誘電体板２の温度が上昇すると、ウェハ上
へのデポジションが増大するためエッチレートの低下や
選択比の変化が観察される。
おける誘電体板２は、厚さ２ｃｍのＡｌ2 Ｏ3 或いは石
英ガラス製である。Ａｌ2 Ｏ3 或いは石英ガラスは熱容
量が大きく、反応容器中でプラズマ処理を行うと、次第
に温度が上昇しやがて飽和温度に達する。誘電体板２の
温度上昇は、誘電体板に付着していたデポジションが温
度上昇により放出されエッチング特性に大きな影響を与
える。即ち、誘電体板２の温度が上昇すると、ウェハ上
へのデポジションが増大するためエッチレートの低下や
選択比の変化が観察される。
【００１４】この問題を確認する意味で、以下の実験を
行なった。
行なった。
【００１５】まず、ＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４０／４０ｓ
ｃｃｍ、μ／ＲＦ＝１３００／６００Ｗ、プラズマ照射
時間２分の条件でＰｏｌｙ−Ｓｉのウェハ７枚を処理し
つつ、それぞれのウェハ処理ごとの誘電体板２の中心部
の温度変化及びＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチレート変化を確
認した。また、耐熱製板である誘電体板２は反応容器に
取り付けられたヒーター１５と対向電極１１の周囲に取
り付けられたシート状のラバーヒーター１６からの熱伝
導で予め加熱されており、その設定温度は１７０℃であ
る。しかしながら、誘電体板２の中心部の温度は１４３
℃となった。このことは、ラバーヒーター１６により誘
電体板２を均一に加熱する事は困難であることが判明し
た。誘電体板２の中心部の温度変化及びＰｏｌｙ−Ｓｉ
のエッチレート変化を表１に示す。
ｃｃｍ、μ／ＲＦ＝１３００／６００Ｗ、プラズマ照射
時間２分の条件でＰｏｌｙ−Ｓｉのウェハ７枚を処理し
つつ、それぞれのウェハ処理ごとの誘電体板２の中心部
の温度変化及びＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチレート変化を確
認した。また、耐熱製板である誘電体板２は反応容器に
取り付けられたヒーター１５と対向電極１１の周囲に取
り付けられたシート状のラバーヒーター１６からの熱伝
導で予め加熱されており、その設定温度は１７０℃であ
る。しかしながら、誘電体板２の中心部の温度は１４３
℃となった。このことは、ラバーヒーター１６により誘
電体板２を均一に加熱する事は困難であることが判明し
た。誘電体板２の中心部の温度変化及びＰｏｌｙ−Ｓｉ
のエッチレート変化を表１に示す。
【００１６】
【００１７】このように不安定なエッチング特性は、デ
バイス製造においてウェハ間に差を生じさせる原因とな
る。
バイス製造においてウェハ間に差を生じさせる原因とな
る。
【００１８】従って、本発明の第２の目的は、中央部の
誘電体板の温度変化を抑制し誘電体板の温度を均一にす
ることを目的としている。
誘電体板の温度変化を抑制し誘電体板の温度を均一にす
ることを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、処理す
べき試料基板を載置するために設けられた試料保持部を
具備する試料保持台を収納する反応容器と、この反応容
器の上側の該反応容器外に所定の距離をおいて配置され
るとともにマイクロ波発振器からのマイクロ波が導波管
を介して伝送される誘電体線路部材と、この誘電体部材
に密着しかつ前記反応容器外に配置されるとともに複数
のマイクロ波導入窓を有し前記反応容器に真空シール介
して取付けられる対向電極と、前記対向電極の隣接する
前記マイクロ波導入窓の間のそれぞれの部分に内蔵され
るヒーターとを備えるプラズマ処理装置である。
べき試料基板を載置するために設けられた試料保持部を
具備する試料保持台を収納する反応容器と、この反応容
器の上側の該反応容器外に所定の距離をおいて配置され
るとともにマイクロ波発振器からのマイクロ波が導波管
を介して伝送される誘電体線路部材と、この誘電体部材
に密着しかつ前記反応容器外に配置されるとともに複数
のマイクロ波導入窓を有し前記反応容器に真空シール介
して取付けられる対向電極と、前記対向電極の隣接する
前記マイクロ波導入窓の間のそれぞれの部分に内蔵され
るヒーターとを備えるプラズマ処理装置である。
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態における
プラズマ処理装置を示す模式断面図である。このプラズ
マ処理装置は、図１に示すように、アルミニウム、ステ
ンレス等の金属により形成されている反応容器１と、こ
の反応容器１の上部に気密に取付けられるとともにマイ
クロ波の透過性を有し誘電損失が小さくかつ耐熱性をも
つ、例えば、石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ3 等を用いて形
成された誘電体板２と、複数のマイクロ波の導入窓１４
を有し誘電体板２と密着するように反応容器外側に設置
される対向電極１１とを備えている。
プラズマ処理装置を示す模式断面図である。このプラズ
マ処理装置は、図１に示すように、アルミニウム、ステ
ンレス等の金属により形成されている反応容器１と、こ
の反応容器１の上部に気密に取付けられるとともにマイ
クロ波の透過性を有し誘電損失が小さくかつ耐熱性をも
つ、例えば、石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ3 等を用いて形
成された誘電体板２と、複数のマイクロ波の導入窓１４
を有し誘電体板２と密着するように反応容器外側に設置
される対向電極１１とを備えている。
【００２３】すなわち、対向電極１１が直接プラズマに
さらされないように反応容器１外に配置させたことであ
る。この構造にすることにより、対向電極１１の母材で
あるＡｌとフッ素プラズマが反応することにより生成す
るＡｌＦ3 を主成分とするゴミの発生を抑制できる。ま
た、この対向電極１１の周囲にはヒーター１６を設置
し、対向電極１１と密着した誘電体板２を加熱しデポジ
ションの付着を抑制している。
さらされないように反応容器１外に配置させたことであ
る。この構造にすることにより、対向電極１１の母材で
あるＡｌとフッ素プラズマが反応することにより生成す
るＡｌＦ3 を主成分とするゴミの発生を抑制できる。ま
た、この対向電極１１の周囲にはヒーター１６を設置
し、対向電極１１と密着した誘電体板２を加熱しデポジ
ションの付着を抑制している。
【００２４】次に、このプラズマ処理装置の動作を説明
する。まず、排気管１２から排気を行って反応容器１内
を所定の圧力に設定しその後ガス供給管１３から反応ガ
スを供給する。次に、マイクロ波発振器５においてマイ
クロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体線路３に導
入する。このことにより、誘電体線路３下方に電界が形
成され、形成された電界がアースされた対向電極１１の
マイクロ波導入窓をとおり抜け、さらに誘電体板２を透
過し反応室１内においてプラズマを発生する。同時に、
プラズマ中のイオンエネルギーを制御するため、高周波
電源９により試料Ｓが載置されている試料保持部７に高
周波電力を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電圧を発生さ
せる。このバイアス電圧により、イオンを試料Ｓに対し
て垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射するイオン
のエネルギーを制御しつつ試料Ｓであるウェハに対する
処理を行う。
する。まず、排気管１２から排気を行って反応容器１内
を所定の圧力に設定しその後ガス供給管１３から反応ガ
スを供給する。次に、マイクロ波発振器５においてマイ
クロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体線路３に導
入する。このことにより、誘電体線路３下方に電界が形
成され、形成された電界がアースされた対向電極１１の
マイクロ波導入窓をとおり抜け、さらに誘電体板２を透
過し反応室１内においてプラズマを発生する。同時に、
プラズマ中のイオンエネルギーを制御するため、高周波
電源９により試料Ｓが載置されている試料保持部７に高
周波電力を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電圧を発生さ
せる。このバイアス電圧により、イオンを試料Ｓに対し
て垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射するイオン
のエネルギーを制御しつつ試料Ｓであるウェハに対する
処理を行う。
【００２５】次に、上述のプラズマ処理装置を用いて実
験を行った結果を説明する。まず、ＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2
＝４０／４０ｓｃｃｍ、μ／ＲＦ＝１３００／６００
Ｗ、プラズマ照射時間２分の条件でダミーウェハ２５枚
を処理し、直後にダミーウェハをＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝
４０／４０ｓｃｃｍの条件でガスを噴き出させながらプ
ラズマを生成させずにチャンバ内を搬送させた。その結
果、観測されたゴミが８インチウェハ上で２０個程度で
あった。さらにこのゴミをＸ線光電子分光分析装置（Ｅ
ＳＣＡ）を用いて分析した結果、ＡｌＦ3 は検出され
ず、主成分はデポジションの構成分子であるフルオロカ
ーボンであることが判明した。以上の結果より、ゴミの
低減に大きな効果を発揮する事が分かった。
験を行った結果を説明する。まず、ＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2
＝４０／４０ｓｃｃｍ、μ／ＲＦ＝１３００／６００
Ｗ、プラズマ照射時間２分の条件でダミーウェハ２５枚
を処理し、直後にダミーウェハをＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝
４０／４０ｓｃｃｍの条件でガスを噴き出させながらプ
ラズマを生成させずにチャンバ内を搬送させた。その結
果、観測されたゴミが８インチウェハ上で２０個程度で
あった。さらにこのゴミをＸ線光電子分光分析装置（Ｅ
ＳＣＡ）を用いて分析した結果、ＡｌＦ3 は検出され
ず、主成分はデポジションの構成分子であるフルオロカ
ーボンであることが判明した。以上の結果より、ゴミの
低減に大きな効果を発揮する事が分かった。
【００２６】図２は本発明の第２の実施の形態における
プラズマ処理装置を示す模式断面図、図３（ａ）および
（ｂ）は図２の対向電極を抽出して示す平面図およびＡ
Ａ断面図である。このプラズマ処理装置は、図１に示す
前述の実施の形態で説明したプラズマ処理装置の対向電
極１１に替えて、図３に示すように、マイクロ波の導入
窓１４の間のそれぞれに独立してヒーター１７が内蔵さ
れた対向電極１８を設置する。この対向電極１８によ
り、対向電極１８の下側に設置されかつ対向電極１８と
密着し反応容器１を真空シールしている石英ガラス或い
はＡｌ2 Ｏ3 で形成された誘電体板２をそれぞれのヒー
ターへの電流を制御し予め均一に加熱することで、誘電
体板２の温度変化を抑制出来る構造を特徴としている。
プラズマ処理装置を示す模式断面図、図３（ａ）および
（ｂ）は図２の対向電極を抽出して示す平面図およびＡ
Ａ断面図である。このプラズマ処理装置は、図１に示す
前述の実施の形態で説明したプラズマ処理装置の対向電
極１１に替えて、図３に示すように、マイクロ波の導入
窓１４の間のそれぞれに独立してヒーター１７が内蔵さ
れた対向電極１８を設置する。この対向電極１８によ
り、対向電極１８の下側に設置されかつ対向電極１８と
密着し反応容器１を真空シールしている石英ガラス或い
はＡｌ2 Ｏ3 で形成された誘電体板２をそれぞれのヒー
ターへの電流を制御し予め均一に加熱することで、誘電
体板２の温度変化を抑制出来る構造を特徴としている。
【００２７】次に、このプラズマ処理装置を用いて上述
した処理の手段による実際に実験を行った。結果を示
す。まず、ＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４０／４０ｓｃｃｍ、
μ／ＲＦ＝１３００／６００Ｗ、プラズマ照射時間２分
の条件でＰｏｌｙ＝Ｓｉのベタウェハ７枚を処理しつ
つ、それぞれのウェハ処理ごとの誘電体板２の中心部の
温度変化及びＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチレート変化を確認
した。対向電極１８に内蔵したヒーター１７は、１７０
℃に設定した。この時誘電体板２は対向電極に内蔵され
たヒーター１７により直接加熱され、また反応容器１に
取り付けられたヒーター１５と対向電極１８の周囲に取
り付けられたヒーター１６からの熱伝導によりその初期
温度は１６８℃であった。なお、温度測定は蛍光温度計
を用い、誘電体板２の反応容器面中心の温度を測定し
た。結果を次に示す。
した処理の手段による実際に実験を行った。結果を示
す。まず、ＣＦ4 ／ＣＨ2 Ｆ2 ＝４０／４０ｓｃｃｍ、
μ／ＲＦ＝１３００／６００Ｗ、プラズマ照射時間２分
の条件でＰｏｌｙ＝Ｓｉのベタウェハ７枚を処理しつ
つ、それぞれのウェハ処理ごとの誘電体板２の中心部の
温度変化及びＰｏｌｙ−Ｓｉのエッチレート変化を確認
した。対向電極１８に内蔵したヒーター１７は、１７０
℃に設定した。この時誘電体板２は対向電極に内蔵され
たヒーター１７により直接加熱され、また反応容器１に
取り付けられたヒーター１５と対向電極１８の周囲に取
り付けられたヒーター１６からの熱伝導によりその初期
温度は１６８℃であった。なお、温度測定は蛍光温度計
を用い、誘電体板２の反応容器面中心の温度を測定し
た。結果を次に示す。
【００２８】
【００２９】以上の結果より、Ｐｏｌｙ−Ｓｉのエッチ
レートがウェハ処理枚数に対し安定している事から、プ
ロセス安定性に対し大きな効果を有することが分かっ
た。
レートがウェハ処理枚数に対し安定している事から、プ
ロセス安定性に対し大きな効果を有することが分かっ
た。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、対向電極
を反応容器外側に設置し対向電極が直接プラズマにさら
されない構造とすることにより、プラズマ処理を行うこ
とによる対向電極の表面のアルマイトコーティングに亀
裂や、母材であるアルミとプラズマガスが反応し生成さ
れるゴミが無くなり、デバイス製造の歩留りを向上させ
ることができるという効果がある。
を反応容器外側に設置し対向電極が直接プラズマにさら
されない構造とすることにより、プラズマ処理を行うこ
とによる対向電極の表面のアルマイトコーティングに亀
裂や、母材であるアルミとプラズマガスが反応し生成さ
れるゴミが無くなり、デバイス製造の歩留りを向上させ
ることができるという効果がある。
【００３１】また、マイクロ波導入窓をもつ対向電極に
一様にヒーターの複数個を内蔵させ、対向電極の下側に
密着させ設置されるとともに反応容器を真空シールを介
して密閉する石英ガラス或いはＡｌ2 Ｏ3 で形成された
誘電体板をこれらヒーターにより予め加熱することで、
誘電体板の中央部の温度上昇を抑制できプロセスの安定
性が向上し、ウェハ間の処理のばらつきが無くなるとい
う効果が得られた。
一様にヒーターの複数個を内蔵させ、対向電極の下側に
密着させ設置されるとともに反応容器を真空シールを介
して密閉する石英ガラス或いはＡｌ2 Ｏ3 で形成された
誘電体板をこれらヒーターにより予め加熱することで、
誘電体板の中央部の温度上昇を抑制できプロセスの安定
性が向上し、ウェハ間の処理のばらつきが無くなるとい
う効果が得られた。
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプラズマ処
理装置を示す模式断面図である。
理装置を示す模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるプラズマ処
理装置を示す模式断面図である。
理装置を示す模式断面図である。
【図３】図２の対向電極を抽出して示す平面図およびＡ
Ａ断面図である。
Ａ断面図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の一例を示す模式断面
図である。
図である。
【図５】図４の対向電極を下から見て示す平面図であ
る。
る。
１ 反応容器 ２ 誘電体板 ３ 誘電体線路 ４ 金属板 ５ マイクロ波発振器 ６ 導波管 ７ 試料保持部 ８ 試料台 ９ 高周波電源 １０ アース １１，１８ 対向電極 １２ 排気管 １３ ガス供給管 １４ 導入窓 １５，１６，１７ ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/205 H05H 1/46
Claims (1)
- 【請求項１】 処理すべき試料基板を載置するために設
けられた試料保持部を具備する試料保持台を収納する反
応容器と、この反応容器の上側の該反応容器外に所定の
距離をおいて配置されるとともにマイクロ波発振器から
のマイクロ波が導波管を介して伝送される誘電体線路部
材と、この誘電体部材に密着しかつ前記反応容器外に配
置されるとともに複数のマイクロ波導入窓を有し前記反
応容器に真空シール介して取付けられる対向電極と、前
記対向電極の隣接する前記マイクロ波導入窓の間のそれ
ぞれの部分に内蔵されるヒーターとを備えることを特徴
とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8200719A JP2921499B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | プラズマ処理装置 |
| US08/902,037 US5988104A (en) | 1996-07-30 | 1997-07-29 | Plasma treatment system |
| GB9716130A GB2315918B (en) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | Plasma treatment system |
| KR1019970037298A KR100258161B1 (ko) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | 플라즈마 처리 시스템 |
| TW086111037A TW348278B (en) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | Plasma treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8200719A JP2921499B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050666A JPH1050666A (ja) | 1998-02-20 |
| JP2921499B2 true JP2921499B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=16429074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8200719A Expired - Fee Related JP2921499B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | プラズマ処理装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2921499B2 (ja) |
| KR (1) | KR100258161B1 (ja) |
| GB (1) | GB2315918B (ja) |
| TW (1) | TW348278B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3019002B2 (ja) * | 1996-09-20 | 2000-03-13 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング装置及びドライエッチング方法 |
| JP3430053B2 (ja) * | 1999-02-01 | 2003-07-28 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP4053173B2 (ja) * | 1999-03-29 | 2008-02-27 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置及び方法 |
| KR100781242B1 (ko) * | 2001-04-06 | 2007-12-03 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 기능을 구비한 입력 장치 |
| US6845734B2 (en) * | 2002-04-11 | 2005-01-25 | Micron Technology, Inc. | Deposition apparatuses configured for utilizing phased microwave radiation |
| US8136479B2 (en) * | 2004-03-19 | 2012-03-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma treatment apparatus and plasma treatment method |
| US7589470B2 (en) * | 2006-01-31 | 2009-09-15 | Dublin City University | Method and apparatus for producing plasma |
| JP2012004160A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法及び基板処理装置 |
| JP6113960B2 (ja) | 2012-02-21 | 2017-04-12 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理装置および基板処理方法 |
| US10170278B2 (en) * | 2013-01-11 | 2019-01-01 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled plasma source |
| CN112951694B (zh) * | 2019-11-26 | 2024-05-10 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 等离子体处理装置及其半导体晶圆的处理方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3750115T2 (de) * | 1986-10-20 | 1995-01-19 | Hitachi Ltd | Plasmabearbeitungsgerät. |
| JPH01283359A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP2993675B2 (ja) * | 1989-02-08 | 1999-12-20 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理方法及びその装置 |
| US5173641A (en) * | 1990-09-14 | 1992-12-22 | Tokyo Electron Limited | Plasma generating apparatus |
| JP2920852B2 (ja) * | 1991-06-10 | 1999-07-19 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ装置 |
| JP3020580B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-03-15 | 株式会社日立製作所 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| KR0156011B1 (ko) * | 1991-08-12 | 1998-12-01 | 이노우에 아키라 | 플라즈마 처리장치 및 방법 |
| JPH06163483A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 化学気相成長装置 |
| JP3252507B2 (ja) * | 1993-01-29 | 2002-02-04 | ソニー株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2611732B2 (ja) * | 1993-12-13 | 1997-05-21 | 日本電気株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP3171222B2 (ja) * | 1994-06-14 | 2001-05-28 | 日本電気株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JPH0896990A (ja) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Sony Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JPH08250488A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-09-27 | Seiko Epson Corp | プラズマ処理装置及びその方法 |
| JP2701775B2 (ja) * | 1995-03-17 | 1998-01-21 | 日本電気株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US5698036A (en) * | 1995-05-26 | 1997-12-16 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| JP3437376B2 (ja) * | 1996-05-21 | 2003-08-18 | キヤノン株式会社 | プラズマ処理装置及び処理方法 |
| US5863376A (en) * | 1996-06-05 | 1999-01-26 | Lam Research Corporation | Temperature controlling method and apparatus for a plasma processing chamber |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP8200719A patent/JP2921499B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-29 US US08/902,037 patent/US5988104A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-30 KR KR1019970037298A patent/KR100258161B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-07-30 GB GB9716130A patent/GB2315918B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-30 TW TW086111037A patent/TW348278B/zh not_active IP Right Cessation
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|---|---|
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| GB9716130D0 (en) | 1997-10-08 |
| GB2315918B (en) | 2001-07-18 |
| GB2315918A (en) | 1998-02-11 |
| JPH1050666A (ja) | 1998-02-20 |
| KR980012068A (ko) | 1998-04-30 |
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| US5988104A (en) | 1999-11-23 |
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