JP2963228B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JP2963228B2
JP2963228B2 JP9040491A JP9040491A JP2963228B2 JP 2963228 B2 JP2963228 B2 JP 2963228B2 JP 9040491 A JP9040491 A JP 9040491A JP 9040491 A JP9040491 A JP 9040491A JP 2963228 B2 JP2963228 B2 JP 2963228B2
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chamber
processing gas
plasma
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semiconductor wafer
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信幸 岡山
雅親 末次
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Tokyo Electron Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。
【0003】
【従来の技術】従来から、電極間に印加した高周波電力
によりプラズマを生成し、このプラズマを利用して被処
理物に処理を施すプラズマ処理装置が使用されている。
例えば半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハの
表面等に形成された薄膜を、プラズマを用いてエッチン
グするドライエッチング装置、あるいはプラズマを用い
て薄膜を形成するプラズマCVD装置、スパッタ装置等
が用いられている。
【0004】このような従来のプラズマ処理装置、例え
ばドライエッチング装置では、チャンバ内に、平行平板
電極、例えば上部電極と下部電極が設けられており、例
えばこの下部電極上に半導体ウエハを載置するよう構成
されている。そして、チャンバ内を所定の処理ガス雰囲
気とするとともに、上部電極と下部電極との間に所定の
高周波電力を供給し、プラズマを発生させて半導体ウエ
ハの表面に形成された薄膜をドライエッチングにより除
去する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体デバイスは急速に高集積化されており、その回路パ
ターンは超微細化されつつある。このため、半導体デバ
イスの各処理工程においては、無塵化および高純度化が
要求されており、上述したプラズマ処理装置、例えばド
ライエッチング装置等では、プラズマの作用により生じ
るいわゆる金属汚染の問題が大きな問題となりつつあ
る。
【0006】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、金属汚染の発生を抑制することができ、
従来に較べて良好な処理を行うことのできるプラズマ処
理装置を提供しようとするものである。
【0007】[発明の構成]
【0008】
【0009】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明 のプラ
ズマ処理装置は、被処理物を収容するチャンバと、この
チャンバ内に設けられ高周波電圧が印加される電極と、
前記チャンバ内に所定の処理ガスを供給する処理ガス供
給配管系とを具備し、前記チャンバ内でプラズマを発生
させて前記被処理物を処理するプラズマ処理装置におい
て、前記チャンバ内に設けられたボルトおよびナットの
少なくとも一部を、非金属製であって着脱自在とされた
カバーによって覆ったことを特徴とする
【0010】
【0011】
【作用】 通 常、プラズマが生起される処理用のチャン
バ内には、各構成部材を固定するための金属製のボルト
およびナットが設けられている。本発明のプラズマ処理
装置では、これらのボルトおよびナットの少なくとも一
部を、非金属製、例えばセラミックス製であって着脱自
在とされたカバーによって覆うことにより、金属汚染の
発生を抑制する。
【0012】
【実施例】以下、本発明を半導体ウエハのドライエッチ
ングを行うドライエッチング装置に適用した一実施例を
図面を参照して説明する。
【0013】図1に示すように、本実施例のドライエッ
チング装置は、内部を気密に閉塞可能に構成された円筒
状のチャンバ1を備えている。このチャンバ1は、導電
性材料、例えばアルミニウム(表面にアルマイト処理を
施してある)等からその主要部が構成されており、チャ
ンバ1内には、円板状に形成された上部電極2と、下部
電極3が対向する如くほぼ平行に設けられている。
【0014】この下部電極3の下部には、伸縮自在に構
成された気密封止機構として例えば蛇腹機構4が設けら
れており、図示しない駆動機構、例えばエアシリンダに
より図示矢印の如く上下動可能に構成されている。ま
た、下部電極3は、上面に半導体ウエハ5を載置可能に
構成されており、図示しない冷却機構例えば冷媒循環機
構により、この半導体ウエハ5を所望温度に冷却するこ
とができるよう構成されている。
【0015】一方、上部電極2は、導電性材料例えばカ
ーボン等から構成されており、絶縁性材料、例えばアル
ミナセラミックス等から円筒状に形成された絶縁性部材
6によって、チャンバ1の構成部材と電気的に絶縁され
た状態で支持されている。この上部電極2には、複数の
処理ガス流出孔7が形成されており、上部電極2の上部
には、配管接続ブロック8が接続されている。この上部
電極2にも、冷媒を循環させて冷却する図示しない冷却
機構が設けられている。
【0016】上記配管接続ブロック8は、図2に示すよ
うに、絶縁性部材、本実施例では純度99.5%のアルミナ
セラミックス等から矩形のブロック状に形成されてお
り、内部に処理ガス流路9、冷媒入口流路10、冷媒出
口流路11が設けられている。そして、これらの流路の
上部にそれぞれOリング12を介して処理ガス供給配管
13、冷媒入口配管14、冷媒出口配管15が接続され
ている。
【0017】また、配管接続ブロック8の下端部には、
側方に突出する如くフランジ部16が設けられており、
このフランジ部16に嵌合する如く形成された接続部材
17を介して図示しないボルト等によって上部電極2に
押圧、係止されるよう構成されている。そして、配管接
続ブロック8と上部電極2との間には、Oリング12が
介挿されており、配管接続ブロック8の処理ガス流路
9、冷媒入口流路10、冷媒出口流路11は、それぞれ
上部電極2に設けられた処理ガス流路18、冷媒入口流
路19、冷媒出口流路20に接続されている。
【0018】なお、上記処理ガス流路18は、上部電極
2の各処理ガス流出孔7に接続されている。また、冷媒
入口流路10、冷媒出口流路11は、それぞれ上部電極
2に設けられた図示しない冷媒循環流路に接続されてい
る。
【0019】ここで、上述したように、配管接続ブロッ
ク8は、純度99.5%のアルミナセラミックスから構成さ
れているが、処理ガス流路9の部分には他の部位より高
純度例えば純度99.9%のアルミナセラミックスから構成
された円筒状部材21が設けられており、処理ガス流路
9の内壁が純度99.9%のアルミナセラミックスによって
構成されるようになっている。これは、前述したように
処理ガス流路9内にプラズマが発生した際に、できるだ
け不所望な不純物か発生しないようにし、不純物が半導
体ウエハ5へ混入することを防止するためである。
【0020】このように、処理ガス供給配管13、冷媒
入口配管14、冷媒出口配管15を一体に接続した配管
接続ブロック8を用いることにより、メンテナンスの
際、配管接続ブロック8を上部電極2から着脱すること
により、一括した配管類の着脱を行うことができ、メン
テナンス時間の短縮を図ることができる。また、上部電
極2と配管類との絶縁も確実に行うことができる。
【0021】また、上記上部電極2および下部電極3に
は、電力供給機構22が接続されており、上部電極2と
下部電極3との間に所定周波数、例えば13.56MHzの高周
波電力を供給可能に構成されている。そして、処理ガス
供給配管13から供給した処理ガス(エッチングガス)
を、上部電極2に設けられた処理ガス流出孔7から、下
部電極3上に載置された半導体ウエハ5に向けて流出さ
せるとともに、チャンバ1の下部に接続された排気配管
23によって排気を実施することにより、チャンバ1内
を所定圧力の所定ガス雰囲気に設定することができるよ
う構成されている。
【0022】さらに、図3に示すように、チャンバ1内
には各種の部材を固定するため、例えば、セラミックス
からなる基台30に板状部材31を固定するため、金属
製のボルト32(あるいはナット)が設けられている
が、このようなボルト32の上部には、それぞれカバー
33が設けられている。このカバー33は、図4にも示
すように、非金属製材料、例えば高純度のセラミックス
から円板状に形成されており、その中央部には、直径1m
m 程度の小さな円孔34が設けられている。この円孔3
4は、メンテナンス等のため、ボルト32を操作する際
に、カバー33を取り外し易くするためのものである。
【0023】なお、図3に示す例では、セラミックスか
らなる基台30にボルト32を固定するため、内側壁に
ねじを形成された金属製の円筒状部材35が、予め基台
30に穿設された孔内に接着固定されている。このよう
にすれば、ボルト32をより確実に固定することができ
る。
【0024】上記構成のこの実施例のドライエッチング
装置では、図示しない駆動機構により、下部電極3を下
降させた状態で図示しない搬入口から半導体ウエハ5を
チャンバ1内に搬入し、下部電極3上に載置する。
【0025】この後、下部電極3を上昇させ、上部電極
2と下部電極3との間隔を所定間隔に設定する。
【0026】しかる後、処理ガス供給配管13から所定
の処理ガス(エッチングガス)を供給し、処理ガス流出
孔7から半導体ウエハ5に向けて流出させるとともに、
排気配管23から排気を実施してチャンバ1内を所定圧
力の処理ガス雰囲気とし、これとともに、電力供給機構
22から上部電極2と下部電極3との間に所定周波数、
例えば13.56MHzの高周波電力を供給する。すると、上部
電極2と下部電極3との間に放電が生じ、処理ガスがプ
ラズマ化されて半導体ウエハ5表面に形成された薄膜の
ドライエッチングが行われる。
【0027】この時、本実施例では、前述したように上
部電極2に、純度99.9%のアルミナセラミックスから構
成された円筒状部材21によって処理ガス流路9を形成
する配管接続ブロック8を介して処理ガス供給配管13
が接続されているので、この内部にプラズマが発生して
も、金属が半導体ウエハ5へ混入することを防止するこ
とができ、金属汚染の発生を抑制することができる。ま
た、チャンバ1内に設けられたボルト32等の上部に
も、全てカバー33が設けられているので、この部分で
放電が発生し、プラズマが生起されて金属汚染が発生す
ることも防止することができる。したがって、従来に較
べて金属汚染の少ない良好な処理を行うことができる。
【0028】なお、上記エッチング処理実施中は、冷媒
入口配管14、冷媒出口配管15によって図示しない冷
却機構に供給される冷媒により上部電極2が冷却され、
同時に図示しない冷却機構により下部電極3が冷却され
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、金属汚染の発生を抑制することがで
き、従来に較べて良好な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のドライエッチング装置の構
成を示す図である。
【図2】図1のドライエッチング装置の要部構成を示す
図である。
【図3】図1のドライエッチング装置の他の要部構成を
示す図である。
【図4】図3のカバーの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 チャンバ 2 上部電極 3 下部電極 5 半導体ウエハ 6 絶縁性部材 7 処理ガス流出孔 8 配管接続ブロック 9 処理ガス流路 10 冷媒入口流路 11 冷媒出口流路 13 処理ガス供給配管 14 冷媒入口配管 15 冷媒出口配管 22 電力供給機構 23 排気配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/205 H01L 21/3065

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物を収容するチャンバと、このチ
    ャンバ内に設けられ高周波電圧が印加される電極と、前
    記チャンバ内に所定の処理ガスを供給する処理ガス供給
    配管系とを具備し、前記チャンバ内でプラズマを発生さ
    せて前記被処理物を処理するプラズマ処理装置におい
    て、 前記チャンバ内に設けられたボルトおよびナットの少な
    くとも一部を、非金属製であって着脱自在とされたカバ
    ーによって覆ったことを特徴とするプラズマ処理装置。
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JP4152802B2 (ja) * 2003-05-09 2008-09-17 日本エー・エス・エム株式会社 薄膜形成装置
JP4572100B2 (ja) * 2004-09-28 2010-10-27 日本エー・エス・エム株式会社 プラズマ処理装置
JP6552429B2 (ja) * 2016-02-05 2019-07-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

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