JP3341965B2 - 縦型同軸プラズマ処理装置 - Google Patents
縦型同軸プラズマ処理装置Info
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- JP3341965B2 JP3341965B2 JP27122695A JP27122695A JP3341965B2 JP 3341965 B2 JP3341965 B2 JP 3341965B2 JP 27122695 A JP27122695 A JP 27122695A JP 27122695 A JP27122695 A JP 27122695A JP 3341965 B2 JP3341965 B2 JP 3341965B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハ上のレ
ジスト膜のアッシング処理や半導体ウエーハのエッチン
グ処理に用いる縦型同軸プラズマ処理装置に関し、特に
イオン注入マスクとして使用された変質レジスト膜やス
カムのアッシング処理に好適に使用できる縦型同軸プラ
ズマ処理装置に関する。
ジスト膜のアッシング処理や半導体ウエーハのエッチン
グ処理に用いる縦型同軸プラズマ処理装置に関し、特に
イオン注入マスクとして使用された変質レジスト膜やス
カムのアッシング処理に好適に使用できる縦型同軸プラ
ズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数枚の基板を同時に処理するバッチタ
イプの縦型同軸プラズマ処理装置を用いて、高濃度のイ
オン注入マスクとして使用されたレジスト膜を酸素プラ
ズマによりアッシング処理する方法が知られている。
イプの縦型同軸プラズマ処理装置を用いて、高濃度のイ
オン注入マスクとして使用されたレジスト膜を酸素プラ
ズマによりアッシング処理する方法が知られている。
【０００３】しかしながら、このようなアッシング処理
を施すとチャンバー内は、処理時間の経過とともに温度
が上昇し、処理の終了事にはチャンバー内温度が約１８
０℃にも達し、同じ装置でアッシング処理を連続して行
う場合、処理終了後のチャンバー内にレジスト膜が被覆
された次処理用被処理基板を直ちに搬入すると、チャン
バー内が高温雰囲気になっているため、レジストのバー
スト現象が生ずる。そこでアッシング処理を連続して行
う場合には、チャンバー内の温度をレジストがバースト
しない初期設定温度の約７０℃を維持する必要がある。
を施すとチャンバー内は、処理時間の経過とともに温度
が上昇し、処理の終了事にはチャンバー内温度が約１８
０℃にも達し、同じ装置でアッシング処理を連続して行
う場合、処理終了後のチャンバー内にレジスト膜が被覆
された次処理用被処理基板を直ちに搬入すると、チャン
バー内が高温雰囲気になっているため、レジストのバー
スト現象が生ずる。そこでアッシング処理を連続して行
う場合には、チャンバー内の温度をレジストがバースト
しない初期設定温度の約７０℃を維持する必要がある。
【０００４】従来の縦型同軸プラズマ処理装置にあって
は、上部が閉塞した筒状チャンバーを使用しているた
め、構造的にチャンバー内上部の温度低下効率が悪く、
チャンバー内全体の温度を約７０℃まで下げるためには
長時間（約２０分）を要する。特開平５−９０２１４号
公報に開示されている縦型同軸プラズマ処理装置は図３
に示すように、筒状チャンバー１００の外側に外部電極
１０１を、更にその外側にヒーター１０２を配置し、ま
た筒状チャンバー１００の内方に同軸状に多数の穴を形
成した内部電極１０３を配置し、外部電極１０１と内部
電極１０３間をプラズマの発生領域とし、また筒状チャ
ンバー１００の上部開口を閉塞するチャンバープレート
１０４にはフィン１０９を形成するとともに、チャンバ
ープレート１０４上方に冷却パイプ１０５及びファン１
０６を配置し、更に外部電極１０１と内部電極１０３間
のプラズマ発生領域に酸素ガス等の導入管１０７及び排
気管１０８を臨ませている。
は、上部が閉塞した筒状チャンバーを使用しているた
め、構造的にチャンバー内上部の温度低下効率が悪く、
チャンバー内全体の温度を約７０℃まで下げるためには
長時間（約２０分）を要する。特開平５−９０２１４号
公報に開示されている縦型同軸プラズマ処理装置は図３
に示すように、筒状チャンバー１００の外側に外部電極
１０１を、更にその外側にヒーター１０２を配置し、ま
た筒状チャンバー１００の内方に同軸状に多数の穴を形
成した内部電極１０３を配置し、外部電極１０１と内部
電極１０３間をプラズマの発生領域とし、また筒状チャ
ンバー１００の上部開口を閉塞するチャンバープレート
１０４にはフィン１０９を形成するとともに、チャンバ
ープレート１０４上方に冷却パイプ１０５及びファン１
０６を配置し、更に外部電極１０１と内部電極１０３間
のプラズマ発生領域に酸素ガス等の導入管１０７及び排
気管１０８を臨ませている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造の縦型同軸プラズマ処理装置においては、処理中
に高温となったチャンバー内の温度、特にチャンバー内
上部の温度を下げることができるが、処理を完了した後
に、チャンバー内の温度を均一に、しかも短時間に下げ
ることはできず、チャンバー内全体の温度を１８０℃か
ら７０℃まで均一に下げるためには、約２０分以上の時
間が必要で、アッシング処理のスループットの改善が強
く要望されていた。
た構造の縦型同軸プラズマ処理装置においては、処理中
に高温となったチャンバー内の温度、特にチャンバー内
上部の温度を下げることができるが、処理を完了した後
に、チャンバー内の温度を均一に、しかも短時間に下げ
ることはできず、チャンバー内全体の温度を１８０℃か
ら７０℃まで均一に下げるためには、約２０分以上の時
間が必要で、アッシング処理のスループットの改善が強
く要望されていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、上下開口を閉塞した筒状チャンバーの内外に内
部電極及び外部電極を配置した縦型同軸プラズマ処理装
置に、前記筒状チャンバーを囲むケースを設け、筒状チ
ャンバー上部から、必要によりさらにケースから排気管
をそれぞれ導出し、筒状チャンバーから導出される排気
管のケースの外側位置に開閉バルブを設けた。ここで、
前記筒状チャンバー及びケースから導出される排気管は
ケースの外側で、かつ前記開閉バルブよりも下流側で合
流せしめるようにした。
発明は、上下開口を閉塞した筒状チャンバーの内外に内
部電極及び外部電極を配置した縦型同軸プラズマ処理装
置に、前記筒状チャンバーを囲むケースを設け、筒状チ
ャンバー上部から、必要によりさらにケースから排気管
をそれぞれ導出し、筒状チャンバーから導出される排気
管のケースの外側位置に開閉バルブを設けた。ここで、
前記筒状チャンバー及びケースから導出される排気管は
ケースの外側で、かつ前記開閉バルブよりも下流側で合
流せしめるようにした。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１及び図２は、本
発明に係る同軸プラズマ処理装置の全体断面図であり、
同軸プラズマ処理装置は、ベースプレート１に開口２を
覆うように石英等からなる筒状チャンバー３を立設し、
この筒状チャンバー３の上部開口を天井板４で閉塞して
いる。
図面に基づいて説明する。ここで、図１及び図２は、本
発明に係る同軸プラズマ処理装置の全体断面図であり、
同軸プラズマ処理装置は、ベースプレート１に開口２を
覆うように石英等からなる筒状チャンバー３を立設し、
この筒状チャンバー３の上部開口を天井板４で閉塞して
いる。
【０００８】また、筒状チャンバー３の外周面には高周
波電源と接続する筒状外部電極５が設けられ、この筒状
外部電極５の外方に筒状チャンバー３を囲むようにヒー
タ６を配置している。さらに筒状チャンバー３の内方に
は多数の穴を形成した筒状内部電極７を筒状チャンバー
３と同軸的に配置し、この筒状内部電極７と筒状チャン
バー３との間をプラズマの発生空間とし、このプラズマ
の発生空間内に外部からガス導入管８とガス排出管１６
とを導入している。
波電源と接続する筒状外部電極５が設けられ、この筒状
外部電極５の外方に筒状チャンバー３を囲むようにヒー
タ６を配置している。さらに筒状チャンバー３の内方に
は多数の穴を形成した筒状内部電極７を筒状チャンバー
３と同軸的に配置し、この筒状内部電極７と筒状チャン
バー３との間をプラズマの発生空間とし、このプラズマ
の発生空間内に外部からガス導入管８とガス排出管１６
とを導入している。
【０００９】一方、ベースプレート１の開口２には、下
方からウエーハＷの保持具９を備えた昇降プレート１０
が進入可能とされ、保持具９が筒状チャンバー３内に完
全に収まった状態で昇降プレート１０が開口２を気密に
閉塞する構造となっている。
方からウエーハＷの保持具９を備えた昇降プレート１０
が進入可能とされ、保持具９が筒状チャンバー３内に完
全に収まった状態で昇降プレート１０が開口２を気密に
閉塞する構造となっている。
【００１０】また、筒状チャンバー３はケース１１内に
収められている。そして、天井板４を介して筒状チャン
バー３に開口する排気管１２がケース１１を貫通して外
部に導出され、この排気管１２にはケース１１の外部と
なる位置に開閉バルブ１３が設けられ、この排気管１２
はブロア１５につながっている。
収められている。そして、天井板４を介して筒状チャン
バー３に開口する排気管１２がケース１１を貫通して外
部に導出され、この排気管１２にはケース１１の外部と
なる位置に開閉バルブ１３が設けられ、この排気管１２
はブロア１５につながっている。
【００１１】さらに、本発明装置の別態様としては、図
２に示したように、ケース１１から排気管１４を導出
し、これら排気管１２，１４はケース１１の外部で、か
つ開閉バルブ１３よりも下流側で合流した排気管が設け
られている。この合流した排気管はブロア１５につなが
っている。なお、排気管１２，１４については合流させ
ずに別々のブロアにつなげてもよい。
２に示したように、ケース１１から排気管１４を導出
し、これら排気管１２，１４はケース１１の外部で、か
つ開閉バルブ１３よりも下流側で合流した排気管が設け
られている。この合流した排気管はブロア１５につなが
っている。なお、排気管１２，１４については合流させ
ずに別々のブロアにつなげてもよい。
【００１２】また、本発明装置において、排気管１２内
にプラズマ中のイオン等がアッシング処理中に入り込ま
ないように、筒状チャンバー３上部の排気管１２の開口
を網状シール部材で覆ってもよい。
にプラズマ中のイオン等がアッシング処理中に入り込ま
ないように、筒状チャンバー３上部の排気管１２の開口
を網状シール部材で覆ってもよい。
【００１３】次に、図１及び図２に示した本発明装置を
使用して、半導体ウエーハＷ表面に設けたレジストパタ
ーンをアッシング除去する手段について、具体的に説明
する。図１に示した装置においては、開閉バルブ１３を
閉じ、ガス排気管１６より筒状チャンバー３内を１．３
３Ｐａ程度まで排気したのち、ガス導入管８を介して筒
状チャンバー３内に酸素や酸素とフレオンの混合ガスを
導入して筒状チャンバー３内の圧力を６６．７〜１３３
Ｐａに調整する。
使用して、半導体ウエーハＷ表面に設けたレジストパタ
ーンをアッシング除去する手段について、具体的に説明
する。図１に示した装置においては、開閉バルブ１３を
閉じ、ガス排気管１６より筒状チャンバー３内を１．３
３Ｐａ程度まで排気したのち、ガス導入管８を介して筒
状チャンバー３内に酸素や酸素とフレオンの混合ガスを
導入して筒状チャンバー３内の圧力を６６．７〜１３３
Ｐａに調整する。
【００１４】また、前記ヒータ６によって、筒状チャン
バー３内の温度を約７０℃に保った状態で、外部電極５
に高周波を印加し、プラズマを発生させ、反応に与える
ラジカルを内部電極７の穴を介してウエーハ保持具９側
に取込みアッシングレジストパターンのアッシング処理
を行う。この際、アッシング処理中に筒状チャンバー３
内に発生するプラズマにより紫外線が発光し、筒状チャ
ンバー３の外側周辺部に存在する酸素をオゾンに変化さ
せるがケース１１を設けることで、オゾンが処理装置の
周囲へ拡散するのを阻止することができる。
バー３内の温度を約７０℃に保った状態で、外部電極５
に高周波を印加し、プラズマを発生させ、反応に与える
ラジカルを内部電極７の穴を介してウエーハ保持具９側
に取込みアッシングレジストパターンのアッシング処理
を行う。この際、アッシング処理中に筒状チャンバー３
内に発生するプラズマにより紫外線が発光し、筒状チャ
ンバー３の外側周辺部に存在する酸素をオゾンに変化さ
せるがケース１１を設けることで、オゾンが処理装置の
周囲へ拡散するのを阻止することができる。
【００１５】次いで、アッシング処理が終了したら昇降
プレート１０を下げ、保持具９に係止されている処理済
のウエーハＷと未処理のウエーハＷを差し替えるととも
に、筒状チャンバー３内の気密を解除したのち、ブロア
１５を作動させ、開閉バルブ１３を開くことで、筒状チ
ャンバー３内に存在している高温の雰囲気ガスを即座に
外部に排出し、次の処理に備える。
プレート１０を下げ、保持具９に係止されている処理済
のウエーハＷと未処理のウエーハＷを差し替えるととも
に、筒状チャンバー３内の気密を解除したのち、ブロア
１５を作動させ、開閉バルブ１３を開くことで、筒状チ
ャンバー３内に存在している高温の雰囲気ガスを即座に
外部に排出し、次の処理に備える。
【００１６】また、図２に示す装置では、開閉バルブ１
３を閉じた状態で、ブロア１５を作動させながら、アッ
シング処理を行うことで、ケース１１に配設した排気管
１４により、筒状チャンバー３とケース１１との間の空
気を排気し、筒状チャンバー３を冷却することで、アッ
シング処理時に筒状チャンバー３内が異常な高温になる
ことを防止するとともに、筒状チャンバー３内の処理温
度を均一にすることができ、高精度で高品質のアッシン
グ処理ができる。また、アッシング処理中に排気管１４
から排気することにより、前記したように筒状チャンバ
ー３の外側周辺部に発生するオゾンが処理装置の周囲へ
拡散するのを阻止することができるため、オゾンの発生
による人体への悪影響を防止できるとともに、装置内の
シール部材等のオゾンによる劣化を防止できる。そし
て、アッシング処理が終了したのちには、開閉バルブ１
３を開くことで、筒状チャンバー３内に存在している高
温の雰囲気ガスを即座に外部に排出し、次の処理に備え
る。
３を閉じた状態で、ブロア１５を作動させながら、アッ
シング処理を行うことで、ケース１１に配設した排気管
１４により、筒状チャンバー３とケース１１との間の空
気を排気し、筒状チャンバー３を冷却することで、アッ
シング処理時に筒状チャンバー３内が異常な高温になる
ことを防止するとともに、筒状チャンバー３内の処理温
度を均一にすることができ、高精度で高品質のアッシン
グ処理ができる。また、アッシング処理中に排気管１４
から排気することにより、前記したように筒状チャンバ
ー３の外側周辺部に発生するオゾンが処理装置の周囲へ
拡散するのを阻止することができるため、オゾンの発生
による人体への悪影響を防止できるとともに、装置内の
シール部材等のオゾンによる劣化を防止できる。そし
て、アッシング処理が終了したのちには、開閉バルブ１
３を開くことで、筒状チャンバー３内に存在している高
温の雰囲気ガスを即座に外部に排出し、次の処理に備え
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明の同軸プラズマ処理装置によれ
ば、図１又は図２の構造、すなわち筒状チャンバー、ケ
ースに熱排気用の排気管を設けたことで、アッシング処
理完了後に、筒状チャンバー内全体の温度を、例えば１
８０℃から７０℃に下げるために要する時間は約６分に
することができ、この６分という時間は処理ウエーハの
搬出、搬入を行う時間にほぼ等しく、待機時間を全く必
要としない時間であることから、効率の良いアッシング
処理を連続して行うことができる。したがって、従来の
装置と比べてスループットを大幅に向上できる。
ば、図１又は図２の構造、すなわち筒状チャンバー、ケ
ースに熱排気用の排気管を設けたことで、アッシング処
理完了後に、筒状チャンバー内全体の温度を、例えば１
８０℃から７０℃に下げるために要する時間は約６分に
することができ、この６分という時間は処理ウエーハの
搬出、搬入を行う時間にほぼ等しく、待機時間を全く必
要としない時間であることから、効率の良いアッシング
処理を連続して行うことができる。したがって、従来の
装置と比べてスループットを大幅に向上できる。
【００１７】また、本発明の装置では、筒状チャンバー
からの排気管に配設する開閉バルブを筒状チャンバーか
ら離すことにより、開閉バルブがアッシング処理の際に
もプラズマ中のラジカル等により侵されることが少な
く、筒状チャンバー内へのゴミの飛散をなくすことがで
き、実用性に優れる。
からの排気管に配設する開閉バルブを筒状チャンバーか
ら離すことにより、開閉バルブがアッシング処理の際に
もプラズマ中のラジカル等により侵されることが少な
く、筒状チャンバー内へのゴミの飛散をなくすことがで
き、実用性に優れる。
【００１８】さらに、特に図２に示す同軸プラズマ処理
装置の場合には、アッシング処理中にケースと筒状チャ
ンバーとの間の空気を排気することで、筒状チャンバー
内の温度を均一化し、発生するオゾンが処理装置の周囲
へ拡散するのを防止することができるため、高精度のア
ッシング処理を効率良く行うことができるとともに、作
業安全衛生上好ましいという効果を奏することができ
る。
装置の場合には、アッシング処理中にケースと筒状チャ
ンバーとの間の空気を排気することで、筒状チャンバー
内の温度を均一化し、発生するオゾンが処理装置の周囲
へ拡散するのを防止することができるため、高精度のア
ッシング処理を効率良く行うことができるとともに、作
業安全衛生上好ましいという効果を奏することができ
る。
【図１】本発明に係る同軸プラズマ処理装置の断面図
【図２】本発明の別態様に係る同軸プラズマ処理装置の
断面図
断面図
【図３】従来の同軸プラズマ処理装置の断面図
１…ベースプレート、２…ベースプレートの開口、３…
筒状チャンバー、４…天井板、５…外部電極、６…ヒー
タ、７…内部電極、８…ガス導入管、９…ウエーハ保持
具、１０…昇降プレート、１１…ケース、１２，１４…
排気管、１３…開閉バルブ、１５…ブロア、１６…ガス
排気管。
筒状チャンバー、４…天井板、５…外部電極、６…ヒー
タ、７…内部電極、８…ガス導入管、９…ウエーハ保持
具、１０…昇降プレート、１１…ケース、１２，１４…
排気管、１３…開閉バルブ、１５…ブロア、１６…ガス
排気管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−215429（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−335632（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−335619（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−97167（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−115886（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304128（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23F 4/00 H01L 21/3065 H01L 21/31
Claims (2)
- 【請求項１】 上下開口を閉塞した筒状チャンバー３の
内外に筒状内部電極７及び外部電極５を配置した縦型同
軸プラズマ処理装置において、前記筒状チャンバー３は
これを囲むケース１１を有し、且つ前記筒状チャンバー
３の上部には排気管１２を導出し、この排気管１２には
前記ケース１１の外側位置に開閉バルブ１３を設け、こ
の開閉バブル１３を通ってブロア１５につながって、更
に前記筒状内部電極７と筒状チャンバー３との間をプラ
ズマの発生空間とし、且つ前記筒状内部電極７には多数
の穴を形成したことを特徴とする縦型同軸プラズマ処理
装置。 - 【請求項２】 上下開口を閉塞した筒状チャンバー３の
内外に筒状内部電極７及び外部電極５を配置した縦型同
軸プラズマ処理装置において、前記筒状チャンバー３は
これを囲むケース１１を有し、且つ前記筒状チャンバー
３上部及び前記ケース１１から排気管１２，１４を個別
に導出し、前記筒状チャンバー３から導出される前記排
気管１２には前記ケース１１の外側位置に開閉バルブ１
３を設け、また前記排気管１２，１４には前記開閉バル
ブ１３よりも下流側で合流し、更にこの合流点の下流側
でブロア１５がつながって、且つ前記筒状内部電極７と
筒状チャンバー３との間をプラズマの発生空間とし、前
記筒状内部電極７には多数の穴を形成したことを特徴と
する縦型同軸プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27122695A JP3341965B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 縦型同軸プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27122695A JP3341965B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 縦型同軸プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115693A JPH09115693A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3341965B2 true JP3341965B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=17497112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27122695A Expired - Fee Related JP3341965B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 縦型同軸プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3341965B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1334646A2 (en) * | 2000-10-27 | 2003-08-13 | NKT Research A/S | A method and an apparatus for excitation of a plasma |
| KR100434602B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2004-06-04 | 준 신 이 | 헬로우 캐소드 플라즈마를 이용한 실리콘 건식식각방법 |
| US20030164143A1 (en) | 2002-01-10 | 2003-09-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Batch-type remote plasma processing apparatus |
| JP5136574B2 (ja) | 2009-05-01 | 2013-02-06 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| KR101408084B1 (ko) * | 2011-11-17 | 2014-07-04 | 주식회사 유진테크 | 보조가스공급포트를 포함하는 기판 처리 장치 |
| KR101380240B1 (ko) * | 2011-11-17 | 2014-04-03 | 주식회사 유진테크 | 열차단플레이트를 포함하는 기판 처리 장치 |
| CN103177954B (zh) * | 2011-12-26 | 2015-12-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 使用温度可控的限制环的刻蚀装置 |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27122695A patent/JP3341965B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09115693A (ja) | 1997-05-02 |
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