JP3350433B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ処理装
置に関するものであり、更に詳細には、その真空チャン
バ内に形成される真空排気経路に関するものである。
置に関するものであり、更に詳細には、その真空チャン
バ内に形成される真空排気経路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、ＴＦＴ液晶等に代表され
る薄膜応用デバイスの製造には、プラズマＣＶＤ装置
（以下Ｐ−ＣＶＤ装置と記す）、スパッタ装置、及び、
エッチング装置等各種のプラズマ処理装置が用いられて
いる。
る薄膜応用デバイスの製造には、プラズマＣＶＤ装置
（以下Ｐ−ＣＶＤ装置と記す）、スパッタ装置、及び、
エッチング装置等各種のプラズマ処理装置が用いられて
いる。
【０００３】例えば、プラズマＣＶＤ装置は、高速成
膜、低温成膜、段差被覆性、及び、密着性等に優れ、有
望な薄膜デバイス製造装置である。
膜、低温成膜、段差被覆性、及び、密着性等に優れ、有
望な薄膜デバイス製造装置である。
【０００４】図４は、Ｐ−ＣＶＤ装置の一例を示す概略
断面図である。真空チャンバ１内に、ガス導入部を兼ね
るシャワー電極２と、ウエハー加熱ヒーターを兼ねる下
部電極３が対向して備わっている。真空排気系は、真空
チャンバ１内の真空排気経路を制限する真空排気邪魔板
４と真空チャンバ１の内壁で形成される真空排気経路
５、真空チャンバ１下方に設けられたガス排気口６、排
気配管経路に設けられた排気経路の開閉バルブ８、排気
コンダクタンス調整バルブ９、及び、真空排気ポンプ１
０等により構成されている。
断面図である。真空チャンバ１内に、ガス導入部を兼ね
るシャワー電極２と、ウエハー加熱ヒーターを兼ねる下
部電極３が対向して備わっている。真空排気系は、真空
チャンバ１内の真空排気経路を制限する真空排気邪魔板
４と真空チャンバ１の内壁で形成される真空排気経路
５、真空チャンバ１下方に設けられたガス排気口６、排
気配管経路に設けられた排気経路の開閉バルブ８、排気
コンダクタンス調整バルブ９、及び、真空排気ポンプ１
０等により構成されている。
【０００５】ウエハー１５がロードロック室より搬送ロ
ボット（図示せず）により２５０〜４５０℃に保持され
た下部電極３上に移載され、５〜５０ｍｍの所定の放電
ギャップ長に調整される。次ぎに、シリコン窒化膜（Ｓ
ｉＮ膜）の場合、モノシラン（ＳｉＨ4）、アンモニア
（ＮＨ3）、及び、窒素（Ｎ2）ガスが、各々、１０〜５
００ＳＣＣＭ、１０〜５００ＳＣＣＭ、及び、１００〜
７０００ＳＣＣＭ、シャワー電極２を通して真空チャン
バ内１内に導入される。その後、真空排気系に設けられ
たコンダクタンス調整バルブ９により、０．１〜８Ｔｏ
ｒｒの圧力に調整され、高周波電源１２より、高周波整
合器１１を通してシャワー電極２に、５０〜１０００Ｗ
の１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給され、シャワー
電極２と下部電極３の間にプラズマを発生させ膜形成を
行う。
ボット（図示せず）により２５０〜４５０℃に保持され
た下部電極３上に移載され、５〜５０ｍｍの所定の放電
ギャップ長に調整される。次ぎに、シリコン窒化膜（Ｓ
ｉＮ膜）の場合、モノシラン（ＳｉＨ4）、アンモニア
（ＮＨ3）、及び、窒素（Ｎ2）ガスが、各々、１０〜５
００ＳＣＣＭ、１０〜５００ＳＣＣＭ、及び、１００〜
７０００ＳＣＣＭ、シャワー電極２を通して真空チャン
バ内１内に導入される。その後、真空排気系に設けられ
たコンダクタンス調整バルブ９により、０．１〜８Ｔｏ
ｒｒの圧力に調整され、高周波電源１２より、高周波整
合器１１を通してシャワー電極２に、５０〜１０００Ｗ
の１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給され、シャワー
電極２と下部電極３の間にプラズマを発生させ膜形成を
行う。
【０００６】なお、シリコン酸化膜の場合には、導入ガ
スが、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ等に変わるだけで同様のプロセス
となる。
スが、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ等に変わるだけで同様のプロセス
となる。
【０００７】上記において、シャワー電極２より導入さ
れたプロセスガスは、図４において矢印Ａで示された様
に、真空排気邪魔板４にほぼ等間隔で開けられた４〜１
２個の穴４ａと、真空排気経路５を通り、排気口６から
真空排気ポンプ１０へと引かれてていく。このように真
空排気邪魔板４を設けることにより、シャワー電極２か
ら真空チャンバ１に導入されたプロセスガスが等方的に
排気口に向かうようになり、ウエハー１５面内の分布が
改善されていた。
れたプロセスガスは、図４において矢印Ａで示された様
に、真空排気邪魔板４にほぼ等間隔で開けられた４〜１
２個の穴４ａと、真空排気経路５を通り、排気口６から
真空排気ポンプ１０へと引かれてていく。このように真
空排気邪魔板４を設けることにより、シャワー電極２か
ら真空チャンバ１に導入されたプロセスガスが等方的に
排気口に向かうようになり、ウエハー１５面内の分布が
改善されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常こ
のような方法により成膜された膜には、成膜プロセス条
件に応じて残留膜応力が生じている。このような残留応
力（以降、簡単に応力と記す）は、ウエハーの反りとな
って、ウエハー割れやクラック、膜剥離等のデバイスの
損傷や、パターンの位置ズレ等の障害をもたらしてい
た。そして、これらの障害は、近年のウエハーの大口径
化、微細化に伴い、ますます重要な課題となってきてい
た。具体的には、膜応力を１Ｅ＋０８〜１Ｅ＋０９ｄｙ
ｎ／ｃｍ2以下の圧縮応力に制御する様なプロセス条
件、装置機構等が求められてきている。
のような方法により成膜された膜には、成膜プロセス条
件に応じて残留膜応力が生じている。このような残留応
力（以降、簡単に応力と記す）は、ウエハーの反りとな
って、ウエハー割れやクラック、膜剥離等のデバイスの
損傷や、パターンの位置ズレ等の障害をもたらしてい
た。そして、これらの障害は、近年のウエハーの大口径
化、微細化に伴い、ますます重要な課題となってきてい
た。具体的には、膜応力を１Ｅ＋０８〜１Ｅ＋０９ｄｙ
ｎ／ｃｍ2以下の圧縮応力に制御する様なプロセス条
件、装置機構等が求められてきている。
【０００９】このような応力制御は、従来、投入ＲＦ電
力、放電ガス圧等のプロセスパラメータ等により実施さ
れていた他、ウエハー１５を搭載している下部電極３に
５０〜５００ｋＨｚの低周波バイアスを印加する方法等
が提案されている。低周波バイアスによる応力制御は、
通常行われている、シャワー電極２に１３．５６ＭＨｚ
の高周波を印加し、その電力や、ガス圧等のプロセスパ
ラメータにより制御する方法に比べ、独立に制御できる
パラメータが１つ増え有望な手法の１つであった。しか
しながら、従来、チャンバアース接地電極であった下部
電極３に５０〜５００ｋＨｚの比較的低い周波数とはい
え高周波電力を印加すると、下部電極３近傍に設けられ
ていた真空排気邪魔板４を含む真空排気経路５を構成す
るチャンバアース接地電位部品との間に局所的、又は、
全体的な放電が生じると言う問題が発生する様になって
きた。これは、下部電極３と真空排気経路５との距離が
シャワー電極２との距離比較で、相対的に近い、及び、
排気経路の断面が概略四角形形状のため、約９０度の鋭
角な角部が下部電極３の近くにあり局所放電を起こし易
い為に生じていると考えられる。
力、放電ガス圧等のプロセスパラメータ等により実施さ
れていた他、ウエハー１５を搭載している下部電極３に
５０〜５００ｋＨｚの低周波バイアスを印加する方法等
が提案されている。低周波バイアスによる応力制御は、
通常行われている、シャワー電極２に１３．５６ＭＨｚ
の高周波を印加し、その電力や、ガス圧等のプロセスパ
ラメータにより制御する方法に比べ、独立に制御できる
パラメータが１つ増え有望な手法の１つであった。しか
しながら、従来、チャンバアース接地電極であった下部
電極３に５０〜５００ｋＨｚの比較的低い周波数とはい
え高周波電力を印加すると、下部電極３近傍に設けられ
ていた真空排気邪魔板４を含む真空排気経路５を構成す
るチャンバアース接地電位部品との間に局所的、又は、
全体的な放電が生じると言う問題が発生する様になって
きた。これは、下部電極３と真空排気経路５との距離が
シャワー電極２との距離比較で、相対的に近い、及び、
排気経路の断面が概略四角形形状のため、約９０度の鋭
角な角部が下部電極３の近くにあり局所放電を起こし易
い為に生じていると考えられる。
【００１０】このため、真空チャンバ１を大型化して真
空排気経路５と下部電極３の距離を稼ぐ、又は、真空排
気経路５の形成を取りやめ、ガス排気口６から直接真空
排気する方法、真空排気経路５の構成物をアルミナ等の
セラッミクス部品により形成する方法等が取られてい
る。しかし、これらの対応策は、装置の大型化では、装
置製造コストが増大し、又、フットプリント（装置設置
面積）の増大という新たな課題が発生していた。又、真
空排気経路５の形成を取りやめてガスの流れを均一にす
るためには、ガス排気口６を複数個設ける必要があり装
置構成を複雑にし、又、場合によっては大型化を招いて
いた。又、構成物をアルミナ等のセラミックス系の材料
で真空排気経路５を形成するには装置製造コストの増大
を招いていた。
空排気経路５と下部電極３の距離を稼ぐ、又は、真空排
気経路５の形成を取りやめ、ガス排気口６から直接真空
排気する方法、真空排気経路５の構成物をアルミナ等の
セラッミクス部品により形成する方法等が取られてい
る。しかし、これらの対応策は、装置の大型化では、装
置製造コストが増大し、又、フットプリント（装置設置
面積）の増大という新たな課題が発生していた。又、真
空排気経路５の形成を取りやめてガスの流れを均一にす
るためには、ガス排気口６を複数個設ける必要があり装
置構成を複雑にし、又、場合によっては大型化を招いて
いた。又、構成物をアルミナ等のセラミックス系の材料
で真空排気経路５を形成するには装置製造コストの増大
を招いていた。
【００１１】又、通常の反応性エッチング装置は、ウエ
ハー保持台を兼ねる下部電極に１３．５６ＭＨｚの高周
波電力を印加しているが、上記Ｐ−ＣＶＤ装置の低周波
バイアス以上に真空排気経路６との局所放電が問題とな
っていて、上記の手法により対処しており同様の課題を
有していた。
ハー保持台を兼ねる下部電極に１３．５６ＭＨｚの高周
波電力を印加しているが、上記Ｐ−ＣＶＤ装置の低周波
バイアス以上に真空排気経路６との局所放電が問題とな
っていて、上記の手法により対処しており同様の課題を
有していた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、真空状態維持可能な真空
チャンバ内に、プラズマを発生させるための平行平板型
の高周波電極、プロセスガス吹き出し口、及び、真空排
気設備に繋がるガス排気口を有するプラズマ処理装置に
おいて、前記排気口に繋がる真空チャンバ内に設けられ
た排気経路の断面形状が、複数個の排気穴が設けられた
排気邪魔板、真空チャンバの側壁、および、底面を各々
１辺とする概略三角形形状であることを特徴とするプラ
ズマ処理装置である。
め、請求項１に記載の発明は、真空状態維持可能な真空
チャンバ内に、プラズマを発生させるための平行平板型
の高周波電極、プロセスガス吹き出し口、及び、真空排
気設備に繋がるガス排気口を有するプラズマ処理装置に
おいて、前記排気口に繋がる真空チャンバ内に設けられ
た排気経路の断面形状が、複数個の排気穴が設けられた
排気邪魔板、真空チャンバの側壁、および、底面を各々
１辺とする概略三角形形状であることを特徴とするプラ
ズマ処理装置である。
【００１３】請求項２に記載の発明は、断面形状が概略
逆ハ形状である排気邪魔板を前記真空チャンバ内壁に沿
わせて、前記断面形状を概略三角形形状としたことを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置である。
逆ハ形状である排気邪魔板を前記真空チャンバ内壁に沿
わせて、前記断面形状を概略三角形形状としたことを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置である。
【００１４】請求項３に記載の発明は、前記排気邪魔板
が、実質前記チャンバの周全体にわたるスリット状の真
空排気穴を備えてなることを特徴とする請求項２に記載
のプラズマ処理装置である。
が、実質前記チャンバの周全体にわたるスリット状の真
空排気穴を備えてなることを特徴とする請求項２に記載
のプラズマ処理装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を基
に説明する。
に説明する。
【００１６】図１は、本発明の第１の実施例のＰ−ＣＶ
Ｄ装置の概略断面図である。図１において、１は真空チ
ャンバ、２はガス導入口を兼ねるシャワー電極、３はヒ
ータを兼ねる下部電極、６はガス排気口、７はウエハー
移載機構（いわゆるリフトピン）である。真空排気経路
５は、排気邪魔板４、真空チャンバ１の側壁、及び、底
面を各々１辺とする概略三角形形状の断面を持つ形状に
形成されている。
Ｄ装置の概略断面図である。図１において、１は真空チ
ャンバ、２はガス導入口を兼ねるシャワー電極、３はヒ
ータを兼ねる下部電極、６はガス排気口、７はウエハー
移載機構（いわゆるリフトピン）である。真空排気経路
５は、排気邪魔板４、真空チャンバ１の側壁、及び、底
面を各々１辺とする概略三角形形状の断面を持つ形状に
形成されている。
【００１７】又、真空排気経路５はガス排気口６、排気
経路の開閉バルブ８、排気コンダクタンス調整バルブ
９、及び、真空排気ポンプ１０等に繋がっている。排気
邪魔板４には、排気コンダクタンスを考慮し、且つ、真
空チャンバ１内のガス流を均一にするよう直径５〜３０
ｍｍの穴４ａが、周方向に等間隔に４〜１６個開けらて
いる。又、シャワー電極２には、高周波整合器１１を介
して、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１２に接続されて
いる。又、下部電極３には、低周波用の整合器１３を介
して、５０〜５００ｋＨｚ可変の低周波電源１４に接続
され、低周波バイアス印加可能な構造になっている。
尚、図示していないが、シャワー電極２には低周波用の
パス、下部電極３には高周波用のパスが設けられてい
る。
経路の開閉バルブ８、排気コンダクタンス調整バルブ
９、及び、真空排気ポンプ１０等に繋がっている。排気
邪魔板４には、排気コンダクタンスを考慮し、且つ、真
空チャンバ１内のガス流を均一にするよう直径５〜３０
ｍｍの穴４ａが、周方向に等間隔に４〜１６個開けらて
いる。又、シャワー電極２には、高周波整合器１１を介
して、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１２に接続されて
いる。又、下部電極３には、低周波用の整合器１３を介
して、５０〜５００ｋＨｚ可変の低周波電源１４に接続
され、低周波バイアス印加可能な構造になっている。
尚、図示していないが、シャワー電極２には低周波用の
パス、下部電極３には高周波用のパスが設けられてい
る。
【００１８】図２（Ａ）に図１に用いられた排気邪魔板
４の１例を示す。図２（Ａ）の排気邪魔板４はその断面
形状が概略逆ハ形状をしており、それを図１に示すよう
に、真空チャンバ１の内壁に沿わす形で挿入すれば、そ
の断面形状が概略三角形の真空排気経路５が形成でき
る。図２（Ａ）に示した排気邪魔板４は、真空チャンバ
１の側壁、又は、底面に接する両端を設置安定化、隙間
抑制等の為、曲げ加工（４ｂ，４ｃ）を施しているが、
直線状であってもなんら支障は無い。
４の１例を示す。図２（Ａ）の排気邪魔板４はその断面
形状が概略逆ハ形状をしており、それを図１に示すよう
に、真空チャンバ１の内壁に沿わす形で挿入すれば、そ
の断面形状が概略三角形の真空排気経路５が形成でき
る。図２（Ａ）に示した排気邪魔板４は、真空チャンバ
１の側壁、又は、底面に接する両端を設置安定化、隙間
抑制等の為、曲げ加工（４ｂ，４ｃ）を施しているが、
直線状であってもなんら支障は無い。
【００１９】このような構造を持つ真空排気邪魔板４を
挿入する簡便な手法により、下部電極３との相対的距離
を長く取れる真空排気経路を形成でき、局所放電等の異
常放電を抑制できる。
挿入する簡便な手法により、下部電極３との相対的距離
を長く取れる真空排気経路を形成でき、局所放電等の異
常放電を抑制できる。
【００２０】なお、排気邪魔板４は基本的に局所放電を
抑える形状に形成されているため、アルミナ等のセラミ
ックスは無論、Ａｌ、Ａｌ合金、ＳＵＳ等のＦｅ系合金
等の金属材料が使用可能である。従って、セラミックス
等の高価な部品を使用する必要が無く、取扱も容易にな
る。又、上述の金属製の排気邪魔板４は、プラズマ耐性
を上げるため、必要に応じて、アルマイト処理、フッ化
処理、セラミックス溶射、及び、メッキ等の表面処理を
施すこともできる。又、排気邪魔板４に開ける穴４ａ
は、同じ大きさの穴を等間隔に開けているが、下方のガ
ス排気口との位置関係より穴の大きさを変えたり、間隔
を変えて実施する事も可能である。排気邪魔板４に設け
る穴径、個数は上記の実施例に限定されるものではな
く、排気コンダクタンスを考慮し、ガス流を均一にする
設計であれば良い。
抑える形状に形成されているため、アルミナ等のセラミ
ックスは無論、Ａｌ、Ａｌ合金、ＳＵＳ等のＦｅ系合金
等の金属材料が使用可能である。従って、セラミックス
等の高価な部品を使用する必要が無く、取扱も容易にな
る。又、上述の金属製の排気邪魔板４は、プラズマ耐性
を上げるため、必要に応じて、アルマイト処理、フッ化
処理、セラミックス溶射、及び、メッキ等の表面処理を
施すこともできる。又、排気邪魔板４に開ける穴４ａ
は、同じ大きさの穴を等間隔に開けているが、下方のガ
ス排気口との位置関係より穴の大きさを変えたり、間隔
を変えて実施する事も可能である。排気邪魔板４に設け
る穴径、個数は上記の実施例に限定されるものではな
く、排気コンダクタンスを考慮し、ガス流を均一にする
設計であれば良い。
【００２１】図１に示したＰ−ＣＶＤ装置を用いた成膜
プロセスについて説明する。まず、真空排気された真空
チャンバ１にＳｉウエハー１５を搬入し、成膜用のプロ
セスガスとして、ＳｉＨ4（シラン）、ＮＨ3（アンモニ
ア）、Ｎ2（窒素）を、各々１０〜５００ＳＣＣＭ、１
０〜５００ＳＣＣＭ、１００〜７０００ＳＣＣＭ、シャ
ワー電極２を通して導入し、０．１〜８Ｔｏｒｒのガス
圧に排気系に設けられた排気コンダクタンス調整バルブ
９により調整する。基板温度は、２５０〜４５０℃、放
電ギャップ（シャワー電極２と下部電極３間距離）は、
５〜５０ｍｍに設定されている。その後、高周波電源系
１２より、高周波整合器１１を通してシャワー電極２に
１３．５６ＭＨｚの高周波電力が１００〜１０００Ｗ供
給すると共に、下部電極３に低周波電源１４から低周波
整合器１３を通して５０〜５００ｋＨｚの低周波電力を
５０〜１０００Ｗ供給する。この時、本実施例のＰ−Ｃ
ＶＤ装置では、下部電極３と真空排気経路５、又は、排
気邪魔板４とは十分に離されており、この間で局所放電
を起こすことなく、対向するシャワー電極２と下部電極
３の間で安定した放電を起こすことができた。又、排気
経路５を形成する邪魔板４に設けられた複数個の排気穴
４ａによりシャワー電極２より，真空チャンバ１に導入
されたプロセスガスは均一にウエハー１５上を流れてい
き，膜厚分布±３〜５％以下の優れた膜厚分布を持ち、
応力も１Ｅ＋０８〜１Ｅ＋０９ｄｙｎ／ｃｍ2の小さく
制御された圧縮応力を持つＳｉＮ膜形成が可能になっ
た。
プロセスについて説明する。まず、真空排気された真空
チャンバ１にＳｉウエハー１５を搬入し、成膜用のプロ
セスガスとして、ＳｉＨ4（シラン）、ＮＨ3（アンモニ
ア）、Ｎ2（窒素）を、各々１０〜５００ＳＣＣＭ、１
０〜５００ＳＣＣＭ、１００〜７０００ＳＣＣＭ、シャ
ワー電極２を通して導入し、０．１〜８Ｔｏｒｒのガス
圧に排気系に設けられた排気コンダクタンス調整バルブ
９により調整する。基板温度は、２５０〜４５０℃、放
電ギャップ（シャワー電極２と下部電極３間距離）は、
５〜５０ｍｍに設定されている。その後、高周波電源系
１２より、高周波整合器１１を通してシャワー電極２に
１３．５６ＭＨｚの高周波電力が１００〜１０００Ｗ供
給すると共に、下部電極３に低周波電源１４から低周波
整合器１３を通して５０〜５００ｋＨｚの低周波電力を
５０〜１０００Ｗ供給する。この時、本実施例のＰ−Ｃ
ＶＤ装置では、下部電極３と真空排気経路５、又は、排
気邪魔板４とは十分に離されており、この間で局所放電
を起こすことなく、対向するシャワー電極２と下部電極
３の間で安定した放電を起こすことができた。又、排気
経路５を形成する邪魔板４に設けられた複数個の排気穴
４ａによりシャワー電極２より，真空チャンバ１に導入
されたプロセスガスは均一にウエハー１５上を流れてい
き，膜厚分布±３〜５％以下の優れた膜厚分布を持ち、
応力も１Ｅ＋０８〜１Ｅ＋０９ｄｙｎ／ｃｍ2の小さく
制御された圧縮応力を持つＳｉＮ膜形成が可能になっ
た。
【００２２】尚、本実施例では、真空チャンバ１の内壁
の加工は特に実施していないが、排気邪魔板４の設置安
定性のための機構等を設けることもできる。又、排気経
路５の面積を大きくし、排気コンダクタンスを小さくす
るために、排気経路５を形成する真空チャンバ１の内壁
部の一部に削り込みを入れること等も可能である。又、
真空排気経路５を構成する真空チャンバ１の底部の角加
工にＲ加工を用いたような曲線を持つ断面形状であって
も差し支えない。
の加工は特に実施していないが、排気邪魔板４の設置安
定性のための機構等を設けることもできる。又、排気経
路５の面積を大きくし、排気コンダクタンスを小さくす
るために、排気経路５を形成する真空チャンバ１の内壁
部の一部に削り込みを入れること等も可能である。又、
真空排気経路５を構成する真空チャンバ１の底部の角加
工にＲ加工を用いたような曲線を持つ断面形状であって
も差し支えない。
【００２３】図２（Ｂ）は、本発明の第２の実施例の排
気邪魔板４である。排気邪魔板４の上部に０．５〜５ｍ
ｍ幅のスリット状の真空排気穴４ｅを備えている。構造
上、２〜６カ所スリットの切れる部分４ｆができるが、
このような真空チャンバ１の周全体にわたる排気経路５
の形成でガス流が限定された排気口６に集まることなく
等方的に真空排気経路内に導くことが可能になった。そ
の結果、第１の実施例で示した膜厚分布が更に改善さ
れ、±０．５〜２％以下の分布が得られ、ウエハー１５
の外周部のデバイス製造可能領域を拡大させることがで
きた。
気邪魔板４である。排気邪魔板４の上部に０．５〜５ｍ
ｍ幅のスリット状の真空排気穴４ｅを備えている。構造
上、２〜６カ所スリットの切れる部分４ｆができるが、
このような真空チャンバ１の周全体にわたる排気経路５
の形成でガス流が限定された排気口６に集まることなく
等方的に真空排気経路内に導くことが可能になった。そ
の結果、第１の実施例で示した膜厚分布が更に改善さ
れ、±０．５〜２％以下の分布が得られ、ウエハー１５
の外周部のデバイス製造可能領域を拡大させることがで
きた。
【００２４】図３は、本発明のプラズマ処理装置を反応
性イオンエッチング装置の適用した場合の概略断面図で
ある。
性イオンエッチング装置の適用した場合の概略断面図で
ある。
【００２５】装置の基本構成は、図１のＰ−ＣＶＤ装置
と同じであるが、高周波電源１２がウエハー保持電極を
兼ねる下部電極３に接続されている。真空排気経路５
は、図２（Ａ）、又は、（Ｂ）に示した様な排気邪魔板
４を用いて、下部電極３との距離を広くし局所放電等を
抑制している。
と同じであるが、高周波電源１２がウエハー保持電極を
兼ねる下部電極３に接続されている。真空排気経路５
は、図２（Ａ）、又は、（Ｂ）に示した様な排気邪魔板
４を用いて、下部電極３との距離を広くし局所放電等を
抑制している。
【００２６】ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3等のフッ素系のガ
ス、及び、必要に応じて、Ｏ2、Ｎ2Ｏ等の酸素を含むガ
スを、シャワー電極２を通して、真空チャンバ１内に導
入し、０．０１〜１Ｔｏｒｒのガス圧に調整し、１３．
５６ＭＨｚの高周波電力１００〜１０００Ｗを下部電極
３に供給し、ＳｉＮ膜、又は、ＳｉＯ2膜等のエッチン
グを行ったところ、局所放電を起こすことなく、エッチ
ング均一性±３％以下の優れた特性が得られた。
ス、及び、必要に応じて、Ｏ2、Ｎ2Ｏ等の酸素を含むガ
スを、シャワー電極２を通して、真空チャンバ１内に導
入し、０．０１〜１Ｔｏｒｒのガス圧に調整し、１３．
５６ＭＨｚの高周波電力１００〜１０００Ｗを下部電極
３に供給し、ＳｉＮ膜、又は、ＳｉＯ2膜等のエッチン
グを行ったところ、局所放電を起こすことなく、エッチ
ング均一性±３％以下の優れた特性が得られた。
【００２７】尚、本実施例では、下部電極３に低周波を
含め高周波電力を印加する場合について説明してきた
が、下部電極３がチャンバアース接地電位の装置であっ
ても、使用可能であることは言うまでもない。
含め高周波電力を印加する場合について説明してきた
が、下部電極３がチャンバアース接地電位の装置であっ
ても、使用可能であることは言うまでもない。
【００２８】以上、本発明の各実施例では、主にＳｉＮ
膜に関するプロセスを基に説明してきたが、ＳｉＯ2、
アモルファスＳｉ等の成膜装置、反応性エッチング装置
にも適用可能である。又、各実施例では、主たる放電
が、１３．５６ＭＨｚの高周波放電の実施例を示した
が、５０ｋＨｚからの低周波による放電でもマイクロ波
による放電でも適用可能である。特に、近年の高密度プ
ラズマを用いた絶縁膜形成装置では、微細パターンの埋
め込みのため、及び、平坦化のためバイアスＣＶＤ方法
を用いており、本発明に関わる排気経路、排気邪魔板は
有効である。又、装置が半導体用、液晶用、又は、薄膜
太陽電池、薄膜磁気ヘッド等の他の薄膜デバイス用であ
っても、装置の大きさ等の変化であって、基本構成要素
は変わらず、本発明が適用出来る。
膜に関するプロセスを基に説明してきたが、ＳｉＯ2、
アモルファスＳｉ等の成膜装置、反応性エッチング装置
にも適用可能である。又、各実施例では、主たる放電
が、１３．５６ＭＨｚの高周波放電の実施例を示した
が、５０ｋＨｚからの低周波による放電でもマイクロ波
による放電でも適用可能である。特に、近年の高密度プ
ラズマを用いた絶縁膜形成装置では、微細パターンの埋
め込みのため、及び、平坦化のためバイアスＣＶＤ方法
を用いており、本発明に関わる排気経路、排気邪魔板は
有効である。又、装置が半導体用、液晶用、又は、薄膜
太陽電池、薄膜磁気ヘッド等の他の薄膜デバイス用であ
っても、装置の大きさ等の変化であって、基本構成要素
は変わらず、本発明が適用出来る。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のプラズマ処理装
置では、ガス排気口に繋がる真空チャンバ内の真空排気
経路の断面を概略三角形形状にすることにより、下部電
極との距離を広くでき、又、概略四角形形状の様な鋭角
な角が下部電極の近くに存在しなくなり、局所放電等の
異常放電を抑制し安定した放電が得られ、優れた成膜、
又は、エッチング特性を有するプラズマ処理装置が得ら
れる。又、請求項２のプラズマ処理装置では、断面形状
が、概略逆ハ形状である排気邪魔板を前記真空チャンバ
内壁に沿わせる形で挿入されていることにより、真空チ
ャンバを大型化することなく、又、複雑な機構を設ける
ことなく、安価に断面が概略三角形形状の真空排気経路
を形成でき、安定した放電特性を持つプラズマ処理装置
が得られる。さらに請求項３のプラズマ処理装置では、
ガス流を等方的に真空排気経路内に導くことができ、形
成される膜厚分布等を更に改善できる。
置では、ガス排気口に繋がる真空チャンバ内の真空排気
経路の断面を概略三角形形状にすることにより、下部電
極との距離を広くでき、又、概略四角形形状の様な鋭角
な角が下部電極の近くに存在しなくなり、局所放電等の
異常放電を抑制し安定した放電が得られ、優れた成膜、
又は、エッチング特性を有するプラズマ処理装置が得ら
れる。又、請求項２のプラズマ処理装置では、断面形状
が、概略逆ハ形状である排気邪魔板を前記真空チャンバ
内壁に沿わせる形で挿入されていることにより、真空チ
ャンバを大型化することなく、又、複雑な機構を設ける
ことなく、安価に断面が概略三角形形状の真空排気経路
を形成でき、安定した放電特性を持つプラズマ処理装置
が得られる。さらに請求項３のプラズマ処理装置では、
ガス流を等方的に真空排気経路内に導くことができ、形
成される膜厚分布等を更に改善できる。
【図１】本発明の一実施例を示すＰ−ＣＶＤ装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図２】排気邪魔板の構成例を示す一部拡大斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の反応性イオンエッチング装置への適用
例を示す概略断面図である。
例を示す概略断面図である。
【図４】従来のＰ−ＣＶＤ装置を示す概略断面図であ
る。
る。
１ 真空チャンバ ２ シャワー電極 ３ 下部電極 ４ 排気邪魔板 ５ 真空排気経路 ６ ガス排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/205 H01L 21/3065 H01L 21/31
Claims (3)
- 【請求項１】真空状態維持可能な真空チャンバ内に、プ
ラズマを発生させるための平行平板型の高周波電極、プ
ロセスガス吹き出し口、及び、真空排気設備に繋がるガ
ス排気口を有するプラズマ処理装置において、 前記排気口に繋がる真空チャンバ内に設けられた排気経
路の断面形状が、複数個の排気穴が設けられた排気邪魔
板、真空チャンバの側壁、および、底面を各々１辺とす
る概略三角形形状であることを特徴とするプラズマ処理
装置。 - 【請求項２】断面形状が概略逆ハ形状である排気邪魔板
を前記真空チャンバ内壁に沿わせて、前記排気経路の断
面形状を概略三角形形状としたことを特徴とする請求項
１に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】前記排気邪魔板は、実質前記チャンバの周
全体にわたるスリット状の真空排気穴を備えてなること
を特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP03249398A JP3350433B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03249398A JP3350433B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233292A JPH11233292A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3350433B2 true JP3350433B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=12360529
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|---|---|---|---|
| JP03249398A Expired - Fee Related JP3350433B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | プラズマ処理装置 |
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| US7147749B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-12-12 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved upper electrode plate with deposition shield in a plasma processing system |
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| US6798519B2 (en) | 2002-09-30 | 2004-09-28 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved optical window deposition shield in a plasma processing system |
| US7204912B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-04-17 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved bellows shield in a plasma processing system |
| US7166200B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-01-23 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved upper electrode plate in a plasma processing system |
| US7166166B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-01-23 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved baffle plate in a plasma processing system |
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| JP4295730B2 (ja) | 2003-04-28 | 2009-07-15 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US7552521B2 (en) | 2004-12-08 | 2009-06-30 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for improved baffle plate |
| US7601242B2 (en) | 2005-01-11 | 2009-10-13 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing system and baffle assembly for use in plasma processing system |
| KR100703654B1 (ko) * | 2005-09-12 | 2007-04-06 | 주식회사 아이피에스 | 챔버내 덕트와 압력 조절구조 |
| KR100773724B1 (ko) | 2006-08-23 | 2007-11-06 | 주식회사 아이피에스 | 박막증착장치 |
| MY155992A (en) | 2008-12-26 | 2015-12-31 | Ulvac Inc | Film-forming method for forming passivation film and manufacturing method for solar cell element |
| JP6307984B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-04-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
| US9773665B1 (en) * | 2016-12-06 | 2017-09-26 | Applied Materials, Inc. | Particle reduction in a physical vapor deposition chamber |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022141A1 (en) | 1995-12-14 | 1997-06-19 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing thin film semiconductor device, and thin film semiconductor device |
-
1998
- 1998-02-16 JP JP03249398A patent/JP3350433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022141A1 (en) | 1995-12-14 | 1997-06-19 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing thin film semiconductor device, and thin film semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11233292A (ja) | 1999-08-27 |
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