JP3470557B2 - 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】本発明は、半導体、液晶ディ
スプレー用基板等の製造において、エッチングや成膜等
の処理に好適なプラズマ処理装置に関するものである。
スプレー用基板等の製造において、エッチングや成膜等
の処理に好適なプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高集積化や液晶ディスプレ
ーの大面積化に伴い、半導体製造装置に求められる要求
は、ますます厳しくなっている。例えば、プラズマエッ
チングプロセスにおいては、プラズマエッチングを行う
ことによって発生した反応生成物が、エッチング処理チ
ャンバ内に付着する。この付着物は、剥離して被処理物
上に落下し、膜質の劣化や、プロセスの歩留まりの低下
をもたらす。あるいは、剥離しなくても、この付着物が
増大すると、プラズマや、エッチングプロセス内の反応
を徐々に変化させ、付着物の少ない初期状態では問題な
かった、エッチングができなくなるといった状態がしば
しば生じる。したがって、例えば半導体の生産ラインで
は、ある一定枚数毎に酸素などのプラズマを発生させ
て、チャンバ内のプラズマクリーニングを行うが、完全
に付着物を取り去ることは不可能なので、ある一定枚数
のウエハを処理すると、装置チャンバを大気開放し、薬
品で拭くなどして、チャンバをウエットクリーニングす
ることを行う。
ーの大面積化に伴い、半導体製造装置に求められる要求
は、ますます厳しくなっている。例えば、プラズマエッ
チングプロセスにおいては、プラズマエッチングを行う
ことによって発生した反応生成物が、エッチング処理チ
ャンバ内に付着する。この付着物は、剥離して被処理物
上に落下し、膜質の劣化や、プロセスの歩留まりの低下
をもたらす。あるいは、剥離しなくても、この付着物が
増大すると、プラズマや、エッチングプロセス内の反応
を徐々に変化させ、付着物の少ない初期状態では問題な
かった、エッチングができなくなるといった状態がしば
しば生じる。したがって、例えば半導体の生産ラインで
は、ある一定枚数毎に酸素などのプラズマを発生させ
て、チャンバ内のプラズマクリーニングを行うが、完全
に付着物を取り去ることは不可能なので、ある一定枚数
のウエハを処理すると、装置チャンバを大気開放し、薬
品で拭くなどして、チャンバをウエットクリーニングす
ることを行う。
【０００３】半導体生産用のエッチング装置において
は、装置の全稼動時間のうち、このクリーニングにかか
る時間が、数１０％を占める。また、装置を全掃した後
には、エッチング処理が安定するまで、ダミーのウエハ
を処理しなければならず、今後、半導体デバイスの生産
は、直径３００ｍｍといった大口径のウエハに移行する
ことが予想されるが、このような大口径ウエハは、大変
高価であり、無駄に処理するウエハがコスト的に問題と
なってくる。プラズマ発生方法によっては、逆にチャン
バ内の一部の場所が削れていく条件になることもあり、
このようなケースにおいても、削れた部分の表面が荒れ
ることにより、異物の発生源になることがあり、部品の
信頼性とあいまって、部品交換のための大気開放が必要
となる。また、異物が発生しなくても、このような部品
の表面状態の変化は、エッチング加工自体に影響を及ぼ
す。
は、装置の全稼動時間のうち、このクリーニングにかか
る時間が、数１０％を占める。また、装置を全掃した後
には、エッチング処理が安定するまで、ダミーのウエハ
を処理しなければならず、今後、半導体デバイスの生産
は、直径３００ｍｍといった大口径のウエハに移行する
ことが予想されるが、このような大口径ウエハは、大変
高価であり、無駄に処理するウエハがコスト的に問題と
なってくる。プラズマ発生方法によっては、逆にチャン
バ内の一部の場所が削れていく条件になることもあり、
このようなケースにおいても、削れた部分の表面が荒れ
ることにより、異物の発生源になることがあり、部品の
信頼性とあいまって、部品交換のための大気開放が必要
となる。また、異物が発生しなくても、このような部品
の表面状態の変化は、エッチング加工自体に影響を及ぼ
す。
【０００４】このように、チャンバ内の反応生成物の付
着や、部品の表面削れの問題は、良好なエッチング処
理、あるいは装置の稼働率に大きくかかわってくる。し
たがって、付着反応生成物を低減する取り組みが行われ
ており、例えば、第12回プラズマ研究会プロシーディン
グス533pに記載の今井らの報告によれば、CHF3ガスを用
いたエッチングプロセスにおいて、ClF3ガスを添加する
ことによって、ガス吹きだし部への反応生成物の付着を
抑制できることが報告されている。
着や、部品の表面削れの問題は、良好なエッチング処
理、あるいは装置の稼働率に大きくかかわってくる。し
たがって、付着反応生成物を低減する取り組みが行われ
ており、例えば、第12回プラズマ研究会プロシーディン
グス533pに記載の今井らの報告によれば、CHF3ガスを用
いたエッチングプロセスにおいて、ClF3ガスを添加する
ことによって、ガス吹きだし部への反応生成物の付着を
抑制できることが報告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、すべて
のプロセスに対して、上記したように、良い添加クリー
ニングガスがあるというわけではないので、どんなプロ
セスに対しても反応生成物に付着を抑制することができ
るわけではない。
のプロセスに対して、上記したように、良い添加クリー
ニングガスがあるというわけではないので、どんなプロ
セスに対しても反応生成物に付着を抑制することができ
るわけではない。
【０００６】本発明は、反応付着物のクリーニングや、
チャンバ内部の部品交換にかかる時間を低減し、処理装
置の稼働率、処理性能を向上することを目的とする。
チャンバ内部の部品交換にかかる時間を低減し、処理装
置の稼働率、処理性能を向上することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、もっとも反応生成物が付着し、プラズマに
よって表面が荒れる場所であり、プラズマ処理に影響を
及ぼす場所である被処理物に対向する位置にカバー材を
設けておき、そのカバーをチャンバを大気開放すること
なしに、容易に交換可能とする。具体的には、処理チャ
ンバと、プラズマ源と、被処理物の搬送システムと、前
記被処理物を保持する電極と、前記電極に設けられ前記
被処理物を持ち上げるための押し上げピンとを備えたプ
ラズマ処理装置において、前記電極に対向する面に前記
被処理物と略同径のカバーを吸着するための静電吸着手
段を有し、前記搬送システムを用いて前記カバーを前記
電極の上方まで搬送し、前記押し上げピンを用いて前記
カバーを前記電極に対向する面の高さまで搬送し、前記
静電吸着手段を用いて前記カバーを前記電極に対向する
面に吸着することによって、チャンバを大気開放するこ
となしに容易に交換可能とすることを特徴とする。
するために、もっとも反応生成物が付着し、プラズマに
よって表面が荒れる場所であり、プラズマ処理に影響を
及ぼす場所である被処理物に対向する位置にカバー材を
設けておき、そのカバーをチャンバを大気開放すること
なしに、容易に交換可能とする。具体的には、処理チャ
ンバと、プラズマ源と、被処理物の搬送システムと、前
記被処理物を保持する電極と、前記電極に設けられ前記
被処理物を持ち上げるための押し上げピンとを備えたプ
ラズマ処理装置において、前記電極に対向する面に前記
被処理物と略同径のカバーを吸着するための静電吸着手
段を有し、前記搬送システムを用いて前記カバーを前記
電極の上方まで搬送し、前記押し上げピンを用いて前記
カバーを前記電極に対向する面の高さまで搬送し、前記
静電吸着手段を用いて前記カバーを前記電極に対向する
面に吸着することによって、チャンバを大気開放するこ
となしに容易に交換可能とすることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、半導体製造の分野に限
定されるものではないが、最も有用なのは、半導体製造
装置であると思われるので、半導体デバイス製造用のプ
ラズマエッチング装置を例にとって、実施例を示すこと
にする。
定されるものではないが、最も有用なのは、半導体製造
装置であると思われるので、半導体デバイス製造用のプ
ラズマエッチング装置を例にとって、実施例を示すこと
にする。
【０００９】図１に、本発明の一実施例を示す。図１
は、平行平板型エッチング装置に本発明を適用した例で
ある。平行平板型エッチング装置は、ウエハ１を保持す
るホルダを兼用する電極２に高周波電力を印加し、ホル
ダに対向する位置にあるアース電極３との間で、エッチ
ングガスを放電させ、プラズマを発生させる。ウエハ１
と対向する位置にあるアース電極３に反応生成物が付着
すると、即、ウエハ上の異物の原因となる。また、エッ
チング自体にも影響を与える。そこで、アース電極３に
カバー４を取り付ける。このカバーは、ウエハとほぼ同
じ径であり、アース電極の周囲を取り囲むチャック５、
あるいは図には示されないが静電吸着機構によって保持
される。また、カバーの素材は、高周波電流の導電性を
考えて、炭素（Ｃ）やシリコン（Ｓｉ）、炭化けい素
（ＳｉＣ）等が望ましい。ウエハと対向面の間の距離
は、側面の影響を小さくするために、なるべく小さいこ
とが望ましいが、その大きさはプラズマ生成にもかかわ
るので一概には決定されない。ウエハを保持する側の電
極２内には、ウエハを持ち上げて搬出するための押上げ
ピン６がある。この押上げピンは、アース電極のカバー
板の高さにまで、伸びるようになっており、ウエハ同様
に、カバー板を搬入出することができるようになってい
る。
は、平行平板型エッチング装置に本発明を適用した例で
ある。平行平板型エッチング装置は、ウエハ１を保持す
るホルダを兼用する電極２に高周波電力を印加し、ホル
ダに対向する位置にあるアース電極３との間で、エッチ
ングガスを放電させ、プラズマを発生させる。ウエハ１
と対向する位置にあるアース電極３に反応生成物が付着
すると、即、ウエハ上の異物の原因となる。また、エッ
チング自体にも影響を与える。そこで、アース電極３に
カバー４を取り付ける。このカバーは、ウエハとほぼ同
じ径であり、アース電極の周囲を取り囲むチャック５、
あるいは図には示されないが静電吸着機構によって保持
される。また、カバーの素材は、高周波電流の導電性を
考えて、炭素（Ｃ）やシリコン（Ｓｉ）、炭化けい素
（ＳｉＣ）等が望ましい。ウエハと対向面の間の距離
は、側面の影響を小さくするために、なるべく小さいこ
とが望ましいが、その大きさはプラズマ生成にもかかわ
るので一概には決定されない。ウエハを保持する側の電
極２内には、ウエハを持ち上げて搬出するための押上げ
ピン６がある。この押上げピンは、アース電極のカバー
板の高さにまで、伸びるようになっており、ウエハ同様
に、カバー板を搬入出することができるようになってい
る。
【００１０】図２および図３に本発明の別の実施例を示
す。これらの実施例に示されるのは、誘導放電型のエッ
チング装置である。この装置は、側面の絶縁材１４に巻
いた高周波誘導コイル１３によって、プラズマ中の電子
を誘導加熱し、プラズマを維持する。一方、ウエハを保
持する電極２には、プラズマ中のイオンを引き込むため
に、別の高周波電源１２が接続される。このようなタイ
プの装置では、ウエハの対向面には、絶縁板１４あるい
は、対向アース１５が配置される。これらの表面状態
は、エッチングプロセスに影響を与えるので、先程の実
施例と同様に、対向面に交換可能なカバー板４が設置さ
れる。図３は図２と異なり、ウエハに対する対向面がア
ースである。対向アースは、通常金属等の導電性のもの
で作られるが、エッチングガスとの反応等の問題から、
カバーが必要となる場合も多い。また、このカバーをつ
けた状態で、高周波導電性が要求される。通常、カバー
の厚さは、カバーの誘電率によって決まるが、石英の場
合は、数ｍｍ程度である。炭素、シリコンといった導電
性のカバーの場合は、厚さは問題ではない。
す。これらの実施例に示されるのは、誘導放電型のエッ
チング装置である。この装置は、側面の絶縁材１４に巻
いた高周波誘導コイル１３によって、プラズマ中の電子
を誘導加熱し、プラズマを維持する。一方、ウエハを保
持する電極２には、プラズマ中のイオンを引き込むため
に、別の高周波電源１２が接続される。このようなタイ
プの装置では、ウエハの対向面には、絶縁板１４あるい
は、対向アース１５が配置される。これらの表面状態
は、エッチングプロセスに影響を与えるので、先程の実
施例と同様に、対向面に交換可能なカバー板４が設置さ
れる。図３は図２と異なり、ウエハに対する対向面がア
ースである。対向アースは、通常金属等の導電性のもの
で作られるが、エッチングガスとの反応等の問題から、
カバーが必要となる場合も多い。また、このカバーをつ
けた状態で、高周波導電性が要求される。通常、カバー
の厚さは、カバーの誘電率によって決まるが、石英の場
合は、数ｍｍ程度である。炭素、シリコンといった導電
性のカバーの場合は、厚さは問題ではない。
【００１１】図４に本発明のさらに別の実施例を示す。
図４に示す装置では前の実施例と同様に、誘導放電型の
エッチング装置であるが、らせん形の誘導コイル１３が
石英等の絶縁材１４を介してウエハと対向する面に配置
される。このようなエッチング装置において、ウエハと
対向する絶縁材１４は、しばしばプラズマによって削ら
れる。この絶縁材１４は、少なくとも大気圧に耐える厚
さが必要であり、プラズマによって、削られることも考
えて、十分な厚さにしておくことが必要となる。しかし
ながら、絶縁材１４の厚さを厚くすることは、誘導コイ
ル１３によるプラズマ生成効率を低下させる。そこで、
この面に絶縁材料からなる着脱可能なカバー４を取り付
け、容易に交換可能とすることによって、絶縁材の厚さ
を薄く設定できる。また、削れによる表面の荒れによっ
て発生し、ウエハ上に落下する異物を低減することがで
きる。図４に示す実施例では、カバー板４の素材は、石
英（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）といった絶縁
材料であることが必須である。
図４に示す装置では前の実施例と同様に、誘導放電型の
エッチング装置であるが、らせん形の誘導コイル１３が
石英等の絶縁材１４を介してウエハと対向する面に配置
される。このようなエッチング装置において、ウエハと
対向する絶縁材１４は、しばしばプラズマによって削ら
れる。この絶縁材１４は、少なくとも大気圧に耐える厚
さが必要であり、プラズマによって、削られることも考
えて、十分な厚さにしておくことが必要となる。しかし
ながら、絶縁材１４の厚さを厚くすることは、誘導コイ
ル１３によるプラズマ生成効率を低下させる。そこで、
この面に絶縁材料からなる着脱可能なカバー４を取り付
け、容易に交換可能とすることによって、絶縁材の厚さ
を薄く設定できる。また、削れによる表面の荒れによっ
て発生し、ウエハ上に落下する異物を低減することがで
きる。図４に示す実施例では、カバー板４の素材は、石
英（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）といった絶縁
材料であることが必須である。
【００１２】図５に本発明のさらに別の実施例を示す。
この実施例においては、誘導コイル１３は、真空チャン
バ内に設置される。しかしながら、エッチングガスやプ
ラズマによるダメージ防止の点から、誘導コイル１３に
は、やはり、絶縁材のカバー４が必要となる。本発明を
実施し、このカバー材４を容易に交換可能とすることに
よって、誘導コイル１３を保護するカバーを極めて薄く
することができ、誘導コイルによるプラズマ生成効率を
高くすることができる。また、削れによる表面の荒れに
よって発生する異物を低減することができる。
この実施例においては、誘導コイル１３は、真空チャン
バ内に設置される。しかしながら、エッチングガスやプ
ラズマによるダメージ防止の点から、誘導コイル１３に
は、やはり、絶縁材のカバー４が必要となる。本発明を
実施し、このカバー材４を容易に交換可能とすることに
よって、誘導コイル１３を保護するカバーを極めて薄く
することができ、誘導コイルによるプラズマ生成効率を
高くすることができる。また、削れによる表面の荒れに
よって発生する異物を低減することができる。
【００１３】以上、本発明について、半導体製造用のプ
ラズマエッチング装置を例にとって説明したが、本発明
は、液晶ディスプレー用基板等の製造や、エッチング装
置にとどまらず、プラズマＣＶＤ、スパッタリング装置
等の様々なプラズマ処理装置に適用が可能である。
ラズマエッチング装置を例にとって説明したが、本発明
は、液晶ディスプレー用基板等の製造や、エッチング装
置にとどまらず、プラズマＣＶＤ、スパッタリング装置
等の様々なプラズマ処理装置に適用が可能である。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、被処理物と対向する位
置に着脱可能なカバー材を設置し、その部材を被処理物
の搬送システムによって容易に搬入出可能とし、そのカ
バー材を定期的に交換することにより、処理中に被処理
物に落下する異物の数、チャンバの清掃のための大気開
放の頻度を低減し、処理装置の稼働率および製品の歩留
まりを向上することができる。さらに、表面の削れや反
応生成物の付着によるプラズマ処理の経時的な劣化を低
減することができ、プラズマ処理性能が向上する。
置に着脱可能なカバー材を設置し、その部材を被処理物
の搬送システムによって容易に搬入出可能とし、そのカ
バー材を定期的に交換することにより、処理中に被処理
物に落下する異物の数、チャンバの清掃のための大気開
放の頻度を低減し、処理装置の稼働率および製品の歩留
まりを向上することができる。さらに、表面の削れや反
応生成物の付着によるプラズマ処理の経時的な劣化を低
減することができ、プラズマ処理性能が向上する。
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【図２】本発明の一実施例を示す図。
【図３】本発明の一実施例を示す図。
【図４】本発明の一実施例を示す図。
【図５】本発明の一実施例を示す図。
１…ウエハ、２…電極、３…アース電極、４…カバー
板、５…チャック、６…押上げピン、７…処理チャン
バ、８…ガス導入口、９…搬送アーム、１０…排気手
段、１１…整合器、１２…高周波電源。１３…高周波誘
導コイル、１４…絶縁材、１５…対向アース。
板、５…チャック、６…押上げピン、７…処理チャン
バ、８…ガス導入口、９…搬送アーム、１０…排気手
段、１１…整合器、１２…高周波電源。１３…高周波誘
導コイル、１４…絶縁材、１５…対向アース。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/302 １０１Ｇ
(72)発明者 荒井 雅嗣
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(56)参考文献 特開 平８−330387（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−288266（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−107102（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−282848（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
C23C 14/00
C23C 16/50
C23F 4/00
H01L 21/203
H01L 21/205
Claims (4)
- 【請求項１】 処理チャンバと、プラズマ源と、被処理物
の搬送システムと、前記被処理物を保持する電極と、前
記電極に設けられ前記被処理物を持ち上げるための押し
上げピンとを備えたプラズマ処理装置において、 前記電極に対向する面に前記被処理物と略同径のカバー
を吸着するための静電吸着手段を有し、前記搬送システ
ムを用いて前記カバーを前記電極の上方まで搬送し、前
記押し上げピンを用いて前記カバーを前記電極に対向す
る面の高さまで搬送し、前記静電吸着手段を用いて前記
カバーを前記電極に対向する面に吸着することを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ処理装置は平行平
板型のエッチング装置であって、前記電極に対向する面
にはアース電極を設けており、前記カバーの材質はＣ，
Ｓｉ，ＳｉＣ等の導電性材料からなることを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のプラズマ処理装置は誘導放
電型のエッチング装置であって、前記電極に対向する面
にはアース部材を設けており、前記カバーの材質はＣ，
Ｓｉ，ＳｉＣ等の導電性材料からなることを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項４】 請求項１記載のプラズマ処理装置は誘導放
電型のエッチング装置であって、前記電極に対向する面
には絶縁部材を設けており、前記カバーの材質はＳｉＯ
2 またはＡｌ 2 Ｏ 3 等の絶縁材料からなることを特徴とす
るプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17147497A JP3470557B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17147497A JP3470557B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116895A JPH1116895A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3470557B2 true JP3470557B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=15923782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17147497A Expired - Fee Related JP3470557B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470557B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3398027B2 (ja) * | 1997-10-15 | 2003-04-21 | 株式会社荏原製作所 | 気相成長装置及びその洗浄方法 |
| US6284051B1 (en) * | 1999-05-27 | 2001-09-04 | Ag Associates (Israel) Ltd. | Cooled window |
| KR100487665B1 (ko) * | 2002-10-28 | 2005-05-03 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | Ｌｃｄ셀 접합공정용 압착장치 |
| JP2009152434A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| JP5317278B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2013-10-16 | 大陽日酸株式会社 | 気相成長装置、気相成長装置における対向面部材またはサセプタ上面カバー取外し方法 |
| JP6068255B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2017-01-25 | 大陽日酸株式会社 | 気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法 |
| JP2015025171A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | スパッタリング装置 |
| JP6668206B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2020-03-18 | 株式会社東芝 | 成膜装置、および成膜方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2550787B2 (ja) * | 1991-03-12 | 1996-11-06 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造装置 |
| US5643394A (en) * | 1994-09-16 | 1997-07-01 | Applied Materials, Inc. | Gas injection slit nozzle for a plasma process reactor |
| JPH08107102A (ja) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマエッチング装置 |
| JP2778574B2 (ja) * | 1995-03-30 | 1998-07-23 | 日本電気株式会社 | 半導体用製造装置 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP17147497A patent/JP3470557B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1116895A (ja) | 1999-01-22 |
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