JP3502157B2 - 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】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置に関
し、より詳細にはマイクロ波を使用することにより発生
するプラズマを利用した半導体デバイス形成用のエッチ
ング装置、アッシング装置又はＣＶＤ装置として用いら
れるプラズマ処理装置に関する。
し、より詳細にはマイクロ波を使用することにより発生
するプラズマを利用した半導体デバイス形成用のエッチ
ング装置、アッシング装置又はＣＶＤ装置として用いら
れるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空近くに減圧した容器内に反応ガスと
マイクロ波を導入し、ガス放電を起こさせてプラズマを
生成させ、このプラズマを基板表面に導いてエッチング
やレジスト除去（アッシング）、ＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition)等の処理を行なわせるプラズマ処理装置
は、高集積半導体素子等の製造において欠くことができ
ないものとなってきている。例えば、特開昭６２−５６
００号公報や特開昭６２−９９４８１号公報にも、レジ
スト除去装置としてこのようなプラズマ処理装置が記載
されている。
マイクロ波を導入し、ガス放電を起こさせてプラズマを
生成させ、このプラズマを基板表面に導いてエッチング
やレジスト除去（アッシング）、ＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposition)等の処理を行なわせるプラズマ処理装置
は、高集積半導体素子等の製造において欠くことができ
ないものとなってきている。例えば、特開昭６２−５６
００号公報や特開昭６２−９９４８１号公報にも、レジ
スト除去装置としてこのようなプラズマ処理装置が記載
されている。
【０００３】図５は従来のこの種のプラズマ処理装置の
一例を模式的に示した断面図であり、図中、１１は中空
直方体形状の金属製容器を示している。この金属製容器
１１はステンレス等の金属により形成され、その周囲壁
は二重構造となっており、その内部は冷却水流通室１８
となっている。そして、装置の作動中はこの冷却水流通
室１８に冷却水が流通して金属製容器１１の周囲が冷却
される。
一例を模式的に示した断面図であり、図中、１１は中空
直方体形状の金属製容器を示している。この金属製容器
１１はステンレス等の金属により形成され、その周囲壁
は二重構造となっており、その内部は冷却水流通室１８
となっている。そして、装置の作動中はこの冷却水流通
室１８に冷却水が流通して金属製容器１１の周囲が冷却
される。
【０００４】また金属製容器１１の上部はプラズマ生成
室２０となっており、プラズマ生成室２０の上部はマイ
クロ波の透過性及び耐熱性を有する石英ガラス、パイレ
ックスガラス、アルミナセラミックス等の誘電体板を用
いて形成された耐熱性板３２が配設され、この耐熱性板
３２により金属製容器１１の内部が冷却水流通室１８の
上部壁１８ａに配置されたＯリング（図示せず）を介し
て気密状態に封止されている。従って、耐熱性板３２の
一辺の大きさはプラズマ生成室２０が耐熱性板３２と接
する面の一辺の長さより長く、この１辺の約１．５倍程
度である。プラズマ生成室２０の下方にはメッシュ構造
の仕切り板１７を介して反応室２１が形成されており、
反応室２１内には耐熱性板３２と対向する箇所に試料Ｓ
を載置するための試料台２３が配設されている。また反
応室２１の下部壁には図示しない排気装置に接続された
排気口１４が形成されており、プラズマ生成室２０の一
側壁には金属製容器１１内に所要の反応ガスを供給する
ためのガス供給管１３が接続されている。
室２０となっており、プラズマ生成室２０の上部はマイ
クロ波の透過性及び耐熱性を有する石英ガラス、パイレ
ックスガラス、アルミナセラミックス等の誘電体板を用
いて形成された耐熱性板３２が配設され、この耐熱性板
３２により金属製容器１１の内部が冷却水流通室１８の
上部壁１８ａに配置されたＯリング（図示せず）を介し
て気密状態に封止されている。従って、耐熱性板３２の
一辺の大きさはプラズマ生成室２０が耐熱性板３２と接
する面の一辺の長さより長く、この１辺の約１．５倍程
度である。プラズマ生成室２０の下方にはメッシュ構造
の仕切り板１７を介して反応室２１が形成されており、
反応室２１内には耐熱性板３２と対向する箇所に試料Ｓ
を載置するための試料台２３が配設されている。また反
応室２１の下部壁には図示しない排気装置に接続された
排気口１４が形成されており、プラズマ生成室２０の一
側壁には金属製容器１１内に所要の反応ガスを供給する
ためのガス供給管１３が接続されている。
【０００５】一方、金属製容器１１の上方には誘電体線
路１２が配設されており、誘電体線路１２の上部にはア
ルミニウム（Ａｌ）等を用いて形成された金属板１２ａ
が配設され、金属板１２ａ下面には誘電体層１２ｂがボ
ルト等で固定されている。この誘電体層１２ｂは誘電損
失の小さいフッ素樹脂、ポリエチレンあるいはポリスチ
レン等を用いて形成されている。誘電体線路１２には導
波管１５を介してマイクロ波発振器１６が連結されてお
り、マイクロ波発振器１６からのマイクロ波が導波管１
５を介して誘電体線路１２に導入されるようになってい
る。
路１２が配設されており、誘電体線路１２の上部にはア
ルミニウム（Ａｌ）等を用いて形成された金属板１２ａ
が配設され、金属板１２ａ下面には誘電体層１２ｂがボ
ルト等で固定されている。この誘電体層１２ｂは誘電損
失の小さいフッ素樹脂、ポリエチレンあるいはポリスチ
レン等を用いて形成されている。誘電体線路１２には導
波管１５を介してマイクロ波発振器１６が連結されてお
り、マイクロ波発振器１６からのマイクロ波が導波管１
５を介して誘電体線路１２に導入されるようになってい
る。
【０００６】このように構成されたプラズマ処理装置を
用い、例えば試料台２３上に載置された半導体基板等の
試料Ｓ表面にアッシング処理やエッチング処理等を施す
場合、まず排気口１４から排気を行なって金属製容器１
１内を所要の真空度に設定した後、ガス供給管１３から
プラズマ生成室２０内にＣｌ2 、ＨＢｒ、Ｏ2 等の反応
ガスを供給する。また装置の作動中は、冷却水を冷却水
流通室１８に流して金属製容器１１周辺を冷却する。次
いで、マイクロ波発振器１６を作動させてマイクロ波を
発振させ、このマイクロ波を導波管１５を介して誘電体
線路１２に導入する。これにより誘電体線路１２下方に
電界が形成され、形成された電界が耐熱性板３２を通過
してプラズマ生成室２０内に導入される。一方、ガス供
給管１３から供給されたガスは、プラズマ生成室２０内
に導入され、マイクロ波の照射によりプラズマ化され
る。このプラズマのうち電気的に中性のラジカルが主に
メッシュ状の仕切り板１７を透過して反応室２１内に広
がり、試料台２３に載置された試料Ｓ表面に到達してア
ッシング処理やエッチング処理等が行なわれる。
用い、例えば試料台２３上に載置された半導体基板等の
試料Ｓ表面にアッシング処理やエッチング処理等を施す
場合、まず排気口１４から排気を行なって金属製容器１
１内を所要の真空度に設定した後、ガス供給管１３から
プラズマ生成室２０内にＣｌ2 、ＨＢｒ、Ｏ2 等の反応
ガスを供給する。また装置の作動中は、冷却水を冷却水
流通室１８に流して金属製容器１１周辺を冷却する。次
いで、マイクロ波発振器１６を作動させてマイクロ波を
発振させ、このマイクロ波を導波管１５を介して誘電体
線路１２に導入する。これにより誘電体線路１２下方に
電界が形成され、形成された電界が耐熱性板３２を通過
してプラズマ生成室２０内に導入される。一方、ガス供
給管１３から供給されたガスは、プラズマ生成室２０内
に導入され、マイクロ波の照射によりプラズマ化され
る。このプラズマのうち電気的に中性のラジカルが主に
メッシュ状の仕切り板１７を透過して反応室２１内に広
がり、試料台２３に載置された試料Ｓ表面に到達してア
ッシング処理やエッチング処理等が行なわれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようなプラズマ処
理装置においては、最近、アッシング処理やエッチング
処理等（以下、プラズマ処理ともいう）を施す対象とな
る半導体基板の大型化に伴い、金属製容器１１内のプラ
ズマ生成室２０、及び反応室２１も大きくなってきてお
り、それにつれて耐熱性板３２の面積も大きくなってき
ている。
理装置においては、最近、アッシング処理やエッチング
処理等（以下、プラズマ処理ともいう）を施す対象とな
る半導体基板の大型化に伴い、金属製容器１１内のプラ
ズマ生成室２０、及び反応室２１も大きくなってきてお
り、それにつれて耐熱性板３２の面積も大きくなってき
ている。
【０００８】このように耐熱性板３２の面積が大きくな
るに従い、大きな耐熱性板３２を製造するのが難しいと
いう製作上の問題の他、半導体基板等の試料Ｓにプラズ
マ処理を施す際に、プラズマ処理速度が思うように上が
らず、また試料Ｓに対するプラズマ処理の面内均一性が
劣化するという課題が生じてきた。
るに従い、大きな耐熱性板３２を製造するのが難しいと
いう製作上の問題の他、半導体基板等の試料Ｓにプラズ
マ処理を施す際に、プラズマ処理速度が思うように上が
らず、また試料Ｓに対するプラズマ処理の面内均一性が
劣化するという課題が生じてきた。
【０００９】またプラズマ生成室２０自体の大きさが大
きくなったため、半導体基板等の試料Ｓにプラズマ処理
を施す際に、時間が経過するにつれて試料Ｓの場所によ
りプラズマ処理の程度が不均一になったり、プラズマ処
理速度が変化する、いわゆるプロセス性能の時間的な変
化の発生という課題が生じてきた。
きくなったため、半導体基板等の試料Ｓにプラズマ処理
を施す際に、時間が経過するにつれて試料Ｓの場所によ
りプラズマ処理の程度が不均一になったり、プラズマ処
理速度が変化する、いわゆるプロセス性能の時間的な変
化の発生という課題が生じてきた。
【００１０】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、効率よくプラズマ処理を行うことができると
ともに、均一的なプラズマ処理性能に優れ、さらにはプ
ロセス性能の時間的な変化を生じることのないプラズマ
処理装置を提供することを目的としている。
のであり、効率よくプラズマ処理を行うことができると
ともに、均一的なプラズマ処理性能に優れ、さらにはプ
ロセス性能の時間的な変化を生じることのないプラズマ
処理装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るプラズマ処理装置は、マイクロ波導波路
を形成すべく配置された誘電体層と、該誘電体層に対向
配置され、マイクロ波を透過する耐熱性板で気密に封止
された金属製容器とを備え、該金属製容器内に試料を載
置する試料台が配設されたプラズマ処理装置において、
前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直径の０．８倍より
大きく、かつ前記短辺と平行な位置関係にある前記金属
製容器内部の耐熱性板が配設された面の短辺の長さの
１．３倍より小さいことを特徴としている（１）。
に本発明に係るプラズマ処理装置は、マイクロ波導波路
を形成すべく配置された誘電体層と、該誘電体層に対向
配置され、マイクロ波を透過する耐熱性板で気密に封止
された金属製容器とを備え、該金属製容器内に試料を載
置する試料台が配設されたプラズマ処理装置において、
前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直径の０．８倍より
大きく、かつ前記短辺と平行な位置関係にある前記金属
製容器内部の耐熱性板が配設された面の短辺の長さの
１．３倍より小さいことを特徴としている（１）。
【００１２】また、本発明に係るプラズマ処理装置は、
マイクロ波導波路を形成すべく配置された誘電体層と、
該誘電体層に対向配置され、マイクロ波を透過する耐熱
性板で気密に封止された金属製容器とを備え、該金属製
容器内に試料を載置する試料台が配設されたプラズマ処
理装置において、前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直
径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍より小さいこと
を特徴としている（２）。
マイクロ波導波路を形成すべく配置された誘電体層と、
該誘電体層に対向配置され、マイクロ波を透過する耐熱
性板で気密に封止された金属製容器とを備え、該金属製
容器内に試料を載置する試料台が配設されたプラズマ処
理装置において、前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直
径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍より小さいこと
を特徴としている（２）。
【００１３】
【作用】本発明者らが、半導体基板等にプラズマ処理を
施す際のプラズマ処理速度について検討したところ、耐
熱性板がプラズマ生成室より不必要に大きな面積（体
積）を有していると、誘電体線路より放射されたマイク
ロ波が耐熱性板を通過する際に誘電損失により消費さ
れ、プラズマ処理能力が小さくなることがわかった。従
って、このような誘電損失を減少させるためには、耐熱
性板の面積（体積）を減少させればよいが、耐熱性板を
プラズマ生成室に比べて余りにも小さくすると、マイク
ロ波が耐熱性板を通過してプラズマ生成室に導入される
際に急に広げら、試料の場所によりプラズマ処理速度が
異なるようになり、いわゆる面内均一性が悪化する。こ
のようなマイクロ波の作用を考慮して検討した結果、耐
熱性板の短辺の長さを試料の直径の０．８倍より大き
く、かつ前記短辺と平行な位置関係にあるプラズマ生成
室の耐熱性板が配設された面の短辺の長さの１．３倍よ
り小さい範囲の長さにするのが好ましいことがわかっ
た。なお、試料の直径は、通常プラズマ生成室の短辺の
長さの０．４〜０．７倍程度である。
施す際のプラズマ処理速度について検討したところ、耐
熱性板がプラズマ生成室より不必要に大きな面積（体
積）を有していると、誘電体線路より放射されたマイク
ロ波が耐熱性板を通過する際に誘電損失により消費さ
れ、プラズマ処理能力が小さくなることがわかった。従
って、このような誘電損失を減少させるためには、耐熱
性板の面積（体積）を減少させればよいが、耐熱性板を
プラズマ生成室に比べて余りにも小さくすると、マイク
ロ波が耐熱性板を通過してプラズマ生成室に導入される
際に急に広げら、試料の場所によりプラズマ処理速度が
異なるようになり、いわゆる面内均一性が悪化する。こ
のようなマイクロ波の作用を考慮して検討した結果、耐
熱性板の短辺の長さを試料の直径の０．８倍より大き
く、かつ前記短辺と平行な位置関係にあるプラズマ生成
室の耐熱性板が配設された面の短辺の長さの１．３倍よ
り小さい範囲の長さにするのが好ましいことがわかっ
た。なお、試料の直径は、通常プラズマ生成室の短辺の
長さの０．４〜０．７倍程度である。
【００１４】すなわち本発明に係るプラズマ処理装置
（１）によれば、前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直
径の０．８倍より大きく、かつ前記短辺と平行な位置関
係にある前記金属製容器内部の耐熱性板が配設された面
の短辺の長さの１．３倍より小さいので、耐熱性板に起
因する不要な誘電損失が減少し、試料に対するプラズマ
処理速度が大きくなるとともに、プラズマ処理の際の試
料の面内均一性が維持される。
（１）によれば、前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直
径の０．８倍より大きく、かつ前記短辺と平行な位置関
係にある前記金属製容器内部の耐熱性板が配設された面
の短辺の長さの１．３倍より小さいので、耐熱性板に起
因する不要な誘電損失が減少し、試料に対するプラズマ
処理速度が大きくなるとともに、プラズマ処理の際の試
料の面内均一性が維持される。
【００１５】また、上記のように耐熱性板の大きさを調
整した場合においても、プラズマ生成室が大きくなると
プロセス性能に時間的な変化が生じる場合があり、この
原因が試料の直径に対して耐熱性板が大きすぎるためで
あることがわかった。そこで、耐熱性板の大きさについ
て検討した結果、時間的経過を伴うプロセス性能の安定
化を図るためには、その長さを試料の直径の０．８倍よ
り大きく１．２倍より小さい範囲にすればよいことがわ
かった。
整した場合においても、プラズマ生成室が大きくなると
プロセス性能に時間的な変化が生じる場合があり、この
原因が試料の直径に対して耐熱性板が大きすぎるためで
あることがわかった。そこで、耐熱性板の大きさについ
て検討した結果、時間的経過を伴うプロセス性能の安定
化を図るためには、その長さを試料の直径の０．８倍よ
り大きく１．２倍より小さい範囲にすればよいことがわ
かった。
【００１６】すなわち本発明に係るプラズマ処理装置
（２）によれば、前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直
径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍より小さいの
で、上記装置（１）について記載した効果の他、プロセ
ス性能の時間的変化がより小さくなり、プロセス性能が
安定化する。
（２）によれば、前記耐熱性板の短辺の長さが試料の直
径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍より小さいの
で、上記装置（１）について記載した効果の他、プロセ
ス性能の時間的変化がより小さくなり、プロセス性能が
安定化する。
【００１７】なお、上記（１）又は（２）記載のプラズ
マ処理装置においては、金属製容器の内部形状が直方体
形状である場合を前提とした表現となっているが、前記
金属製容器の内部形状は直方体形状に限定されるもので
はなく、円柱形状でもよく、同様に耐熱性板も円板状の
ものでもよく、試料Ｓも矩形のものであってもよい。そ
してこのような場合においては、金属製容器内部の耐熱
性板が配設された面の短辺の長さに代わってその直径
を、前記耐熱性板の短辺の長さに代わってその直径を、
試料の直径に代わってその短辺の長さを、それぞれ用い
ればよい。
マ処理装置においては、金属製容器の内部形状が直方体
形状である場合を前提とした表現となっているが、前記
金属製容器の内部形状は直方体形状に限定されるもので
はなく、円柱形状でもよく、同様に耐熱性板も円板状の
ものでもよく、試料Ｓも矩形のものであってもよい。そ
してこのような場合においては、金属製容器内部の耐熱
性板が配設された面の短辺の長さに代わってその直径
を、前記耐熱性板の短辺の長さに代わってその直径を、
試料の直径に代わってその短辺の長さを、それぞれ用い
ればよい。
【００１８】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るプラズマ処理
装置の実施例を図面に基づいて説明する。
装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】図１は実施例に係るプラズマ処理装置を模
式的に示した断面図である。図１に示したプラズマ処理
装置においては、プラズマ生成室２０の上部の構造及び
耐熱性板２２の大きさ以外は、図５に示した従来のプラ
ズマ処理装置と同様に構成されているので、ここでは他
の部分の詳しい説明は省略する。
式的に示した断面図である。図１に示したプラズマ処理
装置においては、プラズマ生成室２０の上部の構造及び
耐熱性板２２の大きさ以外は、図５に示した従来のプラ
ズマ処理装置と同様に構成されているので、ここでは他
の部分の詳しい説明は省略する。
【００２０】実施例に係るプラズマ処理装置の金属製容
器１１の上部はプラズマ生成室２０となっており、プラ
ズマ生成室２０の上部に、一部に貫通孔２０ｂを有する
上部壁２０ａが形成されている。そして、耐熱性板２２
がＯリング（図示せず）を介して上部壁２０ａ上に気密
状態を保って配設されている。なお、本実施例に係るプ
ラズマ処理装置においては、プラズマ生成室２０に上部
壁２０ａが形成されているが、プラズマ生成室２０上部
の耐熱性板２２が配設された面より耐熱性板２２の方が
大きい場合は、従来と同様に耐熱性板２２を冷却水流通
室１８の上部壁１８ａ上にＯリングを介して配設しても
よい。
器１１の上部はプラズマ生成室２０となっており、プラ
ズマ生成室２０の上部に、一部に貫通孔２０ｂを有する
上部壁２０ａが形成されている。そして、耐熱性板２２
がＯリング（図示せず）を介して上部壁２０ａ上に気密
状態を保って配設されている。なお、本実施例に係るプ
ラズマ処理装置においては、プラズマ生成室２０に上部
壁２０ａが形成されているが、プラズマ生成室２０上部
の耐熱性板２２が配設された面より耐熱性板２２の方が
大きい場合は、従来と同様に耐熱性板２２を冷却水流通
室１８の上部壁１８ａ上にＯリングを介して配設しても
よい。
【００２１】次に、耐熱性板２２として、正方形形状の
主面の一辺の長さが１２０ｍｍ、１６０ｍｍ、２００ｍ
ｍ、２４０ｍｍ、２８０ｍｍ、３４０ｍｍ、４００ｍｍ
で、その厚さが２０ｍｍの大きさが異なるアルミナ製の
耐熱性板２２をそれぞれ作製してプラズマ生成室２０の
上部に配設し、これら耐熱性板２２が配設されたそれぞ
れのプラズマ処理装置において、以下に説明するプラズ
マ処理を行った。なお、プラズマ生成室２０の耐熱性板
２２が配設された面は、２６０ｍｍ×２６０ｍｍの大き
さを有しており、誘電体線路１２の誘電体層１２ｂの形
成には、厚さ２０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅３００ｍｍ
のフッ素樹脂を用いた。
主面の一辺の長さが１２０ｍｍ、１６０ｍｍ、２００ｍ
ｍ、２４０ｍｍ、２８０ｍｍ、３４０ｍｍ、４００ｍｍ
で、その厚さが２０ｍｍの大きさが異なるアルミナ製の
耐熱性板２２をそれぞれ作製してプラズマ生成室２０の
上部に配設し、これら耐熱性板２２が配設されたそれぞ
れのプラズマ処理装置において、以下に説明するプラズ
マ処理を行った。なお、プラズマ生成室２０の耐熱性板
２２が配設された面は、２６０ｍｍ×２６０ｍｍの大き
さを有しており、誘電体線路１２の誘電体層１２ｂの形
成には、厚さ２０ｍｍ、長さ５００ｍｍ、幅３００ｍｍ
のフッ素樹脂を用いた。
【００２２】上記したプラズマ処理装置を使用して、ま
ず、試料Ｓとして８インチ（約２００ｍｍ）のＳｉウエ
ハの表面にフォトレジスト層が３μｍの厚さで形成され
たものを用い、試料台２３上に試料Ｓを載置した後、排
気口１４から排気を行なって金属製容器１１内を２Ｔｏ
ｒｒに設定した。その後、ガス供給管１３からプラズマ
生成室２０内に、Ｏ2 を９５ｖｏｌ％及びＮ2 を５ｖｏ
ｌ％含有する混合ガスを、ガス流量１ｓｌｍで供給し
た。次に、マイクロ波パワーを１．５ｋＷに設定してマ
イクロ波を反応室２１内に導入し、前記Ｓｉウエハの表
面に形成されたフォトレジストのアッシング処理を３分
間行った。
ず、試料Ｓとして８インチ（約２００ｍｍ）のＳｉウエ
ハの表面にフォトレジスト層が３μｍの厚さで形成され
たものを用い、試料台２３上に試料Ｓを載置した後、排
気口１４から排気を行なって金属製容器１１内を２Ｔｏ
ｒｒに設定した。その後、ガス供給管１３からプラズマ
生成室２０内に、Ｏ2 を９５ｖｏｌ％及びＮ2 を５ｖｏ
ｌ％含有する混合ガスを、ガス流量１ｓｌｍで供給し
た。次に、マイクロ波パワーを１．５ｋＷに設定してマ
イクロ波を反応室２１内に導入し、前記Ｓｉウエハの表
面に形成されたフォトレジストのアッシング処理を３分
間行った。
【００２３】各プラズマ処理装置において、このような
アッシング処理を３枚のＳｉウエハについて同じ条件で
行い、アッシング速度及びアッシング処理の面内均一性
を測定した。アッシング処理の面内均一性については、
フォトレジストのアッシング深さをＳｉウエハの複数の
場所（１７箇所）において測定し、平均のアッシング深
さに対して最もアッシング深さが大きいもの、又は最も
アッシング深さが小さいものを面内均一性（バラツキ）
の値として用いた。
アッシング処理を３枚のＳｉウエハについて同じ条件で
行い、アッシング速度及びアッシング処理の面内均一性
を測定した。アッシング処理の面内均一性については、
フォトレジストのアッシング深さをＳｉウエハの複数の
場所（１７箇所）において測定し、平均のアッシング深
さに対して最もアッシング深さが大きいもの、又は最も
アッシング深さが小さいものを面内均一性（バラツキ）
の値として用いた。
【００２４】図２は、前記実施例の結果を示したもの
で、耐熱性板の一辺の長さと、前記Ｓｉウエハ上のフォ
トレジストのアッシング速度又は面内均一性との関係を
示したグラフである。
で、耐熱性板の一辺の長さと、前記Ｓｉウエハ上のフォ
トレジストのアッシング速度又は面内均一性との関係を
示したグラフである。
【００２５】図２より明らかなように、耐熱性板２２の
一辺の長さが１６０ｍｍより長く、３４０ｍｍよりも短
い範囲で、フォトレジストのアッシング速度が１４００
ｎｍ／ｍｉｎと大きく、しかもアッシングの際の面内均
一性が７％以内とバラツキが非常に小さくなっている。
この耐熱性板２２の長さをＳｉウエハの直径と比べる
と、０．８倍〜１．７倍の範囲となり、プラズマ生成室
２０の耐熱性板２２が配設される面の一辺（２６０ｍ
ｍ）と比べると、０．６２倍〜１．３１倍の範囲とな
る。
一辺の長さが１６０ｍｍより長く、３４０ｍｍよりも短
い範囲で、フォトレジストのアッシング速度が１４００
ｎｍ／ｍｉｎと大きく、しかもアッシングの際の面内均
一性が７％以内とバラツキが非常に小さくなっている。
この耐熱性板２２の長さをＳｉウエハの直径と比べる
と、０．８倍〜１．７倍の範囲となり、プラズマ生成室
２０の耐熱性板２２が配設される面の一辺（２６０ｍ
ｍ）と比べると、０．６２倍〜１．３１倍の範囲とな
る。
【００２６】次に、前記した装置と同様に大きさの異な
る耐熱性板２２が配設されたプラズマ処理装置を用い、
圧力を１Ｔｏｒｒとした他は同様の条件で、５分間づ
つ、繰り返してアッシング処理を行い、累積時間の経過
によるアッシング速度の変化及び面内均一性の変化を測
定した。
る耐熱性板２２が配設されたプラズマ処理装置を用い、
圧力を１Ｔｏｒｒとした他は同様の条件で、５分間づ
つ、繰り返してアッシング処理を行い、累積時間の経過
によるアッシング速度の変化及び面内均一性の変化を測
定した。
【００２７】図３及び図４はその結果を示したグラフで
あり、図３はアッシング処理の累積時間とアッシング速
度との関係を示しており、図４はアッシング処理の累積
時間とアッシング処理の際のＳｉウエハの面内均一性を
示している。また、図３及び図４においてグラフに記載
された数値は、使用された耐熱性板２２の一辺の長さを
示したものである。
あり、図３はアッシング処理の累積時間とアッシング速
度との関係を示しており、図４はアッシング処理の累積
時間とアッシング処理の際のＳｉウエハの面内均一性を
示している。また、図３及び図４においてグラフに記載
された数値は、使用された耐熱性板２２の一辺の長さを
示したものである。
【００２８】図３より明らかなように、耐熱性板２２の
一辺の長さが１２０ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲では、アッ
シング処理の累積時間が２００分にまで及んだ場合であ
っても、フォトレジストのアッシング処理速度が減少せ
ず、ほぼ一定の大きなアッシング速度が維持されてい
る。また、図４より明らかなように、耐熱性板２２の一
辺の長さが１６０ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲では、アッシ
ング処理の累積時間が２００分にまで及んだ場合であっ
ても、アッシング処理の面内均一性は１０％以内と高い
均一性を維持している。
一辺の長さが１２０ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲では、アッ
シング処理の累積時間が２００分にまで及んだ場合であ
っても、フォトレジストのアッシング処理速度が減少せ
ず、ほぼ一定の大きなアッシング速度が維持されてい
る。また、図４より明らかなように、耐熱性板２２の一
辺の長さが１６０ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲では、アッシ
ング処理の累積時間が２００分にまで及んだ場合であっ
ても、アッシング処理の面内均一性は１０％以内と高い
均一性を維持している。
【００２９】以上の結果より、図３及び図４に示した両
方の結果を考慮すると、アッシング処理を行う際の時間
経過に伴うプロセス性能の変化が少ない耐熱性板２２の
一辺の長さの適切な範囲は、１６０〜２４０ｍｍとな
る。前記範囲を、Ｓｉウエハの直径と比較すると、Ｓｉ
ウエハに対して０．８倍〜１．２倍の範囲となる。
方の結果を考慮すると、アッシング処理を行う際の時間
経過に伴うプロセス性能の変化が少ない耐熱性板２２の
一辺の長さの適切な範囲は、１６０〜２４０ｍｍとな
る。前記範囲を、Ｓｉウエハの直径と比較すると、Ｓｉ
ウエハに対して０．８倍〜１．２倍の範囲となる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るプラズ
マ処理装置（１）にあっては、マイクロ波導波路を形成
すべく配置された誘電体層と、該誘電体層に対向配置さ
れ、マイクロ波を透過する耐熱性板で気密に封止された
金属製容器とを備え、該金属製容器内に試料を載置する
試料台が配設されたプラズマ処理装置において、前記耐
熱性板の短辺の長さが試料の直径の０．８倍より大き
く、かつ前記短辺と平行な位置関係にある前記金属製容
器内部の耐熱性板が配設された面の短辺の長さの１．３
倍より小さいので、耐熱性板による不要な誘電損失を減
少させることができ、試料に対するプラズマ処理速度を
大きく保つことができるとともに、プラズマ処理の際の
試料の面内均一性を維持することができる。
マ処理装置（１）にあっては、マイクロ波導波路を形成
すべく配置された誘電体層と、該誘電体層に対向配置さ
れ、マイクロ波を透過する耐熱性板で気密に封止された
金属製容器とを備え、該金属製容器内に試料を載置する
試料台が配設されたプラズマ処理装置において、前記耐
熱性板の短辺の長さが試料の直径の０．８倍より大き
く、かつ前記短辺と平行な位置関係にある前記金属製容
器内部の耐熱性板が配設された面の短辺の長さの１．３
倍より小さいので、耐熱性板による不要な誘電損失を減
少させることができ、試料に対するプラズマ処理速度を
大きく保つことができるとともに、プラズマ処理の際の
試料の面内均一性を維持することができる。
【００３１】また本発明に係るプラズマ処理装置（２）
にあっては、マイクロ波導波路を形成すべく配置された
誘電体層と、該誘電体層に対向配置され、マイクロ波を
透過する耐熱性板で気密に封止された金属製容器とを備
え、該金属製容器内に試料を載置する試料台が配設され
たプラズマ処理装置において、前記耐熱性板の短辺の長
さが試料の直径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍よ
り小さいので、上記装置（１）に記載した効果の他、プ
ロセス性能の時間的変化をより小さくすることができ、
プロセス性能を安定化させることができる。
にあっては、マイクロ波導波路を形成すべく配置された
誘電体層と、該誘電体層に対向配置され、マイクロ波を
透過する耐熱性板で気密に封止された金属製容器とを備
え、該金属製容器内に試料を載置する試料台が配設され
たプラズマ処理装置において、前記耐熱性板の短辺の長
さが試料の直径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍よ
り小さいので、上記装置（１）に記載した効果の他、プ
ロセス性能の時間的変化をより小さくすることができ、
プロセス性能を安定化させることができる。
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置を模式
的に示した断面図である。
的に示した断面図である。
【図２】実施例及び比較例に係るプラズマ処理装置を用
いてその表面にフォトレジストが形成されたＳｉウエハ
のアッシング処理を行った際の、耐熱性板の一辺の長さ
と、アッシング速度及び面内均一性との関係を示したグ
ラフである。
いてその表面にフォトレジストが形成されたＳｉウエハ
のアッシング処理を行った際の、耐熱性板の一辺の長さ
と、アッシング速度及び面内均一性との関係を示したグ
ラフである。
【図３】実施例及び比較例に係るプラズマ処理装置を用
いてその表面にフォトレジストが形成されたＳｉウエハ
のアッシング処理を行った際の、アッシング処理の累積
時間とアッシング速度との関係を示したグラフである。
いてその表面にフォトレジストが形成されたＳｉウエハ
のアッシング処理を行った際の、アッシング処理の累積
時間とアッシング速度との関係を示したグラフである。
【図４】実施例及び比較例に係るプラズマ処理装置を用
いてその表面にフォトレジストが形成されたＳｉ基板の
アッシング処理を行った際の、アッシング処理の累積時
間と面内均一性との関係を示したグラフである。
いてその表面にフォトレジストが形成されたＳｉ基板の
アッシング処理を行った際の、アッシング処理の累積時
間と面内均一性との関係を示したグラフである。
【図５】従来のプラズマ処理装置を模式的に示した断面
図である。
図である。
１１ 金属製容器
１２ 誘電体線路
１２ａ 金属板
１２ｂ 誘電体層
１６ マイクロ波発振器
２０ プラズマ生成室
２２ 耐熱性板
２３ 試料台
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ
(72)発明者 小町 恭一
大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号
住友金属工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−111995（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−283196（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−144128（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−104096（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−104098（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−258894（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−126197（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−335631（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−3770（ＪＰ，Ａ)
(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
Claims (2)
- 【請求項１】 マイクロ波導波路を形成すべく配置され
た誘電体層と、該誘電体層に対向配置され、マイクロ波
を透過する耐熱性板で気密に封止された金属製容器とを
備え、該金属製容器内に試料を載置する試料台が配設さ
れたプラズマ処理装置において、前記耐熱性板の短辺の
長さが試料の直径の０．８倍より大きく、かつ前記短辺
と平行な位置関係にある前記金属製容器内部の耐熱性板
が配設された面の短辺の長さの１．３倍より小さいこと
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 マイクロ波導波路を形成すべく配置され
た誘電体層と、該誘電体層に対向配置され、マイクロ波
を透過する耐熱性板で気密に封止された金属製容器とを
備え、該金属製容器内に試料を載置する試料台が配設さ
れたプラズマ処理装置において、前記耐熱性板の短辺の
長さが試料の直径の０．８倍より大きく、かつ１．２倍
より小さい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 |
|---|---|---|---|
| JP16496994A JP3502157B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16496994A JP3502157B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831594A JPH0831594A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3502157B2 true JP3502157B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=15803323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16496994A Expired - Fee Related JP3502157B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3502157B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7679569B2 (en) | 2006-04-10 | 2010-03-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Antenna device and multi-band type wireless communication apparatus using same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5168907B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2013-03-27 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP16496994A patent/JP3502157B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7679569B2 (en) | 2006-04-10 | 2010-03-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Antenna device and multi-band type wireless communication apparatus using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0831594A (ja) | 1996-02-02 |
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Legal Events
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