JPH0241167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シリコンウエハーなどを加工する
枚葉型ガスプラズマ反応処理装置の平行平板型電
極に関するものである。

ガスプラズマ反応処理装置においては、近年半
導体素子の大型化、高密度化と共に製造工程の自
動化が必要とされ、従来のバツチ方式、つまりウ
エハー約10〜25枚を横型反応筒内で一度に処理装
置した後入替えを行う形式のものに代つて、ウエ
ハーを１枚ずつ連続的に処理する枚葉型が広く用
いられるようになつている。この枚葉型は、ウエ
ハーを１枚ずつ処理するため、ウエハー内部の処
理バラツキがほとんどなく、ウエハーの自動送り
機構の採用と共に製造工程を高速化し、かつ自動
化も可能であるが、この装置でシリコンウエハー
上にアルミニウム配線形成のためエツチングを行
う場合は、プラズマ処理後に発生するガス（塩化
アルミニウム等）で装置の腐蝕が生ずること、ウ
エハー表面に自然酸化による酸化アルミニウム膜
の生成によりエツチングの進行が阻止されるよう
になること等の問題が残されている。

この発明は、枚葉型ガスプラズマ反応処理装置
において、真空チヤンバー内に、被処理材を載置
する下部電極とこれに対向する上部電極とが設け
られた平行平板型の電極を円板状とするととも
に、上部電極周縁を下部電極に向けて張り出す一
連の突出縁に形成して、対応内面側に曲げこんで
プラズマガスを両電極間に押え込んでプラズマの
拡がりを阻止し、高密度、均一に保持することに
より、上記問題を解決したものである。以下にこ
の発明の装置を図によつて説明する。第１図はこ
の発明の電極を用いた枚葉型プラズマ反応装置の
要部を示すものであり、反応室を形成する真空チ
ヤンバー１内には高周波電源２に連なり、チヤン
バーに固定された上部電極３と昇降台４上に取り
付けられた下部電極５が対応して設けられ、これ
ら電極３，５は円板状であると共に、上部電極３
は周縁を５mm程度垂下する突出縁６として形成さ
れている。処理すべきウエハー７は、ウエハー搬
入口８より下部電極５上に供給され、プラズマ処
理された後ウエハー搬出口９を通つて順次外部に
取り出される。なお、図中１０は真空ポンプに連
なる排気口、１１はエツチングガス導入口、１２
は下部電極５の冷却用の水管である。

この発明は上記のように構成され、従来の装置
では上下電極は単なる対向平板であつたのに対
し、上部電極周縁を下部電極に向つて突出させる
ことにより上下電極間にプラズマガスを高密度、
均一に保持してエツチングのバラツキを少なくす
ることができ、従来困難とされていたアルミニウ
ム配線のエツチングを容易に、かつ再現性よく行
うことができることとなつた。

第２図は、さらに上部電極３の外側に、さらに
フツ素樹脂カバー１３を被装し、プラズマが電極
３の上方へ逃げないようにした場合を示す。

この発明は以上のように、従来の平板電極では
プラズマの放電が不安定となり、ウエハー上にか
かる出力が安定せずエツチング時間のバラツキが
あり、アルミニウム上に形成された酸化アルミニ
ウム被膜のエツチングが困難であつたのに対し、
この発明においては、電極外周縁相互の距離が近
付くため、発生したプラズマを電極間に集中して
出力のロスを少なくし歩留りを上昇できるととも
に、この突出周縁が口火の役をして放電の開始を
容易とする等多くの利点がある。

次に、この発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

実施例 １ ３インチシリコンウエハー上に1μｍの厚みの
アルミニウムを蒸着し、これにポジ型フオトレジ
スト（OFPR：東京応化工業(株)製）を1μｍ厚に塗
布した。次いでマスクを介して焼付、現像をして
所望のパターンを得た。使用装置は枚葉式自動ガ
スプラズマ処理装置（OAPM−300：東京応化工
業(株)製）で、径140mm平行平板型電極の上部電極
の平板外周部に約１cmの長さのスカート状の周縁
を付した形状のものである。

該装置のプラズマ反応室のウエハー載置用中央
ステージ（電極部）には前記パターニング済の
ウエハーを置き、次いでプラズマ反応室内を真空
ポンプで10^-2Torrとしたのち、あらかじめ空気
を充分に除去してある四塩化炭素を導入して
0.1Torrとし、さらにアルゴンガスを導入して真
空度を0.8Torrとする。

高周波発振装置により出力を150Wで45秒間か
けると自然酸化によりウエハー上に生成した酸化
アルミニウム被膜は除去される。また、前記の出
力を100Wに減じて行つたところ、この条件下で
も約２分で除去可能であつた。引き続き出力を
100Wまで下げエツチングを行うと、１分間でア
ルミニウム被膜はエツチングむらがなくパターン
に忠実にエツチングされた。このことから四塩化
炭素ガスプラズマの拡がりが抑えられ、電極板内
のみに高密度で均一に集中し、エツチング処理ム
ラがなく、エツチング速度も早くなることが確認
された。このときのエツチング条件にレジストは
充分に耐えた。

比較例 実施例１と同様の平行平板型電極の上下電極共
平面状のものを用い、他は実施例１と同様の条件
で処理を行つた。高周波発振装置により出力
150Wで酸化アルミニウムのエツチングを行つた
が、エツチング速度にかなりのバラツキがあり再
現性が悪かつた。出力100Wでは全くエツチング
されなかつた。また酸化アルミニウムを除いたア
ルミニウム被膜のエツチングでも出力100Wで３
分を要し、150Wに出力をあげても２分を要した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電極を用いた装置の全体断
面図、第２図は、フツ素樹脂被膜を施した上部電
極の断面図である。 図中符号１は真空チヤンバー、３は上部電極、
５は下部電極、６は突出縁、７はウエハー、１３
はフツ素樹脂カバーを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空チヤンバー内に、被処理材を載置する下
   部電極とこれに対向する上部電極とが設けられ
   た、枚葉型ガスプラズマ反応処理装置のための平
   行平板型プラズマガス発生用電極において、これ
   らの電極を円板状とするとともに、上部電極周縁
   を下部電極に向けて張り出す一連の突出縁に形成
   してなるプラズマガス発生用電極。 ２ 上部電極の外面を突出縁にわたつてフツ素樹
   脂で被装した特許請求の範囲第１項記載のプラズ
   マガス発生用電極。