JPH027519A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はプラズマ処理装置に係り、特に半導体装置の製
造において被処理ウェハにプラズマを用いたＣＶＤ　（
化学気相堆積）法による気相成長、　ＲＩＥ（反応性イ
オンエツチング）法によるエツチング等のプラズマ処理
を施すプラズマ処理装置に関する。

（従来の技術） 従来、半導体装置の製造において、プラズマを用いたＣ
ｖＤやＲＩＥが広く行なわれている。このプラズマ処理
に用いられるプラズマ処理装置の一例の概略を第３図に
断面図で示す、同図において。

１０１は耐熱材の例えば石英で形成されたプラズマ反応
容器（以下１反応容器と略称）で、この内部に被処理ウ
ェハ１０２を配置し所定の雰囲気においてプラズマ処理
を施すものである。また、この反応容器１０１にはその
内部を前記所定の雰囲気にするために、減圧源１１３に
接続された減圧導路１０３．ガス源１１４に接続され一
例のステンレスで形成されたプロセスガス導路１０４．
プラズマ電源１１５に接続されたプラズマ電極１０５．
および前記被処理ウェハ１０２を加熱するため反応容器
１０１に加熱手段が設けられている。また、反応容器の
Ｍｌｌｌはこれに設けられたフランジ部１２１でパツキ
ン１３１　（０−リング）を介して反応容器１０１に取
着されている。

取上の如くなるプラズマ処理装置による処理は。

反応容器１０１内に、カーボンで形成されたサセプタ（
図示省略）に被処理ウェハ１０２を載置して装入し、１
０−’Ｔｏｒｒ程度の減圧としたのちガス源１１４とし
て一例のシランボンベ１１４ａ、酸素ボンベ１１４ｂか
ら各ガスを混合したプロセスガスをプロセスガス導路１
０４から反応容器１０１内に導入し形成された所定の雰
囲気にてプロセスガスをプラズマ化し、加熱された被処
理ウェハにプラズマＣｖＤを施すものである。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来のプラズマ処理装置によって被処理ウェハにプ
ラズマＣｖＤを施す場合、プロセスガスに極めて純度の
高いものを選んでも、プロセスガス導路を流す間に極め
て微細な導路壁のコンタミネーションによって、得られ
るＣＶＤ膜に異状部が発生する。

そこで、プロセスガス導路の末端、すなわちこの導路と
反応容器との接続部に近い部分１例えば反応容器から約
３０ｃｍの部位に、第４図に断面図で示すファイナルフ
ィルタ１０７（以下、フィルタと略称）を前記プロセス
ガス導路と直列に設けてプラズマＣＶＤを行なった。こ
のフィルタ１０７は、フィルタ膜の他はステンレスで構
成され、プロセスガス導路１０４の管径よりも大径にな
る管状の本体１１７内に、ざるのようなフィルタ膜支持
体１２７が配置されており、これにフィルタ膜１３７が
装着されてなるものである。そして、前記フィルタ膜１
３７は第５図に顕微鏡写真で示すように、基材の繊細な
テフロン線−例の線径０．２〜０．３μＩを交錯させ、
かつ、これらを随所で相互に溶着して構成されたもので
ある。

取上の如きフィルタを適用してプラズマ処理を行なうと
、フィルタ膜が新しいはじめの数回は効果があるが、す
ぐに効果が失せてしまう、そこで、効果の失せたフィル
タ膜を顕微鏡写真に撮影し。

第６図に見られるように構造が変化していることが判明
した。これによると、未使用のフィルタ膜の状態を示し
た前記第５図に比し、フィルタ基材が溶は破損しフィル
タの効果が低減すると同時に、基材が発塵源になってい
ることが判明した。

この発明は上記従来の技術における問題点に鑑み、これ
を改良したプラズマ処理装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明にかかるプラズマ処理装置は、耐熱材でなり内部
に被処理ウェハを配置し加熱するプラズマ反応容器と、
この反応容器に取付けられこのプラズマ反応容器内を所
定の雰囲気にするため減圧源に接続された減圧導路と、
プロセスガスを導入するプロセスガス導路、および前記
プロセスガスからプラズマを形成する手段と、前記プロ
セスガス導入路に直列に設けられたガス用フィルタおよ
びこのガス用フィルタを冷却する冷却手段とを具備した
ものであり、また、冷却温度が４０℃以下である上記の
プラズマ処理装置であり、さらに、冷却手段が空冷又は
水冷である上記プラズマ処理装置である。

（作　用） 本発明にかかるプラズマ処理装置は、ガス用フィルタに
おけるフィルタ基材の劣化、発塵が防止でき、耐用期限
と工程歩留が顕著に向上する。

（実施例） 以下１本発明の一実施例につき図面を参照して説明する
。

第１図は一実施例のプラズマ処理装置の概略を示す断面
図で、図中のガス用フィルタ部分を第２図に一部断面で
示す側面図である。

第１図において、プロセスガスを導入するプロセスガス
導路１０４に直列にガス用フィルタ１１が設けられてい
る。このガス用フィルタ１１の構成は、この発明の達成
に至る過程の説明にお゛いて第４図に示したフィルタ１
０７に、ジャケット２１を外囲させたものである。この
ジャケット２１は、本体１１７における少くともフィル
タ１０７内のフィルタ膜１３７が内装されている部分に
対応し、−例としてジャケットと反応容器１０１とは約
３０ｃ＋ａの間隔（第１図におけるし）に設けられてい
る。そして、ジャケット２１は通気または通水のための
冷却媒体導入口２１ａ　、冷却媒体排出口２１ｂを備え
、−例として高圧空気をＩＯＬ／ｓｉｎの流量でジャケ
ット内に流通させ、本体を４０℃以下に保持するように
制御する。なお、この冷却媒体として市水を用いてもよ
い。また、前記ジャケット２１は鉄、銅等の金属、ステ
ンレス。

耐熱性塩化ビニル樹脂等のいずれで構成してもよい。

取上のプラズマ処理装置により、プロセスガスのシラン
、機素の混合気を流し、反応容器１０１　を４００℃に
加熱してプラズマ処理装置によりシリコン基板上に眉間
絶縁膜としてのＳｉｎ、膜を形成した。この時の定常状
態においてフィルタ１０７は３０〜４０℃に制御するこ
とができた。

取上により、フィルタにおけるフィルタ膜の耐用回数が
従来の８０バツチから５００バッチ以上に向上を見た上
に、眉間膜形成の工程歩留も従来の７５％から９５％に
向上した。

なお、上記５００バツチ処理に用いられたフィルタ膜を
顕微鏡写真撮影を施したところ、未使用のフィルタ膜の
撮影写真を示す第５図と変らない構成が認められた。

〔発明の効果〕

この発明はプロセスガス導路にフィルタを設け、かつ、
このフィルタ膜が熱およびプラズマ等の影響による劣化
、発塵するのを防止するために４０℃以下に保つように
した。これにより、フィルタ膜の耐用期限が延長でき、
プラズマＣｖＤの工程歩留も顕著に向上を見るなどの著
効がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のプラズマ処理装置の概略を
示す断面図、第２図は第１図のガス用フィルタ部分を一
部断面で示す側面図、第３図は従来のプラズマ処理装置
の概略を示す断面図、第４図は第５図のガス用フィルタ
部分を一部断面で示す側面図、第５図は未使用のフィル
タ膜の繊維の形状を示す顕微鏡写真、第６図は性能の劣
化したフィルタ膜の繊維の形状を示す顕微鏡写真である
。 １１　　　　　　　　フィルタ ２１　　　　　　　ジャケット １０１−一一−−−−−−−−−反応容器１０３−一−
−−−−−−−−−減圧導路１０４　　　−−−−−プ
ロセスガス導路１０６−−−−−−−−−−−−加熱手
段１１４−−−−−−−−−−−−ガス源１１５−−−
一−−−−−−−−プラズマ電源１０７　　　　　　　
　フィルタ １１７−−−−−（フィルタの）本体 １２７　　　　　　　フィルタ膜支持体１３７−−−−
−−−−−−−−フイルタ膜第１図 ↓ 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 ↓ ｎ、ｔｔス用フィル７　　　　ｚ／：　　ジ〜アブト笥
２図 ｔＯ３： プラズマ嘴り朽１ ｔｏｌｓ　： 加梠著投 第 Σ ↓ ｆ０７　： ／２７： フィル７　　　　　　　ｔｔ７：朱禾 フ１ルア膜支■丹イ本／Ｊ７：　　フィルタル奨第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱材でなり内部に被処理ウェハを配置し加熱す
   るプラズマ反応容器と、この反応容器に取付けられこの
   プラズマ反応容器内を所定の雰囲気にするため減圧源に
   接続された減圧導路と、前記プラズマ反応容器内にプロ
   セスガスを導入するプロセスガス導路と、前記プロセス
   ガスからプラズマを形成する手段と、前記プロセスガス
   導入路に直列に設けられたガス用フィルタおよびこのガ
   ス用フィルタを冷却する冷却手段とを具備したプラズマ
   処理装置。
2. （２）冷却温度が４０℃以下である請求項１記載のプラ
   ズマ処理装置。
3. （３）冷却手段が空冷又は水冷である請求項１記載のプ
   ラズマ処理装置。