JPH03179735A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH03179735A JPH03179735A JP1318281A JP31828189A JPH03179735A JP H03179735 A JPH03179735 A JP H03179735A JP 1318281 A JP1318281 A JP 1318281A JP 31828189 A JP31828189 A JP 31828189A JP H03179735 A JPH03179735 A JP H03179735A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はプラズマ処理装置に関する。
［従来の技術及び発明が解決すべき課題］半導体ウェハ
の製造工程にはプラズマを発生させて半導体ウェハ上に
薄膜を成形するＣＶＤ装置や、半導体ウェハ上に積層さ
れた薄膜にパターンを成形するため、レジスト塗布し所
望のパターンにマスクして露光、現像した後プラズマに
よりエツチングを行うドライエツチング装置等がある。
の製造工程にはプラズマを発生させて半導体ウェハ上に
薄膜を成形するＣＶＤ装置や、半導体ウェハ上に積層さ
れた薄膜にパターンを成形するため、レジスト塗布し所
望のパターンにマスクして露光、現像した後プラズマに
よりエツチングを行うドライエツチング装置等がある。
第３図に示すようにプラズマエツチング装置はチャンバ
ーと呼ばれる反応容器１内にそれぞれ基準電位点に接続
された円形の上部電極２と円形の下部電極３間でプラズ
マを発生させ、下部電極３の周囲にプラズマが集中しな
いように、また半導体ウェハ６の位置決めを行うために
設けられた石英製のフォーカスリング４と、下部電極３
上に設置された静電チャック５により固定された半導体
ウェハ６に上部電極２に印加された高周波によって、チ
ャンバーを真空機流入させた反応ガスのプラズマＰを発
生させてエツチングを行っている。
ーと呼ばれる反応容器１内にそれぞれ基準電位点に接続
された円形の上部電極２と円形の下部電極３間でプラズ
マを発生させ、下部電極３の周囲にプラズマが集中しな
いように、また半導体ウェハ６の位置決めを行うために
設けられた石英製のフォーカスリング４と、下部電極３
上に設置された静電チャック５により固定された半導体
ウェハ６に上部電極２に印加された高周波によって、チ
ャンバーを真空機流入させた反応ガスのプラズマＰを発
生させてエツチングを行っている。
このようなプラズマエツチング装置のチャンバー１内に
おいての半導体ウェハ６の固定は、装置内を真空にして
反応ガスを装置内に流入させてプラズマを発生させるた
め、減圧による吸着手段は用いることができず、セラミ
ック材に電極７を埋設し、この電極７を直流電源である
ＤＣ電源に接続し電極７を＋あるいは一極性に印加して
セラミック材を分極させることにより半導体ウェハ６を
静電気により固定する静電チャック７を用いてぃしかし
、このようなプラズマエツチング装置においては、半導
体ウェハ６はフローティング状態であって、基準電位点
に接続されている下部電極３と、上部電極２の対向する
領域の最短距離にプラズマＰが発生しやすい。このため
石英製フォーカスリング４と半導体ウェハ６及び静電チ
ャック５との間隙８にプラズマが異常発生してしまう。
おいての半導体ウェハ６の固定は、装置内を真空にして
反応ガスを装置内に流入させてプラズマを発生させるた
め、減圧による吸着手段は用いることができず、セラミ
ック材に電極７を埋設し、この電極７を直流電源である
ＤＣ電源に接続し電極７を＋あるいは一極性に印加して
セラミック材を分極させることにより半導体ウェハ６を
静電気により固定する静電チャック７を用いてぃしかし
、このようなプラズマエツチング装置においては、半導
体ウェハ６はフローティング状態であって、基準電位点
に接続されている下部電極３と、上部電極２の対向する
領域の最短距離にプラズマＰが発生しやすい。このため
石英製フォーカスリング４と半導体ウェハ６及び静電チ
ャック５との間隙８にプラズマが異常発生してしまう。
このため、半導体ウェハ６周辺部のエツチングが中央部
に比較してより進行しエツチングが不均一になり半導体
ウェハ全域としてエツチングレート（単位時間に進行す
るエツチングの深さ）が著しく低下するばかりでなく、
さらには逆に半導体ウェハ上に堆積物等が発生してしま
う等という欠点があった。
に比較してより進行しエツチングが不均一になり半導体
ウェハ全域としてエツチングレート（単位時間に進行す
るエツチングの深さ）が著しく低下するばかりでなく、
さらには逆に半導体ウェハ上に堆積物等が発生してしま
う等という欠点があった。
また、静電チャック５に半導体ウェハ６を静電チャック
する為、電極７にＤＣ電源を接続している。しかもこの
電源には直流出力ラインＱＤｃにコイルＬｎｃ及びバイ
パスコンデンサＣＤＣの低域フィルタを介して直流電極
を印加している。しかし異常に大きな高周波電流が流れ
コイルＬＤＣが焼けたりした。
する為、電極７にＤＣ電源を接続している。しかもこの
電源には直流出力ラインＱＤｃにコイルＬｎｃ及びバイ
パスコンデンサＣＤＣの低域フィルタを介して直流電極
を印加している。しかし異常に大きな高周波電流が流れ
コイルＬＤＣが焼けたりした。
本発明は上記の欠点に鑑みなされたものであって、半導
体ウェハに対してプラズマを均一に発生させ、従って半
導体ウェハの処理を均一にさせるプラズマ処理装置を提
供することを目的とする。
体ウェハに対してプラズマを均一に発生させ、従って半
導体ウェハの処理を均一にさせるプラズマ処理装置を提
供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するため本発明のプラズマ処理装置は、
第１および第２の電極間に高周波電圧を印加して上記電
極間に設けられる被処理体をプラズマ処理する装置にお
いて、上記一方の電極に静電チャックを介して上記被処
理体を設け、上記静電チャックの電極に上記高周波に同
調する高周波フィルタを接続したものである。
第１および第２の電極間に高周波電圧を印加して上記電
極間に設けられる被処理体をプラズマ処理する装置にお
いて、上記一方の電極に静電チャックを介して上記被処
理体を設け、上記静電チャックの電極に上記高周波に同
調する高周波フィルタを接続したものである。
［作用］
本発明のプラズマ処理装置は、静電チャックの電極とＤ
Ｃ電源を接続するラインと基準電位点との間にプラズマ
発生用高周波に同調する高周波フィルタを設け、プラズ
マ発生用電極に印加される高周波に同調させたので、プ
ラズマはＤｆ４チャック即ち半導体ウェハ上に集中し、
フォーカスリングと半導体ウェハ及び静電チャックの間
隙にプラズマが侵入することがない。
Ｃ電源を接続するラインと基準電位点との間にプラズマ
発生用高周波に同調する高周波フィルタを設け、プラズ
マ発生用電極に印加される高周波に同調させたので、プ
ラズマはＤｆ４チャック即ち半導体ウェハ上に集中し、
フォーカスリングと半導体ウェハ及び静電チャックの間
隙にプラズマが侵入することがない。
［実施例］
本発明のプラズマ処理装置をプラズマエツチング装置に
適用した一実施例を図面を参照して説明する。
適用した一実施例を図面を参照して説明する。
第１図において、図示しない排気装置に接続されたプラ
ズマエツチング反応容器であるチャンバー１０内にはプ
ラズマ発生用高周波電源Ｈに接続された第Ｉの電極であ
る上部電極２０と第２の電極である下部電極３０が対向
して備えられる。上部電極２０と上記電源Ｈとの間には
直列に接続されたコイルＬ□２と、コイルＬ工２の一端
と接地（基準電位点）との間に並列に接続されたコンデ
ンサＣ１□及びＣ工、から成る送信用同調回路１２が接
続される。半導体ウェハ６の周縁部には石英製フォーカ
スリング４０の上記下部電極３０の上部切欠部に嵌着さ
れ、上記下部電極３０上には静電チャック５０が設けら
れ、このチャック５０上には半導体ウェハ６が位置決め
して載置される構成になっている。静電チャック５０は
例えば直径１５０間、厚さ８ｍｍの円板状セラミック製
で銅、アルミニウム製等の電極５１が埋設されている。
ズマエツチング反応容器であるチャンバー１０内にはプ
ラズマ発生用高周波電源Ｈに接続された第Ｉの電極であ
る上部電極２０と第２の電極である下部電極３０が対向
して備えられる。上部電極２０と上記電源Ｈとの間には
直列に接続されたコイルＬ□２と、コイルＬ工２の一端
と接地（基準電位点）との間に並列に接続されたコンデ
ンサＣ１□及びＣ工、から成る送信用同調回路１２が接
続される。半導体ウェハ６の周縁部には石英製フォーカ
スリング４０の上記下部電極３０の上部切欠部に嵌着さ
れ、上記下部電極３０上には静電チャック５０が設けら
れ、このチャック５０上には半導体ウェハ６が位置決め
して載置される構成になっている。静電チャック５０は
例えば直径１５０間、厚さ８ｍｍの円板状セラミック製
で銅、アルミニウム製等の電極５１が埋設されている。
従って、ウェハ６に対しては絶縁性セラミック面が接触
する。上記電極５１は直流電源であるＤＣ電源（ＤＣ）
にラインＱＤＣを介して接続される。ＤＣ？ｕ源は基準
電位点に接続されると共にラインＱＤＣにはプラズマに
よる高周波がＤＣ電源に流入しないようコイルＬＤｏが
直列接続され、またバイパスコンデンサＣＤＣが基準電
位点間に並列に接続される。
する。上記電極５１は直流電源であるＤＣ電源（ＤＣ）
にラインＱＤＣを介して接続される。ＤＣ？ｕ源は基準
電位点に接続されると共にラインＱＤＣにはプラズマに
よる高周波がＤＣ電源に流入しないようコイルＬＤｏが
直列接続され、またバイパスコンデンサＣＤＣが基準電
位点間に並列に接続される。
ラインＱＤＣには本発明の特徴であるプラズマを発生さ
せる高周波に同調する高周波フィルタ即ち受信用調回路
１３が接続される。この受信用同調回路１３は送信用同
調回路１２と同様に静電チャック５０の電極５１と基準
電位点間に直列に接続されたコイルＬ４３と、このコイ
ルＬ１３の一端と基準電位点間に並列に接続されたコン
デンサＣ１１、Ｃ８，とから成る。静電チャック５０に
はプラズマ処理により温度上昇した半導体ウェハ６を冷
却ガスにより冷却するための冷却ガス供給系９に接続さ
れた溝９１を備え、載置された半導体ウェハ６の裏面に
冷却ガスを流入させるようになっている。
せる高周波に同調する高周波フィルタ即ち受信用調回路
１３が接続される。この受信用同調回路１３は送信用同
調回路１２と同様に静電チャック５０の電極５１と基準
電位点間に直列に接続されたコイルＬ４３と、このコイ
ルＬ１３の一端と基準電位点間に並列に接続されたコン
デンサＣ１１、Ｃ８，とから成る。静電チャック５０に
はプラズマ処理により温度上昇した半導体ウェハ６を冷
却ガスにより冷却するための冷却ガス供給系９に接続さ
れた溝９１を備え、載置された半導体ウェハ６の裏面に
冷却ガスを流入させるようになっている。
以上のような構成のプラズマエツチング装置の動作を説
明する。
明する。
１％電チャックするためＤＣ電源（ＤＣ）から例えばＩ
ＫＶの直流電圧を、電極５１に例えば十電荷を印加する
と静電チャック５０の表面は分極して十電荷となる。一
方、図示しない搬送機構により半導体ウェハ６が静電チ
ャック５０上に搬送されると、半導体ウェハ６はフォー
カスリング４０により位置決めされて静電気によって静
電チャック５０に固定される。上部電極２０を図示しな
い開動機構により半導体ウェハ６と所定間隔（例えば０
、９ ｃｍ）を保つよう配置する。チャンバー１０を
排気装置（図示せず）により予め定められた真空度に排
気したのち１図示しない反応ガス供給系よりエツチング
ガス例えばＣＨＦ、、ＣＦ４、Ａｒ等を所定の圧力にな
るまで流入する。次に、上部電極２０にプラズマ発生用
高周波電源（Ｈ）から３８０ＫＨｚ、１３．５ＫＨｚ等
適宜選択された高周波電圧を印加する。上記送信用同調
回路１２のコイルＬ□２及びコンデンサＣ１□は選択周
波数に同調するよう調整する。そして静電チャック５０
の電極５１に接続される受信用同調回路１３のコイルＬ
□３及びコンデンサＣ１３をプラズマ電流に対して抵抗
Ｏとなるよう同調させる。コイルＬ１３及びコンデンサ
Ｃユ、インダクタンスおよび容量は適宜調整すればよい
が、コイルＬ□、戊分が多くなると、コンデンサＣ１，
成分を少くし、コイル上１．成分が少くなるとコンデン
サｃｉ４分を多くＵ！Ｉ′ｆ！ｊｉすることによりプラ
ズマの発生が半導体ウェハ６上に集中するよう制御でき
る。
ＫＶの直流電圧を、電極５１に例えば十電荷を印加する
と静電チャック５０の表面は分極して十電荷となる。一
方、図示しない搬送機構により半導体ウェハ６が静電チ
ャック５０上に搬送されると、半導体ウェハ６はフォー
カスリング４０により位置決めされて静電気によって静
電チャック５０に固定される。上部電極２０を図示しな
い開動機構により半導体ウェハ６と所定間隔（例えば０
、９ ｃｍ）を保つよう配置する。チャンバー１０を
排気装置（図示せず）により予め定められた真空度に排
気したのち１図示しない反応ガス供給系よりエツチング
ガス例えばＣＨＦ、、ＣＦ４、Ａｒ等を所定の圧力にな
るまで流入する。次に、上部電極２０にプラズマ発生用
高周波電源（Ｈ）から３８０ＫＨｚ、１３．５ＫＨｚ等
適宜選択された高周波電圧を印加する。上記送信用同調
回路１２のコイルＬ□２及びコンデンサＣ１□は選択周
波数に同調するよう調整する。そして静電チャック５０
の電極５１に接続される受信用同調回路１３のコイルＬ
□３及びコンデンサＣ１３をプラズマ電流に対して抵抗
Ｏとなるよう同調させる。コイルＬ１３及びコンデンサ
Ｃユ、インダクタンスおよび容量は適宜調整すればよい
が、コイルＬ□、戊分が多くなると、コンデンサＣ１，
成分を少くし、コイル上１．成分が少くなるとコンデン
サｃｉ４分を多くＵ！Ｉ′ｆ！ｊｉすることによりプラ
ズマの発生が半導体ウェハ６上に集中するよう制御でき
る。
このように適宜調整することにより、下部電極３０はフ
ローティング状態であって、プラズマによる電流は上部
電極２０から静電チャック５ｏの電極５１に放電し、受
信用同調回路１３に流れる。
ローティング状態であって、プラズマによる電流は上部
電極２０から静電チャック５ｏの電極５１に放電し、受
信用同調回路１３に流れる。
また、＠極５１とＤＣ電源を接続するラインβ、。
にはコイルＬ （例えば１６０にΩ）及びバイμＣ
スコンデンサＣＤＣ（例えば１００ＯＰＦ）の低周波フ
ィルタが接続されているため、高周波電流がＤＣ＠源に
流れることはない、そのため、上部電極２０と下部電極
３０間に発生されるプラズマは、第２図に示すように静
電チャック５０の大きさとウェハ６の大きさが同一であ
るため、静電チャック５０即ち半導体ウェハ６上に集中
する。
ィルタが接続されているため、高周波電流がＤＣ＠源に
流れることはない、そのため、上部電極２０と下部電極
３０間に発生されるプラズマは、第２図に示すように静
電チャック５０の大きさとウェハ６の大きさが同一であ
るため、静電チャック５０即ち半導体ウェハ６上に集中
する。
さらに、プラズマによる反応熱に対処するため上部電極
２０及び静電チャック５０の温度制御を行う。即ち静電
チャック５０の溝９１に冷却用ガス供給系９よりＨｅ等
の冷却用ガスを例えば溝の圧力が数Ｔ ｏｒｒ〜数１０
Ｔｏｒｒになるよう流入させ。
２０及び静電チャック５０の温度制御を行う。即ち静電
チャック５０の溝９１に冷却用ガス供給系９よりＨｅ等
の冷却用ガスを例えば溝の圧力が数Ｔ ｏｒｒ〜数１０
Ｔｏｒｒになるよう流入させ。
プラズマ処理により加熱される半導体ウェハ６を一１０
数℃〜−数℃に冷却する。このようにすることで半導体
ウェハ６のエツチングは均一なしかも迅速な処理がなさ
れ、例えばシリコン酸化膜ならば約７０００ Ａ ／
Ｍ、コンタンドパターンならば約５０００〜６０００Ａ
／Ｍ （１分間に削成される深さ）が得られる。
数℃〜−数℃に冷却する。このようにすることで半導体
ウェハ６のエツチングは均一なしかも迅速な処理がなさ
れ、例えばシリコン酸化膜ならば約７０００ Ａ ／
Ｍ、コンタンドパターンならば約５０００〜６０００Ａ
／Ｍ （１分間に削成される深さ）が得られる。
以上の説明は本発明の一実施例の説明であって、本発明
は上記の実施例に限定されない。即ち上部電極側に送信
用同調回路を設けなくても静電チャックに受信用同調回
路を設はコイルとコンデンサを調整するようにしてもよ
いし、また、一定のプラズマ発生用高周波のみしか採用
しない場合は。
は上記の実施例に限定されない。即ち上部電極側に送信
用同調回路を設けなくても静電チャックに受信用同調回
路を設はコイルとコンデンサを調整するようにしてもよ
いし、また、一定のプラズマ発生用高周波のみしか採用
しない場合は。
コイル及びコンデンサを一定値に固定してあっても構わ
ない、また、本発明はプラズマエツチング装置のみでな
く、プラズマアッシング、プラズマＣＶＤ装置、プラズ
マ洗浄装置等高周波を用いたプラズマ処理装置であれば
何れにも適用することができる。
ない、また、本発明はプラズマエツチング装置のみでな
く、プラズマアッシング、プラズマＣＶＤ装置、プラズ
マ洗浄装置等高周波を用いたプラズマ処理装置であれば
何れにも適用することができる。
［発明の効果］
上記の説明からも明らかなように、本発明のプラズマ処
理装置によれば、プラズマ発生用の下部電極上の半導体
ウェハを固定する静電チャックの電極と基′＄電位点間
にプラズマ発生周波数に同調した同調回路を接続し、下
部電極をフローティング状態としたため、プラズマは半
導体ウェハ上に集中させることができる。従って半導体
ウェハの処理が均一にしかも処理能率を非常によくする
ことができ、歩留りのよい経済的な！ｊｉ！造を行うこ
とができる。
理装置によれば、プラズマ発生用の下部電極上の半導体
ウェハを固定する静電チャックの電極と基′＄電位点間
にプラズマ発生周波数に同調した同調回路を接続し、下
部電極をフローティング状態としたため、プラズマは半
導体ウェハ上に集中させることができる。従って半導体
ウェハの処理が均一にしかも処理能率を非常によくする
ことができ、歩留りのよい経済的な！ｊｉ！造を行うこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
示す一実施例を説明するための図、第３図は従来例を示
す図である。 ２０・・・・・・・上部電極（第１の電極）３０・・・
・・・・下部電極（第２の電極）５０・・・・・・・静
電チャック ５１・・・・・・・電極 ６・・・・・・・・・半導体ウェハ １３・・・・・・・受信舟同調回路 Ｃ１，・・・−◆・・コンデンサ Ｌ１３・・・・・・・コイル Ｈ・・・・・・・・・プラズマ発生用高周波ＤＣ・・・
・・・・直流電源 （高周波フィルタ）
示す一実施例を説明するための図、第３図は従来例を示
す図である。 ２０・・・・・・・上部電極（第１の電極）３０・・・
・・・・下部電極（第２の電極）５０・・・・・・・静
電チャック ５１・・・・・・・電極 ６・・・・・・・・・半導体ウェハ １３・・・・・・・受信舟同調回路 Ｃ１，・・・−◆・・コンデンサ Ｌ１３・・・・・・・コイル Ｈ・・・・・・・・・プラズマ発生用高周波ＤＣ・・・
・・・・直流電源 （高周波フィルタ）
Claims (1)
- 第１および第２の電極間に高周波電圧を印加して上記電
極間に設けられる被処理体をプラズマ処理する装置にお
いて、上記一方の電極に静電チャックを介して上記被処
理体を設け、上記静電チャックの電極に上記高周波に同
調する高周波フィルタを接続した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 |
|---|---|---|---|
| JP1318281A JP2685610B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318281A JP2685610B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179735A true JPH03179735A (ja) | 1991-08-05 |
| JP2685610B2 JP2685610B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=18097454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1318281A Expired - Lifetime JP2685610B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | プラズマ処理装置 |
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1989
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