JPH03211726A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラズマ処理装置に関し、更に詳しくは、プ
ラズマ処理室の外側に外部電極を有し、またはプラズマ
処理室を外部電極としたプラズマ処理装置における前記
プラズマ処理室への給電構造に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体デバイスの製造工程においては。

ドライプロセスが主流であり、フォトレジストのアッシ
ング（灰化）、エツチング（食刻）、ＣＶＤ（化学的気
相成長）等は中心的技術になっている。この中でも、プ
ラズマを応用したアッシング、エツチング等の各種処理
を施す装置が多用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、最近のデバイスの回路パターンの微細化により
、プラズマを使用した基板の処理プロセスは、基板をプ
ラズマ環境の中心部に置くため、処理基板に与えるダメ
ージが問題となってきており、代表的には、高速粒子が
基板へ衝突することによるダメージ、基板表面に蓄積す
る静電気による絶縁膜の破壊がある。これらはデバイス
製造の歩留りに様々な悪影響を与え、デバイスを更に微
細化する上で大きな問題点となってきている。

そこで、この問題点を解決するため、従来においては、
第４図に略式的に示すように、円筒型処理室１内に、多
数の小孔３・・・を有する金属筒２を設け、該金属ｆｌ
ｌ１２を導電線４によりアースに接続し、処理室１の外
部電極５に高周波電源６より導電線７を介して給電する
方法が提案されていた。

しかしながら、この方法は理論上は有効であるが、実際
上は高周波に比べて、アースを完全に取るにはその導電
線４は大きな容量を必要とし、このためには金属筒２に
多数の導電線を接続せねばならない。この導電線は処理
室１の蓋を通して外部へ出すため、その太さや本数に限
界があり、このため、アースを完全に取ることは実際上
困難であった。

アースが不十分であると、放電が不安定になって異常放
電が起き易くなる。

異常放電が起こると処理室内部でゴミの発生が増加した
り、また、基板の処理速度が一定しない等の現象が発生
し、この結果、歩留りが悪化し、生産性の低下を招くと
いう問題点があった。

また、近年においては生産性を高めるため、基板の径が
６インチから８インチへと大型化されつつあり、将来更
に大きくなることが予想されている。

しかし、前述した従来の給電方式では必ず処理室を誘電
体で作る必要があるが、実際にはこの材質はその性質上
石英かセラミックに限定されている。しかし、石英等で
処理室を作る場合、８インチ基板用のものが限界と言わ
れ、これ以上大きな径のものを作ることは製作技術上非
常な困難が予想されている。

一般にプラズマ処理装置では、プラズマ放電中にプラズ
マエネルギーにより基板の温度が上昇し、これを制御し
ないと基板の温度が高くなり過ぎて。

種々の障害を基板に与えることになる。

そこで、これを制御するため、温度制御装置が用いられ
るが、従来においては外部電極に給電しているので、温
度制御装置は高周波の障害を受けるため、十分な処理室
の温度制御は困難であった。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑み
なされたもので、その目的とするところは、処理基板へ
のダメージの少ない円筒型プラズマ処理装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的のため、本発明は、プラズマ処理室の外側に外
部電極を有し、またはプラズマ処理室を外部電極とした
プラズマ処理装置において、前記プラズマ処理室内に、
多数の小孔を有する内部電極筒が同心状に定置されて、
該内部電極筒に給電されると共に、前記外部電極がアー
スに接続されている構成を特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例についてその作用と共に図面を参
照して説明する。

第１図は本発明に係るプラズマ処理装置の一例での一部
を断面して示す概略側面図、第２図は同上略式図、第３
図は本発明の他側を示す略式図である。

なお、図示の実施例は、横型プラズマ処理装置について
であるが、本発明は縦型プラズマ処理装置を含むことは
勿論であり、また、処理室の形状やそれの密閉構造等に
ついても公知の全てを含むことは当然である。

第１図において、プラズマ処理室１０は円筒型を呈し、
その両端開口部は円形シール部材１１．１２を介して開
閉可能な蓋１３．１４により密閉されると共に、プラズ
マ処理室１ｏの外側には、該処理室１０を取り回く形状
を有する円筒型外部電極１５が設けられ、該外部電極１
５は導電線１６によりアースされている。

また、プラズマ処理室１０には、該処理室ｌ。

内に処理ガスを導入するための反応ガス導入管１７と、
反応の終了したガスを外部に排出するための真空排気管
１８が設けられている。

プラズマ処理室１０内には、該処理室１ｏの内径よりも
やや小さい外径を有し、かつ周壁面に多数の小孔２０・
・・を有する導電性の円筒型内部電極１９がアラスメン
ト２１を介してほぼ同心円状に定置されると共に、該内
部電極筒１９には導電線２２が接続され、更に該導電線
２２はシール部材２３により気密が保持されているコネ
クタ２４に接続されると共に、導電ｖＡ２５により高周
波型１１ＪＸ２６に接続されている。

以上の構成において、基板に対するプラズマ処理を行な
うには、基板２８を並べたボート２７を内部電極筒１９
内に定置し、蓋１３．１４により気密的に密閉されたプ
ラズマ処理室１０を真空排気管１８よりポンプ（図示し
ない）により真空排気した後、所定の反応ガスを導入管
１７より導入してプラズマ処理室１ｏ内を所定のガス圧
とし、内部電極筒１９に高周波電源２６より高周波を印
加すると、プラズマ処理室１ｏの内部にプラズマが発生
する。

プラズマは主に、内部電極筒１９とプラズマ処理室１０
の内壁部の間で発生し、ここで発生した活性種やエッチ
ャントが内部電極筒１９の多数の小孔２０・・・を通っ
てボート２７上の基板２８に接触して基板がプラズマ処
理される。

この時、外部電極１５は導電線１６によりアースされて
おり、かつ導電線１６はプラズマ処理室１ｏの外側に有
るため、大きさに制限を受けないので十分大きく取るこ
とが可能で、完全なアースを取ることができる。

この結果、乱れの無い安定した放電状態が維持されるの
で、異常放電によるゴミの発生や処理速度の不均一によ
り引き起こされる歩留りの低下を防止することができる
。

なお、本発明に係るプラズマ処理装置は種々の変形が可
能である。

例えば、第３図に示すように、プラズマ処理室１０内体
を導電体による外部電極（外部電極１５に相当）として
、該外部電極としてのプラズマ処理室１０を導電線１６
を介してアースに接続させるように構成することも可能
である。

〔発明の効果〕

しかして、本発明によれば、内部電極筒に給電し、外部
電極はアースされている構成であるから、安定した放電
状態の維持によって処理基板の歩留りの向上を計ること
ができると共に、従来のような処理室の材質を石英等の
誘電体に限定する必要がなく、処理室を基板等への汚染
の少ない導電性の材質で作ることが可能であり、これに
よって処理室の大型化が容易となり、今後の基板の大径
化に対応できて生産性の向上に寄与し得るものである。

また、本発明によれば、外部電極はアースされているの
で、処理室を外部から温度制御するための装置は高周波
印加の障害を全く考慮する必要がなく、よって、最も効
率の良い温度制御装置を取付けることが可能となり、処
理中の基板温度を最適に制御できることで処理基板の歩
留りを向上することができる。

更にまた、外部電極がアースされていることで、高周波
を印加中にこの外部電極に作業者が触れても全く損害を
受けることなく、きわめて安全である。

このことはメンテナンス時の作業を容易にし、結果的に
メンテナンスを短時間で終了できる効果も期待できる。

以上１本発明の奏する効果は多大であって、その工業的
価値は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラズマ処理装置の一例での一部
を断面して示す概略側面図、第２図は同上略式図、第３
図は本発明の他側を示す略式図、第４図は従来例を示す
略式図である。 １０・・・プラズマ処理室 １５・・・外部電極 １６・・・導電線 １９・・・内部電極筒 ２０・・・小孔 ２２．２５・・・導電線 ２６・・・高周波電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．プラズマ処理室の外側に外部電極を有し、または前
   記プラズマ処理室を外部電極としたプラズマ処理装置に
   おいて、前記プラズマ処理室内に、多数の小孔を有する
   内部電極筒が同心状に定置されて、該内部電極筒に給電
   されると共に、前記外部電極がアースに接続されている
   構成を特徴とするプラズマ処理装置。