JPH05234949A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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Publication number
JPH05234949A
JPH05234949A JP7293392A JP7293392A JPH05234949A JP H05234949 A JPH05234949 A JP H05234949A JP 7293392 A JP7293392 A JP 7293392A JP 7293392 A JP7293392 A JP 7293392A JP H05234949 A JPH05234949 A JP H05234949A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
film
etching
back surface
holding
Prior art date
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Pending
Application number
JP7293392A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Shimada
豊 島田
Hisashi Kato
寿 加藤
Junichi Kakizaki
柿崎純一
Kazuji Aoki
一二 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Tohoku Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Tohoku Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Tokyo Electron Tohoku Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP7293392A priority Critical patent/JPH05234949A/ja
Publication of JPH05234949A publication Critical patent/JPH05234949A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理体の裏面側全体にプラズマ処理を行う
こと。 【構成】 ウエハボート5の爪部12の保持面13を内
側に向かって下がるように傾斜させ、ウエハWの裏面1
4と保持面13とのなす角度θを例えば4度に設定す
る。そして例えば裏面側全面にポリシリコン膜が付着し
ている半導体ウエハWを多数枚ウエハボート5に搭載し
て、エッチトンネル6を備えた二重構造の反応管1内に
ロードする。次にCFガスとOガスとの混合ガスを
プラズマ化し、ウエハWの裏面側のポリシリコン膜をエ
ッチングする。前記保持面13とウエハWの裏面14と
の間には隙間が形成されているのでウエハ裏面全体に亘
ってエッチングすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
高スループット化を図るためにウエハをバッチ処理する
ことが行われており、例えば成膜工程では、ウエハボー
トに多数枚例えば100枚のウエハを積み重ねて搭載
し、このウエハボートを処理炉内に導入して成膜するよ
うにしている。
【0003】ところでこのようにして成膜を行う場合に
は、処理炉内における処理ガスの流れや温度分布の均一
化を図るために各ウエハの周縁部の数箇所を支持するよ
うにしており、このためウエハの裏面(被処理面とは反
対側の面)側にも例えばポリシリコン膜や窒化シリコン
膜がCVDにより成膜される。このようにウエハの裏面
側にも成膜されると、その後ウエハが熱処理などにより
加熱されたときに表面と裏面との間の熱膨脹の差により
反りが生じ、今後ウエハが6インチから8インチ、12
インチへと増々大口径化する傾向にあることから、ウエ
ハの反りの程度、即ちウエハ面内の高さの差も大きくな
ってしまう。
【0004】一方半導体デバイスのリソグラフィー工程
においては、パターンの微細化に伴い、焦点深度が浅く
なっているので、ウエハの反りの程度が大きいと正確な
リソグラフィーができず、反りの最大許容範囲は、例え
ば前記ウエハの面内の高さの差が15ミクロン程度と非
常に小さくなっている。従ってこのような事情から、更
には反りが大きいとウエハ内に内部歪みが生じて電気特
性に悪影響を及ぼすことなどから、ウエハの裏面側に付
着した膜を予め除去する必要がある。
【0005】従来ウエハの裏面側の膜を除去するために
は、ウエハの表面をレジスト膜で覆い、ウエハを薬液に
浸漬して前記膜をウエットエッチングし、その後レジス
ト膜をアッシングする方法、あるいはウエハをエッチン
グ専用の反応管内にロードしてエッチングガスにより、
前記膜をドライエッチングし、その後別のアッシング専
用の反応管内にロードしてレジスト膜をアッシングする
方法などが採用されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】被処理体のプラズマ処
理例えば半導体ウエハの裏面エッチングをバッチ処理に
より行うと、ウエハ裏面全体に亘ってエッチングを行う
場合、できるだけエッチング未処理の領域を小さくする
ことが望ましいが、従来のウエハ裏面とウエハボートの
保持面とが面接触するウエハボートを用いて処理を行っ
ていたのでは、この面接触部分が大きくエッチング未処
理領域として残っていた。
【0007】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、被処理体の裏面のプラズマ
処理を行うにあたり、できる限り未処理部分を小さくす
ることのできるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数枚の被処
理体を水平に間隔をおいて積み重ねて保持するウエハボ
ートを設けたプラズマ装置において、前記被処理体を保
持するウエハボートの保持面が前記被処理体の裏面に対
して傾斜した角度に設けられたことを特徴とする。
【0009】
【作用】被処理体のプラズマ処理例えば半導体ウエハの
裏面エッチングをバッチ処理により行うと、ウエハを保
持するウエハボートの保持面からウエハ裏面が傾斜して
いるので、ウエハ裏面と前記保持面との間もエッチング
処理を行うことができ、プラズマ処理の未処理領域をな
くすことができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の実施例に用いられるプラズマ
処理装置の一例を示す図である。図1において、1は反
応管であり、この反応管1は、例えば石英からなる外筒
1aと、この外筒1a内に間隙を介して同心状に配列さ
れた例えば石英からなる内筒1bとから構成されてい
る。
【0011】前記内筒1bには、例えば全周を1/4等
分した4ヶ所の各位置にて穴径φ2mmの穴Sが上下方
向に多数形成されており、また全周に亘って多数の穴が
形成された導電性円筒である例えばアルミニウムよりな
るエッチトンネル2が前記内筒1bの外周面を覆うよう
に設けられている。
【0012】前記外筒1a及び内筒1bは各々その下端
にて、ステンレスなどからなる筒状のマニホールド3に
保持されており、このマニホールド3は図示しないベー
スプレート(基台)に保持された状態で固定されると共
に、マニホールド3と外筒1aの下端部との間には、気
密性を確保するためにOリング1Cが介設されている。
前記マニホールド3の下端部の開口部には、ステンレス
などからなる円盤状のキャップ部3aが開閉自在に設け
られると共に、このキャップ部3aの略中心部には、図
示しない回転機構により駆動される回転軸3bが例えば
磁気シールにより気密な状態で挿通されており、この回
転軸3bの上端にはターンテーブル4が固定されてい
る。
【0013】前記ターンテーブル4の上面には、石英か
らなる保温筒4aが設置されており、この保温筒4a上
には、例えば25または50枚の半導体ウエハWが各々
略水平な状態でかつ互いに所定の間隔例えば4,76m
m間隔で積層して収容する石英からなるウエハボート5
が搭載されている。このウエハボート5は、各ウエハの
周縁部を周方向に沿って例えば4ヶ所保持するように構
成されており、キャップ部3aの保温筒4aなどと一体
となって図示しない搬送機構により反応管1内に搬入搬
出される。
【0014】前記マニホールド3aの側面には、例えば
石英よりなるインジェクタ6が気密に水平に挿入されて
おり、このインジェクタ6の内端側は、L字状に屈曲さ
れ、外筒1aとエッチトンネル2との間において上方に
向けて垂直に伸びている。前記インジェクタ6における
垂立した管路部分には、多数のガス流出孔6aが上下方
向に所定の間隔で形成されている。前記インジェクタ6
の外端側には、プラズマ用の処理ガスであるフロン(C
)ガスや酸素ガスなどの図示しないガス供給源が接
続されている。
【0015】また前記マニホールド3の側面には反応管
1内の処理ガスを排出して当該反応管1内を所定の減圧
雰囲気に設定するための排気路7が接続されている。さ
らに前記外筒1aの外側には、これを囲むように間隙を
介して横断面形状が円弧状の一対の電極81、82が設
置されており、一方の電極81は高周波電源Eに接続さ
れ、他方の電極82は接地されている。
【0016】次に上述の装置を用いたプラズマ処理の一
例について述べる。図2(a)は、上述の装置によりプ
ラズマ処理すべき被処理体としての半導体ウエハWの模
式図であり、このウエハWは、シリコンウエハ91の表
裏両面(側面も含む全面)に例えば膜厚1000オング
ストロームのシリコン酸化膜92、膜厚4000オング
ストロームのポリシリコン膜93がこの順で積層される
と共に、被処理面である表面側のポリシリコン膜93に
パターンが形成され、更に当該表面側のポリシリコン膜
93の全体が保護膜をなすノボラック系の膜厚例えば1
3000〜18000オングストロームのレジスト膜9
4により覆われている。
【0017】そしてこのような半導体ウエハWを例えば
25〜66枚収納したウエハボート5を図示しない搬送
機構により反応管1内にロードする。続いて反応管1内
を例えば1×10−3Torrの真空状態まで排気した
後、インジェクタ6内に例えばフロン(CF)ガス及
び酸素(O)ガスの混合ガスを流量比CF/O
11/3程度で導入してインジェクタ6のガス流出孔6
aから噴出させると共に、反応管1内を0,2Torr
になるように圧力制御しながら排気を行い、室温の状態
で電極81、82間に例えば電力2Kw、周波数13,
56MHzの高周波電圧を印加して前記混合ガスのプラ
ズマを発生させる。そしてプラズマ中のフッソラジカル
及び酸素ラジカルがエッチトンネル2を通り、更に内管
1b内に入り込んで半導体ウエハWの裏面側(側面側も
含む)のポリシリコン膜93、即ちレジスト膜94に覆
われていない、露出しているポリシリコン膜93を例え
ば20分程度エッチングし、図2(b)に示すように、
当該ポリシリコン膜93を除去する。エッチングの時間
は、例えばエンドポイントモニターにより終点検出され
適切に管理されている。
【0018】次に上述の裏面エッチングのメカニズムに
ついて考察する。先ずポリシリコン膜のエッチングにつ
いては、図3に示すように、CFから分解したFラジ
カルがエッチングに直接関与し、OはCFが分解し
たときに生成される、エッチングに不必要なCをCOや
COなどのの酸化物として排出するために使用され、
これによりFラジカルがポリシリコンと効率的に反応
し、エッチングする。この場合ポリシリコン膜のエッチ
ング中は、レジスト膜表面がFラジカルによってフッ素
化されるためアッシングされない。実験によれば混合ガ
スの流量比CF/O=11/3程度、圧力が0,2
Torr程度のときにエッチングレートが200オング
ストローム/minと最大であった。
【0019】ここで図2に示す半導体ウエハWにおい
て、ポリシリコン膜が窒化シリコン(Si)膜の
場合にも本発明を適用することができ、この場合裏面エ
ッチングを行うための処理ガスとしては、フロンガス、
酸素ガス及び窒素ガスの混合ガスを用いることができ
る。図4はSi膜のエッチングの様子を示す図で
あり、SiはSiFxのF化物の形で膜から引き抜か
れ、ある程度エッチングが進行したときにSi
の表面にNの層が現れるが、このNと処理ガス中のNラ
ジカルとが反応してNを形成し、Nが膜から引き抜か
れ、これによってエッチングが効率的に進む。Si
膜のエッチングにおいては、例えば流量比CF/O
/N=5/4/1、圧力0,5Torrでエッチン
グレートが150オングストローム/minと最大であ
った。
【0020】以上において、プラズマ処理を行う装置と
して反応管1を外筒1a及び内筒1bの二重管構造とす
ることにより、ウエハをプラズマ発生領域に近づけなが
ら当該プラズマ発生領域から完全に分離することがで
き、このためウエハへのダメージを抑制することができ
ると共に、ラジカルの消失を抑えることができ、ウエハ
載置領域内へのラジカルの導入量を制御できるので、均
一な処理を行うことができる。
【0021】そしてプラズマ処理装置としては、上述の
構成に限定されることなく、例えば処理ガスの反応管内
への導入路中にてプラズマを発生させ、そのプラズマを
例えばプラズマ導入量制御用の通孔部を備えた石英板を
通して、ラジカルのみを反応領域に導入するように構成
してもよい。
【0022】上述の装置において、図5及び図6に示す
ようにウエハボート5の支持棒11に設けられたウエハ
Wを保持する爪部12の保持面13がウエハWの裏面1
4に対して傾斜した角度θに設けられており、このため
ウエハの裏面14と爪部12との接触領域は極めて小さ
いから、前記ウエハボート5に保持された複数のウエハ
Wは、図に示したプラズマ処理装置においてプラズマ処
理例えば裏面エッチングを行った際ウエハWの裏面14
の全体に亘ってプラズマ処理を行うことができる。
【0023】ウエハWを保持する爪部12の保持面13
と、ウエハWの裏面14が形成する角度θは、例えば4
度に設定することにより爪部12の保持面13とウエハ
Wの裏面14の間も裏面エッチングすることができる。
【0024】またこのプラズマ処理としては裏面エッチ
ングに限らずウエハの膜付面(半導体素子の形成面)を
下方に向けて、前記ウエハボート5に保持することによ
り行われるエッチング、アッシングなどの他のプラズマ
処理にも適用することができる。
【0025】なお被処理体の裏面側の膜は、裏面全面に
亘って付着しているものに限定されることなく、裏面に
点在しているものであってもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ処理装置にお
いて被処理体を保持する前記被処理体の裏面全体にプラ
ズマ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す縦断側面図である。
【図2】被処理体としての半導体ウエハの構造を示す説
明図である。
【図3】半導体ウエハの裏面エッチングの様子を示す説
明図である。
【図4】半導体の裏面エッチングの様子を示す説明図で
ある。
【図5】ウエハボートの構造の一部の一例を示す斜視図
である。
【図6】ウエハボートの構造の要部を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 反応管 12 爪部 14 ウエハ裏面 2 エッチトンネル 3 マニホールド 4a 保温筒 5 ウエハボート 6 インジェクタ 81、82 電極 93 ポリシリコン膜 94 レジスト膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿崎純一 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン相模株式会社内 (72)発明者 青木 一二 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン相模株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数枚の被処理体を水平に間隔をおいて
    積み重ねて保持するウエハボートを設けたプラズマ装置
    において、 前記被処理体を保持するウエハボートの保持面が前記被
    処理体の裏面に対して傾斜した角度に設けられたことを
    特徴とするプラズマ処理装置。
JP7293392A 1992-02-24 1992-02-24 プラズマ処理装置 Pending JPH05234949A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7293392A JPH05234949A (ja) 1992-02-24 1992-02-24 プラズマ処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7293392A JPH05234949A (ja) 1992-02-24 1992-02-24 プラズマ処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05234949A true JPH05234949A (ja) 1993-09-10

Family

ID=13503665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7293392A Pending JPH05234949A (ja) 1992-02-24 1992-02-24 プラズマ処理装置

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JP (1) JPH05234949A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060163A (ja) * 2001-08-14 2003-02-28 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JP2004152920A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造工程の管理方法
JP2018011011A (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 クアーズテック株式会社 縦型ウエハボート

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JP2004152920A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造工程の管理方法
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