JPH0629247A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理室内の圧力を検出する圧力検出手段から
出力される圧力信号に重畳する電磁波ノイズを抑制する
ことができる処理装置を提供するものである。 【構成】 本発明は、導電性材料からなる減圧容器３内
に設けられた電極１１，１３に高周波電力１６を印加し
て被処理体２の処理を行なう処理装置１において、上記
容器３の壁の孔部３０に設けられた圧力検出器２５と、
上記孔部３０に導電性部材よりなる多孔状または網状の
電磁波シールド部材３６を設け構成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被処理体としての半導体ウエハを
プラズマ処理する処理室内の圧力を設定値に制御する場
合の方法として、例えば特開昭６３−５８８３３号公報
に示すものが知られている。この方法は、処理室内の圧
力値をモニターし、上記処理室内を排気する排気管と排
気手段との間に設けられた開閉弁を圧力制御装置により
コントロールし、処理室内の圧力を所望の圧力値にする
ものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような処理室内で、交流電圧、例えば高周波電圧を印加
することによりプラズマを生成させ、被処理体、例えば
半導体ウエハをプラズマ処理する装置において、上記プ
ラズマが発生した処理室内の圧力値を検出する圧力検出
手段（例えば、ダイアフラム真空計，ピラニ真空計
等）、に上記高周波及びこの高周波の高調波等の電磁波
ノイズが上記圧力検出手段から出力される圧力信号に重
合し、安定した圧力信号を得ることが困難であるという
ことが判った。さらに、この圧力信号を基とし、処理室
内の圧力を所望の圧力値に制御するための圧力制御装置
が上記電磁波ノイズをモニターしてしまい処理室内の圧
力を微少変動させてしまうという問題点がある。さら
に、処理室内の圧力が微少変動することにより、処理室
内で処理を行なう被処理体を均一に処理できなくなり、
被処理体の歩留り及び生産性が低下するという改善点が
ある。

【０００４】本発明の目的は、処理室内の圧力を検出す
る圧力検出手段から出力される圧力信号に重畳する電磁
波ノイズを抑制することができる処理装置を提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電性材料か
らなる減圧容器内に設けられた電極に高周波電力を印加
して被処理体の処理を行なう処理装置において、上記容
器の壁の孔部に設けられた圧力検出器と上記孔部に導電
性部材よりなる多孔状または網状の電磁波シールド部材
を設け構成されたものである。

【０００６】

【作用】本発明は、以上のように構成されたので、処理
室内の圧力を検出する圧力検出手段より出力される圧力
信号に重合する電磁波ノイズを抑制することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明をマグネトロン放電型ドライエ
ッチング装置に適用した第１の実施例について図面に基
づいて詳述する。図１，図２及び図３に示す如く、この
マグネトロン放電型ドライエッチング装置１は、被処理
体、例えば半導体ウエハ２をプラズマにより処理するた
めのアルミニウム等の金属で上下閉塞した略円筒状に形
成された処理室３を備えている。この処理室３の側壁に
は上記半導体ウエハ２を上記処理室３に搬入搬出するた
めの第一の開口部４が設けられ、この開口部４を開閉す
るための第一のゲートバルブ５が設けられている。ま
た、処理室３の側方には、ロードロック室５０が設けら
れ、このロードロック室５０には、上記半導体ウエハ２
を処理室３内に搬入又は搬出するための搬送機構５１が
設けられている。また、このロードロック室５０の側壁
の他端には、上記ロードロック室５０内に上記半導体ウ
エハ２を搬入または搬出するための第二の開口部４ａが
設けられ、この開口部４ａを開閉するための第二のゲー
トバルブ５ａが設けられている。また、このロードロッ
ク室５０内を大気または減圧にするための給排気管（図
示しない）が設けられている。

【０００８】さらに、上記処理室３の側壁の他の箇所に
は処理ガス（例えば、ＣＨＦ３，ＣＦ４，ＣＣＬ４等）
を上記処理室３内に供給すべく接続されたガス供給管６
が設けられている。また、上記処理室３の底壁には処理
室３内を排気するための排気口７が開設されており、こ
の排気口７には排気能力を変化させる如く設けられた圧
力制御装置８により制御される開閉弁、例えばバタフラ
イバルブ９が設けられ、このバタフライバルブ９には排
気手段、例えば真空ポンプ１０が接続されている。

【０００９】また、上記処理室３の上部及び下部には一
対の電極が設けられ、一方の上部電極１１は上記処理室
３の上部に絶縁材料からなるホルダ１２により固定的に
吊持されるとともにアースに接続されている。他方の下
部電極１３には上記半導体ウエハ２が載置されるととも
に、処理室３の底壁に絶縁体１４を介して挿入された給
電棒１５を介し、周波数、例えば１３．５６ＭＨｚ、又
は４０ＭＨｚの高周波電力を出力する高周波電源１６が
接続され、カソードカップリング（ＲＩＥ）方式の平行
平板電極が構成されている。

【００１０】また、上記処理室３の上部には上記半導体
ウエハ２の表面に対して平行な磁界を形成する永久磁石
２０が設けられ、この永久磁石２０の上部には回転軸２
１が接続され、この回転軸２１は磁気の漏洩を防ぐため
に設けられた磁気シールド部材、例えばパーマロイで形
成されたカバー２２に貫通され回転自在に支承されてお
り、また、この回転軸２１は上記カバー２２の外部に設
置された回転手段としてのモーター２３により回転駆動
されるように構成されている。

【００１１】また、図２に示すように、上記処理室３の
側壁には、上記処理室３内の圧力を測定するための開口
部３０が開設され、導電性の封止体、例えば導電性のＯ
リング３２を介して圧力検出手段２５（例えば、ダイア
フラム真空計，ピラニ真空計等）が取付け金具３３をス
プリングワッシャー３４を介し、ボルト３５を上記処理
室３に螺着することにより気密に接続されている。ま
た、上記圧力検出手段２５には、上記処理室３内の圧力
を検出するための検出口としての検出開口部２５ａを備
えている。さらに、上記Ｏリング３２の内周にはこのＯ
リング３２と密着し、導通する如く、導電性部材、例え
ばステンレス等の金属製の支持リング３１が環裝されて
おり、この支持リング３１の内周面には導電性の部材、
例えばニクロム線（Ｎｉ−Ｃｕ）、または、アルミ線
（Ａｌ）、または、鉄（Ｆｅ）とクロム（Ｃｒ）とアル
ミニウム（Ａｌ）の合金線であるカンタル（商品名）な
どにより多孔状またはメッシュ状に形成された電磁波シ
ールド３６が着接されている。さらに、この電磁波シー
ルド３６は上記Ｏリングを介し、圧力検出手段２５と導
通され、上記、電磁波シールド３６は、接地点２５ｂで
接地されるように構成されている。

【００１２】また、上記圧力検出手段２５から出力され
る圧力信号は上記処理室３内の圧力を管理制御する如く
設けられた装置コントローラ４０に接続されており、さ
らに、この圧力信号は処理室３内圧力を制御する上記圧
力制御装置８にも接続されている。そして、上記装置コ
ントローラ４０からは処理室３内の圧力を指示する圧力
指示信号が上記圧力制御装置８に、処理室３内圧力を表
示するための圧力表示信号が表示器４１にそれぞれ接続
されている。以上の如く、マグネトロン放電型ドライエ
ッチング装置１が構成されている。

【００１３】次に、被処理体を処理する処理動作を説明
する。図１の状態より、ゲートバルブ５ａを開放し、搬
送機構５１によりロードロック室５０の外部に設けられ
た図示しない未処理用のウエハカセットから半導体ウエ
ハ２をロードロック室５０内に搬入し、ゲートバルブ５
ａを閉じ、図示しない排気管よりロードロック室５０内
を所定圧力、例えば１×１０−３Ｔｏｒｒまで減圧す
る。次に、ゲートバルブ５を開放し、搬送機構５１によ
り半導体ウエハ２を処理室３内に搬入するとともに下部
電極１３上に載置し、その後、搬送機構５１は処理室３
外に移動し、ゲートバルブ５を閉じる。次に、処理室３
内の圧力を所定の真空度、例えば１×１０−４Ｔｏｒｒ
まで減圧するために、装置コントローラ４０からバタフ
ライバルブ９を全開するための指示信号が圧力制御装置
８に送信し、この指示により圧力制御装置８はバタフラ
イバルブ９を全開にする。さらに、上記真空度に達した
後、ガス供給管６から処理ガスを例えば１００ｓｃｃｍ
供給するとともに、装置コントローラ４０から圧力制御
装置８に全開解除の信号を送信し、さらに圧力指示信号
が送信される。

【００１４】次に、圧力制御装置８は、処理室３内の圧
力を装置コントローラ４０からの圧力指示信号にて指示
された圧力値、例えば４０ｍＴｏｒｒにするために、圧
力検出手段２５から出力される圧力信号をモニターしな
がらバタフライバルブ９を開閉駆動し、指示圧力値に保
つように制御する。さらに、下部電極１３に高周波電源
１６から高周波電力を印加し、処理室３内にプラズマ２
４が生成される。さらに、モーター２３を駆動し、回転
軸２１に接続された磁石２０を回転することにより、こ
れに同期してプラズマ密度の高い部分も回転し、この回
転されたブラズマにより、半導体ウエハ２は指示圧力値
の下でエッチング処理される。

【００１５】この処理完了の後、モーター２３の回転駆
動を停止し、高周波電力の印加を解除するとともに、処
理ガスの供給を停止する。次に、処理室３内にはガス供
給管６より所定ガス、例えば窒素（Ｎ２）を供給すると
ともに、真空ポンプ１０により一度排気された後、ロー
ドロック室５０内の圧力と同等の圧力値になるよう圧力
検出手段２５からの圧力信号をモニターしながら圧力制
御装置８はバタフライバルブ９を開閉駆動する。次に、
ゲートバルブ５を開放し、搬送機構５１により下部電極
１３に載置された半導体ウエハ２をロードロック室５０
に搬出し、ゲートバルブ５を閉じる。さらに、ロードロ
ック室５０内に図示しない給気管により所定ガス、例え
ば窒素（Ｎ２）を供給し、大気と同等圧にされた後、ゲ
ートバルブ４ａを開放し、搬送機構５１により半導体ウ
エハ２はロードロック室５０の外部に設けられた図示し
ない処理済み用のウエハカセットに収容される。以上の
動作が順次くり返され半導体ウエハが処理される。

【００１６】以上の処理動作の説明からも判るように、
圧力制御手段２５から出力される圧力信号は処理におい
て重要な役割を果たすものである。上述したプラズマに
より、被処理体を処理する処理中の圧力信号波形は図４
に示すように、圧力検出手段２５（例えば、ダイアフラ
ム真空計，ピラニ真空計等）から出力される圧力信号は
高周波電源１６から印加される高周波バイアスの周波
数、例えば１３．５６ＭＨｚが印加前の圧力信号７１に
重畳され、重畳圧力信号７０となる。

【００１７】この重畳圧力信号７０は高周波電源１６か
ら印加される高周波電力の電力を、例えば４００ｗと
し、処理室３内を、例えば４０ｍＴｏｒｒにしたとき
の、図４の振幅幅７０ａは約５ｍＴｏｒｒの圧力に相当
する。また、上記処理室３内の圧力を例えば２０ｍＴｏ
ｒｒの圧力下にしたときも上記振幅幅と同等の圧力振幅
幅が得られ、この変動は高周波電源１６から印加される
高周波電力の印加電力に比例する。さらに、上記重畳圧
力信号７０は圧力制御装置８に送信され、この圧力制御
装置８はバタフライバルブ９の開閉角度を図４の角度経
時波７３に示すように微少変動させてしまう。

【００１８】この開閉角度の角度経時波７３の最大変動
幅αは、上記圧力の下で処理ガス、例えばＣＨＦ３を例
えば５０ｓｃｃｍ供給した場合、開閉角度の全閉から全
開までの範囲を０〜９０度としたときに、約１度変動す
ることになる。この１度の変動は、圧力では約６ｍＴｏ
ｒｒの変動に相当する。さらに、上記開閉角度が角度経
時波７３に示すように微少変動することにより、処理室
３内の圧力が微少変動し処理中の半導体ウエハ２のエッ
チング特性、例えば選択比を経時的に変動させ、処理が
均一に施せなくなる。

【００１９】そこで、上述した電磁波シールド３６を処
理室３と圧力検出手段２５間に設けた場合、前記の条件
下において、図５に示すように、重畳圧力信号７０の振
幅幅７０ｂは約１ｍＴｏｒｒの圧力に相当するまで低下
し、開閉角度の角度経時波７３の最大変動幅βも、約
０．２度の変動に低下することになる。この０．２度の
変動は、圧力では約１ｍＴｏｒｒの変動になり、処理室
３内の圧力の変動を抑制していることが判る。

【００２０】前記実施例によれば次の効果が得られる。 （１）処理室３内の圧力を検出するための圧力検出手段
２５の検出口２５ａの前段に電磁波シールドを設けたこ
とにより、圧力検出手段２５から出力される圧力信号に
重畳する電磁波ノイズのノイズ量を低減することができ
る。 （２）上記電磁波ノイズのノイズ量を低減することがで
きるので、処理室３内の圧力を制御する圧力制御装置が
上記電磁波ノイズにより変動する変動動作の動作量を低
減することができる。 （３）処理室３内の圧力の変動が低減されるので、処理
室３内で処理される被処理体のエッチングによる選択比
のバラツキを抑制することができ、製品の品質及び信頼
性を高めることができる。 （４）電磁波シールドが支持リングに接着されているの
で挿脱自在となり、電磁波シールドの寿命の際でも簡単
に取替えることが可能となる。

【００２１】次に、第２の実施例について説明を行なう
が、第１の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図６に示すように、処理室３内の圧力を測
定するための処理室３の側壁に設けられた開口部３０
に、図７に示す電磁シールド３６の外周端６１を開口部
３０の全口を被う如く、処理室３に溶接することにより
設けられている。また、上記電磁波シールド３６は処理
室３の接地点３ａを介して接地されている。以上の如
く、電磁波シールドを二重に設けたことにより、電磁波
ノイズの影響をさらに低減することができる。

【００２２】次に、第３の実施例について説明を行なう
が、第１の実施例と同一部分には同一符合を付けて説明
を省略する。図８に示すように、処理室３内の圧力を検
出する圧力検出手段２５の検出開口部２５ａの内周端６
６に電磁波シールド３６が電磁波シールド３６の外周端
を溶接することにより設けられている。また、この電磁
波シールド３６は圧力検出部２５の接地点２５ｂを介し
て接地され構成されている。以上の如く構成されたの
で、さらに電磁波シールドの接地がより確実になり、さ
らにシールド効果を高めることができる。

【００２３】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可
能である。処理室３内の圧力を測定するための開口部３
０と圧力検出手段２５の間であればどこでも電磁波シー
ルドを設けてもよいことはもちろんであり、圧力検出手
段２５の検出口３３の前段であればどこでも電磁波シー
ルド３６を設けてもよいことは説明するまでもない。ま
た、電磁波シールド３６を形成する部材に、抵抗率の高
い導電性材料を用い、さらに上記電磁波シールド３６に
ＤＣ電波を印加することにより、電磁波シールド３６を
発熱体とし、電磁波のシールド効果と、この電磁波シー
ルド３６に付着する生成化合物の除去とを兼用すること
も可能である。また、プラズマエッチング装置において
は、上記電磁波シールド３６に処理中に、生成されるプ
ラズマの電位よりも高いプラスの電位をＤＣ電源を電磁
波シールド３６に印加することにより、プラズマによる
上記電磁波シールド３６を形成する部材の磨耗を防ぎ、
さらに電磁波も遮断することも可能である。前記実施例
では、マグネトロン放電型ドライエッチング装置につい
て説明をおこなったが、プラズマＣＶＤ装置やＬＣＤプ
ラズマ装置やＥＣＲプラズマ装置等の処理装置にも応用
できるのは当然のことである。さらに、半導体製造装置
に限らず、交流電圧を印加することにより被処理体の処
理を行なう処理室であって、この処理室内の圧力値を検
出する圧力検出手段を設けた処理装置であればいずれに
も適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の代表的な
ものによって得られる効果を説明すれば、圧力検出手段
の検出口の前段に導電性部材により多孔状またはメッシ
ュ状に形成された電磁波シールドが設けられたので、処
理室内の圧力を検出する圧力検出手段より出力される圧
力信号に重畳する電磁波ノイズを抑制することができた
め、圧力検出手段から出力される圧力信号に重畳する電
磁波ノイズのノイズ量を低減することができるという顕
著な効果がある。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例のマグネトロン放電
型ドライエッチング装置を示す縱概略断面図である。

【図２】第１の実施例の電磁波シールドの取付け部分の
概略断面図である。

【図３】第１の実施例の電磁波シールドの取付け斜視図
である。

【図４】第１の実施例の作用を説明するための特性図で
ある。

【図５】第１の実施例の作用を説明するための特性図で
ある。

【図６】第２の実施例の電磁波シールドの取付け部分の
概略断面図である。

【図７】第２の実施例の電磁波シールドの取付け斜視図
である。

【図８】第３の実施例の電磁波シールドの取付け斜視図
である。

【符合の説明】

１ マグネトロン放電型ドライエッチング装置 ２ 被処理体（半導体ウエハ） ３ 処理室 ８ 圧力制御装置 ９ 開閉弁（バタフライバルブ） １０ 排気手段（真空ポンプ） １６ 交流電圧（高周波電源） ２５ 圧力検出手段 ２５ａ 検出口 ３１ 支持リング ３２ 導電性Ｏリング ３６ 電磁波シールド ４０ 装置コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性材料からなる容器内に設けられた
   電極に高周波電力を印加して被処理体の処理を行なう処
   理装置において、 上記容器の壁の孔部に設けられた圧力検出器と、 上記孔部に導電性部材よりなる多孔状または網状の電磁
   波シールド部材を設けたことを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 上記電磁波シールド部材と上記圧力検出
   器は導電性部材よりなる弾性封止部材を介して上記容器
   の壁の孔部に設けられたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の処理装置。