JPH06302588A - 高周波放電電極およびその発振方法ならびにそれを用いた半導体製造装置 - Google Patents

高周波放電電極およびその発振方法ならびにそれを用いた半導体製造装置

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JPH06302588A
JPH06302588A JP9024693A JP9024693A JPH06302588A JP H06302588 A JPH06302588 A JP H06302588A JP 9024693 A JP9024693 A JP 9024693A JP 9024693 A JP9024693 A JP 9024693A JP H06302588 A JPH06302588 A JP H06302588A
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JP
Japan
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electrodes
discharge electrode
electrode
discharge
film characteristics
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Withdrawn
Application number
JP9024693A
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English (en)
Inventor
Kazuo Ozawa
一夫 小澤
Kenji Kobayashi
健治 小林
Masayuki Ueda
正幸 上田
Yasuyuki Saito
靖之 斉藤
Kenzo Naito
健蔵 内藤
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各プロセス時のRF放電パターンの変化によ
ってプロセス終了後の膜特性の均一化および最適化を図
ることができるRF放電電極およびその発振方法ならび
にそれを用いた半導体製造装置を提供する。 【構成】 対向する電極を備えたRF放電電極であっ
て、対向する電極1,2がそれぞれ絶縁物3,4により
仕切られて同心円状に2つの分割電極1a,1b、2
a,2bに分割され、電極1,2の対向面にそれぞれ処
理対象物であるウェハ5,6が保持されて薄膜形成処理
が行われる構造となっている。そして、分割されたそれ
ぞれの電極1,2間の放電パターンが、電極1,2の組
合せ、組合せの順番、発振周波数および放電時間などの
膜特性の均一化を図るための要因が自由に変更されて調
整されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波(RF: Radio
Frequency)放電電極の発振技術に関し、特にプラズマ
CVD装置、RFエッチング装置などの半導体製造装置
において、プロセス終了後の膜特性の均一化および最適
化が可能とされるRF放電電極およびその発振方法なら
びにそれを用いた半導体製造装置に適用して有効な技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、半導体集積回路装置の製造工
程において、薄膜形成法のうちCVD技術にプラズマ化
学を導入したプラズマCVDと呼ばれる方法が採用さ
れ、特にデバイスの第二次パッシベーション用の窒化シ
リコン膜を低温で形成する装置としてプラズマCVD装
置が用いられている。
【0003】このプラズマCVD装置は、プラズマ発生
部、ガス導入部、真空排気系、電気・制御系などから構
成され、各プロセスでのウェハの膜特性の均一化を図る
ために、たとえばRFの電極面積、周波数、パワー、o
n/off・timeおよびガス流量などの適正化によ
り最適化を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、RF電極が1片であるために電
極面積が固定化され、また周波数なども1片の電極にお
いてそれぞれ変更するなど、RF放電パターンに大きな
変化が望めないという問題がある。
【0005】そこで、本発明の目的は、各プロセス時の
RF放電パターンの変化によってプロセス終了後の膜特
性の均一化および最適化を図ることができるRF放電電
極およびその発振方法ならびにそれを用いた半導体製造
装置を提供することにある。
【0006】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0008】すなわち、本発明のRF放電電極は、対向
する電極を備えたRF放電電極であって、対向する電極
のうち少なくとも一方を絶縁物により仕切り、2つ以上
に分割するものである。
【0009】この場合に、前記電極を同心円状に分割す
るようにしたものである。
【0010】また、本発明のRF放電電極の発振方法
は、前記分割された電極において、発振の順番、発振の
組合せ、発振周波数および放電時間のうち少なくとも1
つ以上を調整可能としたものである。
【0011】さらに、本発明の半導体製造装置は、前記
RF放電電極の発振方法を用い、半導体集積回路装置の
製造工程において、RFを用いて処理対象物に対して成
膜処理を行うものである。
【0012】
【作用】前記したRF放電電極によれば、電極が絶縁物
により2つ以上に分割されることにより、RF放電電極
の面積を簡便に変更することができる。たとえば、同心
円状に分割される場合には、処理対象物のサイズなどに
応じて適切な電極面積を設定することができる。これに
より、特に同心円状における膜特性ばらつきの調整を容
易に行うことができる。
【0013】また、前記したRF放電電極の発振方法に
よれば、発振の順番、発振の組合せ、発振周波数および
放電時間が調整可能とされることにより、膜特性の均一
化を図るための要因を自由に変更することができる。こ
れにより、RF放電パターンの多様化を図ることができ
る。
【0014】さらに、前記した半導体製造装置によれ
ば、RFを用いた半導体集積回路装置の成膜処理におい
て、プロセス終了後の処理対象物の膜特性の均一化およ
び最適化を図ることができる。
【0015】
【実施例1】図1は本発明の一実施例であるRF放電電
極を示す概略構成図、図2は本実施例のRF放電電極を
示す正面図、図3および図4は本実施例のRF放電電極
を用いた半導体製造装置の要部を示す概略構成図、図5
〜図8は本実施例において、膜特性に影響される要素変
更を実施する場合のプロセスフローを示す説明図であ
る。
【0016】まず、図1および図2により本実施例のR
F放電電極の構成を説明する。
【0017】本実施例のRF放電電極は、たとえば対向
する電極を備えたRF放電電極とされ、対向する電極
1,2がそれぞれ絶縁物3,4により仕切られて同心円
状に2つの分割電極1a,1b、2a,2bに分割さ
れ、電極1,2の対向面にそれぞれウェハ(処理対象
物)5,6が保持されて薄膜形成処理が行われる構造と
なっている。
【0018】そして、それぞれの対向する電極1,2の
間には、たとえば13.56MHzのRF電源7または5
0kHzのRF電源8による電圧が印加され、電極1,
2間においてRFの放電パターンが発生されるようにな
っている。
【0019】以上のような構成は、たとえば図3に示す
ようなプラズマCVD装置に用いられ、基本的には1組
の分割された電極1,2のN倍の電極構造9を備え、同
時にN倍のウェハの薄膜形成処理が可能となる。この場
合には、これらの電極構造9を分割した数だけ高周波電
源を取るための引出し10が増えることになる。
【0020】また、図4のような枚葉式平行平板型の電
極構造11のタイプは、CVD装置、エッチング装置に
使用され、たとえば上部はガスを出すための穴があいた
シャワー型の分割された電極11aになっており、電源
を取るための引出し(図示せず)は電極構造11の裏側
から取るような構造となっている。
【0021】次に、本実施例の作用について、電極1,
2の組合せの一例である表1と、図5および図6のプロ
セスフローに基づいて説明する。
【0022】
【表1】
【0023】通常は、表1のNo.1の組合せでプロセ
スを行うが、プロセス後の膜特性から中心部の特性が弱
いときは、通常のNo.1の組合せの他に、No.3,
5を組み合わせる。これにより、中心部のRF放電密度
が高くなり、中心部の特性を強くすることができる。
【0024】逆に、通常のNo.1の組合せで中心部の
特性が強いときは、No.1の組合せの他に、No.
2,4を組み合わせることで、周辺部のRF放電密度が
高くなり、相対的に中心部の特性を弱くすることができ
る。
【0025】この場合、実際のプロセスフローを従来例
と比較すると図5のようになり、中心部が弱いときはN
o.1、No.3、No.5の組合せによる処理を順に
繰り返す。一方、中心部が強いときには、No.1、N
o.2、No.4の組合せによる処理を順に繰り返すこ
とにより、ウェハ5,6の表面に均一な膜特性を得るこ
とができる。
【0026】さらに、電極1,2の組合せの他に、電極
1,2の組合せの順番を図6のように変えた場合には、
より一層プロセス後のウェハ5,6の膜特性の最適化を
図ることができる。
【0027】従って、本実施例のRF放電電極によれ
ば、対向する電極1,2を2つに分割し、それぞれの電
極1,2間の放電パターンを電極1,2の組合せおよび
組合せの順番の変更によって調整することにより、たと
えばCVD装置またはエッチング装置において、ウェハ
5,6の面内における膜特性を均一にし、かつウェハ
5,6の配設位置に影響されることなく、装置内のウェ
ハ5,6において最適な膜特性を得ることができる。
【0028】その上、電極1,2の組合せの順番を変え
ることの他に、たとえば図7のように放電時間の変更を
加えることで、さらにプロセス後の膜特性の最適化が実
施できる。さらに、プロセス後の膜特性の最適化を図る
ために、RF周波数の変更(図8)、ガス流量の変更な
ど、膜特性に影響される他の要素変更を加えることも可
能である。
【0029】
【実施例2】図9は本発明の他の実施例であるRF放電
電極を示す概略正面図、図10は本実施例のRF放電電
極を用いた半導体製造装置によるプロセスを示す説明
図、図11は本実施例におけるRF放電電極の変形例を
示す概略正面図である。
【0030】本実施例のRF放電電極は、実施例1と同
様に対向する電極を備えたRF放電電極とされ、実施例
1との相違点は、対向する電極1A,2Aがそれぞれ絶
縁物3,4により処理対象物のサイズ毎に仕切られて分
割されている点である。
【0031】すなわち、対向される電極1A,2Aが、
図9に示すように125mmφ、150mmφおよび2
00mmφの大きさに同心円状の分割電極1Aa〜1A
c、2Aa〜2Acに分割され、複数種類の処理対象物
に対応できるようになっている。
【0032】そして、たとえば図10に示すようなCV
D装置に用いた場合には、従来はウェハ(処理対象物)
6Aの載る部分と載らない部分に差が発生するため、ク
リーニング(エッチング)を実施した場合に電極2A上
の膜を完全に除去しようとすると、ウェハ6Aの載って
いる部分がオーバークリーニングになってしまい、電極
2Aの劣化およびプロセス時の膜特性の低下を引き起こ
すことになる(図10(b))。
【0033】そこで、本実施例においては、電極1A,
2Aをウェハサイズ毎に分割することによってウェハ6
Aの載る部分の放電を止めることが可能になり、これに
よって電極2Aの長寿命化を図ることができる(図10
(c))。
【0034】従って、本実施例のRF放電電極によれ
ば、電極1A,2Aを各ウェハサイズに分割することに
より、適切なサイズの電極面積を設定することができる
ので、同一装置において多品種のウェハ6Aのプロセス
処理が可能となる。
【0035】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例1および2に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0036】たとえば、本実施例のRF放電電極につい
ては、同心円状に2つまたはウェハサイズに対応して3
つに分割される場合について説明したが、本発明は前記
実施例に限定されるものではなく、図11に示すように
より多くの分割電極1Ba〜1Be、2Ba〜2Beに
分割する場合などについても広く適用可能である。
【0037】この場合には、実施例2のような同一装置
における多品種のウェハのプロセスをさらに細かく制御
することが可能となり、かつ実施例1と同様にウェハの
面内および配置位置に影響されるウェハ間においても、
より高精度な膜特性の均一化が可能となる。
【0038】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0039】(1).対向する電極のうち少なくとも一方を
絶縁物により仕切り、2つ以上に分割することにより、
RF放電電極の面積を簡便に変更し、適切な電極面積を
設定することができるので、膜特性ばらつきの調整を容
易に行うことが可能となる。
【0040】(2).電極を同心円状に分割することによ
り、処理対象物のサイズなどに応じて適切な電極面積を
設定することができるので、同一装置において多品種の
処理対象物のプロセス処理が可能となる。
【0041】(3).分割された電極において、発振の順
番、発振の組合せ、発振周波数および放電時間のうち少
なくとも1つ以上を調整可能とすることにより、膜特性
の均一化を図るための要因を自由に変更することができ
るので、RF放電パターンの多様化を図ることが可能と
なる。
【0042】(4).RF放電電極の発振方法を用い、半導
体集積回路装置の製造工程において、RFを用いて処理
対象物に対して成膜処理を行うことにより、プロセス終
了後の処理対象物の膜特性の均一化および最適化を図る
ことができる。
【0043】(5).特にCVD装置に適用した場合には、
処理対象物の載らない成膜された部分だけをクリーニン
グすることができるので、電極の長寿命化およびプロセ
ス間の再現性の向上が可能となる。
【0044】(6).前記(1) 〜(5) により、特にプラズマ
CVD装置、RFエッチング装置などの半導体製造装置
において、プロセス終了後の膜特性の均一化および最適
化が可能とされるRF放電電極およびその発振方法なら
びにそれを用いた半導体製造装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1であるRF放電電極を示す概
略構成図である。
【図2】実施例1のRF放電電極を示す正面図である。
【図3】実施例1のRF放電電極を用いた半導体製造装
置の要部を示す概略構成図である。
【図4】実施例1のRF放電電極を用いた半導体製造装
置の要部を示す概略構成図である。
【図5】実施例1において、膜特性に影響される要素変
更を実施する場合のプロセスフローを示す説明図であ
る。
【図6】実施例1において、膜特性に影響される要素変
更を実施する場合のプロセスフローを示す説明図であ
る。
【図7】実施例1において、膜特性に影響される要素変
更を実施する場合のプロセスフローを示す説明図であ
る。
【図8】実施例1において、膜特性に影響される要素変
更を実施する場合のプロセスフローを示す説明図であ
る。
【図9】本発明の実施例2であるRF放電電極を示す概
略正面図である。
【図10】実施例2のRF放電電極を用いた半導体製造
装置によるプロセスを示す説明図である。
【図11】実施例2におけるRF放電電極の変形例を示
す概略正面図である。
【符号の説明】
1,1A,1B 電極 1a,1b 分割電極 1Aa〜1Ac 分割電極 1Ba〜1Be 分割電極 2,2A,2B 電極 2a,2b 分割電極 2Aa〜2Ac 分割電極 2Ba〜2Be 分割電極 3,4 絶縁物 5,6 ウェハ(処理対象物) 6A ウェハ(処理対象物) 7,8 RF電源 9 電極構造 10 引出し 11 電極構造 11a 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 正幸 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 斉藤 靖之 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 内藤 健蔵 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向する電極を備えた高周波放電電極で
    あって、前記対向する電極のうち少なくとも一方を絶縁
    物により仕切り、2つ以上に分割することを特徴とする
    高周波放電電極。
  2. 【請求項2】 前記電極を、同心円状に分割することを
    特徴とする請求項1記載の高周波放電電極。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の高周波放電電極
    における分割された電極において、発振の順番、発振の
    組合せ、発振周波数および放電時間のうち少なくとも1
    つ以上を調整可能とすることを特徴とする高周波放電電
    極の発振方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の高周波放電電極の発振方
    法を用い、半導体集積回路装置の製造工程において、高
    周波を用いて処理対象物に対して成膜処理を行うことを
    特徴とする半導体製造装置。
JP9024693A 1993-04-16 1993-04-16 高周波放電電極およびその発振方法ならびにそれを用いた半導体製造装置 Withdrawn JPH06302588A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274099A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放電電極への給電方法、高周波プラズマ発生方法および半導体製造方法
JP2006307329A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Kyocera Corp プラズマ装置およびそれを用いた太陽電池素子の製造方法

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JP2001274099A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放電電極への給電方法、高周波プラズマ発生方法および半導体製造方法
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Effective date: 20000704