JPH0637044A

JPH0637044A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH0637044A
Application number: JP18553892A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takayama; 雅弘高山; Yasuo Sato; 康男佐藤
Original assignee: PLASMA SYST KK; PLASMA SYSTEM
Current assignee: PLASMA SYST KK; PLASMA SYSTEM
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】アッシング処理やエッチング処理等を行うに
際して被処理物の大量同時処理を可能にし、かつ複数の
被処理物の温度を均一にすることのできるプラズマ処理
装置を提供する。【構成】真空容器Ａと、この真空容器Ａ内に上下方向
に間隔をおいて多段に配置されたワーク保持プレート４
…と、これらのワーク保持プレート４…に近接して立設
された棒状の熱源２，２と、該熱源２，２の発熱温度を
制御する制御部１７とを具備してなり、前記熱源２，２
は上下方向に間隔をおいて分断された複数の熱源部２ａ
…から構成され、前記制御部１７は各熱源部２ａ…を各
別に制御するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、エレクトロ
ニクス産業の半導体製造工程において、ウエハー等の被
処理物上のレジスト膜をプラズマ雰囲気で、酸化させて
取り除く作業やシリコン基板のエッチング等に用いるプ
ラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体の製造工程において、ウ
エハー上のレジスト膜をアッシング処理により取り除く
ためには、真空容器のなかでプラズマ放電を行わせて当
該処理を行う。このような処理を行うプラズマ処理装置
としては、真空容器の内部にウエハーを載置し、該真空
容器の外側に加熱用ヒーターが配設された装置が知られ
ている。このような装置では、前記ステージ上に載置し
たウエハーを真空容器の外部から加熱してアッシング処
理を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空容
器内にワークを載置するワーク保持プレートを複数設け
た場合、真空容器内部は、その上部が下部より高温とな
りやすく、ワークを同じ温度にするのが困難であるとい
う問題がある。

【０００４】この発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、アッシング処理やエッチ
ング処理等を行うに際して被処理物の大量同時処理を可
能にし、かつ複数の被処理物の温度を均一にすることの
できるプラズマ処理装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載のプラズマ処理装置では、真空容器と、この真空容
器内に上下方向に間隔をおいて多段に配置されたワーク
保持プレートと、これらのワーク保持プレートに近接し
て立設された棒状の熱源と、該熱源の発熱温度を制御す
る制御部とを具備してなり、前記熱源は上下方向に間隔
をおいて分断された複数の熱源部から構成され、前記制
御部は各熱源部を各別に制御するよう構成されているこ
とを前記課題の解決手段とした。また、請求項２記載の
プラズマ処理装置では、真空容器と、この真空容器内に
上下方向に間隔をおいて多段に配置されたワーク保持プ
レートと、これらのワーク保持プレートにそれぞれ設け
られた熱源と、これら熱源の発熱温度を各別に制御する
制御部とを具備することを前記課題の解決手段とした。

【０００６】

【作用】請求項１に係る発明では、複数の熱源部が上下
方向に並設され、それぞれの発熱温度を制御する制御部
が具備されているので、真空容器内の上部から下部にわ
たって同じ温度とすることができる。請求項２に係る発
明では、多段に配置されたワーク保持プレートにそれぞ
れ熱源が設けられ、これらの熱源を各別に制御する制御
部が具備されているので、それぞれのワーク保持プレー
トを各別に加熱することができ、ワーク温度をそれぞれ
適した温度とすることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の請求項１記載のプラズマ処理
装置を実施例によって詳しく説明する。図１ないし図３
は本発明のプラズマ処理装置の一実施例を示す図であ
り、これらの図において符号１はプラズマ処理装置であ
る。このプラズマ処理装置１は、ウエハーＷ…上のレジ
スト膜を取り除くためのもので、図１に示すように、熱
源２，２と、これらの熱源２，２を覆うヒーター柱３，
３と、これらヒーター柱３，３間のワーク保持プレート
（以下、プレートと略称する）４…と、プレート４…を
固定するための押さえ板５…（図２参照）と、排気管６
と、ガス導入管７と、内部電極８とが真空容器Ａ内に備
えられ、真空容器Ａの外側に外部電極９が取り付けられ
たものである。

【０００８】真空容器Ａは、石英からなる円筒形の本体
１１と、この本体１１の上下の開口部を塞ぐセラミック
ス製の上蓋１２および底蓋１３とから構成されたもので
ある。底蓋１３には孔１３ａ，１３ａが穿設されてい
る。これらの孔１３ａ，１３ａにはそれぞれ、内部に熱
源２，２を設けたヒーター柱３，３が嵌合されている。

【０００９】熱源２，２は、上下方向に分断されてお
り、上下に並設された棒状のヒーター２ａ（熱源部）か
らなるものである。ヒーター２ａ…にはそれぞれリード
線２ｂ…が接続されており、リード線２ｂ…は真空容器
Ａの下方に延在している。真空容器Ａのこれらのヒータ
ー２ａ…の周囲は、ヒーター柱３，３に覆われている。

【００１０】ヒーター柱３，３は、図２に示すようにヒ
ーター２ａ…およびリード線２ｂ…が挿入された内側柱
３１，３１と、これらの内側柱３１，３１が挿入された
外側柱３２，３２とからなるものである。外側柱３２
は、その下端部が前記底蓋１３の孔１３ａに嵌合したも
のである。外側柱３２と底蓋１３との接合は、真空容器
Ａ内の気密が保たれるようになっており、例えば図３に
示すようにＯリング３ｂが用いられる。Ｏリング３ｂを
用いた場合の接合は、外側柱３２の下端のつば部３ｃ上
にＯリング３ｂが配置され、前記つば部３ｃと底蓋１３
とがボルト３ｄ，３ｄによって固定されたものである。
この外側柱３２は、内側柱３１内のヒーター２ａ，２ａ
からの熱を伝えるもので、熱伝導率の高い例えばアルミ
ニウムからなるものである。外側柱３２に挿入された内
側柱３１は、図１に示すように上部内側柱３１ａと下部
内側柱３１ｂとが上下方向に隣接して配設されたもので
ある。上部内側柱３１ａは、上下方向の中空部にヒータ
ー２ａが収められたもので、下端部にリード線２ｂを通
すための切り欠きが形成されている。下部内側柱３１ｂ
は、上部内側柱３１ａと同様に上下方向の中空部にヒー
ター２ａが収められたもので、前記切り欠きから延びる
リード線２ｂが通された中空部が形成されているもので
ある。

【００１１】前記外側柱３２，３２には、図３に示すよ
うに高さ方向に一定の間隔をおいて複数の溝１４…が設
けられるとともに、ボルト用の穴１５…が形成されてい
る。ボルト用の穴１５…は、外側柱３２，３２の互いに
対向している面に対して側方の面の上下二箇所に形成さ
れている。前記溝１４…は、プレート４…の端部を係止
するもので、外側柱３２，３２の互いに対向した面の同
じ高さに形成されたものである。

【００１２】プレート４…は、図２および図３に示すよ
うに、ウエハーＷ…を載置するためのもので、前記外側
柱３２，３２に水平に取付けるものである。プレート４
は、円盤状で、相対する端部に係止部４ａ，４ａが突出
した状態に形成されており、熱伝導率の高い例えばアル
ミニウムからなるものである。プレート４は、前記溝１
４の上下方向の幅とほぼ同じ厚みのもので、その中央円
形部分が処理対象のウエハーＷ…よりやや大きく形成さ
れたものである。また、係止部４ａ，４ａの側方端面間
の距離が、前記対向する溝１４，１４の奥面間の距離に
比べてやや短く形成されている。かくして、該プレート
４は、熱膨張した場合、水平方向の相対移動が許される
ように設定されている。このようなプレート４…は、前
記外側柱３２，３２の溝１４…に係止されており、抑さ
え板５…により前記係止部４ａ…が溝１４…に固定され
ている。

【００１３】抑さえ板５…は、図２に示すように前記溝
１４…の端部を塞ぐためのもので、前記外側柱３２，３
２に沿って上下方向に取付けられるものである。これら
の抑さえ板５…には、前記外側柱３２，３２のボルト用
の穴１５…と対応する位置にボルト用の孔５ａ…が形成
されており、ボルト１６…によって押さえ板５…が外側
柱３２，３２に固定される構造である。

【００１４】また、真空容器Ａ内には、図１に示すよう
に真空容器Ａの外部から上蓋２を貫通して排気管６とガ
ス導入管７とが取り付けられている。排気管６とガス導
入管７とは、真空容器Ａ内を負圧とするもので、気密状
態が保たれるように上蓋２に固定されている。さらに、
真空容器Ａ内には、真空容器本体１１と同心円状に内部
電極８が配設されており、この内部電極８に対応する外
部電極９が真空容器Ａ外面に沿って配設されている。内
部電極８と外部電極９とは、これらの電極間に放電を行
うもので、この放電によりプラズマを発生させるもので
ある。

【００１５】また、真空容器Ａの外部には制御装置１７
が備えられ、この制御装置１７にはリード線２ｂ…の一
端が接続されている。この制御装置１７は、真空容器Ａ
内に複数配設されたセンサ（図示略）からの信号が送ら
れ、この信号によりヒーター２ａ…温度を変えるもので
ある。かくして、この制御装置１７の働きにより、真空
容器Ａ内に上下方向の温度差が生じないようになってい
る。

【００１６】次に、このような構成からなるプラズマ処
理装置１の使用方法について説明する。まず、下段から
順次、各プレート４…上にウエハーＷ…を載置する。そ
して、真空容器Ａを気密状態とし、排気管６とガス導入
管７を作動させ、真空容器Ａ内を負圧にする。そして、
制御装置１７を作動させリード線２ｂ…を介してヒータ
ー２ａ…に通電し加熱する。そして十分な圧力状態とな
った後に、内部電極８と外部電極９とに電圧をかけ放電
を行わせて真空容器Ａ内部にプラズマを発生させる。

【００１７】かくして、上述のようなプラズマ処理装置
１によれば、真空容器内の上部から下部にわたって同じ
温度とすることができ、ウエハーＷ…を同一温度のもと
で同時に処理することができる。また、外側柱３２，３
２およびプレート４…が熱伝導率の高いものであるの
で、ヒーター２ａ…の熱が効率よくウエハーＷ…に伝わ
る。また、アッシング処理開始前には外側柱３２の溝１
４の奥面とプレート４の係止部４ａの端面とが間隔をお
いて配設されるので、アッシング処理中にプレート４が
熱膨張すると前記間隔が狭くなり、プレート４が柱３の
溝１４の奥面を押圧せず、柱３およびプレート４にひず
みが生じない。また、ヒーター２ａが柱３内に設置され
ているので、従来のヒーターが真空容器外に設置された
装置に比べて、小型である。また、プレート４…を固定
するのに押さえ板５…を介して全プレート４…を一括し
て固定しているので、熱サイクルによるボルト１６…の
ゆるみおよびプレート４…の歪みが生じず、また、プレ
ート４…をそれぞれ固定するのに比べ手間がかからず短
時間に固定作業を行うことができる。

【００１８】図４および図５は、本発明の請求項２記載
のプラズマ処理装置の一実施例を示す図であり、符号４
１はプラズマ処理装置である。このプラズマ処理装置４
１は、上述のプラズマ処理装置１と同様にウエハーＷ…
上のレジスト膜を取り除くためのもので、図４に示すよ
うに、柱４２と、柱４２に取り付けられた支え部４３…
と、これら支え部４３…上に取り付けられたプレート４
４…と、排気管４６と、ガス導入管４７と、内部電極４
８とが真空容器Ｂ内に備えられ、真空容器Ｂの外側に外
部電極４９が取り付けられたものである。

【００１９】真空容器Ｂは、石英からなる円筒形の本体
５１と、この本体５１の上下の開口部を塞ぐセラミック
ス製の上蓋５２および底蓋５３とから構成されたもので
ある。底蓋５３には孔５３ａが穿設されており、この孔
５３ａには、柱４２が嵌合されている。

【００２０】柱４２は、上述の実施例と同様に、真空容
器Ｂ内の気密が保たれるように底蓋５３に取り付けられ
ている。この柱４２の内部には、図５に示すように上下
方向に沿って中空部４２ａが形成されるとともに、この
中空部４２ａに連通する複数の水平方向の孔４２ｂが上
下方向に一定の間隔をおいて設けられている。前記中空
部４２ａは柱４２の下端に開口しており、各孔４２ｂは
柱４２の一側方にそれぞれ開口している。そして、各孔
４２ｂの開口位置に支え部４３…が水平方向に取り付け
られている。

【００２１】各支え部４３…は、図４に示すように上下
方向に間隔をおいて柱４２に取り付けられることにな
り、図５に示すようにプレート４４を支持するものであ
る。そして、その内部に柱４２の孔４２ｂと連通する中
空部４３ａが形成され、真空容器Ｂ内の気密が保たれる
ように柱４２に取り付けられている。中空部４３ａは、
柱４２側端部から水平方向に伸び上方へと屈曲し、支え
部４３の上面に開口している。

【００２２】プレート４４…は、ウエハーＷ…を載置す
るためのもので、図４に示すように真空容器本体５１の
中心位置に配置されて、各支え部４３に一枚ずつ取り付
けられるものである。プレート４４は、円盤状のもの
で、熱伝導率の高い例えばアルミニウムからなるもので
ある。このプレート４４は、水平方向に中空部４４ａが
形成されており、この中空部４４ａにはヒーター４５と
熱電対５４とが配設されている。この中空部４４ａは、
柱４２側の端部が下方に延在し、前記支え部４３の中空
部４３ａと連通しており、図５に示すように真空容器Ｂ
内の気密が保たれるようにＯリング４３ｂによってシー
ルされている。ヒーター４５と熱電対５４のリード線４
５ａ，５４ａは、プレート４４の中空部４４ａから支え
部４３の中空部４３ａに通され、そして柱４２の孔４２
ｂおよび中空部４２ａを通されて真空容器Ｂの外部へと
引き出され、制御装置５５に接続されている。この制御
装置５５は、熱電対５４からの信号によりヒーター４５
の温度を変えるものである。

【００２３】また、真空容器Ｂ内には、図４に示すよう
に真空容器Ｂの外部から上蓋５２を貫通して排気管４６
とガス導入管４７とが取り付けられている。排気管４６
とガス導入管４７とは、真空容器Ｂ内を負圧とするもの
で、気密状態が保たれるように上蓋５２に固定されてい
る。さらに、真空容器Ｂ内には、真空容器本体５１と同
心円状に内部電極４８が配設されており、この内部電極
４８に対応する外部電極４９が真空容器Ｂ外面に沿って
配設されている。内部電極４８と外部電極４９とは、こ
れらの電極間に放電を行うもので、この放電によりプラ
ズマを発生させるものである。

【００２４】次に、このような構成からなるプラズマ処
理装置４１の使用方法について説明する。各プレート４
４上にウエハーＷを一枚ずつ載置して、真空容器Ｂを気
密状態とし、排気管４６とガス導入管４７を作動させ、
真空容器Ｂ内を負圧にする。そして、リード線４５ａ…
を介してヒーター４５…に通電し加熱する。そして十分
な圧力状態となった後に、内部電極４８と外部電極４９
とに電圧をかけ放電を行わせて真空容器Ｂ内部にプラズ
マを発生させる。

【００２５】このようなプラズマ処理装置４１によれ
ば、熱電対５４によってプレート４４の温度を検知し、
制御部５５によってヒーター４５の温度を制御するの
で、各プレート４４を所定温度とし、ウエハーＷ…を同
一温度のもとで同時に処理することができる。また、プ
レート４４毎に加熱するのでウエハーＷの処理枚数が変
わった場合にも合理的に対応でき、またプレート４…が
熱伝導率の高いものであるので、ヒーター２ａ…の熱が
効率よくウエハーＷ…に伝わる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載のプラ
ズマ処理装置は、複数の熱源部が上下方向に並設され、
それぞれの熱源部の発熱温度を制御する制御部が具備さ
れているので、真空容器内の上部から下部にわたって同
じ温度とすることができ、複数の被処理物を同一温度の
もとで同時に処理することができる。また、熱源がワー
ク保持プレートに近接して設けられているので、熱源か
らの熱が各プレート上の被処理物に効率よく伝達され、
加熱効率がよい。

【００２７】また、請求項２記載のプラズマ処理装置
は、多段に配置されたワーク保持プレートにそれぞれ熱
源が設けられ、これらの熱源を各別に制御する制御部が
具備されているので、それぞれのワーク保持プレートを
各別に加熱することができ、それぞれのワーク保持プレ
ートに載置されたワークの温度を所定温度とすることが
できる。また、ワークを載置するワーク保持プレートに
熱源が設けられているので、処理枚数が変わった場合に
も、加熱効率がとてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施例を示す断
面図である。

【図２】図１に示したプラズマ処理装置のプレートの平
面図である。

【図３】図１に示したプラズマ処理装置の要部の一部を
断面視した正面図である。

【図４】本発明のプラズマ処理装置の他の実施例を示す
断面図である。

【図５】図４に示したプラズマ処理装置の要部正面図で
ある。

【符号の説明】

１，４１プラズマ処理装置２熱源２ａ熱源部（ヒーター）４，４４ワーク保持プレート４５熱源１７，５５制御部Ａ，Ｂ真空容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器と、この真空容器内に上下方向
に間隔をおいて多段に配置されたワーク保持プレート
と、これらのワーク保持プレートに近接して立設された
棒状の熱源と、該熱源の発熱温度を制御する制御部とを
具備してなり、前記熱源は上下方向に間隔をおいて分断
された複数の熱源部から構成され、前記制御部は各熱源
部を各別に制御するよう構成されていることを特徴とす
るプラズマ処理装置。
【請求項２】真空容器と、この真空容器内に上下方向
に間隔をおいて多段に配置されたワーク保持プレート
と、これらのワーク保持プレートにそれぞれ設けられた
熱源と、これら熱源の発熱温度を各別に制御する制御部
とを具備することを特徴とするプラズマ処理装置。