JPH07106095A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH07106095A JPH07106095A JP27314193A JP27314193A JPH07106095A JP H07106095 A JPH07106095 A JP H07106095A JP 27314193 A JP27314193 A JP 27314193A JP 27314193 A JP27314193 A JP 27314193A JP H07106095 A JPH07106095 A JP H07106095A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波アンテナに高周波電力を印加して得ら
れたプラズマにより例えば半導体ウエハにプラズマ処理
する装置において、装置の小型化及び簡素化を図るこ
と。 【構成】 導電性材質よりなる接地された気密なチャン
バ２内に、渦巻き状のコイルよりなる高周波アンテナ６
を設ける。このアンテナ６は、内面及び外面が耐食性材
料で被覆された管状体により構成され、外端に処理ガス
供給管７が接続されると共に、管状体にはコイルに沿っ
てガスの吹き出し穴７１が構成されている。高周波アン
テナから電波が発生してもチャンバ２がシールド体とな
っているので、外部に別途シールド体を設けなくて済
み、またアンテナ６とガス供給部を兼用しているので装
置の小型化、簡素化が図れる。
れたプラズマにより例えば半導体ウエハにプラズマ処理
する装置において、装置の小型化及び簡素化を図るこ
と。 【構成】 導電性材質よりなる接地された気密なチャン
バ２内に、渦巻き状のコイルよりなる高周波アンテナ６
を設ける。このアンテナ６は、内面及び外面が耐食性材
料で被覆された管状体により構成され、外端に処理ガス
供給管７が接続されると共に、管状体にはコイルに沿っ
てガスの吹き出し穴７１が構成されている。高周波アン
テナから電波が発生してもチャンバ２がシールド体とな
っているので、外部に別途シールド体を設けなくて済
み、またアンテナ６とガス供給部を兼用しているので装
置の小型化、簡素化が図れる。
Description
【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。
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハの処理工程において、例え
ばキャパシタや素子の分離、あるいはコンタクトホール
の形成などのためにドライエッチングが行われている。
このドライエッチングを行う従来装置の代表的なものと
して平行平板型プラズマ処理装置が知られている。
ばキャパシタや素子の分離、あるいはコンタクトホール
の形成などのためにドライエッチングが行われている。
このドライエッチングを行う従来装置の代表的なものと
して平行平板型プラズマ処理装置が知られている。
【０００３】図７は平行平板型プラズマ処理装置を示す
図であり、気密なチャンバ１内に、下部電極を兼用する
載置台１１が配設されると共に、載置台１１の上方にこ
れと対向してガス供給部を兼用する上部電極１２が配設
されている。１３は排気管である。
図であり、気密なチャンバ１内に、下部電極を兼用する
載置台１１が配設されると共に、載置台１１の上方にこ
れと対向してガス供給部を兼用する上部電極１２が配設
されている。１３は排気管である。
【０００４】このようなプラズマ処理装置においては、
先ず載置台１１上にウエハＷを載置し、ガス供給部１２
から処理ガスを導入すると共に、電極１１、１２間に高
周波電源部Ｅにより高周波電力を印加してプラズマを発
生させ、このプラズマ中の反応性イオンによりウエハＷ
のエッチングが行われる。
先ず載置台１１上にウエハＷを載置し、ガス供給部１２
から処理ガスを導入すると共に、電極１１、１２間に高
周波電源部Ｅにより高周波電力を印加してプラズマを発
生させ、このプラズマ中の反応性イオンによりウエハＷ
のエッチングが行われる。
【０００５】ところでデバイスのパターンの線幅が増々
微細化する傾向にあるが、上述の装置においてプラズマ
が発生しているときのチャンバ内の圧力が１００ｍＴｏ
ｒｒ〜１Ｔｏｒｒであり、このような高い圧力ではイオ
ンの平均自由工程が小さいので微細加工が困難である。
またウエハが大口径化しつつあるが、イオンの平均自由
工程が小さいと、広い面に亘ってプラズマ分布の高い均
一性を確保できないため、大口径のウエハに対して均一
な処理が困難であるという問題点もある。
微細化する傾向にあるが、上述の装置においてプラズマ
が発生しているときのチャンバ内の圧力が１００ｍＴｏ
ｒｒ〜１Ｔｏｒｒであり、このような高い圧力ではイオ
ンの平均自由工程が小さいので微細加工が困難である。
またウエハが大口径化しつつあるが、イオンの平均自由
工程が小さいと、広い面に亘ってプラズマ分布の高い均
一性を確保できないため、大口径のウエハに対して均一
な処理が困難であるという問題点もある。
【０００６】そこで最近において、欧州特許公開明細書
第３７９８２８号や特開平３−７９０２５号公報に記載
されているように、載置台１１に対向するチャンバ１の
上面を石英ガラスなどの絶縁材により構成すると共に、
この絶縁材の外側に平面状のコイルを固定し、このコイ
ルに高周波電流を流してチャンバ１内に電磁場を形成
し、この電磁場内に流れる電子を処理ガスの中性粒子に
衝突させてプラズマを生成する高周波誘導方式が検討さ
れつつある。
第３７９８２８号や特開平３−７９０２５号公報に記載
されているように、載置台１１に対向するチャンバ１の
上面を石英ガラスなどの絶縁材により構成すると共に、
この絶縁材の外側に平面状のコイルを固定し、このコイ
ルに高周波電流を流してチャンバ１内に電磁場を形成
し、この電磁場内に流れる電子を処理ガスの中性粒子に
衝突させてプラズマを生成する高周波誘導方式が検討さ
れつつある。
【０００７】この方式によれば、コイルの形状に従って
略同心円状の電界を誘導し、プラズマの閉じ込め効果が
あるので、従来の平行平板型プラズマ処理装置の場合に
比べて相当低い圧力でプラズマを発生させることがで
き、従って発生したプラズマ中のイオンの平均自由工程
が大きく、このためこのプラズマによるエッチング処理
は、微細加工に適している。そしてプラズマは高密度領
域から低密度領域へ拡散するが、イオンの平均自由工程
が大きいことからプラズマ密度分布は滑らかであり、ウ
エハ平面に並行な面におけるプラズマの均一性が高く、
大口径のウエハに対するプラズマ処理の面内均一性が向
上する。
略同心円状の電界を誘導し、プラズマの閉じ込め効果が
あるので、従来の平行平板型プラズマ処理装置の場合に
比べて相当低い圧力でプラズマを発生させることがで
き、従って発生したプラズマ中のイオンの平均自由工程
が大きく、このためこのプラズマによるエッチング処理
は、微細加工に適している。そしてプラズマは高密度領
域から低密度領域へ拡散するが、イオンの平均自由工程
が大きいことからプラズマ密度分布は滑らかであり、ウ
エハ平面に並行な面におけるプラズマの均一性が高く、
大口径のウエハに対するプラズマ処理の面内均一性が向
上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように高周波誘導
方式はパターンの線幅の微細化、ウエハの大口径化に適
したものとして注目されるものではあるが、実用化する
ためには種々の問題点がある。例えばその一つとして、
高周波アンテナがチャンバの外に設けられているため、
アンテナに大きな電力を印加すると周囲で電波障害を起
こすため、高周波アンテナをシールド体で覆わなければ
ならずこのため装置が大型化、複雑化するという問題が
ある。またチャンバの上面を石英で構成し、この上に高
周波アンテナを載置すると、石英の熱伝導度が小さいの
で電力印加時にアンテナに接している部分が局所的に加
熱され、このため石英に大きな熱応力が発生して割れが
生じ、チャンバの破裂事故につながるおそれもある。
方式はパターンの線幅の微細化、ウエハの大口径化に適
したものとして注目されるものではあるが、実用化する
ためには種々の問題点がある。例えばその一つとして、
高周波アンテナがチャンバの外に設けられているため、
アンテナに大きな電力を印加すると周囲で電波障害を起
こすため、高周波アンテナをシールド体で覆わなければ
ならずこのため装置が大型化、複雑化するという問題が
ある。またチャンバの上面を石英で構成し、この上に高
周波アンテナを載置すると、石英の熱伝導度が小さいの
で電力印加時にアンテナに接している部分が局所的に加
熱され、このため石英に大きな熱応力が発生して割れが
生じ、チャンバの破裂事故につながるおそれもある。
【０００９】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、コイルよりなる高周波アン
テナに高周波電力を印加して得られたプラズマにより被
処理体を処理する装置において装置の小型化を図ること
にある。
たものであり、その目的は、コイルよりなる高周波アン
テナに高周波電力を印加して得られたプラズマにより被
処理体を処理する装置において装置の小型化を図ること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気密
構造のチャンバ内に載置台を設け、前記チャンバ内に処
理ガスを導入してプラズマ化し、そのプラズマにより載
置台上の被処理体を処理するプラズマ処理装置におい
て、接地された導電性材質よりなるチャンバの中に前記
載置台に対向して設けられた平面状のコイルよりなる高
周波アンテナと、この高周波アンテナに高周波電力を印
加するための高周波電源部と、を備えてなることを特徴
とする。
構造のチャンバ内に載置台を設け、前記チャンバ内に処
理ガスを導入してプラズマ化し、そのプラズマにより載
置台上の被処理体を処理するプラズマ処理装置におい
て、接地された導電性材質よりなるチャンバの中に前記
載置台に対向して設けられた平面状のコイルよりなる高
周波アンテナと、この高周波アンテナに高周波電力を印
加するための高周波電源部と、を備えてなることを特徴
とする。
【００１１】請求項２の発明は、前記載置台に対向して
チャンバの中に設けられ、導電性の管状体により形成さ
れた平面状のコイルよりなる高周波アンテナと、この高
周波アンテナの管状体の内部空間に処理ガスを導入する
ガス導入手段と、前記高周波アンテナの管状体の内部空
間と管状体の外とを連通するように形成された処理ガス
流出口と、前記高周波アンテナに高周波電力を印加する
ための高周波電源部と、を備えてなることを特徴とす
る。
チャンバの中に設けられ、導電性の管状体により形成さ
れた平面状のコイルよりなる高周波アンテナと、この高
周波アンテナの管状体の内部空間に処理ガスを導入する
ガス導入手段と、前記高周波アンテナの管状体の内部空
間と管状体の外とを連通するように形成された処理ガス
流出口と、前記高周波アンテナに高周波電力を印加する
ための高周波電源部と、を備えてなることを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】請求項１の発明によれば、高周波アンテナをチ
ャンバ内に設けると共にチャンバを接地することによ
り、チャンバがシールド体の役割を果たすので高周波ア
ンテナに高周波電力を印加しても周囲に電波障害を起こ
すことがないし、またチャンバの外に高周波アンテナ及
びシールド体を設けなくてよいので装置が小型化、簡素
化する。
ャンバ内に設けると共にチャンバを接地することによ
り、チャンバがシールド体の役割を果たすので高周波ア
ンテナに高周波電力を印加しても周囲に電波障害を起こ
すことがないし、またチャンバの外に高周波アンテナ及
びシールド体を設けなくてよいので装置が小型化、簡素
化する。
【００１３】また請求項２の発明では、高周波アンテナ
を管状体により構成してこの管状体を処理ガスの供給部
として兼用しているので、装置が簡素化するし、またガ
スの供給口を被処理体の被処理面の投影面内に形成する
ことができ、このため処理ガスを被処理面に均一に供給
することができる。
を管状体により構成してこの管状体を処理ガスの供給部
として兼用しているので、装置が簡素化するし、またガ
スの供給口を被処理体の被処理面の投影面内に形成する
ことができ、このため処理ガスを被処理面に均一に供給
することができる。
【００１４】
【実施例】図１及び図２は本発明の実施例に係るプラズ
マ処理装置例えばエッチング装置の全体構成を示す断面
図、及び一部を破断した概略分解斜視図である。図中２
は、アルミニウムで構成されかつ接地された気密構造の
チャンバであり、このチャンバ２内の中央底部には、例
えばアルミニウムよりなる載置台３が配置されている。
マ処理装置例えばエッチング装置の全体構成を示す断面
図、及び一部を破断した概略分解斜視図である。図中２
は、アルミニウムで構成されかつ接地された気密構造の
チャンバであり、このチャンバ２内の中央底部には、例
えばアルミニウムよりなる載置台３が配置されている。
【００１５】前記載置台３は、上側部分である載置部３
１と、この載置部３１を支持する下側部分である支持部
３２とがボルト３３により分離可能に結合して構成され
ており、支持部３２とチャンバ２との間には絶縁体３４
が介装されている。前記載置部３１の上面には静電チャ
ックシート４がその上面を覆うように設けられている。
この静電チャックシート４は、例えば銅箔からなる静電
チャックシート用の電極である導電膜４１を例えばポリ
イミドフィルムからなる絶縁膜４２で両側から被覆して
構成され、導電膜４１は、チャンバ２の外部の直流電源
４３にスイッチ４４を介して電気的に接続されている。
１と、この載置部３１を支持する下側部分である支持部
３２とがボルト３３により分離可能に結合して構成され
ており、支持部３２とチャンバ２との間には絶縁体３４
が介装されている。前記載置部３１の上面には静電チャ
ックシート４がその上面を覆うように設けられている。
この静電チャックシート４は、例えば銅箔からなる静電
チャックシート用の電極である導電膜４１を例えばポリ
イミドフィルムからなる絶縁膜４２で両側から被覆して
構成され、導電膜４１は、チャンバ２の外部の直流電源
４３にスイッチ４４を介して電気的に接続されている。
【００１６】前記載置部３１には、上端が当該載置部３
１の上面に開口する複数のバックサイドガス（熱伝導用
のガス）のための孔部５１が形成されており、これら孔
部５１の下端は例えば通気室５２を介してバックサイド
ガス用のガス供給路５３に連通している。また前記静電
チャックシート４は各孔部５１に対応した位置に穴（図
示せず）が穿設され、孔部５１からのバックサイドガス
が静電チャックシート４の穴を通じてウエハＷの裏面に
吹き付けられるようになっている。前記ガス供給路５３
は、バタフライバルブなどの圧力調整器５４を介して図
示しない例えばＨｅガスなどのガス供給源に接続されて
いる。
１の上面に開口する複数のバックサイドガス（熱伝導用
のガス）のための孔部５１が形成されており、これら孔
部５１の下端は例えば通気室５２を介してバックサイド
ガス用のガス供給路５３に連通している。また前記静電
チャックシート４は各孔部５１に対応した位置に穴（図
示せず）が穿設され、孔部５１からのバックサイドガス
が静電チャックシート４の穴を通じてウエハＷの裏面に
吹き付けられるようになっている。前記ガス供給路５３
は、バタフライバルブなどの圧力調整器５４を介して図
示しない例えばＨｅガスなどのガス供給源に接続されて
いる。
【００１７】そして前記通気室５２にはバックサイドガ
スの圧力を検出する圧力検出部５５５の圧力検出値にも
とづいて、前記孔部５１からウエハＷの裏面へ向けて吹
き出すバックサイドガスの圧力が所定値例えば１０Ｔｏ
ｒｒになるように、圧力調整器５４例えばバタフライバ
ルブの開度を調整する機能を有している。
スの圧力を検出する圧力検出部５５５の圧力検出値にも
とづいて、前記孔部５１からウエハＷの裏面へ向けて吹
き出すバックサイドガスの圧力が所定値例えば１０Ｔｏ
ｒｒになるように、圧力調整器５４例えばバタフライバ
ルブの開度を調整する機能を有している。
【００１８】前記載置部３１の上には、ウエハＷを囲む
ような環状のフォーカスリング２１が配設される。この
フォーカスリング２１は、反応性イオンを引き寄せない
絶縁性の材質から構成され、反応性イオンを内側のウエ
ハＷに効果的に引き寄せる役割をもっている。
ような環状のフォーカスリング２１が配設される。この
フォーカスリング２１は、反応性イオンを引き寄せない
絶縁性の材質から構成され、反応性イオンを内側のウエ
ハＷに効果的に引き寄せる役割をもっている。
【００１９】前記支持部３２の内部には、載置台３を介
してウエハＷを冷却するために、冷却媒体を循環させる
冷媒溜３５が形成され、これには導入管３６Ａと排出管
３６Ｂとが設けられていて、導入管３６Ａを介して冷媒
溜３５内に供給された冷却媒体例えば液体窒素は排出管
３６Ｂを介して装置外部へ排出される。
してウエハＷを冷却するために、冷却媒体を循環させる
冷媒溜３５が形成され、これには導入管３６Ａと排出管
３６Ｂとが設けられていて、導入管３６Ａを介して冷媒
溜３５内に供給された冷却媒体例えば液体窒素は排出管
３６Ｂを介して装置外部へ排出される。
【００２０】前記チャンバ２内の上面付近には、載置台
２に対向するように平面状のコイル例えば渦巻きコイル
からなる高周波アンテナ６が絶縁材例えばフッ素樹脂よ
りなる固定部材２３（図２参照）によりチャンバ２に固
定して設けられている。この高周波アンテナ６は、導電
性材料例えばアルミニウムを材質とした管状体により構
成されており、その外周面及び内周面には、処理ガスに
よる腐食を防止するために耐食性材料例えば酸化アルミ
ニウムにより被覆されている。
２に対向するように平面状のコイル例えば渦巻きコイル
からなる高周波アンテナ６が絶縁材例えばフッ素樹脂よ
りなる固定部材２３（図２参照）によりチャンバ２に固
定して設けられている。この高周波アンテナ６は、導電
性材料例えばアルミニウムを材質とした管状体により構
成されており、その外周面及び内周面には、処理ガスに
よる腐食を防止するために耐食性材料例えば酸化アルミ
ニウムにより被覆されている。
【００２１】そして高周波アンテナ６の外端には、高周
波アンテナ６つまり管状体の内部空間に処理ガスを供給
するためにガス供給管７の一端が接続されており、この
ガス供給管７の他端側には図示しない処理ガス、エッチ
ング加工の場合には例えばＣＨＦ3 やＣＦ4 などの処理
ガスの供給源が接続されている。前記高周波アンテナ６
の下面には、図３に示すように管状体の内部空間と外部
（チャンバ２内の空間）とを連通する処理ガスの流出口
例えばガスの吹き出し穴７１がコイルに沿って形成され
ている。
波アンテナ６つまり管状体の内部空間に処理ガスを供給
するためにガス供給管７の一端が接続されており、この
ガス供給管７の他端側には図示しない処理ガス、エッチ
ング加工の場合には例えばＣＨＦ3 やＣＦ4 などの処理
ガスの供給源が接続されている。前記高周波アンテナ６
の下面には、図３に示すように管状体の内部空間と外部
（チャンバ２内の空間）とを連通する処理ガスの流出口
例えばガスの吹き出し穴７１がコイルに沿って形成され
ている。
【００２２】前記高周波アンテナ６の両端子（内側端子
及び外側端子）間には、プラズマ生成用の高周波電源部
６１よりマッチング回路６２を介して例えば１３．５６
ＭＨｚ、１ｋｗの高周波電圧が印加される。これにより
アンテナ６に高周波電流が流れ、後述するようにアンテ
ナ６直下の空間でプラズマが生成されることとなる。
及び外側端子）間には、プラズマ生成用の高周波電源部
６１よりマッチング回路６２を介して例えば１３．５６
ＭＨｚ、１ｋｗの高周波電圧が印加される。これにより
アンテナ６に高周波電流が流れ、後述するようにアンテ
ナ６直下の空間でプラズマが生成されることとなる。
【００２３】前記高周波アンテナ６の上面側には、この
高周波アンテナ６を冷却するための冷却手段例えば冷却
プレート８が設けられている。この冷却プレート８は例
えば冷媒管８１により内部に冷媒例えば冷却水が通流す
るように構成される。このように高周波アンテナ６を冷
却すれば、アンテナの材質とその外周面の耐食性材料と
の熱膨張率の差に起因する耐食性材料の剥離を抑制でき
る利点がある。
高周波アンテナ６を冷却するための冷却手段例えば冷却
プレート８が設けられている。この冷却プレート８は例
えば冷媒管８１により内部に冷媒例えば冷却水が通流す
るように構成される。このように高周波アンテナ６を冷
却すれば、アンテナの材質とその外周面の耐食性材料と
の熱膨張率の差に起因する耐食性材料の剥離を抑制でき
る利点がある。
【００２４】また前記載置台３とアースとの間には、当
該載置台３に、高周波アンテナ６に印加される高周波電
圧の周波数より低い周波数例えば４００ＫＨｚのバイア
ス電圧を与えるために、高周波電源部２２が接続されて
いる。そしてチャンバ２はアースに接続されており、こ
のため載置台３とチャンバ２との間に電界が形成され、
この結果チャンバ２内のプラズマ中の反応性イオンのウ
エハＷに対する垂直性が増すこととなる。
該載置台３に、高周波アンテナ６に印加される高周波電
圧の周波数より低い周波数例えば４００ＫＨｚのバイア
ス電圧を与えるために、高周波電源部２２が接続されて
いる。そしてチャンバ２はアースに接続されており、こ
のため載置台３とチャンバ２との間に電界が形成され、
この結果チャンバ２内のプラズマ中の反応性イオンのウ
エハＷに対する垂直性が増すこととなる。
【００２５】前記チャンバ２の底面には、複数の排気管
２４の一端がチャンバ２の周方向に等間隔な位置に接続
されている。図示の例では２本の排気管２４の一端がチ
ャンバ２の軸に対称に接続されている。そしてこれら排
気管２４の他端側は、図２に示すようにバタフライバル
ブなどの圧力調整器２５及び真空ポンプ２６が介装され
た共通の排気管２７に接続されている。またこの実施例
では排気系は、真空引き初期には緩やかに排気してパー
ティクルを巻き上げないように、またある程度真空引き
した後は急速に排気するように、チャンバ２内に設けら
れた圧力検出部２８よりの圧力検出値にもとづいて排気
コントローラ２９が圧力調整器２５を調整するように構
成されている。
２４の一端がチャンバ２の周方向に等間隔な位置に接続
されている。図示の例では２本の排気管２４の一端がチ
ャンバ２の軸に対称に接続されている。そしてこれら排
気管２４の他端側は、図２に示すようにバタフライバル
ブなどの圧力調整器２５及び真空ポンプ２６が介装され
た共通の排気管２７に接続されている。またこの実施例
では排気系は、真空引き初期には緩やかに排気してパー
ティクルを巻き上げないように、またある程度真空引き
した後は急速に排気するように、チャンバ２内に設けら
れた圧力検出部２８よりの圧力検出値にもとづいて排気
コントローラ２９が圧力調整器２５を調整するように構
成されている。
【００２６】次に上述実施例の作用について説明する。
先ず図示しない搬送アームにより被処理体例えばウエハ
Ｗをチャンバ２内に搬入して静電チャックシート４上に
載置する。そして真空ポンプ２６により排気管２４を介
して、所定の真空雰囲気に真空排気すると共に、ガス供
給管７より例えばＣＦ4 ガスなどのエッチングガスを高
周波アンテナ６の内部空間を介して吹き出し穴７１より
チャンバ２内に供給しながら排気管２４より真空排気し
てチャンバ２内を例えば数ｍＴｏｒｒ〜数１０ｍＴｏｒ
ｒの真空度に維持すると共に、高周波アンテナ６に高周
波電源部６１より高周波電圧を印加する。この高周波電
圧の印加により高周波アンテナ６に高周波電流が流れる
と、アンテナ導体の周りに交番磁界が発生し、その磁束
の多くはアンテナ中心部を縦方向に通って閉ループを形
成する。このような交番磁界によってアンテナ６の直下
で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、この
交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガスの
中性粒子に衝突することでガスが電離してプラズマが生
成される。こうして発生したプラズマ中の反応性イオン
によってウエハＷの表面がエッチングされる。
先ず図示しない搬送アームにより被処理体例えばウエハ
Ｗをチャンバ２内に搬入して静電チャックシート４上に
載置する。そして真空ポンプ２６により排気管２４を介
して、所定の真空雰囲気に真空排気すると共に、ガス供
給管７より例えばＣＦ4 ガスなどのエッチングガスを高
周波アンテナ６の内部空間を介して吹き出し穴７１より
チャンバ２内に供給しながら排気管２４より真空排気し
てチャンバ２内を例えば数ｍＴｏｒｒ〜数１０ｍＴｏｒ
ｒの真空度に維持すると共に、高周波アンテナ６に高周
波電源部６１より高周波電圧を印加する。この高周波電
圧の印加により高周波アンテナ６に高周波電流が流れる
と、アンテナ導体の周りに交番磁界が発生し、その磁束
の多くはアンテナ中心部を縦方向に通って閉ループを形
成する。このような交番磁界によってアンテナ６の直下
で概ね同心円状に円周方向の交番電界が誘起され、この
交番電界により円周方向に加速された電子が処理ガスの
中性粒子に衝突することでガスが電離してプラズマが生
成される。こうして発生したプラズマ中の反応性イオン
によってウエハＷの表面がエッチングされる。
【００２７】このように高周波アンテナ６に高周波電力
を印加すると周囲に電波が広がろうとするが、チャンバ
２がアルミニウム材で作られていて接地されているので
このチャンバ２によってシールドされ、従って装置の周
囲に対する電波障害のおそれがない。そして高周波アン
テナ６がチャンバ２の外に存在しない分だけ装置の小型
化を図れるが、特に有利な点は、仮に高周波アンテナ６
が外に設けられていて、シールド体をチャンバ２の外に
配置する場合、チャンバ２の外壁面に加工しなければな
らないが、チャンバ２をシールド体として用いれば、そ
のような加工が不要であるし、シールド体がチャンバ２
の外に配置されないので、装置の小型化、簡素化を図る
ことができる。
を印加すると周囲に電波が広がろうとするが、チャンバ
２がアルミニウム材で作られていて接地されているので
このチャンバ２によってシールドされ、従って装置の周
囲に対する電波障害のおそれがない。そして高周波アン
テナ６がチャンバ２の外に存在しない分だけ装置の小型
化を図れるが、特に有利な点は、仮に高周波アンテナ６
が外に設けられていて、シールド体をチャンバ２の外に
配置する場合、チャンバ２の外壁面に加工しなければな
らないが、チャンバ２をシールド体として用いれば、そ
のような加工が不要であるし、シールド体がチャンバ２
の外に配置されないので、装置の小型化、簡素化を図る
ことができる。
【００２８】また高周波アンテナが処理ガス導入部を兼
用しているので、高周波アンテナに対して別途例えばそ
の外周部に沿って処理ガス供給部を配設する場合に比べ
て構成が簡単であるし、コイルの周囲に沿って処理ガス
の吹き出し穴７１を形成することにより、これらが載置
台３上のウエハＷの投影面と重なり、しかもコイル状に
吹き出し穴７１が配列されるので、ウエハＷ表面への処
理ガスの供給を高い均一性をもって行うことができ、均
一なプラズマ処理を行うことができる。ただしガスの流
出口は、穴の代りにスリットであってもよい。更にまた
処理ガスの通流によって高周波アンテナ６が内部から冷
却されるので、その冷却効果により高周波アンテナ６の
内周面及び外周面に被着した耐食性材料の剥れを防止で
きる。
用しているので、高周波アンテナに対して別途例えばそ
の外周部に沿って処理ガス供給部を配設する場合に比べ
て構成が簡単であるし、コイルの周囲に沿って処理ガス
の吹き出し穴７１を形成することにより、これらが載置
台３上のウエハＷの投影面と重なり、しかもコイル状に
吹き出し穴７１が配列されるので、ウエハＷ表面への処
理ガスの供給を高い均一性をもって行うことができ、均
一なプラズマ処理を行うことができる。ただしガスの流
出口は、穴の代りにスリットであってもよい。更にまた
処理ガスの通流によって高周波アンテナ６が内部から冷
却されるので、その冷却効果により高周波アンテナ６の
内周面及び外周面に被着した耐食性材料の剥れを防止で
きる。
【００２９】ここで図４及び図５に本発明の他の実施例
を示す。図４の実施例では、円筒部７２ａの下面周縁に
環状突壁７２ｂが形成され、これらの内部空間が通気室
とされると共に、下端環状面に処理ガスの吹き出し穴７
３が多数周方向に沿って形成されて処理ガス供給部が構
成されている。この処理ガス供給部はガス混合室７４に
連通し、ガス混合室７４には複数のガス供給管７５（図
示の例では２本）が接続されている。そして環状突壁７
２ｂの内方側には、高周波アンテナ６が冷却プレート８
上に載置されて配設されている。このような構成では、
ガス混合室７４により複数種類の処理ガスが混合される
ので、ウエハＷ表面に対して均一な成分の処理ガスを供
給できる。また処理ガス供給部の材質としては、例えば
アルミナ系のセラミックやＳｉＣなどを好適なものとし
て用いることができる。前者の材質はハロゲンガスによ
り削られにくいものであるし、また後者の材質は、削ら
れたとしてもシリコン系の成分なのでウエハに対する悪
影響がない。
を示す。図４の実施例では、円筒部７２ａの下面周縁に
環状突壁７２ｂが形成され、これらの内部空間が通気室
とされると共に、下端環状面に処理ガスの吹き出し穴７
３が多数周方向に沿って形成されて処理ガス供給部が構
成されている。この処理ガス供給部はガス混合室７４に
連通し、ガス混合室７４には複数のガス供給管７５（図
示の例では２本）が接続されている。そして環状突壁７
２ｂの内方側には、高周波アンテナ６が冷却プレート８
上に載置されて配設されている。このような構成では、
ガス混合室７４により複数種類の処理ガスが混合される
ので、ウエハＷ表面に対して均一な成分の処理ガスを供
給できる。また処理ガス供給部の材質としては、例えば
アルミナ系のセラミックやＳｉＣなどを好適なものとし
て用いることができる。前者の材質はハロゲンガスによ
り削られにくいものであるし、また後者の材質は、削ら
れたとしてもシリコン系の成分なのでウエハに対する悪
影響がない。
【００３０】また図５の実施例では、処理ガス供給部
が、下面に多数のガス吹き出し穴７６を備えた円筒体７
７により構成されておりこの中に高周波アンテナ６が設
けられている。なお図４及び図５の例では、高周波アン
テナ６を冷却するための冷却プレ−ト８を示してある
が、これは必ずしも必要とされるものではない。そして
また高周波アンテナをチャンバ内に設けるにあたって
は、高周波アンテナを絶縁性でかつ耐食性材料の容器で
覆うようにしてもよいし、図６に示すようにチャンバの
上面付近の空間を例えばセラミックスよりなる仕切り板
９で仕切って、その上に高周波アンテナ６を載置するよ
うにしてもよい。
が、下面に多数のガス吹き出し穴７６を備えた円筒体７
７により構成されておりこの中に高周波アンテナ６が設
けられている。なお図４及び図５の例では、高周波アン
テナ６を冷却するための冷却プレ−ト８を示してある
が、これは必ずしも必要とされるものではない。そして
また高周波アンテナをチャンバ内に設けるにあたって
は、高周波アンテナを絶縁性でかつ耐食性材料の容器で
覆うようにしてもよいし、図６に示すようにチャンバの
上面付近の空間を例えばセラミックスよりなる仕切り板
９で仕切って、その上に高周波アンテナ６を載置するよ
うにしてもよい。
【００３１】以上においてプラズマ処理としてエッチン
グ処理の例を挙げて説明したが、本発明はプラズマＣＶ
Ｄ装置、プラズマアッシング装置、プラズマスパッタ装
置など他のプラズマ処理装置にも適用することができ、
また被処理体としては半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基
板などであってもよい。
グ処理の例を挙げて説明したが、本発明はプラズマＣＶ
Ｄ装置、プラズマアッシング装置、プラズマスパッタ装
置など他のプラズマ処理装置にも適用することができ、
また被処理体としては半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基
板などであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、高周波アンテ
ナをチャンバ内に設けると共にチャンバを接地すること
により、チャンバがシールド体の役割を果たすので高周
波アンテナに高周波電力を印加しても周囲に電波障害を
起こすことがないし、またチャンバの外に高周波アンテ
ナ及びシールド体を設けなくてよいので装置が小型化、
簡素化する。
ナをチャンバ内に設けると共にチャンバを接地すること
により、チャンバがシールド体の役割を果たすので高周
波アンテナに高周波電力を印加しても周囲に電波障害を
起こすことがないし、またチャンバの外に高周波アンテ
ナ及びシールド体を設けなくてよいので装置が小型化、
簡素化する。
【００３３】また請求項２の発明では、高周波アンテナ
を管状体により構成してこの管状体を処理ガスの供給部
として兼用しているので、装置が簡素化するし、またガ
スの供給口を被処理体の被処理面の投影面内に形成する
ことができ、このため処理ガスを被処理面に均一に供給
することができる。
を管状体により構成してこの管状体を処理ガスの供給部
として兼用しているので、装置が簡素化するし、またガ
スの供給口を被処理体の被処理面の投影面内に形成する
ことができ、このため処理ガスを被処理面に均一に供給
することができる。
【図１】本発明の実施例の全体構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例の全体構成の概略を示す概略分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図３】高周波アンテナを示す下面図である。
【図４】本発明の他の実施例の一部を示す断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の更に他の実施例の一部を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明の更にまた他の実施例の一部を示す断面
図である。
図である。
【図７】プラズマ処理装置の従来例を示す断面図であ
る。
る。
２ チャンバ ３ 載置台 ３５ 冷媒溜 ４ 静電チャックシート ５３ バックサイドガス供給管 ６ 高周波アンテナ ６１ 高周波電源部 ７ ガス供給管 ７１、７３ ガスの吹き出し穴 ７４ ガス混合室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 21/68 Ｒ Ｈ０１Ｑ 9/27
Claims (2)
- 【請求項１】 気密構造のチャンバ内に載置台を設け、
前記チャンバ内に処理ガスを導入してプラズマ化し、そ
のプラズマにより載置台上の被処理体を処理するプラズ
マ処理装置において、 接地された導電性材質よりなるチャンバの中に前記載置
台に対向して設けられた平面状のコイルよりなる高周波
アンテナと、 この高周波アンテナに高周波電力を印加するための高周
波電源部と、 を備えてなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 載置台に対向してチャンバの中に設けら
れ、導電性の管状体により形成された平面状のコイルよ
りなる高周波アンテナと、 前記高周波アンテナの管状体の内部空間に処理ガスを導
入するガス導入手段と、 前記高周波アンテナの管状体の内部空間と管状体の外と
を連通するように形成された処理ガス流出口と、 前記高周波アンテナに高周波電力を印加するための高周
波電源部と、 を備えてなることを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27314193A JP3165941B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | プラズマ処理装置及びその方法 |
| TW083109098A TW273067B (ja) | 1993-10-04 | 1994-10-01 | |
| KR1019940025301A KR100270207B1 (ko) | 1993-10-04 | 1994-10-04 | 플라즈마 처리장치 |
| US08/317,752 US5683537A (en) | 1993-10-04 | 1994-10-04 | Plasma processing apparatus |
| US08/892,163 US6024827A (en) | 1993-10-04 | 1997-07-14 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27314193A JP3165941B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | プラズマ処理装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106095A true JPH07106095A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3165941B2 JP3165941B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=17523695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27314193A Expired - Lifetime JP3165941B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | プラズマ処理装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165941B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0759632A1 (en) * | 1995-08-17 | 1997-02-26 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| JPH10241897A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-09-11 | Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH11126699A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Tokyo Electron Yamanashi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH11269643A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Toshiba Corp | 成膜装置およびそれを用いた成膜方法 |
| US6077402A (en) * | 1997-05-16 | 2000-06-20 | Applied Materials, Inc. | Central coil design for ionized metal plasma deposition |
| US6254746B1 (en) | 1996-05-09 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Recessed coil for generating a plasma |
| US6850012B2 (en) | 2001-09-11 | 2005-02-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| JP2008277773A (ja) * | 2007-03-21 | 2008-11-13 | Applied Materials Inc | ガス流拡散器 |
| JP2009218592A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Ngk Insulators Ltd | 静電チャック |
| US7744721B2 (en) | 2004-04-13 | 2010-06-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| WO2011108049A1 (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-09 | シャープ株式会社 | プラズマ生成装置 |
| JP2013506301A (ja) * | 2009-09-28 | 2013-02-21 | ラム リサーチ コーポレーション | 一体化閉じ込めリング装置およびその方法 |
| JP2018073809A (ja) * | 2016-10-04 | 2018-05-10 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | フロースルー源を有するチャンバ |
| JP2018098094A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP27314193A patent/JP3165941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
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|---|---|---|---|---|
| EP0759632A1 (en) * | 1995-08-17 | 1997-02-26 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
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| JPH11126699A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Tokyo Electron Yamanashi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH11269643A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Toshiba Corp | 成膜装置およびそれを用いた成膜方法 |
| US6850012B2 (en) | 2001-09-11 | 2005-02-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| US8231759B2 (en) | 2004-04-13 | 2012-07-31 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| US7744721B2 (en) | 2004-04-13 | 2010-06-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
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| TWI401367B (zh) * | 2007-03-21 | 2013-07-11 | Applied Materials Inc | 氣流擴散器 |
| JP2009218592A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Ngk Insulators Ltd | 静電チャック |
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| US10825663B2 (en) | 2016-12-15 | 2020-11-03 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US11450515B2 (en) | 2016-12-15 | 2022-09-20 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3165941B2 (ja) | 2001-05-14 |
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