JPH07106307A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

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JPH07106307A
JPH07106307A JP25165093A JP25165093A JPH07106307A JP H07106307 A JPH07106307 A JP H07106307A JP 25165093 A JP25165093 A JP 25165093A JP 25165093 A JP25165093 A JP 25165093A JP H07106307 A JPH07106307 A JP H07106307A
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JP
Japan
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plasma
dust collecting
foreign matter
collecting electrode
processing container
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JP25165093A
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English (en)
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Tomoaki Ishida
智章 石田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、処理容器内で発生する微小な異
物を有効に除去し、被処置基板上への異物の付着を抑え
て、歩留まりを向上できるプラズマ処理装置およびプラ
ズマ処理方法を得ることを目的とする。 【構成】 処理容器1内には、高周波電圧が印加されて
プラズマを発生させる一対の平板高周波電極2、3に加
えて、集塵電極11が配設されている。そこで、一対の
平板高周波電極2、3に高周波電源6を介して高周波電
圧を印加し、電極間に反応性ガスのプラズマを形成させ
て、被処理基板8をエッチングする。その後、プラズマ
を消滅させ、直流電源12を介して集塵電極11に直流
電圧を印加する。そして、集塵電極11は正の電位に保
持され、処理容器1内に浮遊している微小な異物が集塵
電極11に静電気的に引き寄せられて捕捉される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体装置の
製造工程のエッチング工程等に用いられるプラズマ処理
装置およびプラズマ処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の製造工程のエッチン
グ工程では、サブミクロン領域の微細な配線パターンの
形成が行われている。そして、このようなエッチング処
理には、反応性ガスのプラズマを用いたプラズマエッチ
ングやリアクティブイオンエッチング(以下、RIEと
略記する)のプラズマ処理装置が現在広く利用されてい
る。
【0003】図4は従来のRIE装置の一例を示す側断
面図であり、図において1は処理容器であり、この処理
容器1内には一対の平板高周波電極2、3が互いに対向
して配設されている。4は処理容器1の下部に設けられ
た排気口、5は処理容器1の上部に設けられたガス導入
口、6は高周波電源であり、この高周波電源6の一方の
出力が上方に設けられた平板高周波電極2に直接接続さ
れ、他方の出力が下方に設けられた平板高周波電極3に
コンデンサ7を介して接続されている。8は平板高周波
電極3上に載置されるウエハ等の被処理基板、9は一対
の平板高周波電極2、3間に形成されるプラズマ領域、
10はプラズマ領域9と平板高周波電極3との間に発生
するシース領域である。
【0004】つぎに、上記従来のRIE装置の動作につ
いて説明する。まず、平板高周波電極3上に被処理基板
8を載置し、真空ポンプ等の排気手段(図示せず)によ
り処理容器1内を所定の真空度まで排気口4を介して排
気する。そして、ガス導入口5からCF4等の反応性ガ
スを処理容器1内に導入しつつ排気手段による排気量を
調整して、処理容器1内を所定の圧力に維持する。つい
で、高周波電源6をONして平板高周波電極2、3間に
高周波電圧を印加する。これによって平板高周波電極
2、3間に反応性ガスのプラズマが発生し、処理容器1
内にプラズマ領域9が形成される。そして、プラズマ中
では、発生する反応性ガスのイオン(正イオン:C
3 +)よりも電子の方が移動度が大きいことに起因し
て、平板高周波電極3が負の電位に帯電する。すると、
プラズマ領域9と平板高周波電極3との間に、シース領
域10と呼ばれる強い電界領域が発生する。そこで、プ
ラズマ領域9で発生した反応性ガスのイオンは、シース
領域10中の電界で加速されて平板高周波電極3上に載
置された被処理基板8の表面に垂直に入射する。そし
て、被処理基板8表面と衝突後、エッチングのプロセス
は主として化学反応により進行する。このように入射す
る反応性ガスのイオンの方向性によって一定方向に反応
が進むため、アンダーカットの少ない異方性エッチング
が可能となる。この時、被処理基板8上にあらかじめフ
ォトレジストパターンを形成しておくことにより、被処
理基板8上に半導体装置を形成するに必要なサブミクロ
ン領域の微細な配線パターン等が作製される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置を歩留まり
よく製造するには、エッチング工程において配線パター
ン等を欠陥なく作製することが重要となる。この欠陥
は、エッチング処理中およびエッチング処理後に微小な
異物が被処理基板8表面に付着することに起因するもの
である。この異物の発生原因として最も重大であるの
は、エッチング反応により生成される反応生成物が処理
容器1内に付着してデポジション膜となり、このデポジ
ション膜が剥離することにより発生するものである。そ
こで、プラズマ処理工程において被処理基板8上への微
小な異物の付着を抑えることが、今日大きな技術課題と
なっている。
【0006】従来のプラズマ処理装置は以上のように構
成されているので、処理容器1内で発生する微小な異物
を有効に除去する手段を有しておらず、被処理基板8上
への微小な異物の付着が避けられず、作製された半導体
装置の歩留まりを低下させてしまうという課題があっ
た。
【0007】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、処理容器内で発生する微小な異
物を有効に除去し、被処理基板上への異物の付着を抑え
て、作製される半導体装置の歩留まりを向上できるプラ
ズマ処理装置およびプラズマ処理方法を得ることを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
係るプラズマ処理装置は、処理容器内に配設された集塵
電極と、集塵電極に直流電圧を印加する直流電源とを備
えたものである。
【0009】また、この発明の第2の発明に係るプラズ
マ処理方法は、処理容器内にプラズマを発生させてこの
処理容器内に配置された被処理基板をプラズマ処理し、
ついでプラズマを消滅させ、その後処理容器内に配設さ
れた集塵電極を正の電位に保持させて、処理容器内に浮
遊する微小な異物を集塵電極に吸引捕捉するようにした
ものである。
【0010】
【作用】この発明の第1および第2の発明においては、
処理容器内でプラズマを発生させた際に、処理容器の内
壁面に付着しているデポジション膜が剥離して微小な異
物が発生する。そして、この微小な異物はプラズマ中で
負に帯電される。そこで、被処理基板をプラズマ処理
し、プラズマを消滅させた後、直流電源により集塵電極
に直流電圧を印加して集塵電極を正の電位に保持させる
と、負に帯電された異物は静電気的に集塵電極に引き寄
せられて捕捉される。そして、被処理基板上への微小な
異物の付着が抑制され、歩留まりを向上できる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例を示すRIE装置の側断
面図であり、図において図4に示した従来のRIE装置
と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。
【0012】図において、11は処理容器1および平板
高周波電極2、3と電気的に絶縁されて処理容器1内に
配設された集塵電極、12は直流電源であり、この直流
電源12はスイッチ13を介して集塵電極11に正の直
流電圧を印加するように接続されている。なお、他の構
成は、図4に示したRIE装置と同じ構成である。
【0013】つぎに、この実施例の動作について説明す
る。まず、被処理基板8を平板高周波電極3上に載置
し、処理容器1内を所定の真空度まで排気し、その後反
応性ガスを導入して処理容器1内を所定の圧力に維持す
る。そこで、高周波電源6により平板高周波電極2、3
間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、被処理
基板8のエッチング処理を行う。
【0014】このエッチング処理中は、スイッチ13を
OFFとし集塵電極11を電気的にフローティングな状
態としておく。そこで、集塵電極11はプラズマ処理に
何等影響を及ぼすことがない。そして、規定量のエッチ
ング処理が行われた後、高周波電源6をOFFとしてプ
ラズマを消滅させエッチングを終了させる。その後、ス
イッチ13をONとして直流電源12により集塵電極1
1に直流電圧を印加し、集塵電圧11を正の電位に保持
する。そこで、処理容器1内に浮遊する微小な異物は集
塵電極11に静電気的に引き寄せられて捕捉される。所
定時間経過後、スイッチ13をOFFとし集塵電極11
への直流電圧の印加を停止し、ついで反応性ガスの導入
および排気を停止して、プラズマ処理を終了する。
【0015】ついで、集塵電極11による異物の捕捉に
ついて図2および図3を参照しつつ説明する。図2はプ
ラズマ中の微小な異物の挙動を模式的に示し、図3は集
塵電極を正の電位に保持した際の微小な異物の挙動を模
式的に示している。プラズマ中に発生した反応性ガスの
イオンは、処理容器1の内壁面に入射し、その内壁面に
付着しているデポジション膜と反応してこれを剥がして
微小な異物14が発生する。この微小な異物14はプラ
ズマ中を浮遊して負に帯電する。これは、プラズマ中で
は反応性ガスのイオン(正イオン)よりも電子の移動度
が大きく、異物14表面に入射する電子の数がイオンの
数よりも多くなるためである。同様の原理により、平板
高周波電極3も負に帯電する。この状態では、異物14
は被処理基板8表面と電気的に反発してこれに付着する
ことはない。
【0016】ここで、高周波電源6をOFFとしてプラ
ズマを消滅させると、平板高周波電極3および被処理基
板8の電位は、コンデンサ7等のリーク電流によりゼロ
となる。一方、異物14は電荷の逃げ道がないために負
に帯電したままの状態となる。そして、異物14と平板
高周波電極3との間の電気的な反発力がなくなり、被処
理基板8表面に異物14が到達して付着するようにな
る。そこで、集塵電極11に直流電圧を印加して集塵電
極11を正の電位に保持すると、集塵電極11と異物1
4との間に電気的な吸引力が作用し、異物14は集塵電
極11に引き寄せられて捕捉される。その結果、異物1
4が被処理基板8表面への到達が阻止され、被処理基板
8への異物14の付着による歩留まりの低下が抑えられ
る。
【0017】なお、上記実施例では、プラズマ処理装置
として、一対の平板高周波電極2、3を用いたRIE装
置を用いて説明しているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、マイクロ波を用いたプラズマ処理装置に
適用しても同様の効果を奏する。
【0018】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0019】この発明の第1の発明では、処理容器内に
配設された集塵電極と、集塵電極に直流電圧を印加する
直流電源とを備え、被処理基板をプラズマ処理し、プラ
ズマを消滅させた後、直流電源により集塵電極に直流電
圧を印加して集塵電極を正の電位に保持させるようにし
ているので、プラズマ処理中に発生した微小な異物が集
塵電極に吸引捕捉されて、被処理基板上への異物の付着
が抑えられる。
【0020】また、この発明の第2の発明では、処理容
器内にプラズマを発生させてこの処理容器内に配置され
た被処理基板をプラズマ処理し、ついでプラズマを消滅
させ、その後処理容器内に配設された集塵電極を正の電
位に保持させて、処理容器内に浮遊する微小な異物を集
塵電極に吸引捕捉するようにしているので、プラズマ処
理中に発生した微小な異物の被処理基板上への付着が抑
えられ、被処理基板を歩留まりよく処理することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すRIE装置の側断面
図である。
【図2】この発明の一実施例によるRIE装置における
プラズマ中の微小な異物の挙動を示す模式図である。
【図3】この発明の一実施例によるRIE装置における
集塵電極を正の電位に保持した際の微小な異物の挙動を
示す模式図である。
【図4】従来のRIE装置の一例を示す側断面図であ
る。
【符号の説明】
1 処理容器 8 被処理基板 9 プラズマ領域 11 集塵電極 12 直流電源 14 微小な異物

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理容器内にプラズマを発生させ、この
    処理容器内に配置された被処理基板をプラズマ処理する
    プラズマ処理装置において、前記処理容器内に配設され
    た集塵電極と、前記集塵電極に直流電圧を印加する直流
    電源とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】 処理容器内にプラズマを発生させてこの
    処理容器内に配置された被処理基板をプラズマ処理し、
    ついで前記プラズマを消滅させ、その後前記処理容器内
    に配設された集塵電極を正の電位に保持させて、前記処
    理容器内に浮遊する微小な異物を前記集塵電極に吸引捕
    捉するようにしたことを特徴とするプラズマ処理方法。
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