JPH07211645A

JPH07211645A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH07211645A
Application number: JP6001668A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Otani; 聡大谷; Takahiro Nakahigashi; 孝浩中東
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】プラズマ処理装置において、プラズマ中の気
相反応で発生する微粒子を効率良く排除し、それによっ
て微粒子が処理対象基板や真空容器内各部に付着するこ
とを抑制するとともに、従来より高速処理を可能とす
る。【構成】成膜用の真空容器１内に高周波電極３及び被
処理基板設置のための電極２を有するプラズマＣＶＤ装
置において、両電極間のプラズマ発生領域Ｐ、電極３の
周縁部３５及び電極３の背面部３６を囲み、プラズマ発
生領域Ｐの方に向け開口した内外２重の微粒子排出ダク
ト８、８Ａを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ、半導
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜し
たり、配線パターン等を得るために、形成した膜を所定
パターンに従ってエッチングしたりするプラズマＣＶＤ
装置、プラズマエッチング装置のようなプラズマ処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置は各種タイプのもの
が知られている。その代表例として、図４に示す平行平
板型のプラズマＣＶＤ装置について説明すると、この装
置は真空容器１を有し、その中に被成膜基板Ｓ１を設置
する基板ホルダを兼ねる電極２及びこの電極に対向する
電極３が設けられている。

【０００３】電極２は、通常、接地電極とされ、また、
この上に設置される基板Ｓ１を成膜温度に加熱するヒー
タ２１を付設してある。なお、輻射熱で基板Ｓ１を加熱
するときは、ヒータ２１は電極２から分離される。電極
３は、電極２との間に導入される成膜用ガスに高周波電
力や直流電力を印加してプラズマ化させるための電力印
加電極で、図示の例ではマッチングボックス３１を介し
て高周波電源３２を接続してある。

【０００４】また、図示の例では、電極３は、電極の一
部を構成するガスノズル３３の開口部に多孔電極板３４
を設けたもので、電極板３４には、直径０．５ｍｍ程度
のガス供給孔を多数形成してあり、ガスノズル３３から
供給されるガスが各孔から両電極間に全体的に放出され
るようにしてある。このような構成は広面積基板上に成
膜するのに適している。

【０００５】真空容器１には、さらに、弁５１を介して
排気ポンプ５２を配管接続してあるとともに、前記ガス
ノズル３３にはガス供給部４を配管接続してある。ガス
供給部４には、１又は２以上のマスフローコントローラ
４２１、４２２・・・・及び開閉弁４３１、４３２・・
・・を介して、所定の成膜用ガスを供給するガス源４４
１、４４２・・・・が含まれている。

【０００６】この平行平板型プラズマＣＶＤ装置による
と、成膜対象基板Ｓ１が真空容器１内の電極２上に設置
され、該容器１内が弁５１の開成と排気ポンプ５２の運
転にて所定成膜真空度に維持され、ガス供給部４からノ
ズル３３及び電極板３４のガス供給孔を介して成膜用ガ
スが導入される。また、高周波電極３に電源３２から高
周波電圧が印加され、それによって導入されたガスがプ
ラズマ化され、このプラズマの下で基板Ｓ１表面に所望
の膜が形成される。

【０００７】また、プラズマエッチング装置も各種タイ
プのものが知られている。その代表例として図５に示す
ドライエッチング装置について説明すると、この装置も
真空容器１０を備え、その中には、エッチング対象膜を
形成した基板Ｓ２を設置する基板ホルダを兼ねる電極２
０及び電極２０に対向配置された電極３０を備えてい
る。

【０００８】電極２０は、電極３０との間に導入される
エッチング用ガスに高周波電力や直流電力を印加してプ
ラズマ化させるための電力印加電極として使用され、図
示の例ではマッチングボックス２０１を介して高周波電
源２０２に接続されている。電極３０は接地電極であ
り、電極の一部を構成するガスノズル３０１の開口部に
多孔電極板３０２を設けたもので、電極板３０２には直
径０．５ｍｍ程度のガス供給孔を多数形成してあり、ガ
スノズル３０１から供給されるガスが該孔から両電極間
に全体的に放出されるようになっている。

【０００９】真空容器１０には、さらに、弁７１を介し
て排気ポンプ７２を配管接続してあるとともに、前記ガ
スノズル３０１にはガス供給部６を配管接続してある。
ガス供給部６には、１又は２以上のマスフローコントロ
ーラ６２１、６２２・・・・及び開閉弁６３１、６３２
・・・・を介して所定のエッチング用ガスを供給するガ
ス源６４１、６４２・・・・が含まれている。

【００１０】このエッチング装置によると、エッチング
対象基板Ｓ２が容器１０内の高周波電極２０上に設置さ
れ、該容器１０内が弁７１の開成と排気ポンプ７２の運
転にて所定エッチング真空度に維持され、ガス供給部６
からエッチング用ガスがノズル３０１及び電極板３０２
のガス供給孔を介して導入される。また、電極２０に高
周波電源２０２から高周波電圧が印加され、それによっ
て導入されたガスがプラズマ化され、このプラズマの下
に基板Ｓ２上の膜がエッチングされる。なお、電極２０
は、必要に応じ、水冷装置２００等で冷却されることも
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
成膜装置では、プラズマ中の気相反応により発生する微
粒子が基板表面に形成される膜に付着したり、その中に
混入したりして膜質を悪化させるという問題があり、ま
た、発生した微粒子が真空容器内各部に付着してそれを
汚染するという問題がある。真空容器内各部に付着する
微粒子については、これがやがて剥落して、処理対象基
板に付着する恐れがあるので、除去清掃しなければなら
ず、手間を要する。

【００１２】特に、気相反応により微粒子が形成され、
それが大きく成長する可能性の高い成膜、例えば、シラ
ン（ＳｉＨ₄）と水素（Ｈ₂）からアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）膜を、シランとアンモニア（ＮＨ₃）か
らアモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）膜
を、シランと一酸化二窒素（亜酸化窒素）（Ｎ₂Ｏ）か
らアモルファスシリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ₂）膜
を形成するような成膜では、基板表面に形成される膜に
付着したり、その中に混入したりする微粒子のサイズが
形成される膜の膜厚に対し大きく、その結果、その膜が
絶縁膜である場合において成膜後洗浄処理すると、その
微粒子の部分がピンホールとなって絶縁不良が生じた
り、その膜が半導体膜であると、半導体特性が悪化する
といった問題がある。

【００１３】また、プラズマエッチング装置において
も、同様に気相反応により微粒子が形成され、これが被
エッチング面に付着したり、真空容器内各部に付着する
等の問題がある。例えば、エッチングにより配線パター
ンを形成する場合において、かかる微粒子はパターンニ
ングの精度の悪化をもたらし、細線形成においては断線
を招くことがある。

【００１４】また、このような問題は微粒子発生が多く
なる高速成膜や高速エッチングの妨げとなっているし、
微粒子が安定したプラズマ生成の妨げとなり、成膜不
良、エッチング不良を招くこともある。そこで本発明
は、プラズマ中の気相反応で発生する微粒子を効率良く
排除でき、それによって微粒子が処理対象基板や真空容
器内各部に付着することを抑制できるとともに、従来よ
り高速プラズマ処理が可能となり、プラズマを安定化さ
せてプラズマ処理不良の発生を抑制することができるプ
ラズマ処理装置を提供することを課題とする。なお、こ
こで言う「付着」及び後ほど〔発明の効果〕で述べる
「付着」には、真空容器内各部への付着のほか、成膜に
あっては、基板表面への直接的付着、形成される膜への
付着、該膜中への混入等が含まれ、エッチングにあって
は、基板表面への直接的付着、エッチングされる膜への
付着や混入等が含まれる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のプラズマ処理装置は、排気装置により所定の処理真
空状態にできる真空容器内に、プラズマ生成用電力印加
のための電極及びこれに対向する電極を設け、該両電極
間に導入した処理用ガスを前記電力印加用電極に電力印
加してプラズマ化させ、該プラズマのもとで前記いずれ
かの電極に設置される処理対象基板に目的とするプラズ
マ処理を行うプラズマ処理装置において、前記両電極間
のプラズマ発生領域、前記電力印加用電極の周縁部及び
前記電力印加用電極の背面部を囲み、前記プラズマ発生
領域の方に向け開口した内側の微粒子排出ダクト、並び
に前記内側ダクトの少なくとも前記プラズマ発生領域を
取り囲む部分を外側から囲み、前記プラズマ発生領域の
方に向け開口した外側の微粒子排出ダクトを設けるとと
もに、前記内側ダクトに前記電力印加用電極の背面側中
央部に対応する位置において排気手段を接続し、前記外
側ダクトにも排気手段を接続したことを特徴とする。

【００１６】前記各ダクトから排気する手段は、真空容
器内を所定の処理真空度にするための前記排気装置を利
用したものでも構わないし、これとは別に準備されても
よい。後者の場合、内外のダクトに共通の排気手段を設
けてもよいし、別々に設けてもよい。前記各ダクトの微
粒子を吸引するための開口部は、例えば全体的に開放さ
れたものでもよいし、実質上同サイズ、形状で、等間隔
に形成された多数の孔であってもよいし、断続的に、又
は連続的に設けられたスリットのようなものでも構わ
ず、特に制限はない。但し、微粒子をプラズマ発生領域
のできるだけ各部から効率良く吸引できるように、特に
内側ダクトの場合には微粒子をプラズマ発生領域のでき
るだけ各部から吸引できることに加え、電極エッジ部に
集中する微粒子を効率良く吸引できるように形成されて
いることが望ましい。

【００１７】また、前記外側のダクトのうち前記電力印
加用電極に対向する電極に対面する部分にも微粒子吸引
用開口部を形成して、前記内側ダクトと該対向電極との
境界空間から該外側ダクトへの気流を円滑にすること
で、該境界空間に溜まり易い微粒子を効率良く吸引排除
できるようにしてもよい。また、前記内外のダクトから
排気する排気手段について、内側ダクトより外側ダクト
からの排気速度を大きくするものを採用し、前述の内側
ダクトと対向電極との境界空間に溜まり易い微粒子を効
率良く吸引排除できるようにしてもよい。

【００１８】また、前記ダクトから微粒子が真空容器内
へ逆行拡散することを抑制するために、前記内外のダク
トのうち少なくとも一方、好ましくは少なくとも内側ダ
クトに加熱ヒータを付設して加熱できるようにしてもよ
い。また、前記内外ダクトの一方又は双方においてその
開口部に円滑な帯電微粒子集入のための電位を印加する
ための手段を該ダクトに接続することも考えられる。こ
の場合、該電位印加手段としては、微粒子の帯電状態に
応じて、接地手段とする場合、接地電位以外の所定の電
位を印加できる手段とする場合など、種々考えられる。

【００１９】また、ダクト開口部には、安定したプラズ
マを発生させるためや、ダクト開口部における電界の不
均一性を回避するために、ダクト開口部をダクト本体と
同電位にし得る孔あき部材を設けてもよい。かかる部材
としては、多数の孔を設けた板状部材、網状部材、格子
状部材、これらの組合せ等、様々なものが考えられる。
この部材は導電性材料より絶縁性材料からなることが望
ましく、導電性材料で形成するときは接地しない方が望
ましい。

【００２０】また、前記電力印加用電極の周縁部のうち
プラズマ発生領域側のエッジを前記内側ダクトによる微
粒子吸引方向に沿って面取りしたり、前記内側ダクトの
開口部のうち前記電力印加用電極周縁部に隣合うエッジ
を該ダクトによる微粒子吸引方向に沿って面取りしたり
して、電界強度の勾配によりダクトへの微粒子吸引を容
易にしてもよい。該面取りは平坦な場合だけでなく、丸
味を帯びているようなもの、その他でも構わない。

【００２１】

【作用】本発明のプラズマ処理装置によると、内側微粒
子排出ダクトをそれに接続された排気手段により排気す
ることで、プラズマ処理中、気相反応により発生する微
粒子、とりわけ電力印加用電極近傍に発生し、該電極エ
ッジ部分に密集し易い微粒子が、内側ダクトの開口部か
ら効率よく吸引され、プラズマ発生領域外へ排出され
る。また、内側ダクト開口部はプラズマ発生領域を取り
囲んでいるから、プラズマ発生領域の全体からも微粒子
が吸引、排出される。

【００２２】前記電力印加用電極に対向する電極と内側
ダクトとの境界空間には、この内側ダクトがあるだけな
らば微粒子が溜まり易いが、本発明では、前記外側ダク
トが設けられ、これによっても排気されているので、そ
の空間における微粒子も外側ダクトに吸引され、排除さ
れる。この場合、外側ダクトからの排気速度を内側ダク
トからの排気速度より大きくしてあったり、外側ダクト
の前記対向電極に対面する部分にも微粒子吸引用開口部
を形成してあると、それだけ内側ダクトと前記対向電極
との境界空間における微粒子が外側ダクトにより効率良
く、円滑に吸引、排除される。

【００２３】なお、外側ダクトが無い場合、内側ダクト
と前記対向電極との境界空間に微粒子が溜まり易いの
は、該境界空間の外側の方が内側のプラズマ領域より高
圧となり、この境界空間を通って外から内へ気体が流入
しようとするが、円滑に流入し切れず、よどみが発生す
るからではないかと考えられる。前記ダクトに加熱ヒー
タを付設してあるときは、その運転により、ダクトから
の微粒子の真空容器内への逆行拡散を抑制できる。

【００２４】前記ダクトの開口部に帯電微粒子集入用電
位を印加するための手段を該ダクトに接続するときは、
微粒子の帯電状態に応じて、当該手段により該開口部が
微粒子を集め入れ易い電位とされ、それだけ効率よく微
粒子が排出される。前記ダクトの開口部に孔あき部材を
付設するときは、それによってプラズマが安定し、ま
た、ダクト開口部における電界の不均一性が回避され
る。

【００２５】前記電力印加用電極の周縁部のうちプラズ
マ発生領域側のエッジを前記ダクトによる微粒子吸引方
向に沿って面取りしたり、前記ダクトの開口部のうち前
記電力印加用電極周縁部に隣合うエッジを該ダクトによ
る微粒子吸引方向に沿って面取りするときは、該面取り
により形成される電界強度の勾配により、微粒子がダク
トへ効率よく吸引される。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の１実施例であるプラズマＣＶＤ装
置を示している。図２は図１の装置における高周波電極
及びそれを囲む微粒子排出ダクトの断面を示している。
図３は本発明の他の実施例であるプラズマエッチング装
置（ドライエッチング装置）を示している。

【００２７】図１のプラズマＣＶＤ装置は、図４に示す
従来装置において、高周波電極３に対し、それを囲む微
粒子排出用の内側ダクト８を設け、それに排気装置８０
を接続し、さらに、ダクト８を取り囲む外側ダクト８Ａ
を設け、それに排気装置８０Ａを接続したものである。
ダクト８、８Ａ及び排気装置８０、８０Ａを採用した点
を除けば図４の装置と同様の構成であり、全体の成膜動
作も同様である。図４の装置における部品と同じ部品に
ついては同じ参照符号を付してある。

【００２８】図１及び図２に示すように、内側ダクト８
は、高周波電極３及び接地電極２間のプラズマ発生領域
Ｐ並びに高周波電極３の周縁部３５及び背面部３６を一
体的に囲んでおり、プラズマ発生領域Ｐに向けられた開
口部８１を有している。さらに言うと、ダクト開口部８
１はプラズマ発生領域Ｐを囲繞している。また、ダクト
８は電極３の背面側中央部に対応する位置に排気装置８
０の接続口８２を有している。本例では、このダクト８
は絶縁性材料からなる。

【００２９】高周波電極３のエッジ３７がダクト８によ
る微粒子吸引方向に斜めに面取りされているとともに、
該エッジに隣合うダクト開口部８１のエッジ８１１も同
方向に面取りされ、両面取り部が実質上同じ面内に配置
されている。また、ダクト開口部８１にはメッシュ状の
絶縁性部材８４が設けられている。図２に示すように、
ダクト８には加熱ヒータ８３が付設してあり、それはダ
クト開口部８１まで延在しており、該開口部８１も加熱
できる。

【００３０】排気装置８０は排気調整用弁８０１及び排
気ポンプ８０２を含むもので、ダクト８の接続口８２に
弁８０１を介してポンプ８０２が接続されている。外側
ダクト８Ａは、内側ダクト８全体を外側から取り囲んで
おり、内側ダクト８の開口部８１に対応する部分に内側
ダクト８に向いた（換言すればプラズマ発生領域Ｐに向
いた）開口部８１Ａを有している。この開口部８１Ａ
は、電極２に対面する部分８１Ａａまで延在している。
ダクト８Ａは電極３の背面側中央部に対応する位置に排
気装置８０Ａの接続口８２Ａを有している。図１及び図
２では、図示の都合上この接続口８２Ａは実際の位置よ
りずらして示されている。本例では、このダクト８Ａは
絶縁性材料からなる。開口部８１Ａには、その一部８１
Ａａを含めてメッシュ状の絶縁性部材８４Ａが設けられ
ている。

【００３１】一般的に言ってダクト８、８Ａや孔あき部
材８４、８４Ａは導電性材料より絶縁性材料からなるこ
とが望ましく、また、導電性材料とするときは接地しな
い方が望ましい。図２に示すように、ダクト８Ａには加
熱ヒータ８３Ａが付設してあり、それはダクト開口部８
１Ａまで延在しており、該開口部８１Ａも加熱できる。

【００３２】排気装置８０Ａは排気用調節弁８０１Ａ及
び排気ポンプ８０２Ａを含むもので、ダクト８Ａの接続
口８２Ａに弁８０１Ａを介してポンプ８０２Ａが接続さ
れている。排気装置８０Ａは、本例では排気装置８０に
よる内側ダクト８からの排気速度より速い排気速度で外
側ダクト８Ａから排気できるものである。このプラズマ
ＣＶＤ装置によると、成膜対象基板Ｓ１が電極２に設置
され、あとは、図４の装置について説明したと同様の手
順で該基板表面に目的とする成膜がなされる。

【００３３】但しこの装置では、成膜中、高周波電極３
を囲む内側ダクト８が排気装置８０により排気される。
従って、成膜中、プラズマ中の気相反応で発生した微粒
子、特に高周波電極３近傍で発生し、電極エッジ３７近
傍に密集する微粒子は該ダクト８の開口部８１からダク
ト内に効率よく吸引され、プラズマ領域外へ排除され
る。また、ダクト８の開口部８１はプラズマ発生領域Ｐ
を囲繞しているので、該領域全体から微粒子が吸引、排
除される。また、電極２と内側ダクト８の自由端との境
界空間ＳＰに溜まろうとする微粒子は、外側ダクト８Ａ
が設けられ、且つ排気装置８０Ａにより排気されるの
で、該ダクト８Ａに吸引され、排出される。

【００３４】そして、排気装置８０Ａによるダクト８Ａ
からの排気速度は、排気装置８０によるダクト８からの
排気速度より大きく設定されているので、また、外側ダ
クト開口部８１Ａは電極２に対面する部分８１Ａａまで
延在しており、従って、前記空間ＳＰから外側ダクト８
Ａへの円滑な気流が得られるので、空間ＳＰの微粒子は
円滑にダクト８Ａへ吸引され、排除される。

【００３５】また、必要に応じヒータ８３、８３Ａを運
転して、ダクト開口部８１、８１Ａやダクト８、８Ａ内
から微粒子がプラズマ領域へ逆行拡散することを抑制で
きる。また、電極エッジ３７及びダクト開口部エッジ８
１１の面取りにより形成される電界強度の勾配により、
微粒子は内側ダクト８へ効率よく吸引される。また、内
側ダクト開口部８１及び外側ダクト開口部８１Ａにメッ
シュ状部材８４及び８４Ａを付設してありその設け方の
特徴として、部材８４、８４Ａの表面とダクト本体表面
とが実質上同じ面位置に置かれ、できるだけ段差が生じ
ないようにされている。このように、ダクト開口部８
１、８１Ａにメッシュ状部材８４、８４Ａを付設してあ
るので、開口部８１、８１Ａの電位がダクト本体と同電
位になり、それによってプラズマが安定化し、さらに、
ダクト開口部８１、８１Ａにおける電界の不均一性が回
避される。

【００３６】従って、処理対象基板Ｓ１や真空容器１内
各部への微粒子の付着がそれだけ抑制され、形成される
膜の欠陥が大幅に低減するうえ、真空容器内各部の微粒
子除去清掃等のメインテナンス回数を従来より減らすこ
とができるようになり、高スループット化が達成され
る。さらに、多量の微粒子発生を伴う高速成膜処理が可
能となり、また、微粒子を効率良く排除することでプラ
ズマを安定化させ、プラズマが不安定な場合に生じ易い
処理不良の発生を抑制できる。

【００３７】以上説明したプラズマＣＶＤ装置により、
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成した例を説明する。成膜条件基板：５インチシリコンウェハガス：ＳｉＨ₄ １００ｓｃｃｍＨ₂ ４００ｓｃｃｍ成膜温度：２１０℃ 成膜ガス圧：０．４Ｔｏｒｒ高周波電力：２００Ｗ電極サイズ：３６０ｍｍ×３６０ｍｍ□ 電極間隔：４５ｍｍ（電極３−基板Ｓ１表面間距
離）排気割合：排気装置（51、52) ：排気装置８０：
排気装置80A ≒１：５: １０ダクト８、８Ａの温度：約２５０℃ ダクト開口部メッシュ状孔あき部材84、84Ａ：開口率７
０％のセラミック製メッシュ状板部材この成膜では、形成されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜における付着
微粒子数は、０．３μｍ以上の大きさのもので３個以
下、成膜速度約２００Å／ｍｉｎ、真空容器等のメイ
ンテナンス必要回数８０バッチ毎（合計１６μｍ成膜
毎）であった。

【００３８】なお、図４の従来装置によると、ダクト
８、８Ａを採用しない点を除いて他は同じ成膜条件とし
て、付着微粒子数は０．３μｍ以上の大きさのもので約
５０個、成膜速度約６０Å／ｍｉｎ、真空容器等のメ
インテナンス必要回数１０バッチ毎（合計２μｍ成膜
毎）であった。また、図１の装置において、ダクト８は
採用するがダクト８Ａを採用しない点を除いて他は同じ
成膜条件として、付着微粒子数は０．３μｍ以上の大き
さのもので５個以下、成膜速度約１００Å／ｍｉｎ、
真空容器等のメインテナンス必要回数５０バッチ毎
（合計１０μｍ成膜毎）であった。

【００３９】次に、本発明のさらに他の実施例である図
３に示すプラズマエッチング装置について説明する。こ
の装置は、図５に示す従来装置において、高周波電極２
０に対し、それを囲む微粒子排出用の内側ダクト９を設
け、それに排気装置９０を接続し、さらに、ダクト９を
取り囲む外側ダクト９Ａを設け、それに排気装置９０Ａ
を接続したものである。ダクト９、９Ａ及び排気装置９
０、９０Ａを採用した点を除けば図５の装置と同様の構
成であり、全体のエッチング動作も同様である。図５の
装置における部品と同じ部品については同じ参照符号を
付してある。

【００４０】図３に示すように、内側ダクト９は、高周
波電極２０及び接地電極３０間のプラズマ発生領域Ｐ並
びに高周波電極２０の周縁部２０３及び背面部２０４を
一体的に囲んでおり、プラズマ発生領域Ｐに向けられた
開口部９１を有しており、これはプラズマ発生領域Ｐを
囲繞している。また、ダクト９は電極２０の背面側中央
部に対応する位置に排気装置９０の接続口９２を有して
いる。本例では、このダクト９は絶縁性材料からなる。

【００４１】ダクト９には図示しない加熱ヒータを付設
してあり、それはダクト開口部９１まで延在しており、
該開口部９１も加熱できる。開口部９１には絶縁性のメ
ッシュ状部材９４を付設してある。排気装置９０は排気
調整用弁９０１及び排気ポンプ９０２を含むもので、ダ
クト９の接続口９２に弁９０１を介してポンプ９０２が
接続されている。

【００４２】外側ダクト９Ａは、内側ダクト９全体を外
側から取り囲んでおり、内側ダクト９の開口部９１に対
応する部分に内側ダクト９に向いた（換言すればプラズ
マ発生領域Ｐに向いた）開口部９１Ａを有している。ダ
クト９Ａは電極２０の背面側中央部に対応する位置に排
気装置９０Ａの接続口９２Ａを有している。図３では、
図示の都合上この接続口９２Ａは実際の位置よりずらし
て示されている。本例では、このダクト９Ａは絶縁性材
料からなる。また、開口部９１Ａにはメッシュ状の絶縁
性部材９４Ａが設けられている。

【００４３】一般的に言って、ダクト９、９Ａ、孔あき
部材９４、９４Ａは導電性材料より絶縁性材料からなる
ことが望ましく、導電性材料で形成するときは接地しな
い方が望ましい。また、ダクト９Ａには図示しない加熱
ヒータを付設してあり、それはダクト開口部９１Ａまで
延在しており、該開口部９１Ａも加熱できる。

【００４４】排気装置９０Ａは排気用調節弁９０１Ａ及
び排気ポンプ９０２Ａを含むもので、ダクト９Ａの接続
口９２Ａに弁９０１Ａを介してポンプ９０２Ａが接続さ
れている。排気装置９０Ａは、本例では排気装置９０に
よる内側ダクト９からの排気速度より速い排気速度で外
側ダクト９Ａから排気できるものである。このプラズマ
エッチング装置によると、エッチング対象基板Ｓ２が電
極２０に設置され、あとは、図５の装置について説明し
たと同様の手順で該基板表面の膜がエッチング処理され
る。

【００４５】但しこの装置では、エッチング中、高周波
電極２０を囲むダクト９が排気装置９０により排気され
る。従って、エッチング中、プラズマ中の気相反応で発
生した微粒子、特に電極２０近傍で発生し、電極エッジ
２０５近傍に密集する微粒子は該ダクト９の開口部９１
からダクト内に効率よく吸引され、プラズマ領域外へ排
除される。また、ダクト９の開口部９１はプラズマ発生
領域Ｐを囲繞しているので、該領域全体から微粒子が吸
引、排除される。また、電極３０と内側ダクト９の自由
端との境界空間に溜まろうとする微粒子は、外側ダクト
９Ａが設けられ、且つ排気装置９０Ａにより排気される
ので、該ダクト９Ａに吸引され、排出される。また、必
要に応じ、ダクトに付設した図示しない前記ヒータを運
転して、ダクト開口部９１、９１Ａやダクト９、９Ａ内
から微粒子がプラズマ領域へ逆行拡散することを抑制で
きる。

【００４６】従って、処理対象基板Ｓ２や真空容器１０
内各部への微粒子の付着がそれだけ抑制され、エッチン
グ不良が大幅に低減するうえ、真空容器内各部の微粒子
除去清掃等のメインテナンス回数を従来より減らすこと
ができるようになり、高スループット化が達成される。
さらに、多量の微粒子発生を伴う高速エッチング処理が
可能となり、また、微粒子の排除によりプラズマを安定
化させてプラズマが不安定な場合に生じ易いエッチング
不良の発生を抑制できる。

【００４７】なお、このようなエッチング装置において
も、図１及び図２に示す装置におけると同様に、電極エ
ッジ２０５や内側ダクト開口部エッジを面取りしてもよ
い。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、プ
ラズマ中の気相反応で発生する微粒子を効率良く排除で
き、それによって微粒子が処理対象基板や真空容器内各
部に付着することを抑制できるとともに、従来より高速
プラズマ処理が可能となり、プラズマを安定化させてプ
ラズマ処理不良の発生を抑制することができるプラズマ
処理装置を提供することができる。

【００４９】内外２重に設けた微粒子排出用ダクトのう
ち外側ダクトからの排気速度を内側ダクトからの排気速
度より大きくしてあったり、外側ダクトの、電力印加用
電極に対向する電極に対面する部分にも微粒子吸引用開
口部を形成してあると、それだけ内側ダクトと前記対向
電極との境界空間における微粒子が外側ダクトにより効
率良く、円滑に吸引、排除される。

【００５０】前記ダクトに加熱ヒータを付設してあると
きは、その運転により、ダクトに吸引した微粒子のダク
トからの逆行拡散を抑制できる。前記ダクトの開口部に
帯電微粒子集入用電位を印加するための手段を該ダクト
に接続するときは、微粒子の帯電状態に応じて、当該手
段により該開口部を微粒子を集め入れ易い電位として、
効率よく微粒子を排出できる。

【００５１】前記ダクトの開口部に孔あき部材を付設す
るときは、それによってプラズマを安定化させ、また、
ダクト開口部における電界の不均一性を回避できる。電
力印加用電極の周縁部のうちプラズマ発生領域側のエッ
ジを前記ダクトによる微粒子吸引方向に沿って面取りし
たり、前記ダクトの開口部のうち前記電力印加用電極周
縁部に隣合うエッジを該ダクトによる微粒子吸引方向に
沿って面取りするときは、該面取りにより形成される電
界強度の勾配により、微粒子をダクトへ効率よく吸引で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例であるプラズマＣＶＤ装置の
概略構成を示す図である。

【図２】図１に示す装置における高周波電極及びそれを
囲む微粒子排出ダクトの断面図である。

【図３】本発明の他の実施例であるプラズマエッチング
装置の概略構成を示す図である。

【図４】従来のプラズマＣＶＤ装置例の概略構成図であ
る。

【図５】従来のプラズマエッチング装置例の概略構成図
である。

【符号の説明】

１、１０真空容器２、３０接地電極２０、３高周波電極２０１、３１マッチングボックス２０２、３２高周波電源３３、３０１ガスノズル３４、３０２ガス供給孔付き板体３５、２０３電極周縁部３６、２０４電極背面部３７、２０５電極エッジ２１ヒータ５１、７１弁５２、７２排気ポンプ４、６ガス供給部８、８Ａ微粒子排出用の内側ダクト９、９Ａ微粒子排出用の外側ダクト８１、８１Ａ、９１、９１Ａダクト開口部８１Ａａダクト開口部の一部８１１ダクト８の開口部エッジ８２、８２Ａ、９２、９２Ａダクトの排気装置接続口８３、８３Ａダクト付設のヒータ８４、８４Ａ、９４、９４Ａメッシュ状導電性部材８０、８０Ａ、９０、９０Ａ排気装置８０１、８０１Ａ、９０１、９０１Ａ排気量調整弁８０２、８０２Ａ、９０２、９０２Ａ排気ポンプＳ１成膜対象基板Ｓ２エッチング対象基板

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ 9014−2Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気装置により所定の処理真空状態にで
きる真空容器内に、プラズマ生成用電力印加のための電
極及びこれに対向する電極を設け、該両電極間に導入し
た処理用ガスを前記電力印加用電極に電力印加してプラ
ズマ化させ、該プラズマのもとで前記いずれかの電極に
設置される処理対象基板に目的とするプラズマ処理を行
うプラズマ処理装置において、前記両電極間のプラズマ
発生領域、前記電力印加用電極の周縁部及び前記電力印
加用電極の背面部を囲み、前記プラズマ発生領域の方に
向け開口した内側の微粒子排出ダクト、並びに前記内側
ダクトの少なくとも前記プラズマ発生領域を取り囲む部
分を外側から囲み、前記プラズマ発生領域の方に向け開
口した外側の微粒子排出ダクトを設けるとともに、前記
内側ダクトに前記電力印加用電極の背面側中央部に対応
する位置において排気手段を接続し、前記外側ダクトに
も排気手段を接続したことを特徴とするプラズマ処理装
置。
【請求項２】前記外側のダクトのうち前記電力印加用
電極に対向する電極に対面する部分にも微粒子吸引用開
口部を形成した請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記内外のダクトから排気する排気手段
は、内側ダクトより外側ダクトからの排気速度を大きく
するものである請求項１又は２記載のプラズマ処理装
置。
【請求項４】少なくとも一方の前記ダクトに加熱ヒー
タを付設した請求項１、２又は３記載のプラズマ処理装
置。
【請求項５】少なくとも一方の前記ダクトの開口部に
帯電微粒子集入用電位を印加するための手段を該ダクト
に接続した請求項１から４のいずれかに記載のプラズマ
処理装置。
【請求項６】少なくとも一方の前記ダクトの開口部に
孔あき部材を付設した請求項１から４のいずれかに記載
のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記電力印加用電極の周縁部のうちプラ
ズマ発生領域側のエッジを前記内側ダクトによる微粒子
吸引方向に沿って面取りした請求項１から６のいずれか
に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】前記内側ダクトの開口部のうち前記電力
印加用電極周縁部に隣合うエッジを該ダクトによる微粒
子吸引方向に沿って面取りした請求項１から７のいずれ
かに記載のプラズマ処理装置。