JPH07235524A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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Publication number
JPH07235524A
JPH07235524A JP6052732A JP5273294A JPH07235524A JP H07235524 A JPH07235524 A JP H07235524A JP 6052732 A JP6052732 A JP 6052732A JP 5273294 A JP5273294 A JP 5273294A JP H07235524 A JPH07235524 A JP H07235524A
Authority
JP
Japan
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substrate
plasma
electrode
substrate electrode
processing chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP6052732A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Sunada
砂田  剛
Hideki Fujimoto
秀樹 藤本
Toshinari Takada
俊成 高田
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Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 単位時間当りの基板処理能力の大きいプラズ
マ処理装置を提供すること。 [構成] プラズマ・アッシング装置1の真空処理室1
0内にアッシングされるべき基板17を載置する基板電
極46と、その上方の平行する位置に、基板電極46と
電気的に接続された対向電極47を設けて、基板電極4
6にはRF電源43を接続する。プラズマ・アッシング
処理中は、基板電極46と対向電極47とにRF電力を
印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
するものであり、更に詳しくは基板処理能力の大きいプ
ラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】半導体製品のLSI(大
規模集積回路)やその他の電子部品の製造工程におい
て、プラズマCVD(化学気相成長)装置、プラズマ・
エッチング装置、プラズマ・アッシング装置の如きプラ
ズマ処理装置が広く使用されているが、上記のLSI等
は量産品であるので、プラズマ処理装置には単位時間当
りの基板処理能力(スループット)の大きいことが望ま
れている。
【0003】以下、プラズマ処理装置の例としてプラズ
マ・アッシング装置を取り上げて説明する。図5は従来
例のマイクロ波によるプラズマ・アッシング装置1’の
側断面図であり、概しては、アッシング(レジスト膜の
灰化処理)されるべき基板17を収容する真空処理室1
0と、アッシングに使用する酸素ガスが供給され、プラ
ズマ化される放電管20と、放電管20にマイクロ波を
印加するためのマイクロ波電源31、及びその導波管3
0とからなっている。
【0004】すなわち、真空処理室10の内壁に相対す
る突起部14a、14bが設けられ、それらに支持され
てガス整流器15が設置されている。また、ガス整流器
15の下方には、金属製の支持台16が設けられ、基板
17が載置される。そして、その下方には基板加熱用の
ヒータ19が配設されている。更には、真空処理室10
の側壁に放電管20の端部を挿入するための挿入固定部
18が設けられ、底壁に設けた排気口11には真空バル
ブ12を介して真空ポンプ13が接続されている。
【0005】放電管20は間隙をあけて導波管30を貫
通しており、前述のように一端を真空処理室10の挿入
固定部18に挿入されて、両者の間はO−リング22で
真空シールされ、図では省略されているが他端はガス供
給端に挿入されてプラズマ化するための酸素ガスが導入
される。なお、放電管20は石英ガラス、サファイヤ、
またはアルミナ等の絶縁体を材料として作製される。
【0006】導波管30は始端部にマイクロ波電源31
が接続され、放電管20の下方には導波管30を挿通し
てスタブチューナ32が、また導波管30の終端部には
終端整合器33がマイクロ波の整合のために設けられて
いる。更には、放電管20が貫通する部分において、放
電管20の周囲に間隙をあけて、導波管30の側壁から
内部へ向い、ほぼその中央まで延びる円筒状のスリーブ
35が設けられている。このスリーブ35はマイクロ波
の電界を放電管20内の放電部に集中させるために設け
られている。
【0007】従来例のプラズマ・アッシング装置1’は
以上のように構成されるが、次にその作用について説明
する。
【0008】真空処理室10内の支持台16には、電子
回路等の微細加工に使用されたレジスト膜が残る基板1
7を載置した後、真空バルブ12を開とし、真空ポンプ
13によって真空処理室10、及びそれに繋がる放電管
20を真空排気すると共に、ヒータ19によって基板1
7を所定の温度に加熱する。
【0009】一方、図示しないボンベから、ガス供給端
を経て酸素ガスを放電管20内へ供給しつつ、マイクロ
波電源31によって周波数2.45GHzのマイクロ波
を放電管20に印加すると、放電管20内で放電が起こ
り、酸素ガスはプラズマ化される。放電が生じた後、必
要な場合には、マイクロ波の反射波が小さくなるよう
に、スタブチューナ32の挿通深さを調整する。
【0010】以降、供給される酸素ガスは放電プラズマ
領域21を通過することによってプラズマ化され、活性
の高い中性酸素ラジカルを含むガスとなって、真空処理
室10へ導入される。そして更に、ガス整流器15で整
流され、基板17上に均一に輸送されて、基板17上の
レジスト膜と反応し、これを除去する。除去されたもの
は真空ポンプ13によって系外へ排出される。
【0011】従来例のマイクロ波によるプラズマ・アッ
シング装置1’は以上のように構成され作用するが、こ
の装置1’に対し、スループットを向上させることが要
求されている。そして、スループットの向上にはアッシ
ング速度、すなわち、単位時間当りにアッシングされる
レジスト膜厚を大にすることが最も有効である。しか
し、そのために投入するマイクロ波のパワーを増大させ
ることは簡単ではない。
【0012】すなわち、従来例のプラズマ・アッシング
装置1’では、生成されたプラズマ中に存在するイオン
が基板17に照射されて、基板17上の電子回路などの
特性を劣化させることのないように、アッシングを行な
う真空処理室10内で放電させるのではなく、別に設け
た放電管20内で放電させて、プラズマ生成個所とアッ
シング個所とを分離した構成としている。この場合に、
投入するマイクロ波のパワーを大にすると放電管20の
温度が上昇し、O−リング22による挿入固定部18の
真空シール性が損われる。このように、アッシング速度
の向上には問題が多い。
【0013】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、真空シール性を損ったり、放電管の温
度を上昇させることなく、単位時間当りの基板処理能力
の大きいプラズマ処理装置を提供することを目的とす
る。
【0014】
【問題点を解決するための手段】以上の目的は、少なく
とも、プラズマ処理されるべき基板を収容するための真
空処理室と、一端はプラズマ生成用のガスの供給口とさ
れ、他端は前記真空処理室へ挿入された放電管とからな
るプラズマ処理装置において、前記真空処理室内に基板
電極と、該基板電極に平行して対向電極を設けて、これ
ら両電極にRF(高周波)電源を接続し、プラズマ処理
に際しては、前記基板を前記基板電極上、または該基板
電極と前記対向電極との間に保持して、前記基板電極と
前記対向電極とにRF(高周波)電力を印加することを
特徴とするプラズマ処理装置、によって達成される。
【0015】
【作用】真空処理室内において基板電極、及びこれに平
行して対向電極を設け、プラズマ処理時には基板電極
上、または基板電極と対向電極との間に基板を保持し、
基板電極と対向電極とにRF(高周波)電力を印加する
ことにより、高周波電界下でプラズマは更に励起されプ
ラズマ処理速度が向上する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例によるプラズマ処理装
置について、図面を参照して説明する。
【0017】図1は従来例と比較するために例示するマ
イクロ波によるプラズマ・アッシング装置1の側断面図
である。なお、従来例と同様な部分については同一の符
号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0018】図1において、プラズマ・アッシング装置
1は、概してはアッシングされるべき基板17を収容す
る真空処理室10と、アッシングに使用する酸素ガスが
供給されプラズマ化される放電管20と、放電管20に
マイクロ波を印加するためのマイクロ波電源31、及び
その導波管30とからなっており、これらの構成は従来
例と同様である。
【0019】本実施例のプラズマ・アッシング装置1に
おいては、真空処理室10内における基板17の保持方
法が従来例と異なる。すなわち、本実施例においては、
図1に示すように、基板電極46が、その上方の平行す
る位置に配した対向電極47を導電材である連結棒45
によって支持しており、両電極46、47は電気的に接
続されている。また、基板電極46にはマッチングボッ
クス44を介してRF電源43が接続されており、基板
17は基板電極46上に載置される。図2は対向電極4
7の平面図であり、中心開口48aに対し同心円状にく
りぬいてガスの通過路48bが設けられ、外周において
径外方向に延びる3本の支持部49によって連結棒45
を介し基板電極46上に固定される。なお、基板電極4
6の下方には基板17を加熱するためのヒータ19が設
けられているが、これは基板電極46とは電気的に絶縁
されている。電極部47aの巾r1 は通過路48bの巾
2 に等しく形成されている。
【0020】本実施例によるプラズマ・アッシング装置
1は以上のように構成されるが、次にその作用について
説明する。
【0021】真空処理室10内の基板電極46上に除去
すべきレジスト膜の存在する面を上にして基板17を載
置してから、真空バルブ12を開とし、真空ポンプ13
によって真空処理室10、及びこれと一体的な放電管2
0を真空排気する。次いで、ヒータ19によって基板1
7を所定の温度に加熱すると共に、基板電極46、及び
これと電気的に接続されている対向電極47に対し、R
F電源43から、マッチングボックス44を介し、周波
数13.56MHzの高周波を印加する。
【0022】一方、図示しないボンベからの酸素ガスを
放電管20内へ供給しつつ、マイクロ波電源31によっ
て周波数2.45GHzのマイクロ波を放電管20に印
加すると、放電が開始され、酸素ガスはプラズマ化され
る。放電が生じた後、必要あれば、マイクロ波の反射波
が小さくなるように、スタブチューナ32の挿通深さを
調整する。
【0023】以降、供給される酸素ガスは放電プラズマ
領域21を通過することによってプラズマ化され、活性
の高い中性酸素ラジカルを含むガスとなって、真空処理
室10へ導入される。真空処理室10において、ガス整
流器15で整流されたガスは、対向電極47に設けた通
過路48を経由して基板17上に到達し、その面上のレ
ジスト膜と反応して、これを除去する。
【0024】本実施例のプラズマ・アッシング装置1が
従来例と異なるところは、アッシングが高周波の電界下
に行なわれるところにある。そして、そのようなアッシ
ングにおいて、アッシング速度が向上したのである。図
3は、従来例によるプラズマ・アッシング装置1’と実
施例によるプラズマ・アッシング装置1とについて、実
施例の装置1には周波数13.56MHzの高周波が基
板電極46と対向電極47とに印加されているが、それ
以外は全く同じ条件とした時の、単位時間当りにアッシ
ングされるレジスト膜厚、すなわちアッシング速度を比
較した図である。この図に見られるように、実施例の装
置1においてはアッシング速度は従来例の装置1’の
1.7倍程度になっている。
【0025】図4は第2実施例を示すもので、第1実施
例の装置1において、基板17を石英製のホイストピン
で支持し、基板電極46と対向電極47との間に保持し
た状態でアッシングを実施している。次に、この具体的
な構成及び作用について図4を参照して説明する。
【0026】真空処理室10の下方部にはアルミニウム
で成る基板電極146が絶縁ブッシュ100及び101
により、その底壁部に支持されており、これに上方に平
行に対向して対向電極147が電極部145により結合
されている。絶縁ブッシュ100は基板電極146に絶
縁して埋設されているヒータ19の両端部を外部に導出
させるために用いられ、また、絶縁ブッシュ101は第
1実施例と同様にRF電源43の電力をマッチングボッ
クス40を介して基板電極146に印加するための導線
を埋設している。基板電極146には複数のホイストピ
ン挿通孔146aが形成されており、これに石英で成る
ホイストピン150が挿通している。その下端部にステ
ンレスで成る支持リング107に固定されている。通常
の図示する状態では、基板17を基板電極146に載置
させているが、支持リング107の中心部にはシャフト
102が固定されており、これは真空処理室10の底壁
部に気密に固定されたシャフト挿通部103の底壁部に
固定されたシール部材104を挿通しており、この下端
部には図示せずともエア・シリンダが固定されており、
これによりシャフト102を上下動させるように構成さ
れている。また、図示せずとも第1実施例と同様に、真
空ポンプ13をがバルブ12を介して排気するための導
出口が形成されている。
【0027】基板17を処理する時には、図示しないエ
ア・シリンダを作動させて、シャフト102を上動させ
て一点鎖線で示すような位置に置く。すなわち中間位置
を取らせ、第1実施例と同様な作用を受ける。なお、ア
ッシング処理を施した後は、やはり図示しない真空処理
室10に形成された搬入・搬出口を通してロボットハン
ドが真空処理室内に挿入されるのであるが、この時には
シャフト102を更に上昇させてロボットハンドで受け
て外部に搬出されるように構成されている。
【0028】この実施例においても第1実施例と同様に
アッシング速度は従来より大幅に向上させることができ
た。
【0029】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【0030】例えば、本発明のプラズマ処理装置につい
て、本実施例ではプラズマ化した酸素ガスによるレジス
ト膜のアッシングを例示したが、CF4 ガスをプラズマ
化しての、SiO2 を主成分とする膜の除去、すなわ
ち、エッチングにも有効である。換言すれば、本発明の
プラズマ処理装置にはプラズマ・エッチング装置も含ま
れる。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のプラズマ処
理装置によれば、単位時間当りの基板処理能力を向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるプラズマ・アッシン
グ装置の側断面図である。
【図2】同装置に使用される対向電極の平面図である。
【図3】同装置、及び従来例によるプラズマ・アッシン
グ装置のアッシング速度を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例によるプラズマ・アッシン
グ装置の要部の側断面図である。
【図5】従来例によるプラズマ・アッシング装置の側断
面図である。
【符号の説明】
10 真空処理室 13 真空ポンプ 17 基板 20 放電管 30 導波管 31 マイクロ波電源 43 RF電源 44 マッチングボックス 45 連結棒 46 基板電極 47 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/31 H05H 1/46 B 9014−2G H01L 21/31 C

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、プラズマ処理されるべき基
    板を収容するための真空処理室と、一端はプラズマ生成
    用のガスの供給口とされ、他端は前記真空処理室へ挿入
    された放電管とからなるプラズマ処理装置において、前
    記真空処理室内に基板電極と、該基板電極に平行して対
    向電極を設けて、これら両電極にRF(高周波)電源を
    接続し、プラズマ処理に際しては、前記基板を前記基板
    電極上、または該基板電極と前記対向電極との間に保持
    して、前記基板電極と前記対向電極とにRF(高周波)
    電力を印加することを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】 前記対向電極にプラズマ化されたガスの
    通過路が設けられている請求項1に記載のプラズマ処理
    装置。
  3. 【請求項3】 前記プラズマ処理装置がプラズマ・アッ
    シング装置である請求項1または請求項2に記載のプラ
    ズマ処理装置。
JP6052732A 1994-02-24 1994-02-24 プラズマ処理装置 Pending JPH07235524A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018157026A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018157026A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置
CN108630570A (zh) * 2017-03-16 2018-10-09 株式会社斯库林集团 基板处理装置
CN108630570B (zh) * 2017-03-16 2022-11-08 株式会社斯库林集团 基板处理装置

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Effective date: 20031216