JPH08115884A

JPH08115884A - ウエハの帯電軽減方法

Info

Publication number: JPH08115884A
Application number: JP27588994A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sawada; 等沢田
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】プラズマＣＶＤ装置、プラズマエッチャ等の
装置における、ウエハの帯電を可及的に軽減する。【構成】反応炉筐体１の内部の、サセプタ部２および
ガス噴射部３の周囲に、複数の排出口14より排出される
反応済みガスＧ’のフローと、開閉窓12によるウエハ５
のアクセス、およびガラス窓13による内部の観察とを、
いずれも妨害しない切り欠き71,72 を有し、絶縁物より
なる帯電円筒体７を設け、加圧された高周波電圧±Ｖに
より、均熱円板21に載置されたウエハ５に生ずる帯電
を、帯電円筒体７に分散して軽減する。【効果】ウエハ５の均熱円板21に対する吸着が軽減さ
れて、炉外への引出しが容易となり、電荷Ｑの放電によ
るゲートなどの破壊が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラズマＣＶＤ装置
やプラズマエッチャ等の装置において、加圧された高周
波電圧により生ずる、ウエハの帯電を軽減する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＩＣは、ＣＶＤ装置により、シリ
コンウエハの表面に酸化膜などが形成されて製作され
る。ＣＶＤ装置には各種があるが、最近では、性能の良
好な酸化膜が形成できるものとして、プラズマＣＶＤ装
置が専ら使用されている。

【０００３】図３は、平行平板式のプラズマＣＶＤ装置
１０の垂直断面を示す。プラズマＣＶＤ装置１０は、円
筒形の気密構造の反応炉筐体１（以下単に筐体）を有
し、その上面には反応ガスＧに対する吸入口11が設けら
れ、その側面には、被処理のウエハ５を挿入／脱去（ア
クセス）する開閉窓12と、内部を観察するためのガラス
窓13、および反応済みガスＧ’に対する複数の排出口14
とが、それぞれ適当な高さの位置に設けてある。筐体内
の下部には、均熱円板21とヒータ22、およびこれらを昇
降する昇降機構23よりなるサセプタ部２が設けられ、均
熱円板21は、表面がアルマイト処理されたアルミニュー
ムにより製作され、アルミニュームは接地されている。
サセプタ部２の上方には、吸入口11に接続された支持部
材31と、これに支持され、均熱円板21と所定の間隔をな
すシャワー電極32よりなるガス噴射部３が配設され、シ
ャワー電極32には、微小な噴射孔321 が多数穿孔されて
いる。また、筐体１の外部の適当な箇所に高周波電圧発
生器４を設け、シャワー電極321 と接地間に高周波電圧
±Ｖが加圧される。高周波電圧±Ｖの周波数としては、
１３．５６ＭＨｚが使用されている。

【０００４】ウエハ５のＣＶＤ処理においては、均熱円
板21はヒータ22により予め加熱されて適温とされ、昇降
機構23により適当な高さ位置に下降する。これに対し
て、被処理のウエハ５は、ハンド６にチャックされて開
閉窓12より筐体内に挿入され、均熱円板21に載置された
後、所定の高さに上昇する。吸入口11より吸入された反
応ガスＧは、各噴射孔321 により分散してウエハ５に対
して噴射されてその表面をフローする。ここで、シャワ
ー電極32に高周波電圧±Ｖが加圧されて、シャワー電極
32と均熱円板21との間に電界±Ｅが発生し、これにより
反応ガスＧはグロー放電してプラズマ化し、これがウエ
ハ５の表面をフローして酸化膜が形成される。反応済み
ガスＧ’はサセプタ部２の周辺をフローダウンして、各
排出口14より外部に排出され、ついで高周波電圧±Ｖの
加圧が停止されて、ウエハ５はハンド６にチャックされ
て筐体外に引出される。

【０００５】さて、上記の電界±Ｅは、反応ガスＧをプ
ラズマ化してウエハ５の表面に酸化膜を形成するが、こ
れとともにウエハ５を帯電させることがある。帯電した
ウエハ５は電荷の吸着力により均熱円板21に吸着されて
引出しが困難となり、またその放電により、酸化膜やゲ
ートなとが破壊される問題がある。以下、図４により、
ウエハ５の帯電の状態と、これに伴って発生する上記の
障害を簡単に説明する。図４(a) において、高周波電圧
±Ｖにより発生する電界±Ｅは交番電界であるので、ウ
エハ５には電界±Ｅに対応して正負の電荷（±Ｑ）が交
番して帯電される。この場合、均熱円板21の表面はアル
マイト211 の処理により絶縁性があるために、電荷（±
Ｑ）は逃げ場がなくてウエハ５の全表面に帯電されたま
ま残留する。ただし、電荷（±Ｑ）は時間的に正負が中
和して平均値は０であり、これらが累積することはな
い。ここで、高周波電圧±Ｖが遮断された瞬間について
考えると、図４(b) に示すように、例えば＋Ｖが時点ｔ
₁ で遮断されたときは、その電界＋Ｅ₁ の強度に比例し
た電荷＋Ｑ₁ がウエハ５に帯電する。同様に、−Ｖが時
点ｔ₂ で遮断されたときは、電荷−Ｑ₂ が帯電され、各
時点ｔ₁,ｔ₂ 以後には電界がないので、これらの電荷は
消滅せずにウエハ５に残留する。ただし、高周波電圧が
０Ｖの時点では帯電されない。残留した電荷±Ｑは吸着
力を有するので、ウエハ５は均熱円板21に吸着されて、
ハンド６にチャックされても引出しが容易でない。ま
た、ハンド６が金属などの導電性を有するときは、電荷
±Ｑはハンド６を通して瞬時に放電してウエハ５に過電
流が流れ、形成されたゲートなどが破壊される。このよ
うな破壊は、金属製のハンド６を使用したＣＶＤ装置１
０において、しばしば発生することが経験されて、問題
となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記において、均熱円
板21の表面のアルマイト211 が剥離した状態では、生地
のアルミニュームの導電性により、ウエハ５の電荷Ｑが
接地に流れて、上記の障害が無くなることが認められて
いる。従って、帯電を防止するには均熱円板21のアルマ
イト処理を止めることが有効であるが、アルマイト処理
は、均熱円板21の表面の硬度を保つために必要であるの
で、止めるわけにはいかない。これに対して、上記の障
害防止に有効な、帯電防止方法ないしは軽減方法が望ま
れている。この発明は、以上に鑑みてなされたもので、
ウエハの帯電を可及的に軽減する軽減方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、プラズマＣ
ＶＤ装置、プラズマエッチャ等の装置のウエハの帯電軽
減方法であって、前記の平行平板式のプラズマＣＶＤ装
置において、反応炉筐体内の、シャワー電極およびサセ
プタ部の周囲に、複数の排出口より排出される反応済み
ガスのフローと、開閉窓によるウエハのアクセス、およ
びガラス窓による内部の観察とを、いずれも妨害しない
切り欠きを有し、絶縁物よりなる帯電円筒体を設け、加
圧された高周波電圧により、均熱円板に載置されたウエ
ハに生ずる帯電を、この帯電円筒体に分散して軽減する
ものである。

【０００８】

【作用】上記の帯電軽減方法においては、反応炉筐体内
の、シャワー電極およびサセプタ部の周囲に設けられた
絶縁物の帯電円筒体は、加圧された高周波電圧により、
均熱円板に載置されたウエハに生ずる帯電を分散するの
で、その分ウエハの帯電が軽減される。この軽減によ
り、均熱円板に対するウエハの吸着が軽減されて、ハン
ドによりチャックされたウエハの引出しが容易となり、
またその際、電荷の放電量が少なくなって酸化膜やゲー
トの破壊が回避される。帯電円筒体は、反応炉筐体の側
面に設けた、複数の排出口と開閉窓およびガラス窓に、
それぞれ対応した切り欠きを有するので、反応済みガス
のフローと、ウエハのアクセス、および内部の観察と
は、いずれも妨害されず、プラズマＣＶＤ装置、プラズ
マエッチャ等の装置の動作に支障することがない。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の帯電軽減方法を適用した
プラズマＣＶＤ装置１０’の構成を示し、図２は、図１
の帯電円筒体７の形状を示す外観図である。図１に示す
プラズマＣＶＤ装置１０’は、前記した図３の平行平板
式のプラズマＣＶＤ装置１０に対して、帯電円筒体７を
付加して構成される。図１，図２において、帯電円筒体
７は、セラミックスなどの適当な絶縁物、または、アル
ミニュームなどの金属に絶縁塗装したものを素材として
加工し、図２に示す、適当な厚さｄと、サセプタ部２よ
りやや大きい直径φと、ガス噴射部３の高さにほぼ等し
い高さＨを有する円筒形とし、その側面の、開閉窓12と
ガラス窓13および各排出口14に、それぞれ対応した切り
欠き71,72 を設ける。帯電円筒体７は、図１に示すよう
に、筐体11の内部の、サセプタ部２とガス噴射部３の周
囲に配置され、各切り欠き71,72 により、反応済みガス
Ｇ’のフローと、均熱円板21に対するウエハ５のアクセ
ス、および炉内の観察が支障なく従来通りになされる。

【００１０】以下、帯電円筒体７の作用を説明すると、
高周波電圧±Ｖの加圧により、シャワー電極32と均熱円
板21の間に生ずる電界±Ｅに対して、絶縁物の帯電円筒
体７は接地より電気的に浮いているので、その分布にほ
とんど影響せず、反応ガスＧは従来と同様にプラズマ化
される。一方、電界±Ｅによる帯電はウエハ５のみでな
く帯電円筒体７にも及んで分散するので、完全ではない
が、分散した分だけウエハ５の帯電が軽減される。この
ような帯電円筒体７の帯電軽減効果は、数値的に測定す
ることは困難であるが、これを使用することにより、均
熱円板21に対するウエハ５の吸着が軽減されて、ハンド
６によるウエハ５の引出しが容易となり、またその際、
電荷Ｑの放電量が少なくなって酸化膜やゲートの破壊が
回避されることが、実際に確認されている。なお、実施
例では、プラズマＣＶＤ装置を例として説明している
が、プラズマエッチャや他のプラズマ使用の装置にこの
発明は適用できる。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の帯電軽
減方法においては、反応炉筐体の内部に帯電円筒体を設
けて、高周波電圧による電界により生ずる帯電を分散さ
せて、ウエハの帯電を軽減するもので、この軽減によ
り、均熱円板に対するウエハの吸着が軽減されて引出し
が容易となるとともに、その際の電荷の放電量が少なく
なって、形成された酸化膜やゲートの破壊が回避される
効果には、大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の帯電軽減方法を適用したプ
ラズマＣＶＤ装置の構成図である。

【図２】図２は、図１の帯電円筒体の形状を示す外観図
である。

【図３】図３は、平行平板式のプラズマＣＶＤ装置の垂
直断面図である。

【図４】図４は、ウエハの帯電の状態と、帯電に伴う障
害の説明図である。

【符号の説明】

１…反応炉筐体、11…吸入口、12…開閉窓、13…ガラス
窓、14…排出口、２…サセプタ部、21…均熱円板、22…
ヒータ、23…昇降機構、３…ガス噴射部、31…支持部
材、32…シャワー電極、４…高周波電圧発生器、５…ウ
エハ、６…ハンド、７…帯電円筒体、71,72 …切り欠
き、１０…平行平板式プラズマＣＶＤ装置、１０’…こ
の発明を適用したプラズマＣＶＤ装置、Ｇ…反応ガス、
Ｇ’…反応済みガス、±Ｖ…高周波電圧、±Ｅ…電界、
±Ｑ…電荷。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に反応ガスに対する吸入口を有し、側
面に反応済みガスに対する複数の排出口と、被処理のウ
エハをアクセスする開閉窓、および内部を観察するガラ
ス窓とを有する円筒形の反応炉筐体と、該筐体内の下部
に設けられ、表面をアルマイト処理したアルミニューム
よりなり、前記ウエハを載置し、かつ接地された均熱円
板と、該均熱円板を加熱するヒータよりなるサセプタ部
と、該筐体内の上部に、該均熱円板に対して所定の間隔
に設けられ、前記吸入口より吸入された反応ガスを、該
均熱円板に載置されたウエハの表面に噴射する円形のシ
ャワー電極、および該シャワー電極と均熱円板との間に
高周波電圧を加圧する高周波電圧発生器を具備する、平
行平板式のプラズマＣＶＤ装置において、前記筐体内の、前記シャワー電極およびサセプタ部の周
囲に、前記複数の排出口より排出される反応済みガスの
フローと、前記開閉窓によるウエハのアクセス、および
前記ガラス窓による内部の観察とを、いずれも妨害しな
い切り欠きを有し、絶縁物よりなる帯電円筒体を設け、
前記加圧された高周波電圧により、前記均熱円板に載置
されたウエハに生ずる帯電を、該帯電円筒体に分散して
軽減することを特徴とする、ウエハの帯電軽減方法。