JPH0817799A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH0817799A JPH0817799A JP6146812A JP14681294A JPH0817799A JP H0817799 A JPH0817799 A JP H0817799A JP 6146812 A JP6146812 A JP 6146812A JP 14681294 A JP14681294 A JP 14681294A JP H0817799 A JPH0817799 A JP H0817799A
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- plasma
- ashing
- processing apparatus
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
- B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
- B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
- B01J2219/1942—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped spherical
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速処理の利点を維持しながらプラズマによ
る半導体基板の帯電を極力抑制することができるプラズ
マ処理装置を提供する。 【構成】 半球状の反応室８と、反応室８内の下部に設
けられ、半導体基板Ｗを保持する基板ホルダー１４と、
反応室８の外周に沿い巻線状に設置され、反応室８内に
プラズマおよびその活性種を発生させるためのヘリカル
アンテナコイル１３と、ヘリカルアンテナコイル１３に
高周波電力を印加するための高周波電源１６と、基板ホ
ルダー１４と接地５間に接続された挿入インピーダンス
６とが具備されている。
る半導体基板の帯電を極力抑制することができるプラズ
マ処理装置を提供する。 【構成】 半球状の反応室８と、反応室８内の下部に設
けられ、半導体基板Ｗを保持する基板ホルダー１４と、
反応室８の外周に沿い巻線状に設置され、反応室８内に
プラズマおよびその活性種を発生させるためのヘリカル
アンテナコイル１３と、ヘリカルアンテナコイル１３に
高周波電力を印加するための高周波電源１６と、基板ホ
ルダー１４と接地５間に接続された挿入インピーダンス
６とが具備されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板のエッチン
グ、アッシング、デポジション、表面改質等に使用され
るプラズマ処理装置に係わり、特に、高密度プラズマ発
生に有効な半球状のプラズマ発生室を使用するヘリカル
アンテナ式のプラズマ処理装置に関するものである。
グ、アッシング、デポジション、表面改質等に使用され
るプラズマ処理装置に係わり、特に、高密度プラズマ発
生に有効な半球状のプラズマ発生室を使用するヘリカル
アンテナ式のプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、従来のＬＳＩ製造工程に
おける半導体基板のエッチング、アッシング、デポジシ
ョン、表面改質等において、減圧下でプラズマを発生さ
せて基板を処理する各種のプラズマ処理装置が広く用い
られている。プラズマの発生は従来より多岐にわたる方
法が考案されているが、近年、低圧気体に誘導結合型の
放電を生起させて得られる高密度プラズマを半導体基板
のプラズマ処理に対して適用する技術が活発に開発され
ている。
おける半導体基板のエッチング、アッシング、デポジシ
ョン、表面改質等において、減圧下でプラズマを発生さ
せて基板を処理する各種のプラズマ処理装置が広く用い
られている。プラズマの発生は従来より多岐にわたる方
法が考案されているが、近年、低圧気体に誘導結合型の
放電を生起させて得られる高密度プラズマを半導体基板
のプラズマ処理に対して適用する技術が活発に開発され
ている。
【０００３】本発明が関係するヘリカルアンテナ式プラ
ズマ処理装置は、例えば文献（１）「高密度プラズマプ
ロセシングの基礎と実際」（応用物理学会、プラズマエ
レクトロニクス分科会講演会資料、大阪大学、1993年11
月18〜19日）に論じられているように、高密度プラズマ
を容易に発生するものであり、ＬＳＩの製造工程におけ
る半導体基板のエッチング、アッシング、デポジショ
ン、表面改質等、広い分野にわたる応用が進められてい
る。
ズマ処理装置は、例えば文献（１）「高密度プラズマプ
ロセシングの基礎と実際」（応用物理学会、プラズマエ
レクトロニクス分科会講演会資料、大阪大学、1993年11
月18〜19日）に論じられているように、高密度プラズマ
を容易に発生するものであり、ＬＳＩの製造工程におけ
る半導体基板のエッチング、アッシング、デポジショ
ン、表面改質等、広い分野にわたる応用が進められてい
る。
【０００４】その代表的な応用例として、エッチングや
イオン注入工程後の使用済みレジストを剥離するアッシ
ング工程がある。このアッシング工程については、例え
ば文献（２）月刊Semiconductor World 1993年7月号 第
164-175ページ、文献（３）月刊Semiconductor World 1
991年3月号 第153-159ページ、および文献（４）月刊Se
miconductor World 増刊号 ’94最新半導体プロセス技
術 第197-203ページにおいて、アッシング工程の技術お
よび諸問題点が論じられている。
イオン注入工程後の使用済みレジストを剥離するアッシ
ング工程がある。このアッシング工程については、例え
ば文献（２）月刊Semiconductor World 1993年7月号 第
164-175ページ、文献（３）月刊Semiconductor World 1
991年3月号 第153-159ページ、および文献（４）月刊Se
miconductor World 増刊号 ’94最新半導体プロセス技
術 第197-203ページにおいて、アッシング工程の技術お
よび諸問題点が論じられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の文献で指摘され
ているように、プラズマによるアッシング処理後の半導
体基板の帯電は半導体デバイスの集積度の増大に伴って
さらに重要な課題となる。また、高密度プラズマはプラ
ズマ中の活性種の密度が高いため半導体基板の処理の高
速化には極めて有効であるが、それと同時にイオンや電
子の荷電粒子の密度も高いため半導体基板の帯電などの
プラズマ損傷の程度も増大してしまうことが高密度プラ
ズマをアッシングやエッチングに適用する際の大きな問
題点であった。
ているように、プラズマによるアッシング処理後の半導
体基板の帯電は半導体デバイスの集積度の増大に伴って
さらに重要な課題となる。また、高密度プラズマはプラ
ズマ中の活性種の密度が高いため半導体基板の処理の高
速化には極めて有効であるが、それと同時にイオンや電
子の荷電粒子の密度も高いため半導体基板の帯電などの
プラズマ損傷の程度も増大してしまうことが高密度プラ
ズマをアッシングやエッチングに適用する際の大きな問
題点であった。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ヘリカルアンテナ式の高密度プラズマによ
るプラズマ処理装置において、高速処理の利点を維持し
ながらプラズマによる半導体基板の帯電を極力抑制し得
るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
のであって、ヘリカルアンテナ式の高密度プラズマによ
るプラズマ処理装置において、高速処理の利点を維持し
ながらプラズマによる半導体基板の帯電を極力抑制し得
るプラズマ処理装置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】前記の目的を達成するた
めに、本発明のプラズマ処理装置は、誘電体からなる半
球状の反応室と、該反応室内の下部に設けられ、半導体
基板を保持する基板ホルダーと、前記反応室の外周に沿
い上部から下部に向かって巻線状に設置され、反応室内
にプラズマおよびその活性種を発生させるためのヘリカ
ルアンテナコイルと、該ヘリカルアンテナコイルに高周
波電力を印加するための高周波電源と、一端が前記基板
ホルダーに接続されるとともに、他端が接地されたイン
ピーダンス素子とが具備されていることを特徴とするも
のである。なお、前記高周波電力の周波数を４００ｋＨ
ｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲としたとき、前記インピー
ダンス素子の容量値を１００ｐＦ〜１０００ｐＦの範
囲、もしくは前記インピーダンス素子の抵抗値を１０ｋ
Ω〜５００ｋΩの範囲とすることが望ましい。
めに、本発明のプラズマ処理装置は、誘電体からなる半
球状の反応室と、該反応室内の下部に設けられ、半導体
基板を保持する基板ホルダーと、前記反応室の外周に沿
い上部から下部に向かって巻線状に設置され、反応室内
にプラズマおよびその活性種を発生させるためのヘリカ
ルアンテナコイルと、該ヘリカルアンテナコイルに高周
波電力を印加するための高周波電源と、一端が前記基板
ホルダーに接続されるとともに、他端が接地されたイン
ピーダンス素子とが具備されていることを特徴とするも
のである。なお、前記高周波電力の周波数を４００ｋＨ
ｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲としたとき、前記インピー
ダンス素子の容量値を１００ｐＦ〜１０００ｐＦの範
囲、もしくは前記インピーダンス素子の抵抗値を１０ｋ
Ω〜５００ｋΩの範囲とすることが望ましい。
【０００８】すなわち、本発明は上記の課題をヘリカル
アンテナ式プラズマ処理装置の基板ホルダーの電気特性
の改良、すなわち電位の最適化により解決しようとする
ものである。図２は従来のヘリカルアンテナ式プラズマ
処理装置１の概略図である。通常、ヘリカルアンテナ式
プラズマ処理装置１においては、誘電体からなる半球状
のプラズマ発生室２の外周に沿い上部から下部に向かっ
て巻線状に設置したヘリカルアンテナコイル３に対して
高周波電力を印加することによりプラズマ発生室２内に
プラズマを発生させる。このとき、半導体基板Ｗは基板
ホルダー４上に保持されており、プラズマにより発生し
た活性種によって処理が行なわれる。
アンテナ式プラズマ処理装置の基板ホルダーの電気特性
の改良、すなわち電位の最適化により解決しようとする
ものである。図２は従来のヘリカルアンテナ式プラズマ
処理装置１の概略図である。通常、ヘリカルアンテナ式
プラズマ処理装置１においては、誘電体からなる半球状
のプラズマ発生室２の外周に沿い上部から下部に向かっ
て巻線状に設置したヘリカルアンテナコイル３に対して
高周波電力を印加することによりプラズマ発生室２内に
プラズマを発生させる。このとき、半導体基板Ｗは基板
ホルダー４上に保持されており、プラズマにより発生し
た活性種によって処理が行なわれる。
【０００９】通常の場合、図２に示したように、ヘリカ
ルアンテナ式プラズマ処理装置１の基板ホルダー４は接
地電位に保持されているが、本発明では図１に例示した
ように、基板ホルダー１４と接地５の間に印加高周波電
力に対して抵抗となる挿入インピーダンス６を設けて基
板ホルダー１４の電位を処理プロセスに対して最適化す
ることにより半導体基板の帯電の問題を解決するもので
ある。
ルアンテナ式プラズマ処理装置１の基板ホルダー４は接
地電位に保持されているが、本発明では図１に例示した
ように、基板ホルダー１４と接地５の間に印加高周波電
力に対して抵抗となる挿入インピーダンス６を設けて基
板ホルダー１４の電位を処理プロセスに対して最適化す
ることにより半導体基板の帯電の問題を解決するもので
ある。
【００１０】
【作用】本発明の作用をアッシングによるレジスト剥離
を例として説明する。半導体基板がレジストを塗布した
ウエーハであり、反応気体が酸素である場合、レジスト
はプラズマで生成された酸素の活性種（酸素ラジカル、
酸素イオン等）によりアッシングされる。酸素プラズマ
によるアッシングでは中性の酸素ラジカルがアッシング
に関与する主な活性種であるが、酸素イオン、例えば酸
素分子１価正イオン（Ｏ2 +）もアッシング反応を促進す
る。
を例として説明する。半導体基板がレジストを塗布した
ウエーハであり、反応気体が酸素である場合、レジスト
はプラズマで生成された酸素の活性種（酸素ラジカル、
酸素イオン等）によりアッシングされる。酸素プラズマ
によるアッシングでは中性の酸素ラジカルがアッシング
に関与する主な活性種であるが、酸素イオン、例えば酸
素分子１価正イオン（Ｏ2 +）もアッシング反応を促進す
る。
【００１１】図２に示した従来のヘリカルアンテナ式プ
ラズマ処理装置１の場合、基板ホルダー４は通常、接地
電位に保持されている。その結果、中性の酸素ラジカル
とともに酸素プラズマ中に多数存在する酸素分子１価正
イオン（Ｏ2 +）も半導体基板Ｗに流入する。前記の通
り、酸素イオンもレジストのアッシング反応を促進する
が、基板表面が荷電粒子に曝されるため、帯電などのプ
ラズマ損傷が引き起こされる。これに対して、本発明で
は基板ホルダー１４と接地５間に印加高周波電圧に対し
て容量、または抵抗となる挿入インピーダンス６が設け
られているため、基板ホルダー１４を半導体基板Ｗの帯
電が起きにくい電位に設定することができる。
ラズマ処理装置１の場合、基板ホルダー４は通常、接地
電位に保持されている。その結果、中性の酸素ラジカル
とともに酸素プラズマ中に多数存在する酸素分子１価正
イオン（Ｏ2 +）も半導体基板Ｗに流入する。前記の通
り、酸素イオンもレジストのアッシング反応を促進する
が、基板表面が荷電粒子に曝されるため、帯電などのプ
ラズマ損傷が引き起こされる。これに対して、本発明で
は基板ホルダー１４と接地５間に印加高周波電圧に対し
て容量、または抵抗となる挿入インピーダンス６が設け
られているため、基板ホルダー１４を半導体基板Ｗの帯
電が起きにくい電位に設定することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は、本発明のプラズマ処理装置の一実施例
であるアッシング装置７の概略構成を示す図であり、反
応室８は透明石英製で直径が３５０mmの半球状である。
排気系９は４５０liter/sec のターボ分子ポンプ１０を
主排気ポンプとしており、その到達圧力は〜１０-5Torr
である。さらに、ターボ分子ポンプ１０の後段にはメカ
ニカルブースターポンプ１１が接続され、これら２台の
ポンプ１０、１１により排気口１２を通じて反応室８内
が高真空に排気されるようになっている。
明する。図１は、本発明のプラズマ処理装置の一実施例
であるアッシング装置７の概略構成を示す図であり、反
応室８は透明石英製で直径が３５０mmの半球状である。
排気系９は４５０liter/sec のターボ分子ポンプ１０を
主排気ポンプとしており、その到達圧力は〜１０-5Torr
である。さらに、ターボ分子ポンプ１０の後段にはメカ
ニカルブースターポンプ１１が接続され、これら２台の
ポンプ１０、１１により排気口１２を通じて反応室８内
が高真空に排気されるようになっている。
【００１３】ヘリカルアンテナコイル１３が、反応室８
の外周に沿い上部から下部に向かって巻線状に設置され
ている。このヘリカルアンテナコイル１３は全体で約１
００μHのインダクタンスを有し、コイル１３の上端に
はマッチングボックス１５、高周波電源１６が順次接続
されている。なお、高周波電源１６は周波数４００kH
z、最高出力１．５kWのものである。また、コイル１３
の下端は後述する基板ホルダー１４上に保持される半導
体基板Ｗより若干寸法だけ上方に位置するとともに、接
地されている。
の外周に沿い上部から下部に向かって巻線状に設置され
ている。このヘリカルアンテナコイル１３は全体で約１
００μHのインダクタンスを有し、コイル１３の上端に
はマッチングボックス１５、高周波電源１６が順次接続
されている。なお、高周波電源１６は周波数４００kH
z、最高出力１．５kWのものである。また、コイル１３
の下端は後述する基板ホルダー１４上に保持される半導
体基板Ｗより若干寸法だけ上方に位置するとともに、接
地されている。
【００１４】また、反応室８内の上部にはガス導入系１
７に導入管１８を介して接続されたシャワーヘッド１９
が設置され、このシャワーヘッド１９から反応室８内へ
反応気体が供給されるようになっている。
７に導入管１８を介して接続されたシャワーヘッド１９
が設置され、このシャワーヘッド１９から反応室８内へ
反応気体が供給されるようになっている。
【００１５】また、反応室８内の下部には半導体基板Ｗ
を保持する基板ホルダー１４が設けられている。そし
て、一端が基板ホルダー１４に接続されるとともに、他
端が接地された挿入インピーダンス６（インピーダンス
素子）が設けられている。
を保持する基板ホルダー１４が設けられている。そし
て、一端が基板ホルダー１４に接続されるとともに、他
端が接地された挿入インピーダンス６（インピーダンス
素子）が設けられている。
【００１６】以下、上記構成のアッシング装置７を用い
た実験例について表１〜表３および図３を用いて説明す
る。本実験は、半導体基板のアッシング処理を行なう際
のアッシング特性および半導体基板の帯電量を評価する
ものである。また、本実験において、試料として用いた
半導体基板は６インチのシリコンウエーハ、レジストと
してはノボラック系ポジレジストを用い、塗布後に１２
０℃で３０分のプリベークを施したもので厚さは約１μ
mである。
た実験例について表１〜表３および図３を用いて説明す
る。本実験は、半導体基板のアッシング処理を行なう際
のアッシング特性および半導体基板の帯電量を評価する
ものである。また、本実験において、試料として用いた
半導体基板は６インチのシリコンウエーハ、レジストと
してはノボラック系ポジレジストを用い、塗布後に１２
０℃で３０分のプリベークを施したもので厚さは約１μ
mである。
【００１７】評価項目であるアッシング特性としては、
アッシング速度、均一性、再現性の３項目を評価した。
アッシング速度は、装置に設けられたモノクロメータ式
終点検出器で算出した。均一性は、ウエーハ面内５点
（中心点および周縁部４等分４点）におけるアッシング
速度の均一性とした。また、再現性は、ウエーハを２０
枚連続処理したときのアッシング速度の再現性とした。
一方、ウエーハの帯電量は、アッシング処理後の帯電量
を表面電荷分析装置により測定した。そして、これら評
価項目を総合してアッシング結果の良否を判定すること
にした。
アッシング速度、均一性、再現性の３項目を評価した。
アッシング速度は、装置に設けられたモノクロメータ式
終点検出器で算出した。均一性は、ウエーハ面内５点
（中心点および周縁部４等分４点）におけるアッシング
速度の均一性とした。また、再現性は、ウエーハを２０
枚連続処理したときのアッシング速度の再現性とした。
一方、ウエーハの帯電量は、アッシング処理後の帯電量
を表面電荷分析装置により測定した。そして、これら評
価項目を総合してアッシング結果の良否を判定すること
にした。
【００１８】ここで、アッシング装置７の基板ホルダー
１４と接地５間に挿入インピーダンス６として１５０，
３００，５０００ｐＦの容量をそれぞれ設けた場合の評
価結果を表１に、挿入インピーダンス６として１００，
５０，１ｋΩの抵抗をそれぞれ設けた場合の評価結果を
表２に、また、比較例として基板ホルダー１４を接地電
位、または浮遊電位とした場合の評価結果を表３に示
す。なお、アッシング条件は、全ての実験にわたって共
通で高周波電力１ｋＷ、酸素流量２００sccm、圧力４０
mTorrとした。また、表においてウエーハの帯電量は、
表面電荷密度の増分値（１分間のアッシング処理後に増
加した単位面積当たりの素電荷数（q/cm2）のウエーハ
面内５点（中心点および周縁部４等分４点）の平均値）
として表した。
１４と接地５間に挿入インピーダンス６として１５０，
３００，５０００ｐＦの容量をそれぞれ設けた場合の評
価結果を表１に、挿入インピーダンス６として１００，
５０，１ｋΩの抵抗をそれぞれ設けた場合の評価結果を
表２に、また、比較例として基板ホルダー１４を接地電
位、または浮遊電位とした場合の評価結果を表３に示
す。なお、アッシング条件は、全ての実験にわたって共
通で高周波電力１ｋＷ、酸素流量２００sccm、圧力４０
mTorrとした。また、表においてウエーハの帯電量は、
表面電荷密度の増分値（１分間のアッシング処理後に増
加した単位面積当たりの素電荷数（q/cm2）のウエーハ
面内５点（中心点および周縁部４等分４点）の平均値）
として表した。
【表１】
【表２】
【表３】
【００１９】これらの表を見ると明らかなように、表面
電荷密度増分値は、比較例の接地電位の場合で測定範囲
オーバー、浮遊電位の場合で３．５×１０11q/cm2とい
ずれも高い値を示すのに比べて、挿入インピーダンス６
の容量を１５０ｐＦ、３００ｐＦとした場合、および抵
抗を１００ｋΩ、５０ｋΩとした場合には１．０〜２．
０×１０11q/cm2程度の値を示し浮遊電位における値の
約１／３〜１／２となり、ウエーハの帯電量を非常に低
減できることがわかった。そして、これらの場合、アッ
シング速度、均一性、再現性の各項目についてはいずれ
も比較例の場合と同等の値を示すことがわかった。ま
た、挿入インピーダンス６の容量を５０００ｐＦとした
場合、および抵抗を１ｋΩとした場合には表面電荷密度
増分値がそれぞれ３．０×１０11q/cm2、３．２×１０
11q/cm2と浮遊電位の場合と同等の高い値を示し、イン
ピーダンスを挿入した効果があまりないことがわかっ
た。
電荷密度増分値は、比較例の接地電位の場合で測定範囲
オーバー、浮遊電位の場合で３．５×１０11q/cm2とい
ずれも高い値を示すのに比べて、挿入インピーダンス６
の容量を１５０ｐＦ、３００ｐＦとした場合、および抵
抗を１００ｋΩ、５０ｋΩとした場合には１．０〜２．
０×１０11q/cm2程度の値を示し浮遊電位における値の
約１／３〜１／２となり、ウエーハの帯電量を非常に低
減できることがわかった。そして、これらの場合、アッ
シング速度、均一性、再現性の各項目についてはいずれ
も比較例の場合と同等の値を示すことがわかった。ま
た、挿入インピーダンス６の容量を５０００ｐＦとした
場合、および抵抗を１ｋΩとした場合には表面電荷密度
増分値がそれぞれ３．０×１０11q/cm2、３．２×１０
11q/cm2と浮遊電位の場合と同等の高い値を示し、イン
ピーダンスを挿入した効果があまりないことがわかっ
た。
【００２０】さらに、アッシング結果の良否と挿入イン
ピーダンス６との相関性を調査する目的で、上記の各実
験を行なう際に基板ホルダー１４にオシロスコープを接
続して基板ホルダー１４の電位を測定した結果を図３に
示す。図３（ａ）はアッシング結果「良」の容量３００
ｐＦの場合、（ｂ）はアッシング結果「否」の容量５０
００ｐＦの場合、（ｃ）はアッシング結果「良」の抵抗
５０ｋΩの場合、（ｄ）はアッシング結果「否」の抵抗
１ｋΩの場合の基板ホルダー１４の電位を示している。
ピーダンス６との相関性を調査する目的で、上記の各実
験を行なう際に基板ホルダー１４にオシロスコープを接
続して基板ホルダー１４の電位を測定した結果を図３に
示す。図３（ａ）はアッシング結果「良」の容量３００
ｐＦの場合、（ｂ）はアッシング結果「否」の容量５０
００ｐＦの場合、（ｃ）はアッシング結果「良」の抵抗
５０ｋΩの場合、（ｄ）はアッシング結果「否」の抵抗
１ｋΩの場合の基板ホルダー１４の電位を示している。
【００２１】これらの結果からは適切な挿入インピーダ
ンス６を選択することにより基板ホルダー１４の電位が
負の領域に入らないようにした場合に良好なアッシング
結果が得られると言えることになる。ただし、図３
（ｅ）に示すように、基板ホルダー１４を浮遊電位とし
た場合も基板ホルダー１４の電位は負の領域に入らない
が、表３に示すように、浮遊電位の場合、表面電荷密度
増分値が高いことに加えて、アッシング速度の均一性お
よび再現性が乏しく、良好な結果とは言えない。したが
って、基板ホルダー１４の電位が負の領域に入りさえし
なければ必ず良好なアッシング結果が得られるという訳
ではない。
ンス６を選択することにより基板ホルダー１４の電位が
負の領域に入らないようにした場合に良好なアッシング
結果が得られると言えることになる。ただし、図３
（ｅ）に示すように、基板ホルダー１４を浮遊電位とし
た場合も基板ホルダー１４の電位は負の領域に入らない
が、表３に示すように、浮遊電位の場合、表面電荷密度
増分値が高いことに加えて、アッシング速度の均一性お
よび再現性が乏しく、良好な結果とは言えない。したが
って、基板ホルダー１４の電位が負の領域に入りさえし
なければ必ず良好なアッシング結果が得られるという訳
ではない。
【００２２】なお、本実験例においては、高周波電力１
ｋＷ、酸素流量２００sccm、圧力４０mTorrのアッシン
グ条件下で、挿入インピーダンス６の容量を１５０ｐ
Ｆ、３００ｐＦとした場合および抵抗を１００ｋΩ、５
０ｋΩとした場合にアッシング結果が良好となったが、
その他の各種評価結果からヘリカルアンテナ式プラズマ
処理装置における通常の使用条件である高周波電力の周
波数が４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲におい
て、容量が１００〜１０００ｐＦの範囲、抵抗が１０〜
５００ｋΩの範囲でアッシング結果が良好となることが
明らかであり、挿入インピーダンス６をこの範囲内で自
由に設定することができる。
ｋＷ、酸素流量２００sccm、圧力４０mTorrのアッシン
グ条件下で、挿入インピーダンス６の容量を１５０ｐ
Ｆ、３００ｐＦとした場合および抵抗を１００ｋΩ、５
０ｋΩとした場合にアッシング結果が良好となったが、
その他の各種評価結果からヘリカルアンテナ式プラズマ
処理装置における通常の使用条件である高周波電力の周
波数が４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲におい
て、容量が１００〜１０００ｐＦの範囲、抵抗が１０〜
５００ｋΩの範囲でアッシング結果が良好となることが
明らかであり、挿入インピーダンス６をこの範囲内で自
由に設定することができる。
【００２３】また、本実施例のアッシング装置７におけ
るインピーダンス以外の諸条件、例えば反応室８の寸
法、排気系９の到達圧力等についても適宜変更が可能な
ことは勿論である。さらに、本実施例では、本発明をア
ッシング装置７に適用した例について説明したが、アッ
シング装置に限らず、エッチング装置、デポジション装
置等、他のプラズマ処理装置に適用することも可能であ
る。
るインピーダンス以外の諸条件、例えば反応室８の寸
法、排気系９の到達圧力等についても適宜変更が可能な
ことは勿論である。さらに、本実施例では、本発明をア
ッシング装置７に適用した例について説明したが、アッ
シング装置に限らず、エッチング装置、デポジション装
置等、他のプラズマ処理装置に適用することも可能であ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
プラズマ処理装置は、反応室内にプラズマおよびその活
性種を発生させるためのヘリカルアンテナコイルを有す
るとともに、半導体基板を保持する基板ホルダーと接地
間にインピーダンス素子が挿入、接続されているので、
処理を高速で行ない得ることに加えて基板ホルダーの電
位が調節されることで処理後の半導体基板の帯電を抑制
することができる。また、本発明のプラズマ処理装置に
おいて高周波電力の周波数が４００ｋＨｚ〜１３．５６
ＭＨｚの範囲とされたときに、前記インピーダンス素子
の容量値が１００ｐＦ〜１０００ｐＦの範囲もしくは前
記インピーダンス素子の抵抗値が１０ｋΩ〜５００ｋΩ
の範囲とされた場合、前記半導体基板の帯電を抑制する
効果をより大きいものとすることができる。
プラズマ処理装置は、反応室内にプラズマおよびその活
性種を発生させるためのヘリカルアンテナコイルを有す
るとともに、半導体基板を保持する基板ホルダーと接地
間にインピーダンス素子が挿入、接続されているので、
処理を高速で行ない得ることに加えて基板ホルダーの電
位が調節されることで処理後の半導体基板の帯電を抑制
することができる。また、本発明のプラズマ処理装置に
おいて高周波電力の周波数が４００ｋＨｚ〜１３．５６
ＭＨｚの範囲とされたときに、前記インピーダンス素子
の容量値が１００ｐＦ〜１０００ｐＦの範囲もしくは前
記インピーダンス素子の抵抗値が１０ｋΩ〜５００ｋΩ
の範囲とされた場合、前記半導体基板の帯電を抑制する
効果をより大きいものとすることができる。
【図１】本発明の一実施例であるアッシング装置を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】従来のヘリカルアンテナ式プラズマ処理装置を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図３】同装置を用いて半導体基板のアッシング特性お
よびウエーハの帯電量評価実験を行なった際の基板ホル
ダーの電位を測定した結果を示す図である。
よびウエーハの帯電量評価実験を行なった際の基板ホル
ダーの電位を測定した結果を示す図である。
６ 挿入インピーダンス（インピーダンス素子） ７ アッシング装置（プラズマ処理装置） ８ 反応室 １３ ヘリカルアンテナコイル １４ 基板ホルダー １６ 高周波電源 Ｗ 半導体基板
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 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/027 21/31 Ｃ Ｈ０５Ｈ 1/04 9216−2Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 誘電体からなる半球状の反応室と、 該反応室内の下部に設けられ、半導体基板を保持する基
板ホルダーと、 前記反応室の外周に沿い上部から下部に向かって巻線状
に設置され、反応室内にプラズマおよびその活性種を発
生させるためのヘリカルアンテナコイルと、 該ヘリカルアンテナコイルに高周波電力を印加するため
の高周波電源と、 一端が前記基板ホルダーに接続されるとともに、他端が
接地されたインピーダンス素子と、 が具備されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記高周波電力の周波数が４００ｋＨｚ〜１３．５６Ｍ
Ｈｚの範囲とされ、 前記インピーダンス素子の容量値が１００ｐＦ〜１００
０ｐＦの範囲とされたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記高周波電力の周波数が４００ｋＨｚ〜１３．５６Ｍ
Ｈｚの範囲とされ、 前記インピーダンス素子の抵抗値が１０ｋΩ〜５００ｋ
Ωの範囲とされたことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6146812A JPH0817799A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6146812A JPH0817799A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817799A true JPH0817799A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15416092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6146812A Withdrawn JPH0817799A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817799A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0807953A1 (en) * | 1996-05-13 | 1997-11-19 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
| JPH11293470A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-26 | Tokyo Electron Ltd | シリコン酸化膜の成膜方法および装置 |
| KR100373662B1 (ko) * | 1998-02-26 | 2003-02-26 | 마이크론 테크놀로지, 인크. | 저압 유도적으로 결합된 고밀도 플라즈마 반응기 |
| JP2008075182A (ja) * | 2007-11-09 | 2008-04-03 | Tokyo Electron Ltd | シリコン酸化膜の成膜方法および装置 |
| US10937631B2 (en) | 2014-11-05 | 2021-03-02 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP6146812A patent/JPH0817799A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0807953A1 (en) * | 1996-05-13 | 1997-11-19 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
| KR100373662B1 (ko) * | 1998-02-26 | 2003-02-26 | 마이크론 테크놀로지, 인크. | 저압 유도적으로 결합된 고밀도 플라즈마 반응기 |
| JPH11293470A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-26 | Tokyo Electron Ltd | シリコン酸化膜の成膜方法および装置 |
| JP2008075182A (ja) * | 2007-11-09 | 2008-04-03 | Tokyo Electron Ltd | シリコン酸化膜の成膜方法および装置 |
| US10937631B2 (en) | 2014-11-05 | 2021-03-02 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |