JPH0822980A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH0822980A JPH0822980A JP6179568A JP17956894A JPH0822980A JP H0822980 A JPH0822980 A JP H0822980A JP 6179568 A JP6179568 A JP 6179568A JP 17956894 A JP17956894 A JP 17956894A JP H0822980 A JPH0822980 A JP H0822980A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の上部電極と、下部電極を含み、上部電
極は位相の異なる第１の高周波が印加され、回転電界を
形成し、下部電極は基板を置いて、第２の高周波を印加
したプラズマ処理装置の改良。プラズマを形成する物質
が上部電極に付着し堆積層となる。これが時に剥離し
て、下部電極の上にある基板に落ちることがある。する
と基板が汚染される。これを避けるために真空チャンバ
を開き上部電極をたびたび清掃しなければならなかっ
た。チャンバを開いて電極の清掃をする必要のない処理
装置を提供する。 【構成】 真空チャンバの真空を維持したまま、プラズ
マ自体を利用して上部電極を清掃する。このために、下
部電極から基板を取り除き、下部電極は接地して、上部
電極に下部電極用の第２の高周波を印加する。プラズマ
が発生するが、これが自己バイアスされて負電位にある
上部電極に衝突し、これをエッチングする。上部電極に
付着したプラズマガス成分が除去される。基板の搬送期
間を利用して上部電極をエッチングするようにすると、
エッチングのために余分な時間を必要としない。
極は位相の異なる第１の高周波が印加され、回転電界を
形成し、下部電極は基板を置いて、第２の高周波を印加
したプラズマ処理装置の改良。プラズマを形成する物質
が上部電極に付着し堆積層となる。これが時に剥離し
て、下部電極の上にある基板に落ちることがある。する
と基板が汚染される。これを避けるために真空チャンバ
を開き上部電極をたびたび清掃しなければならなかっ
た。チャンバを開いて電極の清掃をする必要のない処理
装置を提供する。 【構成】 真空チャンバの真空を維持したまま、プラズ
マ自体を利用して上部電極を清掃する。このために、下
部電極から基板を取り除き、下部電極は接地して、上部
電極に下部電極用の第２の高周波を印加する。プラズマ
が発生するが、これが自己バイアスされて負電位にある
上部電極に衝突し、これをエッチングする。上部電極に
付着したプラズマガス成分が除去される。基板の搬送期
間を利用して上部電極をエッチングするようにすると、
エッチングのために余分な時間を必要としない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複数の高周波電源と
複数組の電極を用いてプラズマを生成し、エッチングあ
るいは薄膜形成を行なうプラズマ処理装置に関する。こ
れは例えば液晶表示素子の製造においてエッチング処理
に利用される装置である。特に、一方の電極に反応生成
物が付着しこれが剥がれて試料を汚染するのを防ぐよう
にした改良に関する。
複数組の電極を用いてプラズマを生成し、エッチングあ
るいは薄膜形成を行なうプラズマ処理装置に関する。こ
れは例えば液晶表示素子の製造においてエッチング処理
に利用される装置である。特に、一方の電極に反応生成
物が付着しこれが剥がれて試料を汚染するのを防ぐよう
にした改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１によって本発明が対象にするプラズ
マ処理装置の概要を説明する。真空チャンバ１の下部に
は、絶縁物２を介して下部電極３が水平に設けられる。
この上にエッチングあるいは薄膜形成すべきウエハ−４
が戴置される。チャンバ１の上部には上部電極６が、チ
ャンバ１の上壁との間に絶縁物７を介して設置される。
上部電極６とチャンバの間には第１の高周波ＲＦ１が高
周波電源１０によって印加される。マッチングボックス
１３はＲＦ１の高周波電源１０と電極６の間のインピ−
ダンスを整合させる。
マ処理装置の概要を説明する。真空チャンバ１の下部に
は、絶縁物２を介して下部電極３が水平に設けられる。
この上にエッチングあるいは薄膜形成すべきウエハ−４
が戴置される。チャンバ１の上部には上部電極６が、チ
ャンバ１の上壁との間に絶縁物７を介して設置される。
上部電極６とチャンバの間には第１の高周波ＲＦ１が高
周波電源１０によって印加される。マッチングボックス
１３はＲＦ１の高周波電源１０と電極６の間のインピ−
ダンスを整合させる。
【０００３】下部電極３には、第２の高周波電源５によ
り第２の高周波ＲＦ２が印加される。マッチングボック
ス１４は、高周波電源５と下部電極３間でのインピ−ダ
ンスの整合をとる。エッチングのためのプラズマ原料と
なるガスは、バルブ２１、マスフロ−コントロ−ラ８、
バルブ２０を通り、導入口２２から、チャンバの中へ導
入される。
り第２の高周波ＲＦ２が印加される。マッチングボック
ス１４は、高周波電源５と下部電極３間でのインピ−ダ
ンスの整合をとる。エッチングのためのプラズマ原料と
なるガスは、バルブ２１、マスフロ−コントロ−ラ８、
バルブ２０を通り、導入口２２から、チャンバの中へ導
入される。
【０００４】例えば下部電極３には１３．５６ＭＨｚの
高周波を与える。上部電極には１００ＭＨｚ高周波を与
える。このように複数の高周波を利用している。高周波
の作用も異なっている。
高周波を与える。上部電極には１００ＭＨｚ高周波を与
える。このように複数の高周波を利用している。高周波
の作用も異なっている。
【０００５】下部電極には、より低い周波数の高周波電
圧ＲＦ２がチャンバとの間に印加される。これは通常の
平行平板電極の一方を接地し、他方に高周波を与えた時
と同じように、高周波側が自己バイアスされて、負電位
になる。これにより正イオンを引き付ける。正イオンは
下部電極の自己バイアスに引き寄せられてウエハ−４に
衝突する。このためにウエハ−がエッチングされる。エ
ッチングの場合、原料ガスは質量の大きいアルゴンなど
を用いる。下部電極の高周波も勿論プラズマの生成、維
持の作用があるが、自己バイアスを下部電極に与えるの
が主要な役割である。
圧ＲＦ２がチャンバとの間に印加される。これは通常の
平行平板電極の一方を接地し、他方に高周波を与えた時
と同じように、高周波側が自己バイアスされて、負電位
になる。これにより正イオンを引き付ける。正イオンは
下部電極の自己バイアスに引き寄せられてウエハ−４に
衝突する。このためにウエハ−がエッチングされる。エ
ッチングの場合、原料ガスは質量の大きいアルゴンなど
を用いる。下部電極の高周波も勿論プラズマの生成、維
持の作用があるが、自己バイアスを下部電極に与えるの
が主要な役割である。
【０００６】チャンバ１は金属製で接地電位である。側
方のゲ−トバルブ１２を開閉して、試料（ウエハ−）を
交換する。この装置はプラズマを発生させる装置である
ので、薄膜形成（ＣＶＤ）にも利用できる。この場合エ
ッチングガスの代わりに、薄膜材料のガスを使う。また
高周波の電圧もエッチングの場合とは異なる。
方のゲ−トバルブ１２を開閉して、試料（ウエハ−）を
交換する。この装置はプラズマを発生させる装置である
ので、薄膜形成（ＣＶＤ）にも利用できる。この場合エ
ッチングガスの代わりに、薄膜材料のガスを使う。また
高周波の電圧もエッチングの場合とは異なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】試料の表面をエッチン
グすると、エッチングにより除かれた材料そのものや、
エッチングガスと試料の反応生成物が細かいパ−ティク
ルとなってチャンバ内に舞い上がる。これがチャンバの
側壁面に付着する。またチャンバの上部の絶縁壁にも付
く。さらに上部電極にも付着する。時間の経過と共に付
着物が厚くなる。厚く積み重なると剥がれやすくなる。
エッチングを行っている間に、上部電極に付着していた
ものが剥離し、下方の試料に落下する。これが試料を汚
染する。試料の汚染を避けるためには、上部電極を取り
外し、たびたび洗浄しなければならない。これは作業の
連続性を損ない、著しくスル−プットを低下させる。
グすると、エッチングにより除かれた材料そのものや、
エッチングガスと試料の反応生成物が細かいパ−ティク
ルとなってチャンバ内に舞い上がる。これがチャンバの
側壁面に付着する。またチャンバの上部の絶縁壁にも付
く。さらに上部電極にも付着する。時間の経過と共に付
着物が厚くなる。厚く積み重なると剥がれやすくなる。
エッチングを行っている間に、上部電極に付着していた
ものが剥離し、下方の試料に落下する。これが試料を汚
染する。試料の汚染を避けるためには、上部電極を取り
外し、たびたび洗浄しなければならない。これは作業の
連続性を損ない、著しくスル−プットを低下させる。
【０００８】例を挙げて説明する。試料が基板に透明電
極であるＩＴＯ膜を蒸着したものであるとする。これは
ＩｎＳｎＯ2 という組成の膜である。これの一部をレジ
ストで覆い、露呈している部位をエッチングするものと
する。エッチングガスとして、メタン（ＣＨ4 ）、水素
（Ｈ2 ）、エチルアルコ−ル（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）、メチル
アルコ−ル（ＣＨ3 ＯＨ）などを用いる。これらのガス
をチャンバ内に導入しプラズマにして、ＩＴＯ膜をエッ
チングする。このようなエッチングプロセスでは、反応
生成物として、Ｉｎ（ＣＨ3 ）n 、ＳｎＨn などのポリ
マ−がプラズマ中に発生する。
極であるＩＴＯ膜を蒸着したものであるとする。これは
ＩｎＳｎＯ2 という組成の膜である。これの一部をレジ
ストで覆い、露呈している部位をエッチングするものと
する。エッチングガスとして、メタン（ＣＨ4 ）、水素
（Ｈ2 ）、エチルアルコ−ル（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）、メチル
アルコ−ル（ＣＨ3 ＯＨ）などを用いる。これらのガス
をチャンバ内に導入しプラズマにして、ＩＴＯ膜をエッ
チングする。このようなエッチングプロセスでは、反応
生成物として、Ｉｎ（ＣＨ3 ）n 、ＳｎＨn などのポリ
マ−がプラズマ中に発生する。
【０００９】これらのポリマ−が、チャンバの側壁や、
上部電極に付着する。長時間のエッチング操作により、
付着物の厚みが増えてゆく。チャンバの側壁のものは差
し支えないが、上部電極に付いたものは時に剥離し、パ
−ティクルとして試料の上に落下することがある。パ−
ティクルが試料を汚す。そこで数十枚の試料をエッチン
グ処理する毎に、上部電極を取り外してウットエッチン
グして洗浄しなければならなかった。洗浄の手間がかか
るし、電極の着脱の時間も必要である。その間、エッチ
ング処理が停滞するので能率が悪い。上部電極に付着物
が付くことによるこのような難点を克服したプラズマ処
理装置を提供することが本発明の目的である。上部電極
洗浄の手間と時間を省き、高能率のエッチング装置を提
供することが本発明の第二の目的である。
上部電極に付着する。長時間のエッチング操作により、
付着物の厚みが増えてゆく。チャンバの側壁のものは差
し支えないが、上部電極に付いたものは時に剥離し、パ
−ティクルとして試料の上に落下することがある。パ−
ティクルが試料を汚す。そこで数十枚の試料をエッチン
グ処理する毎に、上部電極を取り外してウットエッチン
グして洗浄しなければならなかった。洗浄の手間がかか
るし、電極の着脱の時間も必要である。その間、エッチ
ング処理が停滞するので能率が悪い。上部電極に付着物
が付くことによるこのような難点を克服したプラズマ処
理装置を提供することが本発明の目的である。上部電極
洗浄の手間と時間を省き、高能率のエッチング装置を提
供することが本発明の第二の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は次のようにして上部電極を清掃できるようにしたも
のである。下部電極には試料を置かず、下部電極は接地
または直流電位に保持し、下部電極に印加していた高周
波電圧を上部電極に印加し、これを負に自己バイアスさ
せ、上部電極にエッチングガスのプラズマを衝突させ
て、上部電極の付着物を除去するようにしたものであ
る。上部電極から付着物がスパッタリングされて除去さ
れる。この間、下部電極には試料が乗っていないので試
料を汚染しない。このような上部電極のエッチングによ
る清掃は基板を搬送している時間を利用するのが望まし
い。上部電極の清掃のためのエッチングガスは、アルゴ
ンやＳＦ6 ガスなどを用いる。
置は次のようにして上部電極を清掃できるようにしたも
のである。下部電極には試料を置かず、下部電極は接地
または直流電位に保持し、下部電極に印加していた高周
波電圧を上部電極に印加し、これを負に自己バイアスさ
せ、上部電極にエッチングガスのプラズマを衝突させ
て、上部電極の付着物を除去するようにしたものであ
る。上部電極から付着物がスパッタリングされて除去さ
れる。この間、下部電極には試料が乗っていないので試
料を汚染しない。このような上部電極のエッチングによ
る清掃は基板を搬送している時間を利用するのが望まし
い。上部電極の清掃のためのエッチングガスは、アルゴ
ンやＳＦ6 ガスなどを用いる。
【００１１】
【作用】試料をエッチングする際は、下部電極に試料を
置き、これには第２の高周波ＲＦ２をかけ、上部電極に
は第１の高周波を印加する。エッチング用のガスを導入
しプラズマにして試料をエッチングする。下部電極には
試料を置かず、下部電極に印加していた高周波電圧を上
部電極に印加するので、上部電極とチャンバの間の高周
波電圧により、ガスがプラズマに励起される。チャンバ
内にはプラズマが存在する。上部電極とチャンバの間に
高周波を加えるので、上部電極は負電圧に自己バイアス
される。これがプラズマ中の正イオンを引き付ける。
置き、これには第２の高周波ＲＦ２をかけ、上部電極に
は第１の高周波を印加する。エッチング用のガスを導入
しプラズマにして試料をエッチングする。下部電極には
試料を置かず、下部電極に印加していた高周波電圧を上
部電極に印加するので、上部電極とチャンバの間の高周
波電圧により、ガスがプラズマに励起される。チャンバ
内にはプラズマが存在する。上部電極とチャンバの間に
高周波を加えるので、上部電極は負電圧に自己バイアス
される。これがプラズマ中の正イオンを引き付ける。
【００１２】正イオンが上部電極に衝突し、上部電極に
付いていた付着物をスパッタリングし、付着物を除去す
る。上部電極の汚れを簡単に除去することができる。チ
ャンバを開く必要はない。スイッチにより電圧を切り替
えるだけで、上部電極の清掃を簡単に行なうことができ
る。真空状態が維持されたまま上部電極をクリ−ニング
するから、他の部分を不用意に汚染する可能性がない。
また、この後真空に引くための時間が要らない。この
時、下部電極には試料が置いていないので試料を汚染し
ない。
付いていた付着物をスパッタリングし、付着物を除去す
る。上部電極の汚れを簡単に除去することができる。チ
ャンバを開く必要はない。スイッチにより電圧を切り替
えるだけで、上部電極の清掃を簡単に行なうことができ
る。真空状態が維持されたまま上部電極をクリ−ニング
するから、他の部分を不用意に汚染する可能性がない。
また、この後真空に引くための時間が要らない。この
時、下部電極には試料が置いていないので試料を汚染し
ない。
【００１３】
【実施例】図２によって本発明の実施例を説明する。真
空チャンバ１は真空に引くことのできる閉空間である。
ゲ−トバルブ１２を介して、基板搬送室（図示せず）に
つながっているが、バルブより先は省略した。真空チャ
ンバ１の上面には第１絶縁物７を介して上部電極６が設
けられる。これは先述したように３枚又は４枚の電極よ
りなる。位相の異なる電圧が印加され、回転電場を形成
するようになっている。
空チャンバ１は真空に引くことのできる閉空間である。
ゲ−トバルブ１２を介して、基板搬送室（図示せず）に
つながっているが、バルブより先は省略した。真空チャ
ンバ１の上面には第１絶縁物７を介して上部電極６が設
けられる。これは先述したように３枚又は４枚の電極よ
りなる。位相の異なる電圧が印加され、回転電場を形成
するようになっている。
【００１４】上部電極６にはマッチングボックス１３を
介して第１の高周波電源１０から第１高周波ＲＦ１が印
加される。高周波電源１０と上部電極６の間には、第１
のスイッチＳ１がある。ＲＦ１は１ＭＨｚ〜マイクロ波
帯迄とする。例えば５０ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚに設定す
る。ここでは１００ＭＨｚを使っている。プラズマにさ
れるべきガスは、ガスボンベ（図示しない）からバルブ
２１、マスフロ−コントロ−ラ８、バルブ２０を通り、
チャンバ上部のガス導入口２２よりチャンバに導入され
る。ガスはエッチング、薄膜形成などの目的により異な
る。エッチングの場合は、Ａｒ、ＳＦ6 などを用いる。
反応性のガス（ハロゲンなど）を用いることもある。薄
膜形成の場合は、薄膜材料のガスとド−パントのガスが
導入される。
介して第１の高周波電源１０から第１高周波ＲＦ１が印
加される。高周波電源１０と上部電極６の間には、第１
のスイッチＳ１がある。ＲＦ１は１ＭＨｚ〜マイクロ波
帯迄とする。例えば５０ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚに設定す
る。ここでは１００ＭＨｚを使っている。プラズマにさ
れるべきガスは、ガスボンベ（図示しない）からバルブ
２１、マスフロ−コントロ−ラ８、バルブ２０を通り、
チャンバ上部のガス導入口２２よりチャンバに導入され
る。ガスはエッチング、薄膜形成などの目的により異な
る。エッチングの場合は、Ａｒ、ＳＦ6 などを用いる。
反応性のガス（ハロゲンなど）を用いることもある。薄
膜形成の場合は、薄膜材料のガスとド−パントのガスが
導入される。
【００１５】チャンバ１の下方には、絶縁物２を介し
て、下部電極３が設置される。下部電極の上には、処理
すべきウエハ−（基板）４が乗せられる。これは基板搬
送装置によって運ばれる。搬送装置はゲ−トバルブ１２
を通って下部電極３の上にウエハ−４を戴置する。第２
の高周波電源５が第２の高周波ＲＦ２を発生する。ＲＦ
２はＲＦ１より小さく、５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの程
度に設定する。より望ましくは１０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ
とする。ここでは１３．５６ＭＨｚを使っている。これ
は本来下部電極３に高周波を与えるものであるが、第２
スイッチＳ２が途中にあって、上部電極６へも切り替え
できるようになっている。また下部電極は、時により接
地することができるように第３のスイッチＳ３が設けら
れる。
て、下部電極３が設置される。下部電極の上には、処理
すべきウエハ−（基板）４が乗せられる。これは基板搬
送装置によって運ばれる。搬送装置はゲ−トバルブ１２
を通って下部電極３の上にウエハ−４を戴置する。第２
の高周波電源５が第２の高周波ＲＦ２を発生する。ＲＦ
２はＲＦ１より小さく、５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの程
度に設定する。より望ましくは１０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ
とする。ここでは１３．５６ＭＨｚを使っている。これ
は本来下部電極３に高周波を与えるものであるが、第２
スイッチＳ２が途中にあって、上部電極６へも切り替え
できるようになっている。また下部電極は、時により接
地することができるように第３のスイッチＳ３が設けら
れる。
【００１６】スイッチＳ１〜Ｓ３と、高周波電源（ＲＦ
１）１０、（ＲＦ２）５を制御するために制御装置１１
が設けられる。この装置は、ウエハ−４を例えばエッチ
ングする定常動作時と、上部電極を清掃する清掃動作時
という二つの異なる動作時を持つ。図１の装置は定常動
作のみをしていた。図２の装置は、清掃操作もすること
ができる。
１）１０、（ＲＦ２）５を制御するために制御装置１１
が設けられる。この装置は、ウエハ−４を例えばエッチ
ングする定常動作時と、上部電極を清掃する清掃動作時
という二つの異なる動作時を持つ。図１の装置は定常動
作のみをしていた。図２の装置は、清掃操作もすること
ができる。
【００１７】図２でスイッチの状態は、清掃動作時のも
のを示している。つまり全部の端子がＢに切り替わって
いる。これをまず説明する。ウエハ−４は下部電極３か
ら取り外しておく。上部電極６の面はガス成分の付着に
よって汚れているものとする。ガス導入口２２からは、
Ａｒ、ＳＦ6 のようなエッチングガスを導入する。スイ
ッチＳ３は、端子Ｂに切り替わっているので、下部電極
３は接地されている。スイッチＳ２は端子Ｂに、スイッ
チＳ３は端子Ｂに切り替わっているので、第２高周波Ｒ
Ｆ２は、上部電極６に与えられる。第１高周波電源（Ｒ
Ｆ１）１０は停止している。
のを示している。つまり全部の端子がＢに切り替わって
いる。これをまず説明する。ウエハ−４は下部電極３か
ら取り外しておく。上部電極６の面はガス成分の付着に
よって汚れているものとする。ガス導入口２２からは、
Ａｒ、ＳＦ6 のようなエッチングガスを導入する。スイ
ッチＳ３は、端子Ｂに切り替わっているので、下部電極
３は接地されている。スイッチＳ２は端子Ｂに、スイッ
チＳ３は端子Ｂに切り替わっているので、第２高周波Ｒ
Ｆ２は、上部電極６に与えられる。第１高周波電源（Ｒ
Ｆ１）１０は停止している。
【００１８】ガスがチャンバに入り、これが上部電極に
与えた高周波電圧の作用で励起されプラズマになる。チ
ャンバ全体と下部電極は接地電位にある。上部電極は自
己バイアスにより負に帯電する。これは正イオンと電子
の速度が違うことに起因する現象である。負電位である
上部電極６には、プラズマの正イオンが衝突し、これの
表面をエッチングする。上部電極の表面に付着していた
ものがエッチングにより除去される。ゴミが落下する
が、ウエハ−がこの空間にないので、ウエハ−を汚す惧
れがない。
与えた高周波電圧の作用で励起されプラズマになる。チ
ャンバ全体と下部電極は接地電位にある。上部電極は自
己バイアスにより負に帯電する。これは正イオンと電子
の速度が違うことに起因する現象である。負電位である
上部電極６には、プラズマの正イオンが衝突し、これの
表面をエッチングする。上部電極の表面に付着していた
ものがエッチングにより除去される。ゴミが落下する
が、ウエハ−がこの空間にないので、ウエハ−を汚す惧
れがない。
【００１９】ウエハ−の処理は定常動作時に行なう。こ
の場合、下部電極の上にウエハ−４を乗せる。スイッチ
Ｓ１〜Ｓ３を全てＡ端子に切り替える。図１の構造のも
のと同じになる。下部電極３は第２高周波電源ＲＦ２に
接続される。上部電極６は、第１高周波電源ＲＦ１の接
続される。これらは独立の電源である。回転電界が上部
電極６によって形成される。下部電極は高周波により自
己バイアスされ負電位になる。上部電極と下部電極の高
周波の作用によりガスがプラズマになる。電子が上部電
極とチャンバ間で発生する電界によって運動し、これが
中性ガス分子に当たり、これを電離する。また下部電極
が形成する上下方向の交番電界も、電子を上下に振動さ
せることにより、中性分子を励起することができる。
の場合、下部電極の上にウエハ−４を乗せる。スイッチ
Ｓ１〜Ｓ３を全てＡ端子に切り替える。図１の構造のも
のと同じになる。下部電極３は第２高周波電源ＲＦ２に
接続される。上部電極６は、第１高周波電源ＲＦ１の接
続される。これらは独立の電源である。回転電界が上部
電極６によって形成される。下部電極は高周波により自
己バイアスされ負電位になる。上部電極と下部電極の高
周波の作用によりガスがプラズマになる。電子が上部電
極とチャンバ間で発生する電界によって運動し、これが
中性ガス分子に当たり、これを電離する。また下部電極
が形成する上下方向の交番電界も、電子を上下に振動さ
せることにより、中性分子を励起することができる。
【００２０】下部電極は実質的に負電位になるので、プ
ラズマ中の正イオンが衝突し、表面反応を起こす。例え
ばエッチング作用をもたらす。原料ガスによっては気相
反応を起こして薄膜形成する場合もある。これが定常動
作である。実際には、基板を内外に搬送する時間があ
る。この時間を利用して、上部電極を清掃すると時間的
に有利である。図３は、スイッチと、電源、搬送装置の
時間波形図である。Ｔ1 〜Ｔ2 と、Ｔ5 〜Ｔ6 が定常動
作時である。エッチング中と書かれている。Ｔ2 〜Ｔ5
が清掃動作時である。この時に搬送を閉口して行なうの
で「搬送及びクリ−ニング中」と書いてある。Ｔ1 〜Ｔ
2 においては、スイッチはＡ端子位置にある。第１高周
波電源ＲＦ１は上部電極に接続され、第２高周波電源Ｒ
Ｆ２は下部電極につながっている。ＲＦ１、ＲＦ２両方
共に駆動されている。
ラズマ中の正イオンが衝突し、表面反応を起こす。例え
ばエッチング作用をもたらす。原料ガスによっては気相
反応を起こして薄膜形成する場合もある。これが定常動
作である。実際には、基板を内外に搬送する時間があ
る。この時間を利用して、上部電極を清掃すると時間的
に有利である。図３は、スイッチと、電源、搬送装置の
時間波形図である。Ｔ1 〜Ｔ2 と、Ｔ5 〜Ｔ6 が定常動
作時である。エッチング中と書かれている。Ｔ2 〜Ｔ5
が清掃動作時である。この時に搬送を閉口して行なうの
で「搬送及びクリ−ニング中」と書いてある。Ｔ1 〜Ｔ
2 においては、スイッチはＡ端子位置にある。第１高周
波電源ＲＦ１は上部電極に接続され、第２高周波電源Ｒ
Ｆ２は下部電極につながっている。ＲＦ１、ＲＦ２両方
共に駆動されている。
【００２１】エッチングが終了するＴ2 において、高周
波電源は停止する。スイッチは中間位置にある（Ａでも
Ｂでもない）。ゲ−トバルブが開いて搬送装置が処理済
みのウエハ−を運び出す。ウエハ−がない状態になる。
この時Ｔ3 においてスイッチがＢ位置に切り替わる。下
部電極は接地、上部電極は第２高周波が与えられる。第
１高周波電源は休止する。第２高周波の作用により上部
電極がエッチングされる。搬送装置は、次のウエハ−を
運んできている。Ｔ4 で上部電極の清掃が終わる。スイ
ッチが中間位置になる。搬送装置が新しいウエハ−を下
部電極に乗せる。搬送装置は元の位置に戻りゲ−トバル
ブが閉じる。Ｔ5 においてスイッチがＡ端子に切り替え
られる。第１高周波電源ＲＦ１は駆動され、上部電極に
ＲＦ１を印加する。第２高周波電源ＲＦ２は下部電極に
ＲＦ２を印加する。ウエハ−がプラズマによる処理を受
ける。以下同様な動作を繰り返す。
波電源は停止する。スイッチは中間位置にある（Ａでも
Ｂでもない）。ゲ−トバルブが開いて搬送装置が処理済
みのウエハ−を運び出す。ウエハ−がない状態になる。
この時Ｔ3 においてスイッチがＢ位置に切り替わる。下
部電極は接地、上部電極は第２高周波が与えられる。第
１高周波電源は休止する。第２高周波の作用により上部
電極がエッチングされる。搬送装置は、次のウエハ−を
運んできている。Ｔ4 で上部電極の清掃が終わる。スイ
ッチが中間位置になる。搬送装置が新しいウエハ−を下
部電極に乗せる。搬送装置は元の位置に戻りゲ−トバル
ブが閉じる。Ｔ5 においてスイッチがＡ端子に切り替え
られる。第１高周波電源ＲＦ１は駆動され、上部電極に
ＲＦ１を印加する。第２高周波電源ＲＦ２は下部電極に
ＲＦ２を印加する。ウエハ−がプラズマによる処理を受
ける。以下同様な動作を繰り返す。
【００２２】
【発明の効果】プラズマ処理により上部電極に付着物が
付いて汚れてくるが、本発明は上部電極を負にバイアス
するように電源を切り替えて上部電極を清掃することが
できるようにした。上部電極に付いた汚れが剥離してウ
エハ−の上に落下し、これを汚染することがない。真空
を維持したまま清掃することができるので、クリ−ニン
グのためにチャンバを開いて掃除する必要がない。プラ
ズマ処理装置としてのスル−プットを高めることができ
る。またチャンバを開いて掃除するとなると、人手によ
るから面倒であり作業者の負担になる。本発明はチャン
バを開かず、電源の切り替えのみにより清掃できるの
で、作業者の負担をさらに軽減することができる。また
搬送装置がウエハ−を交換している時間に上部電極を清
掃するようにすれば、無駄な時間が発生せず、プラズマ
処理装置の効率がさらに向上する。
付いて汚れてくるが、本発明は上部電極を負にバイアス
するように電源を切り替えて上部電極を清掃することが
できるようにした。上部電極に付いた汚れが剥離してウ
エハ−の上に落下し、これを汚染することがない。真空
を維持したまま清掃することができるので、クリ−ニン
グのためにチャンバを開いて掃除する必要がない。プラ
ズマ処理装置としてのスル−プットを高めることができ
る。またチャンバを開いて掃除するとなると、人手によ
るから面倒であり作業者の負担になる。本発明はチャン
バを開かず、電源の切り替えのみにより清掃できるの
で、作業者の負担をさらに軽減することができる。また
搬送装置がウエハ−を交換している時間に上部電極を清
掃するようにすれば、無駄な時間が発生せず、プラズマ
処理装置の効率がさらに向上する。
【図１】従来例に係るプラズマ処理装置の概略縦断面
図。
図。
【図２】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の概略
縦断面図。
縦断面図。
【図３】実施例において、高周波電源の運転状況、スイ
ッチの切り替えの状態、搬送装置の作動状態の時間的経
過を示すための時間波形図。
ッチの切り替えの状態、搬送装置の作動状態の時間的経
過を示すための時間波形図。
１ 真空チャンバ ２ 絶縁物 ３ 下部電極 ４ 基板（ウエハ、試料） ５ 第２の高周波電源 ６ 上部電極 ７ 絶縁物 ８ マスフロ−コントロ−ラ １０ 第１の高周波電源 １１ 制御装置 １２ ゲ−トバルブ １３ マッチングボックス １４ マッチングボックス ２０ バルブ ２１ バルブ ２２ 導入口
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ 9216−2Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 真空に引くことのできる真空チャンバ
と、真空チャンバから絶縁されて真空チャンバの上部に
設けられる上部電極と、真空チャンバにガスを導入する
ガス導入口と、真空チャンバの下方に真空チャンバと絶
縁されて設けられる下部電極と、上部電極に第１の高周
波ＲＦ１を供給するための第１高周波電源と、下部電極
或いは上部電極に第２の高周波ＲＦ２を供給するための
第２高周波電源と、第２高周波電源と、下部電極と上部
電極を択一的に結合するスイッチと、下部電極を接地電
位と第２高周波電源に択一的に接続するスイッチとを含
み、ウエハ−に処理を施す場合は、上部電極に第１高周
波を、下部電極に第２高周波を印加して下部電極の上に
置いたウエハ−にプラズマ処理を行うこととし、上部電
極を清掃する場合は下部電極からウエハ−を除き、下部
電極は接地し、上部電極に第２高周波を印加して上部電
極を自己バイアスさせてプラズマにより上部電極を清浄
にするようにし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 |
|---|---|---|---|
| JP6179568A JPH0822980A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179568A JPH0822980A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822980A true JPH0822980A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16068018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6179568A Pending JPH0822980A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822980A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002126675A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-08 | Yamato Scient Co Ltd | プラズマ洗浄装置 |
| JP2002126674A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-08 | Yamato Scient Co Ltd | プラズマ洗浄装置 |
| JP2010118648A (ja) * | 2008-10-16 | 2010-05-27 | Canon Anelva Corp | 基板処理装置およびそのクリーニング方法 |
| CN102209426A (zh) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理方法和等离子体处理装置 |
| JP2014078685A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-05-01 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| KR20150103636A (ko) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치의 클리닝 방법 |
| US20190103256A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Process and related device for removing by-product on semiconductor processing chamber sidewalls |
| JP2022514171A (ja) * | 2018-10-19 | 2022-02-10 | ラム リサーチ コーポレーション | 半導体処理のためのチャンバ構成部品のインサイチュ保護被膜 |
| US11920239B2 (en) | 2015-03-26 | 2024-03-05 | Lam Research Corporation | Minimizing radical recombination using ALD silicon oxide surface coating with intermittent restoration plasma |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP6179568A patent/JPH0822980A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014078685A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-05-01 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US10053773B2 (en) | 2014-03-03 | 2018-08-21 | Tokyo Electron Limited | Method of cleaning plasma processing apparatus |
| JP2015167155A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置のクリーニング方法 |
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| US10975468B2 (en) | 2014-03-03 | 2021-04-13 | Tokyo Electron Limited | Method of cleaning plasma processing apparatus |
| US11920239B2 (en) | 2015-03-26 | 2024-03-05 | Lam Research Corporation | Minimizing radical recombination using ALD silicon oxide surface coating with intermittent restoration plasma |
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| US10784091B2 (en) * | 2017-09-29 | 2020-09-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Process and related device for removing by-product on semiconductor processing chamber sidewalls |
| US11710622B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-07-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Process and related device for removing by-product on semiconductor processing chamber sidewalls |
| US12027350B2 (en) | 2017-09-29 | 2024-07-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Process and related device for removing by-product on semiconductor processing chamber sidewalls |
| JP2022514171A (ja) * | 2018-10-19 | 2022-02-10 | ラム リサーチ コーポレーション | 半導体処理のためのチャンバ構成部品のインサイチュ保護被膜 |
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