JPH0824117B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
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- JPH0824117B2 JPH0824117B2 JP28801492A JP28801492A JPH0824117B2 JP H0824117 B2 JPH0824117 B2 JP H0824117B2 JP 28801492 A JP28801492 A JP 28801492A JP 28801492 A JP28801492 A JP 28801492A JP H0824117 B2 JPH0824117 B2 JP H0824117B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを利用して半
導体基板を処理するプラズマ処理方法に関する。
導体基板を処理するプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体処理装置として、プラズマＣ
ＶＤ装置、プラズマエッチング装置、スパッタリング装
置等のプラズマを利用した半導体処理装置が、広く普及
している。
ＶＤ装置、プラズマエッチング装置、スパッタリング装
置等のプラズマを利用した半導体処理装置が、広く普及
している。
【０００３】例えばプラズマエッチング装置では、エッ
チング槽内に反応気体を導入してこの反応気体をプラズ
マ状態に励起させ、発生した活性成分と基板例えば半導
体ウエハ上の処理対象物とを反応させてエッチング処理
を行う。以下に、プラズマ処理装置の一例としてこのプ
ラズマエッチング装置について説明する。
チング槽内に反応気体を導入してこの反応気体をプラズ
マ状態に励起させ、発生した活性成分と基板例えば半導
体ウエハ上の処理対象物とを反応させてエッチング処理
を行う。以下に、プラズマ処理装置の一例としてこのプ
ラズマエッチング装置について説明する。
【０００４】図６は平行平板型電極を有するプラズマエ
ッチング装置を示しており、気密を保持するエッチング
槽１内に半導体ウエハ２の載置台ともなる下部電極３
と、この下部電極３と対向して高周波電極４が配置され
ている。高周波電極４は反応気体の導入管として作用す
るような構造となっており、その下端部の電極部４ａに
は多孔質部材を用いている。
ッチング装置を示しており、気密を保持するエッチング
槽１内に半導体ウエハ２の載置台ともなる下部電極３
と、この下部電極３と対向して高周波電極４が配置され
ている。高周波電極４は反応気体の導入管として作用す
るような構造となっており、その下端部の電極部４ａに
は多孔質部材を用いている。
【０００５】このようなプラズマエッチング装置では、
エッチング槽１内の雰囲気を真空ポンプ５により高真空
例えば10-6Torrとした後、エッチング槽１内に反応気体
源６から反応気体例えばアルゴンガスをエッチング槽１
内に導入してエッチング槽１内をエッチング処理に必要
な真空度例えば10〜10-2Torrに保持する。
エッチング槽１内の雰囲気を真空ポンプ５により高真空
例えば10-6Torrとした後、エッチング槽１内に反応気体
源６から反応気体例えばアルゴンガスをエッチング槽１
内に導入してエッチング槽１内をエッチング処理に必要
な真空度例えば10〜10-2Torrに保持する。
【０００６】次に高周波電極４に高周波電力７を印加し
て反応気体をプラズマ化させ、このガスプラズマ８の反
応成分によりエッチング処理を行う。
て反応気体をプラズマ化させ、このガスプラズマ８の反
応成分によりエッチング処理を行う。
【０００７】ところで上述したようなプラズマエッチン
グ装置では、下部電極３上に直接半導体ウエハ２が当接
する構造であるので、半導体ウエハ２と下部電極３との
密着性が不十分であると半導体ウエハ２と下部電極３間
に間隙が生じてしまい、この間隙により電気的結合性や
熱伝導性の低下を招く恐れがある。
グ装置では、下部電極３上に直接半導体ウエハ２が当接
する構造であるので、半導体ウエハ２と下部電極３との
密着性が不十分であると半導体ウエハ２と下部電極３間
に間隙が生じてしまい、この間隙により電気的結合性や
熱伝導性の低下を招く恐れがある。
【０００８】電気的結合性の低下は、処理効率の低下例
えばプラズマエッチング装置ではエッチング処理率（以
下エッチングレ―ト）の低下や処理むら発生等の原因と
なり、熱伝導性の低下は半導体ウエハの温度上昇を招き
ウエハに塗布されているフォトレジストを軟化させてエ
ッチング処理中に剥離し易くしてしまうという問題があ
る。
えばプラズマエッチング装置ではエッチング処理率（以
下エッチングレ―ト）の低下や処理むら発生等の原因と
なり、熱伝導性の低下は半導体ウエハの温度上昇を招き
ウエハに塗布されているフォトレジストを軟化させてエ
ッチング処理中に剥離し易くしてしまうという問題があ
る。
【０００９】そこで従来のプラズマエッチング装置では
下部電極の上面を平坦にして半導体ウエハとの密着性を
向上させていた。
下部電極の上面を平坦にして半導体ウエハとの密着性を
向上させていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体ウエ
ハはその製造工程においてわずかながらの歪が発生し、
しかもこの歪は半導体ウエハ個々により異なるため、下
部電極上面を平坦にしてもこの歪により半導体ウエハと
下部電極間には少なからず間隙を生じてしまい完全な密
着ができないという問題があった。
ハはその製造工程においてわずかながらの歪が発生し、
しかもこの歪は半導体ウエハ個々により異なるため、下
部電極上面を平坦にしてもこの歪により半導体ウエハと
下部電極間には少なからず間隙を生じてしまい完全な密
着ができないという問題があった。
【００１１】これを解決するために、図７に示すように
下部電極３の半導体ウエハ２との接触面３ａをゆるやか
な凸状に形成するとともに、半導体ウエハ２の固定機構
として下部電極３上方にこれと平行に内径が半導体ウエ
ハ２の径よりも若干小さいウエハ固定用のリング体（以
下クランプリング）９を昇降自在に設け、このクランプ
リング９を下降させて半導体ウエハ２周縁部を下部電極
３に押圧して密着性を高めようとするウエハ固定機構を
備えたものがある。
下部電極３の半導体ウエハ２との接触面３ａをゆるやか
な凸状に形成するとともに、半導体ウエハ２の固定機構
として下部電極３上方にこれと平行に内径が半導体ウエ
ハ２の径よりも若干小さいウエハ固定用のリング体（以
下クランプリング）９を昇降自在に設け、このクランプ
リング９を下降させて半導体ウエハ２周縁部を下部電極
３に押圧して密着性を高めようとするウエハ固定機構を
備えたものがある。
【００１２】しかしながら、上述したウエハ固定機構で
は半導体ウエハ２の歪の曲率と下部電極上面３ａの曲率
とが大きく異なる場合には充分に対応しきれなくなり、
また半導体ウエハ周縁部のみをクランプリング９で押圧
する構造であるため、半導体ウエハ固定時にウエハ周縁
部からの応力が中央部に集中して図８に示すように半導
体ウエハ２が上方に向って弧状に反り、ウエハ２中央部
と下部電極２間に空隙１０が生じてしまう。このような
状態でエッチング処理をした半導体ウエハ２は図９に示
す如く、ウエハ中央部２ａが青色を、ウエハ外周部２ｂ
が緑色を呈する。これはウエハ中央部２ａがウエハ外周
部２ｂにくらべエッチングレ―トが小さく、均一な処理
がなされていないことを示している。
は半導体ウエハ２の歪の曲率と下部電極上面３ａの曲率
とが大きく異なる場合には充分に対応しきれなくなり、
また半導体ウエハ周縁部のみをクランプリング９で押圧
する構造であるため、半導体ウエハ固定時にウエハ周縁
部からの応力が中央部に集中して図８に示すように半導
体ウエハ２が上方に向って弧状に反り、ウエハ２中央部
と下部電極２間に空隙１０が生じてしまう。このような
状態でエッチング処理をした半導体ウエハ２は図９に示
す如く、ウエハ中央部２ａが青色を、ウエハ外周部２ｂ
が緑色を呈する。これはウエハ中央部２ａがウエハ外周
部２ｂにくらべエッチングレ―トが小さく、均一な処理
がなされていないことを示している。
【００１３】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたもので、電極と半導体ウエハとの当接面の密着
性を向上させることで電気的結合性や熱伝導性を向上さ
せて均一性が良く、しかも処理効率が高いプラズマ処理
が可能となるプラズマ処理方法を提供することを目的と
する。
なされたもので、電極と半導体ウエハとの当接面の密着
性を向上させることで電気的結合性や熱伝導性を向上さ
せて均一性が良く、しかも処理効率が高いプラズマ処理
が可能となるプラズマ処理方法を提供することを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】特許請求の範囲第１項記
載の発明は、プラズマ発生源を備えた気密容器内に電極
を配置し、この電極面に半導体ウエハを当接させ、前記
電極に設けられた冷却手段により前記半導体ウエハを冷
却してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
ウエハ搬送装置により前記気密容器に搬送された半導体
ウエハを、前記電極上方に上昇させた状態のウエハ押し
上げピン上に載置する工程と、前記ウエハ押し上げピン
を下降させて、前記半導体ウエハを前記電極上に設けら
れた導電性の樹脂膜上に載置する工程と、前記電極上方
に昇降自在に設けられ下降時に前記半導体ウエハを前記
電極に固定する固定機構により、前記半導体ウエハの周
縁部を押圧して固定する工程と、前記半導体ウエハを前
記冷却手段により所定の温度に冷却する工程と、前記半
導体ウエハをプラズマ処理する工程とを具備したことを
特徴とする。また、特許請求の範囲第２項記載の発明
は、プラズマ発生源を備えた気密容器内に電極を配置
し、この電極面に半導体ウエハを当接させ、前記電極に
設けられた冷却手段により前記半導体ウエハを冷却して
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、 前記プ
ラズマ処理終了後、ウエハ押し上げピンが上昇して前記
半導体ウエハを押し上げ、前記電極上の表面に浅溝が形
成された樹脂膜から離して上昇させる工程と、 ウエハ搬
送装置が、前記半導体ウエハを前記ウエハ押し上げピン
から取り出し、前記気密容器外へ搬送する工程と を具備
したことを特徴とする。
載の発明は、プラズマ発生源を備えた気密容器内に電極
を配置し、この電極面に半導体ウエハを当接させ、前記
電極に設けられた冷却手段により前記半導体ウエハを冷
却してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
ウエハ搬送装置により前記気密容器に搬送された半導体
ウエハを、前記電極上方に上昇させた状態のウエハ押し
上げピン上に載置する工程と、前記ウエハ押し上げピン
を下降させて、前記半導体ウエハを前記電極上に設けら
れた導電性の樹脂膜上に載置する工程と、前記電極上方
に昇降自在に設けられ下降時に前記半導体ウエハを前記
電極に固定する固定機構により、前記半導体ウエハの周
縁部を押圧して固定する工程と、前記半導体ウエハを前
記冷却手段により所定の温度に冷却する工程と、前記半
導体ウエハをプラズマ処理する工程とを具備したことを
特徴とする。また、特許請求の範囲第２項記載の発明
は、プラズマ発生源を備えた気密容器内に電極を配置
し、この電極面に半導体ウエハを当接させ、前記電極に
設けられた冷却手段により前記半導体ウエハを冷却して
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、 前記プ
ラズマ処理終了後、ウエハ押し上げピンが上昇して前記
半導体ウエハを押し上げ、前記電極上の表面に浅溝が形
成された樹脂膜から離して上昇させる工程と、 ウエハ搬
送装置が、前記半導体ウエハを前記ウエハ押し上げピン
から取り出し、前記気密容器外へ搬送する工程と を具備
したことを特徴とする。
【００１５】樹脂膜としてはカ―ボン含有のシリコンラ
バ―等の耐熱性、柔軟性に優れたものがよく、厚みは
0.2mm程度のものが好適である。
バ―等の耐熱性、柔軟性に優れたものがよく、厚みは
0.2mm程度のものが好適である。
【００１６】また電極と樹脂膜との取付け手段として
は、硬化後も弾性を有する導電性接着剤を用いた接着や
熱圧着等の手段がよい。
は、硬化後も弾性を有する導電性接着剤を用いた接着や
熱圧着等の手段がよい。
【００１７】
【作用】本発明のプラズマ処理方法では、電極上に樹脂
膜を設けることにより、半導体ウエハを電極に密着させ
ることができ、電極への熱伝導性が向上することによ
り、均一なプラズマ処理を半導体ウエハに対して行うこ
とができる。
膜を設けることにより、半導体ウエハを電極に密着させ
ることができ、電極への熱伝導性が向上することによ
り、均一なプラズマ処理を半導体ウエハに対して行うこ
とができる。
【００１８】また、電極面を凸状に形成して、半導体ウ
エハを当接し、基板押圧リングにより半導体ウエハ周縁
部を押圧することにより、被処理基板は電極面にそって
湾曲し、より密着度の高い状態で保持されるので、さら
に熱伝導性が向上し、均一なプラズマ処理を行うことが
できる。
エハを当接し、基板押圧リングにより半導体ウエハ周縁
部を押圧することにより、被処理基板は電極面にそって
湾曲し、より密着度の高い状態で保持されるので、さら
に熱伝導性が向上し、均一なプラズマ処理を行うことが
できる。
【００１９】また、冷却手段を電極内に設けることによ
り、被処理基板を均一に冷却しながら均一なプラズマ処
理を行うことができる。さらに、樹脂膜の表面に浅溝を
設けておくことにより、融着等を起こすことなく被処理
基板を処理後速やかに取り出すことができる。
り、被処理基板を均一に冷却しながら均一なプラズマ処
理を行うことができる。さらに、樹脂膜の表面に浅溝を
設けておくことにより、融着等を起こすことなく被処理
基板を処理後速やかに取り出すことができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明方法をプラズマエッチングに適
用した一実施例について図を参照にして説明する。
用した一実施例について図を参照にして説明する。
【００２１】図１および図２はエッチング処理部を示し
ており、このエッチング処理部は図示を省略した気密を
保持するエッチング槽内に設置されている。
ており、このエッチング処理部は図示を省略した気密を
保持するエッチング槽内に設置されている。
【００２２】被処理基板の半導体ウエハ２０は、図示を
省略した搬送装置にてウエハカセットから取り出されて
エッチング処理部２１に搬送され、円盤状の下部電極２
２上に載置されてここでエッチング処理を受けた後再び
搬送装置にて搬出される。
省略した搬送装置にてウエハカセットから取り出されて
エッチング処理部２１に搬送され、円盤状の下部電極２
２上に載置されてここでエッチング処理を受けた後再び
搬送装置にて搬出される。
【００２３】下部電極２２の上方には高周波電源４０と
接続された中空円盤状の高周波電極２３が対向配置され
ており、この高周波電極２３上面中心部には反応気体発
生器２４で発生した反応気体例えばアルゴンガスをエッ
チング槽１内へ導入するための導入管２５が垂設されて
いる。
接続された中空円盤状の高周波電極２３が対向配置され
ており、この高周波電極２３上面中心部には反応気体発
生器２４で発生した反応気体例えばアルゴンガスをエッ
チング槽１内へ導入するための導入管２５が垂設されて
いる。
【００２４】高周波電極２３の下面電極部２３ａは多孔
質部材例えばメッシュ状に形成されたカ―ボンにより形
成されており、反応気体導入管２５から導入された反応
気体がこの下面電極部２３ａを通過して下部電極２２上
に載置された半導体ウエハ２０上に達するような構造と
している。
質部材例えばメッシュ状に形成されたカ―ボンにより形
成されており、反応気体導入管２５から導入された反応
気体がこの下面電極部２３ａを通過して下部電極２２上
に載置された半導体ウエハ２０上に達するような構造と
している。
【００２５】下部電極２２の側面下方には口字状断面の
環状中空体である反応気体排気管２６が下部電極２２上
面と段差を付けて配設されており、その上面部には多数
の排気孔２７が同心円状に一定間隔で穿設されている。
反応気体排気管２６外周の一部からは、多数の排気孔２
７から導入された使用済反応気体を真空ポンプ２８へ導
くための配管２９が設けられている。
環状中空体である反応気体排気管２６が下部電極２２上
面と段差を付けて配設されており、その上面部には多数
の排気孔２７が同心円状に一定間隔で穿設されている。
反応気体排気管２６外周の一部からは、多数の排気孔２
７から導入された使用済反応気体を真空ポンプ２８へ導
くための配管２９が設けられている。
【００２６】半導体ウエハ固定機構として、下部電極２
２上方に半導体ウエハの径よりも若干小さい内径を有し
たリング状のクランプリング３０が配置されており、こ
のクランプリング３０は下部電極２２円周部にそって等
間隔に設けられた４本のクランプリング支持棒３１にて
支持されている。４本のクランプリング支持棒３１は下
部電極２２下方に配置されたクランプリング昇降用駆動
機構であるエアシリンダ３２に接続されており、このエ
アシリンダ３２の作用によりクランプリングが昇降可能
となっている。
２上方に半導体ウエハの径よりも若干小さい内径を有し
たリング状のクランプリング３０が配置されており、こ
のクランプリング３０は下部電極２２円周部にそって等
間隔に設けられた４本のクランプリング支持棒３１にて
支持されている。４本のクランプリング支持棒３１は下
部電極２２下方に配置されたクランプリング昇降用駆動
機構であるエアシリンダ３２に接続されており、このエ
アシリンダ３２の作用によりクランプリングが昇降可能
となっている。
【００２７】下部電極２２は直径約200mm 、厚さ約10mm
の円板状をしており、その上面中央部には直径約 125m
m、厚さ約8mm の円盤状凸部をしたウエハ載置台２２ａ
が形成されている。このウエハ載置台２２ａ上面は半導
体ウエハ２０との密着性を良好にするためになめらかな
凸状を有している。下部電極２２の材料には導電性、熱
伝導性に優れた金属材例えばアルミニウム等が用いられ
ている。
の円板状をしており、その上面中央部には直径約 125m
m、厚さ約8mm の円盤状凸部をしたウエハ載置台２２ａ
が形成されている。このウエハ載置台２２ａ上面は半導
体ウエハ２０との密着性を良好にするためになめらかな
凸状を有している。下部電極２２の材料には導電性、熱
伝導性に優れた金属材例えばアルミニウム等が用いられ
ている。
【００２８】このウエハ載置台２２ａ上面にはウエハ載
置台２２ａとほぼ同径又はより大きく、厚さ約 0.2mmの
カ―ボンを含有した導電性シリコンラバ―３３が貼着さ
れている。導電性シリコンラバ―３３とウエハ載置台２
２ａとの貼着手段として本例では硬化後も弾性を有する
導電性合成樹脂系の接着剤による熱圧着とした。
置台２２ａとほぼ同径又はより大きく、厚さ約 0.2mmの
カ―ボンを含有した導電性シリコンラバ―３３が貼着さ
れている。導電性シリコンラバ―３３とウエハ載置台２
２ａとの貼着手段として本例では硬化後も弾性を有する
導電性合成樹脂系の接着剤による熱圧着とした。
【００２９】導電性シリコンラバ―３３表面には、格子
状の浅溝３３ａが形成されており、さらに中央部にはウ
エハ押し上げピン昇降用の孔３３ｂが４ケ所に穿設され
ている。
状の浅溝３３ａが形成されており、さらに中央部にはウ
エハ押し上げピン昇降用の孔３３ｂが４ケ所に穿設され
ている。
【００３０】このウエハ押し上げピン昇降用の孔３３ｂ
は、下部電極２２を貫通して押し上げピン上下駆動機構
であるエアシリンダ３４に接続されているウエハ押し上
げピン３５の昇降用のもので、エッチング処理の終了し
た半導体ウエハ２０を下面から押し上げピン３５により
を押し上げて導電性シリコンラバ―３３から離間させる
構造としている。
は、下部電極２２を貫通して押し上げピン上下駆動機構
であるエアシリンダ３４に接続されているウエハ押し上
げピン３５の昇降用のもので、エッチング処理の終了し
た半導体ウエハ２０を下面から押し上げピン３５により
を押し上げて導電性シリコンラバ―３３から離間させる
構造としている。
【００３１】下部電極２２の半導体ウエハ２０裏面に対
向する位置には、エッチング処理中に半導体ウエハ２０
を冷却するための環状の冷却水循環用配管３６が埋設さ
れており、エッチング処理中にこの冷却水循環用配管３
６内に冷却水導入装置３７から低温例えば15℃の冷却水
が導入される。
向する位置には、エッチング処理中に半導体ウエハ２０
を冷却するための環状の冷却水循環用配管３６が埋設さ
れており、エッチング処理中にこの冷却水循環用配管３
６内に冷却水導入装置３７から低温例えば15℃の冷却水
が導入される。
【００３２】このようなプラズマエッチング装置のウエ
ハ固定動作について図３を参照しながら説明する。
ハ固定動作について図３を参照しながら説明する。
【００３３】まず、ウエハ押し上げピン３５が上昇して
いる状態（図３（ｃ））で図示を省略したウエハ搬送装
置により半導体ウエハ２０をウエハ押し上げピン３５上
に載置した後、ウエハ押し上げピン３５を下降させる
（図３（ａ））。この状態では、ウエハ載置台２２ａ上
面がゆるやかな凸状をしているため周縁部に半導体ウエ
ハとの間隙が生じるが、クランプリング９が下降して半
導体ウエハ２０周縁部をウエハ載置台２２ａに押圧する
ことでこの間隙はなくなる（図３（ｂ））。このとき従
来のウエハ固定機構では、半導体ウエハ固有の歪やウエ
ハ載置台２２ａ表面の加工精度の問題、クランプ圧力に
よるウエハ中心部への応力の発生等から半導体ウエハ２
０とウエハ載置台２２ａ間に少なからず間隙が生じ、こ
の間隙により電気的結合性や熱伝導性が低下してエッチ
ングの処理むらや、処理効率の低下を招いてしまうが、
本例では弾性に優れた導電性シリコンラバ―３３をウエ
ハ載置台２２ａ上に貼着しているため密着性が向上し、
このような間隙の発生がなくなり半導体ウエハ２０とウ
エハ載置台２２ａ間の電気的結合や熱伝導性が非常に優
れたものとなっている。
いる状態（図３（ｃ））で図示を省略したウエハ搬送装
置により半導体ウエハ２０をウエハ押し上げピン３５上
に載置した後、ウエハ押し上げピン３５を下降させる
（図３（ａ））。この状態では、ウエハ載置台２２ａ上
面がゆるやかな凸状をしているため周縁部に半導体ウエ
ハとの間隙が生じるが、クランプリング９が下降して半
導体ウエハ２０周縁部をウエハ載置台２２ａに押圧する
ことでこの間隙はなくなる（図３（ｂ））。このとき従
来のウエハ固定機構では、半導体ウエハ固有の歪やウエ
ハ載置台２２ａ表面の加工精度の問題、クランプ圧力に
よるウエハ中心部への応力の発生等から半導体ウエハ２
０とウエハ載置台２２ａ間に少なからず間隙が生じ、こ
の間隙により電気的結合性や熱伝導性が低下してエッチ
ングの処理むらや、処理効率の低下を招いてしまうが、
本例では弾性に優れた導電性シリコンラバ―３３をウエ
ハ載置台２２ａ上に貼着しているため密着性が向上し、
このような間隙の発生がなくなり半導体ウエハ２０とウ
エハ載置台２２ａ間の電気的結合や熱伝導性が非常に優
れたものとなっている。
【００３４】さて、エッチング作業終了後はクランプリ
ング９を上昇させたあと、ウエハ押し上げピン３５を上
昇させ半導体ウエハ２０をウエハ載置台２２ａから押し
上げる（図３（ｃ））。通常エッチング処理は高温環境
下で行なわれるため、半導体ウエハ２０は高温例えば約
100℃まで上昇し、半導体ウエハ２０と導電性シコンラ
バ―３３が融着してしまい半導体ウエハ２０の導電性シ
リコンラバ―３３からの離間が困難となる恐れがある
が、本例では導電性シリコンラバ―３３表面に格子状の
浅溝３３ａを形成しているためこのような問題は発生し
ない。なお、この浅溝３３ａは図３（ｂ）で示したよう
に半導体ウエハ２０固定時には完全につぶされて隙間の
発生が生じない程度のものであることは無論である。
ング９を上昇させたあと、ウエハ押し上げピン３５を上
昇させ半導体ウエハ２０をウエハ載置台２２ａから押し
上げる（図３（ｃ））。通常エッチング処理は高温環境
下で行なわれるため、半導体ウエハ２０は高温例えば約
100℃まで上昇し、半導体ウエハ２０と導電性シコンラ
バ―３３が融着してしまい半導体ウエハ２０の導電性シ
リコンラバ―３３からの離間が困難となる恐れがある
が、本例では導電性シリコンラバ―３３表面に格子状の
浅溝３３ａを形成しているためこのような問題は発生し
ない。なお、この浅溝３３ａは図３（ｂ）で示したよう
に半導体ウエハ２０固定時には完全につぶされて隙間の
発生が生じない程度のものであることは無論である。
【００３５】上記構成のプラズマエッチング装置を用い
て実際に実験をしたので以下に説明する。
て実際に実験をしたので以下に説明する。
【００３６】実験は、導電性シリコンラバ―を使用して
いない装置、本例のカ―ボン含有の導電性シリコンラバ
―を用いた装置の２種類について行った。また、実験に
際しては装置構造はもちろんのこと、使用電極の部材お
よび形状、反応気体の種類、電源出力値、真空度等のエ
ッチング処理条件は全て同一とした。供給電源として
は、エッチング対象物が酸化膜であったため、380kHz高
周波電源を用いている。もちろんエッチング対象物によ
り最適な電源周波数は異なる。
いない装置、本例のカ―ボン含有の導電性シリコンラバ
―を用いた装置の２種類について行った。また、実験に
際しては装置構造はもちろんのこと、使用電極の部材お
よび形状、反応気体の種類、電源出力値、真空度等のエ
ッチング処理条件は全て同一とした。供給電源として
は、エッチング対象物が酸化膜であったため、380kHz高
周波電源を用いている。もちろんエッチング対象物によ
り最適な電源周波数は異なる。
【００３７】以下表１に示す実験条件のもとに実験を行
い、表２に示す結果を得た。
い、表２に示す結果を得た。
【００３８】
【表１】
【表２】 この実験結果から判明したことは、導電性シリコンラバ
―を使用した場合には、これを使用しない場合に対し、 (1) エッチングレ―トが 469オングストローム／分 (2) Siエッチレ―トが-154オングストローム／分 (3) Si選択比が 6.3 (4) 半導体ウエハ上面温度が約 -20℃ の向上が図れ、明らかに導電性シリコンラバ―の効果が
現れた。さらにエッチング作業中の半導体ウエハ上面部
の温度分布がほぼ均一になった。
―を使用した場合には、これを使用しない場合に対し、 (1) エッチングレ―トが 469オングストローム／分 (2) Siエッチレ―トが-154オングストローム／分 (3) Si選択比が 6.3 (4) 半導体ウエハ上面温度が約 -20℃ の向上が図れ、明らかに導電性シリコンラバ―の効果が
現れた。さらにエッチング作業中の半導体ウエハ上面部
の温度分布がほぼ均一になった。
【００３９】上記実験結果から考えられることは、導電
性シリコンラバ―により半導体ウエハと下部電極との密
着性が大幅に向上した結果、 （イ）半導体ウエハと下部電極間との電気的結合が良好
になって半導体ウエハと対向電極間の電界の強さが均一
となり処理効率が向上したこと。
性シリコンラバ―により半導体ウエハと下部電極との密
着性が大幅に向上した結果、 （イ）半導体ウエハと下部電極間との電気的結合が良好
になって半導体ウエハと対向電極間の電界の強さが均一
となり処理効率が向上したこと。
【００４０】（ロ）半導体ウエハと下部電極間の熱伝導
性が良好になり、冷却効果が向上したこと。
性が良好になり、冷却効果が向上したこと。
【００４１】である。またエッチング処理完了後におけ
る半導体ウエハの導電性シリコンラバ―からの離間時に
際し、半導体ウエハと導電性シリコンラバ―との融着は
認められず、導電性シリコンラバ―を貼着していない装
置と何らかわりなく容易に離間可能であった。これは導
電性シリコンラバ―上に形成した浅溝が半導体ウエハと
の融着を防止したためである。
る半導体ウエハの導電性シリコンラバ―からの離間時に
際し、半導体ウエハと導電性シリコンラバ―との融着は
認められず、導電性シリコンラバ―を貼着していない装
置と何らかわりなく容易に離間可能であった。これは導
電性シリコンラバ―上に形成した浅溝が半導体ウエハと
の融着を防止したためである。
【００４２】ところで、本発明者等はクランプリングの
半導体ウエハに対する押圧力についても着目し、クラン
プリングの押圧力変化とエッチングレ―トの関係を求め
るために実験を行ったので以下に説明する。実験は前述
実施例の装置を用いて以下の表３に示す実験条件下で行
った。測定はクランプ圧力を10kgf(クランプリング支持
棒１本当たり 2.5kgf)、27kgf(同 6.75kgf) 、42kgf(同
10.5kgf)、について行い、結果を図４に示す。
半導体ウエハに対する押圧力についても着目し、クラン
プリングの押圧力変化とエッチングレ―トの関係を求め
るために実験を行ったので以下に説明する。実験は前述
実施例の装置を用いて以下の表３に示す実験条件下で行
った。測定はクランプ圧力を10kgf(クランプリング支持
棒１本当たり 2.5kgf)、27kgf(同 6.75kgf) 、42kgf(同
10.5kgf)、について行い、結果を図４に示す。
【００４３】
【表３】 図４において、Ｘ軸におけるａ、ｂおよびｃは半導体ウ
エハ周縁部の一点をａとし、半導体ウエハ中心部をｂ、
ｂを通りａと対向する側の半導体ウエハ周縁に設けた点
をｃとし、これらａ→ｂ→ｃ線上におけるエッチングレ
―トをＹ軸にとっている。
エハ周縁部の一点をａとし、半導体ウエハ中心部をｂ、
ｂを通りａと対向する側の半導体ウエハ周縁に設けた点
をｃとし、これらａ→ｂ→ｃ線上におけるエッチングレ
―トをＹ軸にとっている。
【００４４】実験結果から判明することは、 （イ）クランプ圧が大きくなる程エッチングレ―トが低
下すること。
下すること。
【００４５】（ロ）クランプ圧が27kgf と42kgf のとき
に半導体ウエハ中心部のエッチングレ―トの低下が顕著
であること。
に半導体ウエハ中心部のエッチングレ―トの低下が顕著
であること。
【００４６】（ハ）クランプ圧が10kgf のときが最も均
一なエッチングができること。
一なエッチングができること。
【００４７】である。
【００４８】これらの原因は、クランプ圧が大きくなり
すぎると、半導体ウエハ２０が上方へ向って弧状に反
り、半導体ウエハ中心部と導電性シリコンラバ―３３間
に間隙が生じるためである。従って、厚さが 630μm の
5インチウエハの場合にはその周縁部を10kgf で押圧す
る方法が最も効率的であることが判明した。
すぎると、半導体ウエハ２０が上方へ向って弧状に反
り、半導体ウエハ中心部と導電性シリコンラバ―３３間
に間隙が生じるためである。従って、厚さが 630μm の
5インチウエハの場合にはその周縁部を10kgf で押圧す
る方法が最も効率的であることが判明した。
【００４９】ところで、本発明に使用する導電性合成樹
脂体は、柔軟性に優れているもの程密着性が良くなり好
ましいが、ウエハ固定時にクランプリング押圧部即ち導
電性合成樹脂体周縁部に応力が加わり皺が発生し易くな
り、この皺により空隙が生じる可能性がある。
脂体は、柔軟性に優れているもの程密着性が良くなり好
ましいが、ウエハ固定時にクランプリング押圧部即ち導
電性合成樹脂体周縁部に応力が加わり皺が発生し易くな
り、この皺により空隙が生じる可能性がある。
【００５０】本発明の他の実施例として図５に示すよう
に、ウエハ載置台２２ａ上部に半導体ウエハ２０よりも
若干小さな径で深さが導電性合成樹脂膜４１とほぼ同じ
凹部４０を形成し、この凹部４０に導電性合成樹脂膜４
１を装着することにより（図５（ａ））、ウエハ固定時
における導電性合成樹脂膜４１外周部に対する応力をウ
エハ載置台２２ａに吸収させて皺の発生を減少させるこ
とができる（図５（ｂ））。尚、本発明に使用する樹脂
膜としては、導電性テフロンや導電性シリコンゴムや導
電性弗素系ゴム等、弾性、熱伝導性、電気伝導性に優れ
たものであればいずれでもよい。
に、ウエハ載置台２２ａ上部に半導体ウエハ２０よりも
若干小さな径で深さが導電性合成樹脂膜４１とほぼ同じ
凹部４０を形成し、この凹部４０に導電性合成樹脂膜４
１を装着することにより（図５（ａ））、ウエハ固定時
における導電性合成樹脂膜４１外周部に対する応力をウ
エハ載置台２２ａに吸収させて皺の発生を減少させるこ
とができる（図５（ｂ））。尚、本発明に使用する樹脂
膜としては、導電性テフロンや導電性シリコンゴムや導
電性弗素系ゴム等、弾性、熱伝導性、電気伝導性に優れ
たものであればいずれでもよい。
【００５１】また、本発明方法は、プラズマＣＶＤ、Ｅ
ＣＲエッチング、スパッタリング装置等、電極と被処理
基板が当接し、プラズマ雰囲気を設ける構造のものであ
ればいずれにも適用可能である。またプラズマの雰囲気
は高周波放電に限らずマイクロ波放電、直流放電によっ
て形成してもよい。
ＣＲエッチング、スパッタリング装置等、電極と被処理
基板が当接し、プラズマ雰囲気を設ける構造のものであ
ればいずれにも適用可能である。またプラズマの雰囲気
は高周波放電に限らずマイクロ波放電、直流放電によっ
て形成してもよい。
【００５２】以上説明したように、本発明のプラズマ処
理方法によれば、処理対象物と下部電極との密着性が向
上するので、電気的結合性や熱伝導性が向上し、均一性
が良くしかも処理効率の高いプラズマ処理が可能とな
る。また、処理対象物も処理後速やかに取り出すことが
できる。
理方法によれば、処理対象物と下部電極との密着性が向
上するので、電気的結合性や熱伝導性が向上し、均一性
が良くしかも処理効率の高いプラズマ処理が可能とな
る。また、処理対象物も処理後速やかに取り出すことが
できる。
【図１】本発明の一実施例に用いたプラズマエッチング
装置のエッチング処理部を示す斜視図。
装置のエッチング処理部を示す斜視図。
【図２】図１のプラズマエッチング装置の縦断面図。
【図３】ウエハ固定機構の動作を示す断面図。
【図４】クランプ圧とエッチングレ―トの関係を示す
図。
図。
【図５】他の実施例のウエハ固定機構を示す図。
【図６】プラズマエッチング装置の概念的な構成を示す
断面図。
断面図。
【図７】従来のウエハ固定機構を示す断面図。
【図８】従来のウエハ固定機構を示す断面図。
【図９】従来装置によりエッチング処理した半導体ウエ
ハの表面の処理状態を示す図。
ハの表面の処理状態を示す図。
２０ 半導体ウエハ ２１ エッチング処理部 ２２ 下部電極 ２２ａ ウエハ載置台 ２３ 対向電極 ３０ クランプリング ３１ クランプリング支持棒 ３３ 導電性シリコンラバ― ３５ ウエハ押し上げピン
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−105347（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−87667（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−54327（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−130633（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 プラズマ発生源を備えた気密容器内に電
極を配置し、この電極面に半導体ウエハを当接させ、前
記電極に設けられた冷却手段により前記半導体ウエハを
冷却してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法におい
て、 ウエハ搬送装置により前記気密容器に搬送された半導体
ウエハを、前記電極上方に上昇させた状態のウエハ押し
上げピン上に載置する工程と、 前記ウエハ押し上げピンを下降させて、前記半導体ウエ
ハを前記電極上に設けられた導電性の樹脂膜上に載置す
る工程と、 前記電極上方に昇降自在に設けられ下降時に前記半導体
ウエハを前記電極に固定する固定機構により、前記半導
体ウエハの周縁部を押圧して固定する工程と、 前記半導体ウエハを前記冷却手段により所定の温度に冷
却する工程と、 前記半導体ウエハをプラズマ処理する工程とを具備した
ことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 プラズマ発生源を備えた気密容器内に電
極を配置し、この電極面に半導体ウエハを当接させ、前
記電極に設けられた冷却手段により前記半導体ウエハを
冷却してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法におい
て、前記 プラズマ処理終了後、ウエハ押し上げピンが上昇し
て前記半導体ウエハを押し上げ、前記電極上の表面に浅
溝が形成された樹脂膜から離して上昇させる工程と、 ウエハ搬送装置が、前記半導体ウエハを前記ウエハ押し
上げピンから取り出し、前記気密容器外へ搬送する工程
とを具備したことを特徴とするプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28801492A JPH0824117B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | プラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28801492A JPH0824117B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | プラズマ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204179A JPH06204179A (ja) | 1994-07-22 |
| JPH0824117B2 true JPH0824117B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17724697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28801492A Expired - Fee Related JPH0824117B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824117B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156691A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | 基板保持部材 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08274150A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nec Corp | 静電吸着ステージ |
| WO2001091178A1 (fr) * | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Advantest Corporation | Dispositif de support de tranche |
| US8057633B2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-11-15 | Tokyo Electron Limited | Post-etch treatment system for removing residue on a substrate |
| US8034176B2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-10-11 | Tokyo Electron Limited | Gas distribution system for a post-etch treatment system |
| JP6746230B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2020-08-26 | 株式会社ディスコ | ウェーハの製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5687667A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-16 | Toshiba Corp | Reactive ion etching method |
| JPS6054327U (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体製造装置 |
| JPS60130633U (ja) * | 1984-02-10 | 1985-09-02 | 株式会社日立製作所 | 真空処理装置 |
| JPS62105347A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-15 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置 |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP28801492A patent/JPH0824117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156691A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | 基板保持部材 |
| JP4514587B2 (ja) * | 2004-11-29 | 2010-07-28 | 京セラ株式会社 | 基板保持部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06204179A (ja) | 1994-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960820 |
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