JPH0845911A - プラズマ処理装置用電極 - Google Patents

プラズマ処理装置用電極

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JPH0845911A
JPH0845911A JP19752694A JP19752694A JPH0845911A JP H0845911 A JPH0845911 A JP H0845911A JP 19752694 A JP19752694 A JP 19752694A JP 19752694 A JP19752694 A JP 19752694A JP H0845911 A JPH0845911 A JP H0845911A
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JP
Japan
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electrode
wafer
oxide film
substrate
film
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JP19752694A
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Inventor
Atsushi Takubi
篤 田首
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハ等の半導体基板を支持する電極の絶縁
性及び密着性を高め、プラズマ処理により加熱される半
導体基板を効率よく冷却する。 【構成】 プラズマを用いるドライエッチング装置等に
おいて、ウエハを支持する下部電極2が、アルミニウム
材で形成された電極基体21と、電極基体21上に形成
された硬質陽極酸化膜23と、陽極酸化膜23上に形成
された酸化硅素膜24等の絶縁膜とからなる。陽極酸化
膜23を形成すると表面には孔やクラックが形成される
が、これらは酸化硅素膜24により埋められる。電極基
体21が熱伝導率の優れたアルミニウム材である上に電
極2の電気絶縁性及びウエハの密着性が向上するので、
プラズマ処理中に電極2に直流電圧を印加してウエハ裏
面を電極2上に静電気を用いて密着させた後、電極2を
冷却器により例えば室温よりも低い温度に冷却すれば、
ウエハ全体の冷却効率が一層向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
においてプラズマを使用するドライエッチング装置や成
膜装置等のプラズマ処理装置に用いられる電極に関す
る。
【0002】
【従来の技術】プラズマ処理中に処理室内の電極である
ウエハ支持台に直流電圧を印加して、ウエハに帯電する
静電気を用いてウエハ支持台にウエハを密着させる従来
のドライエッチング装置等においては、表面に陽極酸化
処理を施したアルミニウム製支持台や、内部に導電性の
電極を設けたセラミックス製支持台が用いられている。
また、基板のサセプタにおいては、例えば、実開昭58
−416号公報に記載の半導体製造治具のように、カー
ボンの表面を炭化シリコン層で被覆し、前記炭化シリコ
ン層の上に窒化シリコン膜を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術において、支持台表面に陽極酸化処理を施し
たアルミニウム製支持台では、陽極酸化膜中に発生する
孔や微細な膜割れ等により、支持台に直流電圧を印加し
たとき支持台表面に絶縁破壊が起こり、ウエハがアルミ
ニウム製支持台に密着しなくなる。また、内部に導電性
の電極を設けたセラミックス製支持台では、熱伝導率が
低いためにセラミックス製支持台に密着したウエハを十
分に冷却し難いという問題があった。さらに、支持台表
面に形成した窒化シリコン膜のみでは、膜厚が薄いため
に絶縁性が不十分であり、また、支持台表面に窒化膜を
堆積しすぎると、膜剥がれが生じるという問題があっ
た。
【0004】そこで本発明は、上記した従来技術の問題
点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ウエ
ハ等の半導体基板を支持する電極の絶縁性及び密着性を
高め、プラズマ処理により加熱される半導体基板を効率
よく冷却することができるプラズマ処理装置用電極を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるプラズマ処理装置用電極は、アルミニ
ウム材で形成された電極基体と、前記電極基体上に形成
され且つ表面が凹部形状を有する陽極酸化膜と、前記陽
極酸化膜上に形成され且つ前記凹部を埋める絶縁膜と、
からなるものである。
【0006】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、プラ
ズマ処理室内の半導体基板例えばウエハを支持する支持
台を兼ねる電極が、アルミニウム製電極基体の表面に陽
極酸化膜を形成した後に、この陽極酸化膜上に例えば酸
化硅素膜あるいは窒化硅素膜などの絶縁膜を形成したも
のである。陽極酸化膜を形成すると、その表面には孔や
クラック等の凹部が形成されるが、この凹部は絶縁膜に
よって埋められる。これにより、電極基体が熱伝導率の
優れたアルミニウム材で形成されている上に、電極の電
気絶縁性及びウエハの密着性が向上する。従って、プラ
ズマ処理中に電極に直流電圧を印加して、ウエハ裏面を
電極上に静電気を用いて密着させた後、電極を冷却器に
より例えば室温よりも低い温度に冷却すれば、ウエハ全
体の冷却効率が一層向上する。
【0007】
【実施例】以下に、本発明による電極をプラズマドライ
エッチング装置用電極に適用した一実施例について図1
〜図3に基づいて説明する。図3はウエハ冷却機能を有
するドライエッチング装置の概略構成を示す断面図であ
る。
【0008】まず、図3に示すように、ドライエッチン
グ装置の反応室1内には、電極管4の上部に取付けた支
持台を兼ねる凸型の下部電極2と上部電極3とが対向し
て配置されている。下部電極2及び電極管4は、反応室
1に対して第1の絶縁体13により電気的に絶縁されて
おり、電極管4には、整合器7を介して高周波電源装置
8、直流電源装置9、及び下部電極2を冷却するための
冷却装置10が接続されている。また、反応室1には、
その反応室1内に各種ガスを導入するガス供給装置5
と、反応室1内のガス圧力を制御しながら排気する真空
排気装置6とが接続されている。
【0009】次に、本実施例における支持台(即ち、下
部電極)の製造工程を図1及び図2に基づき説明する。
【0010】まず、図1(a)に示すように、アルミニ
ウム材を円形凸型をなす電極基体21の形状に機械加工
する。
【0011】次に、図1(b)に示すように、電極基体
21の裏面21cをマスク29でマスキングし、硬質陽
極皮膜が成膜しないようにする。このマスク29はレジ
スト膜などを使用するとよい。レジスト膜としてノボラ
ック樹脂などがよい。
【0012】この後、15%の硫酸溶液中で電極基体2
1を陽極として電気溶解し、電極基体21の表面21a
及び側面21bの全面に硬質陽極酸化膜23、即ち酸化
アルミニウム(Al2 3 )の皮膜を20〜50μmで
成膜させる。
【0013】図2(a)に示すように、硬質陽極酸化膜
23を形成すると、この酸化膜23の表面には孔26や
クラック27が形成される。
【0014】その後に、電極基体21を5気圧の加熱水
蒸気中で封孔処理を行う。電極基体21上に硬質陽極酸
化膜23を成膜後、マスク29を除去する。
【0015】次に、図1(c)に示すように、電極基体
21の裏面21cをマスク30でマスキングする。この
マスク30はアルミニウム材、ガラス材やステンレス材
などを使用するとよい。
【0016】この後、600〜800℃の減圧下(0.
1〜1Torr)でSiH4 +O2ガスを電極基体21
に供給し、減圧化学気相成長法(LPCVD)により、
電極基体21の硬質陽極酸化膜23上に絶縁膜として酸
化硅素膜24を1〜10μm形成する。
【0017】図2(b)に示すように、この酸化硅素膜
24によって、硬質陽極酸化膜23中の孔26やクラッ
ク27を埋める。なお、酸化硅素膜24の代わりに、窒
化硅素膜を1〜4μm堆積させてもよい。また、酸化硅
素膜24や窒化硅素膜の代わりに、絶縁性を有する膜で
且つ孔26やクラック27を埋めることができる絶縁膜
であってもよい。
【0018】その後、図1(d)に示すように、電極基
体21の裏面21cのマスク30を除去し、支持台(下
部電極)2が完成する。
【0019】上記のような下部電極2を備えたドライエ
ッチング装置によれば、図3において、下部電極2上に
ウエハ12を載置し、反応室1内をガス供給装置5と真
空排気装置6とによって一定のガス圧力にし、高周波電
源装置8より整合器7及び電極管4を介して下部電極2
へ高周波電力を印加すると、下部電極2と上部電極3と
の間にプラズマ11が発生する。同時に、直流電源装置
9より電極管4を介して下部電極2へ−500〜100
0Vの直流電圧を印加する。
【0020】前述したように下部電極2は、電極基体2
1を熱伝導率の優れたアルミニウム材により形成し、そ
の電極基体21上に硬質陽極酸化膜23を形成した後、
この硬質陽極酸化膜23の表面の孔26やクラック27
を埋めることができる例えば酸化硅素膜24などの絶縁
膜を形成したものであるから、熱伝導率が優れている上
に電気絶縁性及びウエハ12の密着性を向上させること
ができる。従って、冷却器10により電極管4を介して
予め例えば−20〜0℃に冷却された下部電極2の上に
置かれたウエハ12は、前記直流電圧の印加による静電
気により下部電極2の表面に確実に密着するため、プラ
ズマ11の処理により加熱されるウエハ12の裏面全面
から熱を効率的に奪うことになる。
【0021】なお、凸型の下部電極2の周辺15に設置
された第2の絶縁体14は、電極管4及び下部電極2の
裏面21cにプラズマ11が入り込んで放電しないよう
にするためである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体基板例えばウエハを処理するプラズマに面するプ
ラズマ処理装置用電極の電気絶縁性を高め、例えば外部
冷却手段により冷却された熱伝導率の良好な面に、静電
気を用いてウエハを確実に密着させることが可能となる
ので、再現性良くウエハ裏面全体を均一かつ効率的に冷
却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電極をプラズマドライエッチング
装置用電極に適用した一実施例における下部電極の製造
工程図である。
【図2】上記実施例における下部電極の部分拡大断面図
である。
【図3】上記実施例における下部電極を備えたドライエ
ッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 反応室 2 下部電極(支持台) 3 上部電極 4 電極管 5 ガス供給装置 6 真空排気装置 7 整合器 8 高周波電源装置 9 直流電源装置 10 冷却装置 11 プラズマ 12 ウエハ 13 第1の絶縁体 14 第2の絶縁体 15 下部電極の周辺 21 電極基体 21a 電極基体の表面 21b 電極基体の側面 21c 電極基体の裏面 23 硬質陽極酸化膜 24 酸化硅素膜(絶縁膜) 26 孔 27 クラック 29 マスク 30 マスク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム材で形成された電極基体
    と、 前記電極基体上に形成され且つ表面が凹部形状を有する
    陽極酸化膜と、 前記陽極酸化膜上に形成され且つ前記凹部を埋める絶縁
    膜と、からなることを特徴とするプラズマ処理装置用電
    極。
JP19752694A 1994-07-29 1994-07-29 プラズマ処理装置用電極 Withdrawn JPH0845911A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007180291A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Kobe Steel Ltd プラズマ処理装置用部材
CN100341120C (zh) * 2002-07-16 2007-10-03 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置以及等离子体处理方法
JP2008303442A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Kobe Steel Ltd プラズマ処理装置用部材およびその製造方法
KR100949953B1 (ko) * 2002-07-18 2010-03-30 파나소닉 주식회사 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP2010098158A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Seiko Epson Corp プラズマcvd装置用サセプタ及びその製造方法、並びに、プラズマcvd装置、並びにその保守方法、並びに半導体装置の製造方法

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Effective date: 20011002