JPH0888095A - プラズマ処理装置及びその制御方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びその制御方法Info
- Publication number
- JPH0888095A JPH0888095A JP6222974A JP22297494A JPH0888095A JP H0888095 A JPH0888095 A JP H0888095A JP 6222974 A JP6222974 A JP 6222974A JP 22297494 A JP22297494 A JP 22297494A JP H0888095 A JPH0888095 A JP H0888095A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma processing
- processing apparatus
- temperature
- plasma
- etching
- Prior art date
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- Pending
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- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】プラズマ処理室（ベルジャー(１)）の温度を処
理室外周部に設けた遠赤外線ヒーター（７）にて制御す
る。 【効果】プラズマ処理室の温度制御が可能になったの
で、処理室の温度上昇のためのプラズマ加熱処理が不要
となったことと、温度変化に起因するプラズマ特性の変
動が解消された。そのため、装置の歩留まり向上、稼働
率向上の効果がある。
理室外周部に設けた遠赤外線ヒーター（７）にて制御す
る。 【効果】プラズマ処理室の温度制御が可能になったの
で、処理室の温度上昇のためのプラズマ加熱処理が不要
となったことと、温度変化に起因するプラズマ特性の変
動が解消された。そのため、装置の歩留まり向上、稼働
率向上の効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波エッチング
装置などのプラズマ処理装置の壁面や窓の温度を制御
し、プラズマ処理を安定して実施できるプラズマ処理装
置及びその制御方法に関する。
装置などのプラズマ処理装置の壁面や窓の温度を制御
し、プラズマ処理を安定して実施できるプラズマ処理装
置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理装置において、処理室の壁
面温度が変化するとプラズマ組成が変化することが、例
えば、文献：Y. Hirosaka, et al.：Free Radicals in
an Inductively Coupled Etching Plasma:Jpn.J.App
l.Phys.,Vol.33(1944)pp.2157-2163 にて報告されてい
る。すなわち、プラズマ処理を安定して実施するには、
処理室壁面温度を制御することが必要である。
面温度が変化するとプラズマ組成が変化することが、例
えば、文献：Y. Hirosaka, et al.：Free Radicals in
an Inductively Coupled Etching Plasma:Jpn.J.App
l.Phys.,Vol.33(1944)pp.2157-2163 にて報告されてい
る。すなわち、プラズマ処理を安定して実施するには、
処理室壁面温度を制御することが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマ処理装
置は、プラズマ処理装置の壁面や窓の温度を制御しよう
とする場合、例えば、特公平６−８５１０号公報に記載
のようにプラズマ処理室の壁の大気側に冷却水を流す流
路を設ける方法が取られている。なお、マイクロ波を用
いるプラズマ処理装置において冷却水による温度制御方
法を採用しようとする場合、マイクロ波が冷却水を加熱
するので、壁面はマイクロ波の透過しないアルミニウム
などの金属壁となる。
置は、プラズマ処理装置の壁面や窓の温度を制御しよう
とする場合、例えば、特公平６−８５１０号公報に記載
のようにプラズマ処理室の壁の大気側に冷却水を流す流
路を設ける方法が取られている。なお、マイクロ波を用
いるプラズマ処理装置において冷却水による温度制御方
法を採用しようとする場合、マイクロ波が冷却水を加熱
するので、壁面はマイクロ波の透過しないアルミニウム
などの金属壁となる。
【０００４】これに対し、マイクロ波を石英の窓で透過
あるいはプラズマ処理室を石英製としたような装置にお
いては、マイクロ波の透過に影響を及ぼす恐れがあるヒ
ータ等が使用出来ないため、窓や処理室の温度制御が困
難であり、安定したプラズマ処理を実施する場合の隘路
となっていた。
あるいはプラズマ処理室を石英製としたような装置にお
いては、マイクロ波の透過に影響を及ぼす恐れがあるヒ
ータ等が使用出来ないため、窓や処理室の温度制御が困
難であり、安定したプラズマ処理を実施する場合の隘路
となっていた。
【０００５】本発明が解決しようとする課題は、プラズ
マ処理室の温度が変化してプラズマ処理特性が変動する
ことを防ぐことにある。また、プラズマ処理室の温度変
動の影響を防ぐために、予め予備的なプラズマ処理を施
してプラズマ処理室温度を上昇させ、その後に実際の処
理を実行する方法もあるが、プラズマ処理室の昇温のた
めの時間が必要となり、装置の稼働率低下に繋がる。本
発明の課題のひとつは、この予備的な時間を無くし、プ
ラズマ処理装置の稼働率を向上させることである。
マ処理室の温度が変化してプラズマ処理特性が変動する
ことを防ぐことにある。また、プラズマ処理室の温度変
動の影響を防ぐために、予め予備的なプラズマ処理を施
してプラズマ処理室温度を上昇させ、その後に実際の処
理を実行する方法もあるが、プラズマ処理室の昇温のた
めの時間が必要となり、装置の稼働率低下に繋がる。本
発明の課題のひとつは、この予備的な時間を無くし、プ
ラズマ処理装置の稼働率を向上させることである。
【０００６】本発明の目的は、プラズマ処理特性の変動
を防止し、稼働率を向上できるプラズマ処理装置及びそ
の制御方法を提供することにある。
を防止し、稼働率を向上できるプラズマ処理装置及びそ
の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、プラズマ処
理室の温度を予め昇温して一定に保つことにより、解決
できる。本発明の場合は、プラズマ処理室の加熱を赤外
線を用いて行う。また、場合によっては、遠赤外線ヒー
ターを用いて加熱制御するものである。
理室の温度を予め昇温して一定に保つことにより、解決
できる。本発明の場合は、プラズマ処理室の加熱を赤外
線を用いて行う。また、場合によっては、遠赤外線ヒー
ターを用いて加熱制御するものである。
【０００８】
【作用】プラズマ処理室の窓や容器壁（ベルジャー）
は、石英で製作されていることが多い。また、プラズマ
を発生させるために、μ波を用いる場合もある。このよ
うな場合は、容器や窓を加熱制御するために通常の抵抗
加熱ヒーターを用いると、そのヒーターの影響によりプ
ラズマの状態が変化することもある。本発明の場合は、
赤外線を用いるので、プラズマに影響しない位置からの
加熱も可能である。また、石英は２μｍ以下の赤外線を
通すため赤外線ヒーターによる加熱は効率が悪いが、遠
赤外線ヒーターを用いると、ヒーターからの輻射光に２
μｍ以上の波長が含まれているために石英に吸収され、
それにより石英が加熱される。
は、石英で製作されていることが多い。また、プラズマ
を発生させるために、μ波を用いる場合もある。このよ
うな場合は、容器や窓を加熱制御するために通常の抵抗
加熱ヒーターを用いると、そのヒーターの影響によりプ
ラズマの状態が変化することもある。本発明の場合は、
赤外線を用いるので、プラズマに影響しない位置からの
加熱も可能である。また、石英は２μｍ以下の赤外線を
通すため赤外線ヒーターによる加熱は効率が悪いが、遠
赤外線ヒーターを用いると、ヒーターからの輻射光に２
μｍ以上の波長が含まれているために石英に吸収され、
それにより石英が加熱される。
【０００９】
【実施例】本発明の一実施例を、図面を用いて説明す
る。図１は、プラズマ処理装置として、μ波エッチング
装置を一例としたものである。図１において、石英から
なる半球状のベルジャー１がプラズマ処理室であり、そ
の内壁がプラズマに曝される。また、ベルジャー１の内
側には、ウエハ２を載置した電極３が設置されている。
ベルジャー１と電極３は真空室４に接続され、図には示
していないが、真空排気系やガス導入系と接続されてい
る。また、ベルジャー１の外側からはμ波が導波管５に
より導かれ、その外側には、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）を生じさせるためのコイル６が配置されてい
る。さらに、ベルジャー１の外側の導波管壁に遠赤外線
ヒーター７が設置されている。
る。図１は、プラズマ処理装置として、μ波エッチング
装置を一例としたものである。図１において、石英から
なる半球状のベルジャー１がプラズマ処理室であり、そ
の内壁がプラズマに曝される。また、ベルジャー１の内
側には、ウエハ２を載置した電極３が設置されている。
ベルジャー１と電極３は真空室４に接続され、図には示
していないが、真空排気系やガス導入系と接続されてい
る。また、ベルジャー１の外側からはμ波が導波管５に
より導かれ、その外側には、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）を生じさせるためのコイル６が配置されてい
る。さらに、ベルジャー１の外側の導波管壁に遠赤外線
ヒーター７が設置されている。
【００１０】エッチングガスが導入されている状態で
２．４５ＧＨｚのμ波を入射させると、コイル６により
形成された８７５Ｇの磁場のＥＣＲ領域においてμ波が
共鳴吸収され、プラズマが発生する。このプラズマから
ウエハ２に照射されるラジカルと、電極３に印加された
ＲＦバイアスによりウエハ２に引き込まれたイオンによ
り、ウエハ２上でエッチングが行われる。ところが、こ
のエッチングは、プラズマが変化すると影響を受けるこ
とは、従来技術の説明で述べたとおりである。プラズマ
の発生によりベルジャー１は加熱され、温度は上昇し続
ける。ついには、放熱量と入熱量の釣り合うところで一
定温度となる。しかし、エッチングの放電はベルジャー
の温度が一定になるほど長くはないのが通例である。そ
のため、一回のエッチングが終了してプラズマが消失す
るとベルジャー１の温度が低下する。次のウエハ２のエ
ッチングでプラズマ点灯すると、またベルジャー１の温
度が上昇し出す。この連続で、ベルジャー１の温度は次
第に上昇し、ほぼ１０枚程度のエッチングで温度上昇が
飽和する。この場合、エッチング当初の温度変動によ
り、プラズマの状態や、エッチング特性が変化するた
め、場合によっては、エッチング歩留まりの低下とな
る。それを防ぐには、エッチング前にプラズマ放電をし
ばらく続け、ベルジャー１の温度がほぼ定常に達してか
らエッチングを開始することになるが、それには時間を
要するため、装置稼働率の低下となる。
２．４５ＧＨｚのμ波を入射させると、コイル６により
形成された８７５Ｇの磁場のＥＣＲ領域においてμ波が
共鳴吸収され、プラズマが発生する。このプラズマから
ウエハ２に照射されるラジカルと、電極３に印加された
ＲＦバイアスによりウエハ２に引き込まれたイオンによ
り、ウエハ２上でエッチングが行われる。ところが、こ
のエッチングは、プラズマが変化すると影響を受けるこ
とは、従来技術の説明で述べたとおりである。プラズマ
の発生によりベルジャー１は加熱され、温度は上昇し続
ける。ついには、放熱量と入熱量の釣り合うところで一
定温度となる。しかし、エッチングの放電はベルジャー
の温度が一定になるほど長くはないのが通例である。そ
のため、一回のエッチングが終了してプラズマが消失す
るとベルジャー１の温度が低下する。次のウエハ２のエ
ッチングでプラズマ点灯すると、またベルジャー１の温
度が上昇し出す。この連続で、ベルジャー１の温度は次
第に上昇し、ほぼ１０枚程度のエッチングで温度上昇が
飽和する。この場合、エッチング当初の温度変動によ
り、プラズマの状態や、エッチング特性が変化するた
め、場合によっては、エッチング歩留まりの低下とな
る。それを防ぐには、エッチング前にプラズマ放電をし
ばらく続け、ベルジャー１の温度がほぼ定常に達してか
らエッチングを開始することになるが、それには時間を
要するため、装置稼働率の低下となる。
【００１１】本発明においては、予め、ベルジャー１の
温度を遠赤外線ヒーター７により加熱しておくものであ
る。この遠赤外線ヒーター７は、石英も加熱できるの
で、ベルジャー１の温度も上昇する。例えば、２００℃
程度に温度が上昇した時点で、プラズマ処理を開始すれ
ば、はじめから定常状態に近い条件でエッチングが出来
る。もちろん、プラズマが点灯しているときは、遠赤外
線ヒーター７が作動していなくてもベルジャー１は加熱
されるので、遠赤外線ヒーター７を切るか、出力を低く
するなどの温度制御を行えばよい。これにより、ベルジ
ャー１の温度変動を抑えることが出来るし、エッチング
前に予備的なプラズマ処理を実施することも必要でなく
なり、装置の稼働率、歩留まりが向上する。
温度を遠赤外線ヒーター７により加熱しておくものであ
る。この遠赤外線ヒーター７は、石英も加熱できるの
で、ベルジャー１の温度も上昇する。例えば、２００℃
程度に温度が上昇した時点で、プラズマ処理を開始すれ
ば、はじめから定常状態に近い条件でエッチングが出来
る。もちろん、プラズマが点灯しているときは、遠赤外
線ヒーター７が作動していなくてもベルジャー１は加熱
されるので、遠赤外線ヒーター７を切るか、出力を低く
するなどの温度制御を行えばよい。これにより、ベルジ
ャー１の温度変動を抑えることが出来るし、エッチング
前に予備的なプラズマ処理を実施することも必要でなく
なり、装置の稼働率、歩留まりが向上する。
【００１２】さらに、本発明の活用方法として、エッチ
ング中にベルジャー１に付着したベボ物を除去するた
め、プラズマクリーニングを施す。これは、異物低減の
ためにも必要な処理である。このプラズマクリーニング
の時に、遠赤外線ヒーター７により、ベルジャー１の温
度をエッチング中より高く設定することで、クリーニン
グの効果が増進され、速やかに清浄なベルジャー面が得
られるという効果もある。
ング中にベルジャー１に付着したベボ物を除去するた
め、プラズマクリーニングを施す。これは、異物低減の
ためにも必要な処理である。このプラズマクリーニング
の時に、遠赤外線ヒーター７により、ベルジャー１の温
度をエッチング中より高く設定することで、クリーニン
グの効果が増進され、速やかに清浄なベルジャー面が得
られるという効果もある。
【００１３】以上述べたように、本発明により、プラズ
マ処理の安定化が達成される。本実施例は、石英ベルジ
ャーの場合を述べたが、石英窓を使用している装置にお
いても同様な効果が得られる。また、シリコンの壁など
に対しても、赤外線ヒーターより効率的である。
マ処理の安定化が達成される。本実施例は、石英ベルジ
ャーの場合を述べたが、石英窓を使用している装置にお
いても同様な効果が得られる。また、シリコンの壁など
に対しても、赤外線ヒーターより効率的である。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマ処理中の処理
室壁面の温度を一定に制御できるので、プラズマ処理特
性の変動が抑えられ、歩留まり向上、装置の稼働率向上
が得られるという効果がある。また、処理室壁面の温度
制御を効果的に行うことにより、異物低減が効果的に行
われる効果もある。
室壁面の温度を一定に制御できるので、プラズマ処理特
性の変動が抑えられ、歩留まり向上、装置の稼働率向上
が得られるという効果がある。また、処理室壁面の温度
制御を効果的に行うことにより、異物低減が効果的に行
われる効果もある。
【図１】本発明の一実施例のプラズマ処理装置の説明図
である。
である。
１…ベルジャー、２…ウエハ、３…電極、４…真空室、
５…導波管、６…コイル、７…遠赤外線ヒーター。
５…導波管、６…コイル、７…遠赤外線ヒーター。
Claims (6)
- 【請求項１】プラズマを用いて被処理物を処理するプラ
ズマ処理装置において、該プラズマ処理装置の壁面及び
窓を赤外線で加熱するように構成したことを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項２】請求項１記載のプラズマ処理装置におい
て、該プラズマ処理装置の壁面及び窓を遠赤外線の透過
しにくい材料で構成し、加熱用の該赤外線を遠赤外線と
し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、２記載のプラズマ処理装置にお
いて、該プラズマ処理装置の容器の材料を石英としたこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】プラズマ処理装置の壁面及び窓を赤外線で
加熱するように構成したプラズマ処理装置の制御方法に
おいて、加熱用の該赤外線及び遠赤外線の出力を制御
し、該プラズマ処理装置の壁面及び窓の温度をコントロ
ールすることを特徴とするプラズマ処理装置の制御方
法。 - 【請求項５】請求項４記載のプラズマ処理装置の制御方
法において、該プラズマ処理装置の壁面及び窓の温度
を、プラズマ処理中とプラズマクリーニング中とで変え
ることを特徴とするプラズマ処理装置の制御方法。 - 【請求項６】請求項５記載のプラズマ処理装置の制御方
法において、プラズマクリーニング中の該プラズマ処理
装置の壁面及び窓の温度を、プラズマ処理中のそれらの
温度よりも高くすることを特徴とするプラズマ処理装置
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222974A JPH0888095A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222974A JPH0888095A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888095A true JPH0888095A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16790814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6222974A Pending JPH0888095A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | プラズマ処理装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888095A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244065A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置および処理方法 |
| JP2006210948A (ja) * | 2006-04-20 | 2006-08-10 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
| CN101908468A (zh) * | 2009-06-05 | 2010-12-08 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6222974A patent/JPH0888095A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244065A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置および処理方法 |
| JP4490704B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2010-06-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
| JP2006210948A (ja) * | 2006-04-20 | 2006-08-10 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
| JP4490938B2 (ja) * | 2006-04-20 | 2010-06-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| CN101908468A (zh) * | 2009-06-05 | 2010-12-08 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置 |
| CN104600006A (zh) * | 2009-06-05 | 2015-05-06 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置 |
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