JPH09167755A - プラズマ酸化膜処理装置 - Google Patents
プラズマ酸化膜処理装置Info
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- JPH09167755A JPH09167755A JP7327701A JP32770195A JPH09167755A JP H09167755 A JPH09167755 A JP H09167755A JP 7327701 A JP7327701 A JP 7327701A JP 32770195 A JP32770195 A JP 32770195A JP H09167755 A JPH09167755 A JP H09167755A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャンバーエッチング時間を短縮することが
出来、且つ、絶縁カバーのオーバーエッチングやパーテ
ィクルの発生を抑制したプラズマ酸化膜処理装置を提供
すること。 【解決手段】 ＣＶＤ処理時に堆積する生成膜をＳｉＯ
2 膜に限定し、且つ、チャンバーエッチングに使用する
ガスをフロロカーボン系ガスに限定することにより、Ｓ
ｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選択比の向上を図り、
また、チャンバーエッチングを行なう際に、基板側の電
極を電源に接続して電源基板電極にすることにより、接
地基板電極とした場合に比べて基板側電極の周辺部品の
エッチングレートを速くすることが出来るため、チャン
バーエッチング時間の短縮を図る。
出来、且つ、絶縁カバーのオーバーエッチングやパーテ
ィクルの発生を抑制したプラズマ酸化膜処理装置を提供
すること。 【解決手段】 ＣＶＤ処理時に堆積する生成膜をＳｉＯ
2 膜に限定し、且つ、チャンバーエッチングに使用する
ガスをフロロカーボン系ガスに限定することにより、Ｓ
ｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選択比の向上を図り、
また、チャンバーエッチングを行なう際に、基板側の電
極を電源に接続して電源基板電極にすることにより、接
地基板電極とした場合に比べて基板側電極の周辺部品の
エッチングレートを速くすることが出来るため、チャン
バーエッチング時間の短縮を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ酸化膜処
理装置に関し、特に、チャンバーのクリーニング時間の
短縮と、チャンバーのクリーニングに際のチャンバー内
部の材質劣化の防止と、パーティクルの発生防止に関す
る。
理装置に関し、特に、チャンバーのクリーニング時間の
短縮と、チャンバーのクリーニングに際のチャンバー内
部の材質劣化の防止と、パーティクルの発生防止に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスが微細になるにつ
れ、それぞれの製造装置で発生するパーティクルは、歩
留りを左右する最も大きな要因となってきている。例え
ば、プラズマＣＶＤ装置でシリコン酸化膜を連続して生
成すると、電極周辺等に反応生成物が付着する。この付
着した反応生成物が、ある量以上になると、剥離してプ
ラズマ放電を阻害する。このため所定の枚数のウェハに
成膜処理を行なった場合、チャンバーエッチングにより
電極周辺等をクリーニングしなければならないのである
が、クリーニングの後に空デポ・デポと続けると絶縁カ
バーに堆積したシリコン酸化膜が剥がれてくることがあ
る。この様にして剥がれたシリコン酸化膜等のパーティ
クルがウェハに異物として付着すると、ピンホールなど
を発生させる原因となる。従って、装置のメンテナンス
及びクリーニングを頻繁に行なって、パーティクルの除
去を行なわなければならないのであるが、メンテナンス
やクリーニングなどを余り頻繁に行なうと装置稼働を低
下させることになり、生産性の低下を招くことになって
しまう。
れ、それぞれの製造装置で発生するパーティクルは、歩
留りを左右する最も大きな要因となってきている。例え
ば、プラズマＣＶＤ装置でシリコン酸化膜を連続して生
成すると、電極周辺等に反応生成物が付着する。この付
着した反応生成物が、ある量以上になると、剥離してプ
ラズマ放電を阻害する。このため所定の枚数のウェハに
成膜処理を行なった場合、チャンバーエッチングにより
電極周辺等をクリーニングしなければならないのである
が、クリーニングの後に空デポ・デポと続けると絶縁カ
バーに堆積したシリコン酸化膜が剥がれてくることがあ
る。この様にして剥がれたシリコン酸化膜等のパーティ
クルがウェハに異物として付着すると、ピンホールなど
を発生させる原因となる。従って、装置のメンテナンス
及びクリーニングを頻繁に行なって、パーティクルの除
去を行なわなければならないのであるが、メンテナンス
やクリーニングなどを余り頻繁に行なうと装置稼働を低
下させることになり、生産性の低下を招くことになって
しまう。
【０００３】そこで、従来、前述の様な問題を解決する
ために、基板側の電極である基板側電極の周辺をＳｉＣ
で構成することによりパーティクルの発生を抑制するタ
イプのプラズマ処理装置が提案されている。この様なプ
ラズマ処理装置の例として、特開平２−７００６６号
（引用例１）及び特開平２−６５１３１号（引用例２）
に記載されているものが上げられる。
ために、基板側の電極である基板側電極の周辺をＳｉＣ
で構成することによりパーティクルの発生を抑制するタ
イプのプラズマ処理装置が提案されている。この様なプ
ラズマ処理装置の例として、特開平２−７００６６号
（引用例１）及び特開平２−６５１３１号（引用例２）
に記載されているものが上げられる。
【０００４】引用例１に記載されているプラズマ処理装
置は、図４に示されている様に、基板側の電極を接地し
た接地基板電極を用いた例である。即ち、ＲＦ電源４１
にシャワー電極（対基板側電極）４２が接続されてお
り、また、グラウンドにサセプタ（基板側電極）４３を
接地している。サセプタ４３上にはウェハ４４を搭載
し、その周りにはＳｉＣからなる絶縁カバー４５が覆っ
ている。また、場合により、絶縁リング４６もＳｉＣで
構成して良いとしている。引用例１に記載されているプ
ラズマ処理装置は、ＳｉＣを絶縁カバーに用いること
で、空デポ・デポ・クリーニングのサイクルを繰り返し
ても、絶縁カバー上に堆積した酸化膜を剥離し難くして
いるものである。
置は、図４に示されている様に、基板側の電極を接地し
た接地基板電極を用いた例である。即ち、ＲＦ電源４１
にシャワー電極（対基板側電極）４２が接続されてお
り、また、グラウンドにサセプタ（基板側電極）４３を
接地している。サセプタ４３上にはウェハ４４を搭載
し、その周りにはＳｉＣからなる絶縁カバー４５が覆っ
ている。また、場合により、絶縁リング４６もＳｉＣで
構成して良いとしている。引用例１に記載されているプ
ラズマ処理装置は、ＳｉＣを絶縁カバーに用いること
で、空デポ・デポ・クリーニングのサイクルを繰り返し
ても、絶縁カバー上に堆積した酸化膜を剥離し難くして
いるものである。
【０００５】引用例２に記載されているプラズマ処理装
置は、図５に示されている様に、基板側電極を電源に接
続した電源基板電極を用いた例である。即ち、ＲＦ電源
５１にサセプタ（基板側電極）５２が接続されており、
またグラウンドに対基板側電極５３が接地されている。
サセプタ５２上には、ウェハ５４を搭載し、その周辺は
導電性のＳｉＣからなる絶縁カバー５５で覆われてい
る。
置は、図５に示されている様に、基板側電極を電源に接
続した電源基板電極を用いた例である。即ち、ＲＦ電源
５１にサセプタ（基板側電極）５２が接続されており、
またグラウンドに対基板側電極５３が接地されている。
サセプタ５２上には、ウェハ５４を搭載し、その周辺は
導電性のＳｉＣからなる絶縁カバー５５で覆われてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、チャンバー
エッチングのエッチングレートを向上させたり、装置メ
ンテナンスの頻度を少なくするためには、チャンバー内
の部品の劣化を少なくする工夫、即ち、プラズマＣＶＤ
処理の際の生成膜とＳｉＣとのエッチング選択比を向上
させる工夫を考えなければならない。現在、プラズマＣ
ＶＤ処理の際の生成膜には、様々な種類があり、その膜
の種類を選択または限定した上で、チャンバー内の部品
とのエッチング選択比を考えなければ、パーティクルの
減少及び装置の稼働率の向上を両立させることは出来な
い。
エッチングのエッチングレートを向上させたり、装置メ
ンテナンスの頻度を少なくするためには、チャンバー内
の部品の劣化を少なくする工夫、即ち、プラズマＣＶＤ
処理の際の生成膜とＳｉＣとのエッチング選択比を向上
させる工夫を考えなければならない。現在、プラズマＣ
ＶＤ処理の際の生成膜には、様々な種類があり、その膜
の種類を選択または限定した上で、チャンバー内の部品
とのエッチング選択比を考えなければ、パーティクルの
減少及び装置の稼働率の向上を両立させることは出来な
い。
【０００７】しかしながら、上述した引用例１及び引用
例２に記載されたプラズマ処理装置は、以上に述べた様
な観点からは論じられておらず、従って以下に示す様な
問題を有していた。
例２に記載されたプラズマ処理装置は、以上に述べた様
な観点からは論じられておらず、従って以下に示す様な
問題を有していた。
【０００８】即ち、引用例１に記載されているプラズマ
処理装置は、基板側電極として接地されている接地基板
電極を用いているため、ＣＶＤ処理の際には、対基板側
電極に比べてウェハ周辺の絶縁カバー上に生成膜が多く
堆積するにもかかわらず、チャンバーエッチングの際に
は、対基板側電極に比べて生成膜がエッチングされ難い
といった構造をしていた。従って、引用例１に記載され
ているプラズマ処理装置には、チャンバーエッチングの
際に、基板側電極の周辺部のＳｉＣからなる絶縁カバー
上の生成膜のエッチングに時間がかかるという問題があ
った。
処理装置は、基板側電極として接地されている接地基板
電極を用いているため、ＣＶＤ処理の際には、対基板側
電極に比べてウェハ周辺の絶縁カバー上に生成膜が多く
堆積するにもかかわらず、チャンバーエッチングの際に
は、対基板側電極に比べて生成膜がエッチングされ難い
といった構造をしていた。従って、引用例１に記載され
ているプラズマ処理装置には、チャンバーエッチングの
際に、基板側電極の周辺部のＳｉＣからなる絶縁カバー
上の生成膜のエッチングに時間がかかるという問題があ
った。
【０００９】また、引用例２に記載されているプラズマ
処理装置に関しては、チャンバーエッチングの際のガス
の種類、及びＣＶＤ処理の際の生成膜の限定をしていな
いため、生成膜とＳｉＣからなる絶縁カバーとのエッチ
ング選択比が適正になっているとは限らない。従って、
引用例２に記載されているプラズマ処理装置には、チャ
ンバーエッチングの際に、オーバーエッチングによる絶
縁カバー部品の劣化の可能性や、エッチング不足による
パーティクルの発生の可能性があるという問題があっ
た。
処理装置に関しては、チャンバーエッチングの際のガス
の種類、及びＣＶＤ処理の際の生成膜の限定をしていな
いため、生成膜とＳｉＣからなる絶縁カバーとのエッチ
ング選択比が適正になっているとは限らない。従って、
引用例２に記載されているプラズマ処理装置には、チャ
ンバーエッチングの際に、オーバーエッチングによる絶
縁カバー部品の劣化の可能性や、エッチング不足による
パーティクルの発生の可能性があるという問題があっ
た。
【００１０】本発明の目的は、上記の問題を解決するた
めに、チャンバーエッチング時間を短縮することが出
来、且つ、絶縁カバーのオーバーエッチングやパーティ
クルの発生を抑制したプラズマ酸化膜処理装置を提供す
ることにある。
めに、チャンバーエッチング時間を短縮することが出
来、且つ、絶縁カバーのオーバーエッチングやパーティ
クルの発生を抑制したプラズマ酸化膜処理装置を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記の
問題点を解決し、併せて本発明の目的を達成するための
手段として、ガスをプラズマの状態で用いて試料をエッ
チング及びＣＶＤ処理をするプラズマ処理装置であっ
て、ＣＶＤ処理の際に生成される膜が二酸化珪素膜であ
るプラズマ酸化膜処理装置において、基板側の電極であ
る基板側電極と、該基板側電極に対峙している対基板側
電極と、電源とを有しており、前記基板側電極は、前記
電源に接続された電源基板電極であり、前記対基板側電
極は、接地された接地電極であり、該電源基板電極の周
囲は、炭化珪素で構成されており、エッチングを行なう
際に使用する前記ガスは、フロロカーボン系ガスである
ことを特徴とするプラズマ酸化膜処理装置が得られる。
問題点を解決し、併せて本発明の目的を達成するための
手段として、ガスをプラズマの状態で用いて試料をエッ
チング及びＣＶＤ処理をするプラズマ処理装置であっ
て、ＣＶＤ処理の際に生成される膜が二酸化珪素膜であ
るプラズマ酸化膜処理装置において、基板側の電極であ
る基板側電極と、該基板側電極に対峙している対基板側
電極と、電源とを有しており、前記基板側電極は、前記
電源に接続された電源基板電極であり、前記対基板側電
極は、接地された接地電極であり、該電源基板電極の周
囲は、炭化珪素で構成されており、エッチングを行なう
際に使用する前記ガスは、フロロカーボン系ガスである
ことを特徴とするプラズマ酸化膜処理装置が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、ガスをプラズマの
状態で用いて試料をエッチング及びＣＶＤ処理をするプ
ラズマ処理装置であって、ＣＶＤ処理の際に生成される
膜が二酸化珪素膜であるプラズマ酸化膜処理装置におい
て、電源と、基板側の電極である基板側電極と、該基板
側電極に対峙した対基板側電極と、前記基板側電極又は
前記対基板側電極のいずれか一方を前記電源に接続し且
つ他方を接地する電源切り換え手段とを有しており、該
電源基板電極の周囲は、炭化珪素で構成されており、エ
ッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フロロカー
ボン系ガスであり、ＣＶＤ処理の際には、前記基板側電
極を接地して接地基板電極とし、チャンバーエッチング
の際には、前記基板側電極を前記電源に接続して電源基
板電極とすることを特徴とするプラズマ酸化膜処理装置
が得られる。
状態で用いて試料をエッチング及びＣＶＤ処理をするプ
ラズマ処理装置であって、ＣＶＤ処理の際に生成される
膜が二酸化珪素膜であるプラズマ酸化膜処理装置におい
て、電源と、基板側の電極である基板側電極と、該基板
側電極に対峙した対基板側電極と、前記基板側電極又は
前記対基板側電極のいずれか一方を前記電源に接続し且
つ他方を接地する電源切り換え手段とを有しており、該
電源基板電極の周囲は、炭化珪素で構成されており、エ
ッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フロロカー
ボン系ガスであり、ＣＶＤ処理の際には、前記基板側電
極を接地して接地基板電極とし、チャンバーエッチング
の際には、前記基板側電極を前記電源に接続して電源基
板電極とすることを特徴とするプラズマ酸化膜処理装置
が得られる。
【００１３】更に、本発明によれば、ガスをプラズマの
状態で用いて試料をエッチング及びＣＶＤ処理をするプ
ラズマ処理装置であって、ＣＶＤ処理の際に生成される
膜が二酸化珪素膜であるプラズマ酸化膜処理装置におい
て、第１及び第２の電源と、基板側の電極である基板側
電極と、該基板側電極に対峙した対基板側電極と、前記
基板側電極に接続された第１の切り換え手段と、前記対
基板側電極に接続された第２の切り換え手段とを有して
おり、該電源基板電極の周囲は、炭化珪素で構成されて
おり、エッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フ
ロロカーボン系ガスであり、ＣＶＤ処理の際には、前記
第１の切り換え手段により前記基板側電極を接地して接
地基板電極とし、且つ、前記第２の切り換え手段により
前記対基板側電極を前記第２の電源に接続して電源電極
とし、チャンバーエッチングの際には、前記第１の切り
換え手段により前記基板側電極を前記第１の電源に接続
して電源基板電極とし、且つ、前記第２の切り換え手段
により前記対基板側電極を接地して接地電極とすること
を特徴とするプラズマ酸化膜処理装置が得られる。
状態で用いて試料をエッチング及びＣＶＤ処理をするプ
ラズマ処理装置であって、ＣＶＤ処理の際に生成される
膜が二酸化珪素膜であるプラズマ酸化膜処理装置におい
て、第１及び第２の電源と、基板側の電極である基板側
電極と、該基板側電極に対峙した対基板側電極と、前記
基板側電極に接続された第１の切り換え手段と、前記対
基板側電極に接続された第２の切り換え手段とを有して
おり、該電源基板電極の周囲は、炭化珪素で構成されて
おり、エッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フ
ロロカーボン系ガスであり、ＣＶＤ処理の際には、前記
第１の切り換え手段により前記基板側電極を接地して接
地基板電極とし、且つ、前記第２の切り換え手段により
前記対基板側電極を前記第２の電源に接続して電源電極
とし、チャンバーエッチングの際には、前記第１の切り
換え手段により前記基板側電極を前記第１の電源に接続
して電源基板電極とし、且つ、前記第２の切り換え手段
により前記対基板側電極を接地して接地電極とすること
を特徴とするプラズマ酸化膜処理装置が得られる。
【００１４】また、本発明によれば、前記いずれかのプ
ラズマ酸化膜処理装置において、更に、前記対基板側電
極の周辺部も炭化珪素から構成されることを特徴とする
プラズマ酸化膜処理装置が得られる。
ラズマ酸化膜処理装置において、更に、前記対基板側電
極の周辺部も炭化珪素から構成されることを特徴とする
プラズマ酸化膜処理装置が得られる。
【００１５】更に、本発明によれば、前記いずれかのプ
ラズマ酸化膜処理装置であって、高密度のプラズマを電
子サイクロトロン共鳴により発生させて、該高密度のプ
ラズマを用いて試料を処理するプラズマ酸化膜処理装置
が得られる。
ラズマ酸化膜処理装置であって、高密度のプラズマを電
子サイクロトロン共鳴により発生させて、該高密度のプ
ラズマを用いて試料を処理するプラズマ酸化膜処理装置
が得られる。
【００１６】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態のプラ
ズマ酸化膜処理装置について、図１を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態のプラズマ酸化膜処理装置
は、図１に示す様に、バイアスＥＣＲプラズマ処理装置
であり、基板側電極として電源に接続された電源基板電
極を用いたものである。
ズマ酸化膜処理装置について、図１を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態のプラズマ酸化膜処理装置
は、図１に示す様に、バイアスＥＣＲプラズマ処理装置
であり、基板側電極として電源に接続された電源基板電
極を用いたものである。
【００１７】このプラズマ処理装置は、電源１と、電源
１に接続された電源基板電極２と、電源基板電極２の周
辺を覆うＳｉＣからなる絶縁カバー６と、電源基板電極
に対峙するホーン（対基板側電極）３と、プラズマチャ
ンバー８と、磁場を制御するための第１のマグネット４
及び第２のマグネット５と、ガスを導入するためのガス
導入口７とを有している。本発明の第１の実施の形態
は、この様な構成からなるプラズマ酸化膜処理装置にお
いて、ＣＶＤ処理時に生成される生成膜をＳｉＯ2 膜と
し、フロロカーボン系ガスを用いてプラズマ酸化膜処理
をするものである。例えば、プラズマチャンバー８の奥
から２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導入し、フロロカー
ボン系ガス（ここでは、ＣＦ4 ガス）をガス導入口７よ
り約１００sccm流し、マイクロ波パワーが２．０ｋｗか
かった状態でホーン３と電源基板電極にバイアス１３．
５６ＭＨｚを発生させ、約１．５ｋｗでエッチングを行
なう。
１に接続された電源基板電極２と、電源基板電極２の周
辺を覆うＳｉＣからなる絶縁カバー６と、電源基板電極
に対峙するホーン（対基板側電極）３と、プラズマチャ
ンバー８と、磁場を制御するための第１のマグネット４
及び第２のマグネット５と、ガスを導入するためのガス
導入口７とを有している。本発明の第１の実施の形態
は、この様な構成からなるプラズマ酸化膜処理装置にお
いて、ＣＶＤ処理時に生成される生成膜をＳｉＯ2 膜と
し、フロロカーボン系ガスを用いてプラズマ酸化膜処理
をするものである。例えば、プラズマチャンバー８の奥
から２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導入し、フロロカー
ボン系ガス（ここでは、ＣＦ4 ガス）をガス導入口７よ
り約１００sccm流し、マイクロ波パワーが２．０ｋｗか
かった状態でホーン３と電源基板電極にバイアス１３．
５６ＭＨｚを発生させ、約１．５ｋｗでエッチングを行
なう。
【００１８】ここで、図３（ａ）を参照して、基板側電
極を電源電極とした場合と、基板側電極を接地電極とし
た場合の基板側電極周辺のＳｉＯ2 膜のエッチングレー
トについて比較する。図３（ａ）を見ると、基板側電極
を電源電極にした場合に比べて、基板側電極を接地電極
にした場合、基板側電極周辺のＳｉＯ2 膜はほとんどエ
ッチングされないことがわかる。
極を電源電極とした場合と、基板側電極を接地電極とし
た場合の基板側電極周辺のＳｉＯ2 膜のエッチングレー
トについて比較する。図３（ａ）を見ると、基板側電極
を電源電極にした場合に比べて、基板側電極を接地電極
にした場合、基板側電極周辺のＳｉＯ2 膜はほとんどエ
ッチングされないことがわかる。
【００１９】また、図３（ｂ）を参照して、３種類のガ
スを使用してエッチングをした場合のＳｉＯ2 膜とＳｉ
Ｃとのエッチング選択比について説明する。図３（ｂ）
を見ると、ＣＦ4 ガスを用いてエッチングした場合、Ｓ
ｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選択比は大きいが、Ｓ
Ｆ4 ガス及びＮＦ4 ガスを用いた場合、ＳｉＯ2 膜とＳ
ｉＣとのエッチング選択比は小さいことがわかる。エッ
チングをする際にフロロカーボン系のガスを用いると、
ＳｉＯ2 膜は、フロロカーボンのフッ素と反応して、常
温で気体であるＳｉＦ4 を放出し、カーボンと反応し
て、ＣＯ2 を放出する。一方、ＳｉＣは、フロロカーボ
ンのフッ素と反応して、ＳｉＦ4 を放出するが、カーボ
ンとは、ＳｉＣのＣがあるためＣＯ2 などとして放出さ
れることはなく、従って、エッチングはあまりされな
い。即ち、ＣＶＤ処理時の生成膜であるＳｉＯ2 膜とＳ
ｉＣとのエッチング選択比を大きくかせぐことが出来
る。その結果、ＳｉＣからなる基板側電極の周辺部品を
劣化させることなく、且つ、オーバーエッチングをおお
いに行なえるため、低パーティクルの装置が実現出来る
ことになる。
スを使用してエッチングをした場合のＳｉＯ2 膜とＳｉ
Ｃとのエッチング選択比について説明する。図３（ｂ）
を見ると、ＣＦ4 ガスを用いてエッチングした場合、Ｓ
ｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選択比は大きいが、Ｓ
Ｆ4 ガス及びＮＦ4 ガスを用いた場合、ＳｉＯ2 膜とＳ
ｉＣとのエッチング選択比は小さいことがわかる。エッ
チングをする際にフロロカーボン系のガスを用いると、
ＳｉＯ2 膜は、フロロカーボンのフッ素と反応して、常
温で気体であるＳｉＦ4 を放出し、カーボンと反応し
て、ＣＯ2 を放出する。一方、ＳｉＣは、フロロカーボ
ンのフッ素と反応して、ＳｉＦ4 を放出するが、カーボ
ンとは、ＳｉＣのＣがあるためＣＯ2 などとして放出さ
れることはなく、従って、エッチングはあまりされな
い。即ち、ＣＶＤ処理時の生成膜であるＳｉＯ2 膜とＳ
ｉＣとのエッチング選択比を大きくかせぐことが出来
る。その結果、ＳｉＣからなる基板側電極の周辺部品を
劣化させることなく、且つ、オーバーエッチングをおお
いに行なえるため、低パーティクルの装置が実現出来る
ことになる。
【００２０】尚、本発明の第１の実施の形態において、
プラズマ酸化膜処理装置をバイアスＥＣＲプラズマ処理
装置として説明してきたが、平行平板電極を有したプラ
ズマ処理装置でも良く、本実施の形態に制限されない。
プラズマ酸化膜処理装置をバイアスＥＣＲプラズマ処理
装置として説明してきたが、平行平板電極を有したプラ
ズマ処理装置でも良く、本実施の形態に制限されない。
【００２１】また、本発明の第１の実施の形態におい
て、ホーン（対基板側電極）の周辺部はＳｉＣとしない
で説明してきたが、ホーンの周辺部をＳｉＣとしても良
い。
て、ホーン（対基板側電極）の周辺部はＳｉＣとしない
で説明してきたが、ホーンの周辺部をＳｉＣとしても良
い。
【００２２】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について図２を用いて説明する。本発明の
第２の実施の形態のプラズマ酸化膜処理装置は、図２に
示す様に、平行平板電極型プラズマ処理装置であり、電
源電極と接地電極の切り換え機能を備えたものである。
の実施の形態について図２を用いて説明する。本発明の
第２の実施の形態のプラズマ酸化膜処理装置は、図２に
示す様に、平行平板電極型プラズマ処理装置であり、電
源電極と接地電極の切り換え機能を備えたものである。
【００２３】このプラズマ処理装置は、第１のＲＦ電源
２１と、シャワー電極（対基板側電極）２２と、第１の
ＲＦ電源２１又はグラウンドのいずれか一方にシャワー
電極２２を接続するための第１の切り換えスイッチ２８
と、ウェハ２４を搭載するサセプタ（基板側電極）２３
と、サセプタ２３の周辺に設置されたＳｉＣからなる絶
縁カバー２５と、第２のＲＦ電源２６と、第２のＲＦ電
源２６又はグラウンドのいずれか一方にサセプタ２３を
接続するための第２の切り換えスイッチ２９と、チャン
バー内にガスを導入するためのガス導入口２７とを有し
ている。本発明の第２の実施の形態も、前述の第１の実
施の形態と同様に、この様な構成からなるプラズマ酸化
膜処理装置において、ＣＶＤ処理時に生成される生成膜
をＳｉＯ2 膜とし、フロロカーボン系ガスを用いてプラ
ズマ酸化膜処理をするものである。
２１と、シャワー電極（対基板側電極）２２と、第１の
ＲＦ電源２１又はグラウンドのいずれか一方にシャワー
電極２２を接続するための第１の切り換えスイッチ２８
と、ウェハ２４を搭載するサセプタ（基板側電極）２３
と、サセプタ２３の周辺に設置されたＳｉＣからなる絶
縁カバー２５と、第２のＲＦ電源２６と、第２のＲＦ電
源２６又はグラウンドのいずれか一方にサセプタ２３を
接続するための第２の切り換えスイッチ２９と、チャン
バー内にガスを導入するためのガス導入口２７とを有し
ている。本発明の第２の実施の形態も、前述の第１の実
施の形態と同様に、この様な構成からなるプラズマ酸化
膜処理装置において、ＣＶＤ処理時に生成される生成膜
をＳｉＯ2 膜とし、フロロカーボン系ガスを用いてプラ
ズマ酸化膜処理をするものである。
【００２４】ここで、この第２の実施の形態のプラズマ
酸化膜処理装置において、まず、ＣＶＤ処理を行なう際
には、接地基板電極を構成する。即ち、第１の切り換え
スイッチ２８をＢ側にして、シャワー電極２２を第１の
ＲＦ電源２１に接続し、第２の切り換えスイッチ２９を
Ｂ側にして、サセプタ（基板側電極）２３をグラウンド
に接続し接地基板電極とする。
酸化膜処理装置において、まず、ＣＶＤ処理を行なう際
には、接地基板電極を構成する。即ち、第１の切り換え
スイッチ２８をＢ側にして、シャワー電極２２を第１の
ＲＦ電源２１に接続し、第２の切り換えスイッチ２９を
Ｂ側にして、サセプタ（基板側電極）２３をグラウンド
に接続し接地基板電極とする。
【００２５】この構成で成膜をすると、電極を除いた部
品の中で、ＳｉＣからなる絶縁カバー２５上に一番多く
生成膜が堆積する。
品の中で、ＳｉＣからなる絶縁カバー２５上に一番多く
生成膜が堆積する。
【００２６】次に、この第２の実施の形態のプラズマ酸
化膜処理装置において、チャンバーエッチングを行なう
際には、電源基板電極を構成する。即ち、第１の切り換
えスイッチ２８をＡ側にして、シャワー電極２２をグラ
ウンドに接続し、第２の切り換えスイッチ２９をＡ側に
して、サセプタ（基板側電極）２３を第２のＲＦ電源２
６に接続し電源基板電極とする。
化膜処理装置において、チャンバーエッチングを行なう
際には、電源基板電極を構成する。即ち、第１の切り換
えスイッチ２８をＡ側にして、シャワー電極２２をグラ
ウンドに接続し、第２の切り換えスイッチ２９をＡ側に
して、サセプタ（基板側電極）２３を第２のＲＦ電源２
６に接続し電源基板電極とする。
【００２７】この様に電源基板電極を構成したプラズマ
酸化膜処理装置のチャンバー内にガス導入口２７よりＣ
Ｆ4 を５０〜２００sccm流し、１３．５６ｋＨｚのＲＦ
バイアスをかけ、０．１〜１Ｔｏｒｒ下でエッチングを
行なうと、ＣＶＤ処理時に一番多く生成膜が堆積したＳ
ｉＣからなる絶縁カバー２５上のエッチングレートが速
く、全体のエッチング効率も良くなる。また、エッチン
グをする際のガスにＣＦ4 ガスを使用しているため、生
成膜であるＳｉＯ2 膜と、ＳｉＣとのエッチング選択比
が大きく、ＳｉＣから構成される部品の劣化は少ない。
更に、オーバーエッチングを多めに設定しておくことに
より、パーティクルの発生は、ほぼ抑制することが出来
る。
酸化膜処理装置のチャンバー内にガス導入口２７よりＣ
Ｆ4 を５０〜２００sccm流し、１３．５６ｋＨｚのＲＦ
バイアスをかけ、０．１〜１Ｔｏｒｒ下でエッチングを
行なうと、ＣＶＤ処理時に一番多く生成膜が堆積したＳ
ｉＣからなる絶縁カバー２５上のエッチングレートが速
く、全体のエッチング効率も良くなる。また、エッチン
グをする際のガスにＣＦ4 ガスを使用しているため、生
成膜であるＳｉＯ2 膜と、ＳｉＣとのエッチング選択比
が大きく、ＳｉＣから構成される部品の劣化は少ない。
更に、オーバーエッチングを多めに設定しておくことに
より、パーティクルの発生は、ほぼ抑制することが出来
る。
【００２８】尚、本発明の第２の実施の形態において、
電源の切り換えスイッチとして、基板側電極及び対基板
側電極の各々に一個ずつ、即ち二個のスイッチを用いて
いたが、電源の切り換え手段の役割を果たせば、例えば
配線で接続された一個のスイッチ等でも良く、本実施の
形態に制限されるものではない。
電源の切り換えスイッチとして、基板側電極及び対基板
側電極の各々に一個ずつ、即ち二個のスイッチを用いて
いたが、電源の切り換え手段の役割を果たせば、例えば
配線で接続された一個のスイッチ等でも良く、本実施の
形態に制限されるものではない。
【００２９】また、本発明の第２の実施の形態におい
て、プラズマ酸化膜装置を平行平板電極型プラズマ処理
装置として説明してきたが、バイアスＥＣＲプラズマ処
理装置でも良く、本実施の形態に制限されない。
て、プラズマ酸化膜装置を平行平板電極型プラズマ処理
装置として説明してきたが、バイアスＥＣＲプラズマ処
理装置でも良く、本実施の形態に制限されない。
【００３０】また、本発明の第２の実施の形態におい
て、シャワー電極２２（対基板側電極）の周辺部はその
材質を限定せずに説明してきたが、ＳｉＣを用いても用
いなくても良く、どちらを選択しても良い。
て、シャワー電極２２（対基板側電極）の周辺部はその
材質を限定せずに説明してきたが、ＳｉＣを用いても用
いなくても良く、どちらを選択しても良い。
【００３１】更に、第１及び第２の実施の形態におい
て、エッチングの際に使用するガスをＣＦ4 ガスとして
説明してきたが、フロロカーボン系ガスであれば、例え
ばＣ2Ｆ6 ガスやＣ3 Ｆ8 ガス等を使用しても良く、本
発明の実施の形態に制限されるものではない。
て、エッチングの際に使用するガスをＣＦ4 ガスとして
説明してきたが、フロロカーボン系ガスであれば、例え
ばＣ2Ｆ6 ガスやＣ3 Ｆ8 ガス等を使用しても良く、本
発明の実施の形態に制限されるものではない。
【００３２】また、Ｃが堆積するのを防止するため微量
にＯ2 ガスを添加しても良い。
にＯ2 ガスを添加しても良い。
【００３３】更に、ＳｉＣのエッチングレートを遅くす
るために、例えば、Ｈ2 ガスをＣＦ4 ガスに対して５０
％以下の量だけ入れると、ＨＦの生成によりＣx Ｆy の
吸着が増大して、ＳｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選
択比の向上を図ることが出来る。
るために、例えば、Ｈ2 ガスをＣＦ4 ガスに対して５０
％以下の量だけ入れると、ＨＦの生成によりＣx Ｆy の
吸着が増大して、ＳｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選
択比の向上を図ることが出来る。
【００３４】尚、本発明の実施の形態において、ガスの
導入量などにつき具体的な数字を出して説明してきた
が、本発明の実施の形態に制限されるものではない。
導入量などにつき具体的な数字を出して説明してきた
が、本発明の実施の形態に制限されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明してきた様に、本発明によれ
ば、チャンバーエッチングを行なう際に、基板側の電極
を電源に接続して電源基板電極にすることにより、接地
基板電極とした場合に比べて基板側電極の周辺部品のエ
ッチングレートを速くすることが出来るため、チャンバ
ーエッチング時間の短縮が可能となる。
ば、チャンバーエッチングを行なう際に、基板側の電極
を電源に接続して電源基板電極にすることにより、接地
基板電極とした場合に比べて基板側電極の周辺部品のエ
ッチングレートを速くすることが出来るため、チャンバ
ーエッチング時間の短縮が可能となる。
【００３６】また、ＣＶＤ処理時に堆積する生成膜をＳ
ｉＯ2 膜に限定し、且つ、チャンバーエッチングに使用
するガスをフロロカーボン系ガスに限定することによ
り、ＳｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選択比の向上を
図ることが出来るため、チャンバーエッチングを多数回
繰り返しても基板側電極の周辺部品の劣化が起こり難
く、更にゴミなどの発生が抑制されることになる。
ｉＯ2 膜に限定し、且つ、チャンバーエッチングに使用
するガスをフロロカーボン系ガスに限定することによ
り、ＳｉＯ2 膜とＳｉＣとのエッチング選択比の向上を
図ることが出来るため、チャンバーエッチングを多数回
繰り返しても基板側電極の周辺部品の劣化が起こり難
く、更にゴミなどの発生が抑制されることになる。
【００３７】従って、装置のメンテナンスの頻度の減
少、及びパーティクルの減少による歩留りの向上が図ら
れることになる。
少、及びパーティクルの減少による歩留りの向上が図ら
れることになる。
【図１】本発明の第１の実施の形態のプラズマ酸化膜処
理装置を示す要部断面図である。
理装置を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のプラズマ酸化膜処
理装置を示す要部断面図である。
理装置を示す要部断面図である。
【図３】（ａ）基板側の電極を電源基板電極とした場
合、及び接地基板電極とした場合の基板側電極の周辺部
品上における、ＳｉＯ2 のエッチングレートを比較した
内容を示す図である。（ｂ）ＣＦ4 ガス、ＳＦ6 ガス、
及びＮＦ3 ガスを使用した場合のそれぞれのＳｉＯ2 膜
とＳｉＣとのエッチング選択比を比較した内容を示す図
である。
合、及び接地基板電極とした場合の基板側電極の周辺部
品上における、ＳｉＯ2 のエッチングレートを比較した
内容を示す図である。（ｂ）ＣＦ4 ガス、ＳＦ6 ガス、
及びＮＦ3 ガスを使用した場合のそれぞれのＳｉＯ2 膜
とＳｉＣとのエッチング選択比を比較した内容を示す図
である。
【図４】従来のプラズマ処理装置を示す要部断面図であ
る。
る。
【図５】従来の他のプラズマ処理装置を示す要部断面図
である。
である。
１ 電源 ２ 電源基板電極 ３ ホーン（対基板側電極） ４ 第１のマグネット ５ 第２のマグネット ６ （ＳｉＣからなる）絶縁カバー ７ ガス導入口 ８ プラズマチャンバー ２１ 第１のＲＦ電源 ２２ シャワー電極（対基板側電極） ２３ サセプタ（基板側電極） ２４ ウェハ ２５ （ＳｉＣからなる）絶縁カバー ２６ 第２のＲＦ電源 ２７ ガス導入口 ２８ 第１の切り換えスイッチ ２９ 第２の切り換えスイッチ ４１ ＲＦ電源 ４２ シャワー電極（対基板側電極） ４３ サセプタ（基板側電極） ４４ ウェハ ４５ （ＳｉＣからなる）絶縁カバー ４６ 絶縁リング ４７ ガス導入口 ５１ ＲＦ電源 ５２ サセプタ（基板側電極） ５３ 対基板側電極 ５４ ウェハ ５５ （ＳｉＣからなる）絶縁カバー ５６ おさえリング ５７ ガス導入口
Claims (5)
- 【請求項１】 ガスをプラズマの状態で用いて試料をエ
ッチング及びＣＶＤ処理をするプラズマ処理装置であっ
て、ＣＶＤ処理の際に生成される膜が二酸化珪素膜であ
るプラズマ酸化膜処理装置において、 基板側の電極である基板側電極と、該基板側電極に対峙
している対基板側電極と、電源とを有しており、 前記基板側電極は、前記電源に接続された電源基板電極
であり、 前記対基板側電極は、接地された接地電極であり、 該電源基板電極の周辺部は、炭化珪素で構成されてお
り、 エッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フロロカ
ーボン系ガスであることを特徴とするプラズマ酸化膜処
理装置。 - 【請求項２】 ガスをプラズマの状態で用いて試料をエ
ッチング及びＣＶＤ処理をするプラズマ処理装置であっ
て、ＣＶＤ処理の際に生成される膜が二酸化珪素膜であ
るプラズマ酸化膜処理装置において、 電源と、基板側の電極である基板側電極と、該基板側電
極に対峙した対基板側電極と、前記基板側電極又は前記
対基板側電極のいずれか一方を前記電源に接続し且つ他
方を接地する電源切り換え手段とを有しており、 該電源基板電極の周辺部は、炭化珪素で構成されてお
り、 エッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フロロカ
ーボン系ガスであり、 ＣＶＤ処理の際には、前記基板側電極を接地して接地基
板電極とし、チャンバーエッチングの際には、前記基板
側電極を前記電源に接続して電源基板電極とすることを
特徴とするプラズマ酸化膜処理装置。 - 【請求項３】 ガスをプラズマの状態で用いて試料をエ
ッチング及びＣＶＤ処理をするプラズマ処理装置であっ
て、ＣＶＤ処理の際に生成される膜が二酸化珪素膜であ
るプラズマ酸化膜処理装置において、 第１及び第２の電源と、基板側の電極である基板側電極
と、該基板側電極に対峙した対基板側電極と、前記基板
側電極に接続された第１の切り換え手段と、前記対基板
側電極に接続された第２の切り換え手段とを有してお
り、 該電源基板電極の周辺部は、炭化珪素で構成されてお
り、 エッチングを行なう際に使用する前記ガスは、フロロカ
ーボン系ガスであり、 ＣＶＤ処理の際には、前記第１の切り換え手段により前
記基板側電極を接地して接地基板電極とし、且つ、前記
第２の切り換え手段により前記対基板側電極を前記第２
の電源に接続して電源電極とし、 チャンバーエッチングの際には、前記第１の切り換え手
段により前記基板側電極を前記第１の電源に接続して電
源基板電極とし、且つ、前記第２の切り換え手段により
前記対基板側電極を接地して接地電極とすることを特徴
とするプラズマ酸化膜処理装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載のいずれか
のプラズマ酸化膜処理装置において、 更に、前記対基板側電極の周辺部も炭化珪素から構成さ
れることを特徴とするプラズマ酸化膜処理装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載のいずれか
のプラズマ酸化膜処理装置であって、 高密度のプラズマを電子サイクロトロン共鳴により発生
させて、該高密度のプラズマを用いて試料を処理するプ
ラズマ酸化膜処理装置。
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