JPH09275092A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH09275092A JPH09275092A JP11017996A JP11017996A JPH09275092A JP H09275092 A JPH09275092 A JP H09275092A JP 11017996 A JP11017996 A JP 11017996A JP 11017996 A JP11017996 A JP 11017996A JP H09275092 A JPH09275092 A JP H09275092A
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- Japan
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- chamber
- wall member
- protective wall
- plasma
- processing apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ処理装置の内部クリーニング作業を
容易化すると共に、装置内の温度条件を安定化する。 【解決手段】 プラズマ処理装置は処理対象となるウェ
ーハ４が格納されるチャンバ１と、チャンバ１の内部を
排気するターボ分子ポンプ２及びドライポンプ３と、チ
ャンバ１の内部に導入される処理用ガスをプラズマ化し
てウェーハ４に照射し所望の処理を行なう一対の下部電
極５及び上部電極７とを備えている。保護壁部材１２が
チャンバ１の内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能
に取り付けられており、クリーニング作業を容易化して
いる。又、ガス供給管１３を介して空隙に冷却用ガスを
導入してチャンバ１内に発生した熱に起因する保護壁部
材１２の表面温度上昇を抑制する事で、プラズマ処理の
安定化を図っている。
容易化すると共に、装置内の温度条件を安定化する。 【解決手段】 プラズマ処理装置は処理対象となるウェ
ーハ４が格納されるチャンバ１と、チャンバ１の内部を
排気するターボ分子ポンプ２及びドライポンプ３と、チ
ャンバ１の内部に導入される処理用ガスをプラズマ化し
てウェーハ４に照射し所望の処理を行なう一対の下部電
極５及び上部電極７とを備えている。保護壁部材１２が
チャンバ１の内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能
に取り付けられており、クリーニング作業を容易化して
いる。又、ガス供給管１３を介して空隙に冷却用ガスを
導入してチャンバ１内に発生した熱に起因する保護壁部
材１２の表面温度上昇を抑制する事で、プラズマ処理の
安定化を図っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
関する。より詳しくは、プラズマ処理装置のチャンバ内
部に設けた保護壁部材の冷却構造に関する。
関する。より詳しくは、プラズマ処理装置のチャンバ内
部に設けた保護壁部材の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プラズマ処理装置は処理対象と
なる基板が格納されるチャンバと、このチャンバの内部
を排気するポンプと、このチャンバの内部に導入される
処理用ガスをプラズマ化して基板に照射し所望の処理を
行なう電極手段とを備えている。かかる構造を有するプ
ラズマ処理装置は半導体プロセス等で多用されている。
例えば、シリコンウェーハの上に成膜されたシリコン酸
化膜のエッチング処理に用いられている。パタニングさ
れたフォトレジスト等をマスクとしてプラズマを照射
し、シリコン酸化膜を選択的にエッチングして除去す
る。この場合には、平行平板型の電極構造を備えたプラ
ズマ処理装置が用いられる。シリコン酸化膜のエッチン
グ処理においては、下地のシリコン層との選択性を確保
する為、処理用ガスとして例えばＣＨＦ3，ＣＦ4，Ｃ4
Ｆ8等が選択される。これらの処理用ガスはプラズマ化
の過程でＣxＦyで表わされるポリマーを発生させる。
なる基板が格納されるチャンバと、このチャンバの内部
を排気するポンプと、このチャンバの内部に導入される
処理用ガスをプラズマ化して基板に照射し所望の処理を
行なう電極手段とを備えている。かかる構造を有するプ
ラズマ処理装置は半導体プロセス等で多用されている。
例えば、シリコンウェーハの上に成膜されたシリコン酸
化膜のエッチング処理に用いられている。パタニングさ
れたフォトレジスト等をマスクとしてプラズマを照射
し、シリコン酸化膜を選択的にエッチングして除去す
る。この場合には、平行平板型の電極構造を備えたプラ
ズマ処理装置が用いられる。シリコン酸化膜のエッチン
グ処理においては、下地のシリコン層との選択性を確保
する為、処理用ガスとして例えばＣＨＦ3，ＣＦ4，Ｃ4
Ｆ8等が選択される。これらの処理用ガスはプラズマ化
の過程でＣxＦyで表わされるポリマーを発生させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このポリマーは、ウェ
ーハのエッチング処理枚数が増加するに従って、チャン
バの壁面を含めた真空容器内のあらゆる場所に付着す
る。この壁面に付着したポリマーの膜厚は、ウェーハの
処理枚数に比例して増大し、ある膜厚に達すると壁面か
ら剥離してダスト発生の原因となる。この為、所定のウ
ェーハ処理枚数毎に、壁面に付着したポリマーを除去し
なければならない。現在、半導体の量産工程において
は、数日毎にこのポリマーの除去作業が必要となってい
る。このチャンバクリーニングに費やされる作業時間の
増大は生産性の低下につながるという課題がある。
ーハのエッチング処理枚数が増加するに従って、チャン
バの壁面を含めた真空容器内のあらゆる場所に付着す
る。この壁面に付着したポリマーの膜厚は、ウェーハの
処理枚数に比例して増大し、ある膜厚に達すると壁面か
ら剥離してダスト発生の原因となる。この為、所定のウ
ェーハ処理枚数毎に、壁面に付着したポリマーを除去し
なければならない。現在、半導体の量産工程において
は、数日毎にこのポリマーの除去作業が必要となってい
る。このチャンバクリーニングに費やされる作業時間の
増大は生産性の低下につながるという課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為以下の手段を講じた。即ち、本発明にか
かるプラズマ処理装置は基本的な構成として、処理対象
となる基板が格納されるチャンバと、該チャンバの内部
を排気するポンプと、該チャンバの内部に導入される処
理用ガスをプラズマ化して該基板に照射し所望の処理を
行なう電極手段とを備えている。特徴事項として、保護
壁部材と冷却手段とを設けている。前記保護壁部材は該
チャンバの内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能に
取り付けられている。前記冷却手段は該空隙に冷却用ガ
スを導入して該チャンバ内に発生した熱に起因する保護
壁部材の表面温度上昇を抑制する。好ましくは、前記冷
却手段はヘリウム、アルゴン、窒素及び酸素から選択さ
れた冷却用ガスを導入する。又好ましくは、前記保護壁
部材は石英又はセラミックからなる絶縁性物質で構成さ
れている。あるいは、前記保護壁部材はシリコン、シリ
コンカーバイド、カーボン及びアルミ合金から選択され
た導電性物質で構成しても良い。さらに好ましくは、前
記電極手段は該基板を載置する下部電極と、これに対向
配置した上部電極とを含んだ平行平板型である。該上部
電極は該チャンバの天上壁に沿って所定の空隙を介して
交換可能に取り付けられており、前記冷却手段は該空隙
にも冷却用ガスを導入する。
題を解決する為以下の手段を講じた。即ち、本発明にか
かるプラズマ処理装置は基本的な構成として、処理対象
となる基板が格納されるチャンバと、該チャンバの内部
を排気するポンプと、該チャンバの内部に導入される処
理用ガスをプラズマ化して該基板に照射し所望の処理を
行なう電極手段とを備えている。特徴事項として、保護
壁部材と冷却手段とを設けている。前記保護壁部材は該
チャンバの内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能に
取り付けられている。前記冷却手段は該空隙に冷却用ガ
スを導入して該チャンバ内に発生した熱に起因する保護
壁部材の表面温度上昇を抑制する。好ましくは、前記冷
却手段はヘリウム、アルゴン、窒素及び酸素から選択さ
れた冷却用ガスを導入する。又好ましくは、前記保護壁
部材は石英又はセラミックからなる絶縁性物質で構成さ
れている。あるいは、前記保護壁部材はシリコン、シリ
コンカーバイド、カーボン及びアルミ合金から選択され
た導電性物質で構成しても良い。さらに好ましくは、前
記電極手段は該基板を載置する下部電極と、これに対向
配置した上部電極とを含んだ平行平板型である。該上部
電極は該チャンバの天上壁に沿って所定の空隙を介して
交換可能に取り付けられており、前記冷却手段は該空隙
にも冷却用ガスを導入する。
【０００５】本発明によれば、チャンバの内壁（第１の
壁）に沿って、保護壁部材（第２の壁）を設置してい
る。この第２の壁の表面にポリマーが堆積しても、その
第２の壁を交換する事により、チャンバ内のポリマーを
容易に除去する事ができる。この構造により、チャンバ
クリーニングの作業時間が大幅に短縮化できる。ところ
で、外側の第１の壁と内側の第２の壁との間には空隙が
存在している。仮に、この空隙をチャンバ内部と同様に
高真空状態に保つと、第１の壁と第２の壁との間での熱
伝達が阻害される。基板の処理枚数が増加するにつれ、
チャンバ内部に発生した熱が第２の壁の表面に蓄積され
温度上昇を招く。この表面温度上昇に伴ない、プロセス
の変動が生じる。これを防止する為、本発明では第１の
壁と第２の壁との間の空隙に冷却用ガスを導入してチャ
ンバ内に発生した熱に起因する保護壁部材の表面温度上
昇を抑制している。これにより、プラズマ処理の安定性
を確保する事ができる。
壁）に沿って、保護壁部材（第２の壁）を設置してい
る。この第２の壁の表面にポリマーが堆積しても、その
第２の壁を交換する事により、チャンバ内のポリマーを
容易に除去する事ができる。この構造により、チャンバ
クリーニングの作業時間が大幅に短縮化できる。ところ
で、外側の第１の壁と内側の第２の壁との間には空隙が
存在している。仮に、この空隙をチャンバ内部と同様に
高真空状態に保つと、第１の壁と第２の壁との間での熱
伝達が阻害される。基板の処理枚数が増加するにつれ、
チャンバ内部に発生した熱が第２の壁の表面に蓄積され
温度上昇を招く。この表面温度上昇に伴ない、プロセス
の変動が生じる。これを防止する為、本発明では第１の
壁と第２の壁との間の空隙に冷却用ガスを導入してチャ
ンバ内に発生した熱に起因する保護壁部材の表面温度上
昇を抑制している。これにより、プラズマ処理の安定性
を確保する事ができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の最適
な実施形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかるプ
ラズマ処理装置の全体構成を示す模式図である。本プラ
ズマ処理装置は真空容器として、例えばアルミ合金で作
られたチャンバ１を備えている。このチャンバ１はター
ボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２とドライポンプ（ＤＰ）３と
によって排気され、その内部は約１３〜２７０〔Pa〕の
真空に保持可能である。ここでは、処理対象となる基板
として例えばシリコンからなるウェーハ４を、アルミ合
金でできた下部電極５の上に載置している。下部電極５
はセラミック等の絶縁物６によってチャンバ１とは電気
的に絶縁されている。又、下部電極５には高周波電源０
によって高周波（例えば、１３．５６MHz)が印加されて
いる。一方、ウェーハ４と対向する様に上部電極７が設
置されている。上部電極７の材質としては、エッチング
等のプロセス内容により異なるが、通常は、カーボン、
シリコン、アルミ合金等が用いられる。この上部電極７
は電気的には、チャンバ１と同電位で接地されている。
処理用ガスはガス供給管８から供給され、上部電極７の
表面に装着されたガスシャワーヘッド９の表面に開口し
た多数の孔からチャンバ１内に導入される。チャンバ１
内には下部電極５に印加された高周波と処理用ガスとの
相互作用によりプラズマ１０が発生する。このプラズマ
１０をウェーハ４の表面に照射する事で、エッチング等
の所望の処理を行なう。プラズマ１０からのイオン衝撃
等によりウェーハ４の温度上昇を防止する為、ウェーハ
４の裏面側に位置する下部電極５に設けられた電極細孔
１１から冷却用ガスを導入する。このウェーハ冷却用ガ
スとしては通常ヘリウム（Ｈｅ）を導入する。
な実施形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかるプ
ラズマ処理装置の全体構成を示す模式図である。本プラ
ズマ処理装置は真空容器として、例えばアルミ合金で作
られたチャンバ１を備えている。このチャンバ１はター
ボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２とドライポンプ（ＤＰ）３と
によって排気され、その内部は約１３〜２７０〔Pa〕の
真空に保持可能である。ここでは、処理対象となる基板
として例えばシリコンからなるウェーハ４を、アルミ合
金でできた下部電極５の上に載置している。下部電極５
はセラミック等の絶縁物６によってチャンバ１とは電気
的に絶縁されている。又、下部電極５には高周波電源０
によって高周波（例えば、１３．５６MHz)が印加されて
いる。一方、ウェーハ４と対向する様に上部電極７が設
置されている。上部電極７の材質としては、エッチング
等のプロセス内容により異なるが、通常は、カーボン、
シリコン、アルミ合金等が用いられる。この上部電極７
は電気的には、チャンバ１と同電位で接地されている。
処理用ガスはガス供給管８から供給され、上部電極７の
表面に装着されたガスシャワーヘッド９の表面に開口し
た多数の孔からチャンバ１内に導入される。チャンバ１
内には下部電極５に印加された高周波と処理用ガスとの
相互作用によりプラズマ１０が発生する。このプラズマ
１０をウェーハ４の表面に照射する事で、エッチング等
の所望の処理を行なう。プラズマ１０からのイオン衝撃
等によりウェーハ４の温度上昇を防止する為、ウェーハ
４の裏面側に位置する下部電極５に設けられた電極細孔
１１から冷却用ガスを導入する。このウェーハ冷却用ガ
スとしては通常ヘリウム（Ｈｅ）を導入する。
【０００７】チャンバ１の内側に、円筒状の保護壁部材
１２を交換可能に設置している。チャンバ１の側の第１
の壁と保護壁部材１２の側の第２の壁との間に存在する
空隙に、冷却用ガス供給管１３から壁面冷却用ガスを導
入する。この空隙に導入された冷却用ガスの圧力をチャ
ンバ内に比べ高くし、且つ壁面冷却用ガスのチャンバへ
の流出を防止する目的で、空隙にはＯリング１４が介設
されている。さらに、第１の壁と第２の壁との間の空隙
における壁面冷却用ガスの圧力を一定に制御する目的
で、圧力計（Ｐ）１５と流量コントローラ（ＭＦＣ）１
６が設けられている。壁面冷却用のガスとしては熱伝導
率の最も良いヘリウム（Ｈｅ）を用いれば良い。但し、
その他の冷却用ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）、窒素
（Ｎ2)、酸素（Ｏ2)等）でも同様の効果が得られる。
又、壁面冷却用ガスの圧力としては、通常１３３０〔P
a〕程度に設定されている。一方、保護壁部材１２とし
ては、例えば石英又はセラミックからなる絶縁性物質を
用いる事ができる。あるいは、シリコン、シリコンカー
バイド（ＳｉＣ）、カーボン及びアルミ合金等から選択
する事ができる。
１２を交換可能に設置している。チャンバ１の側の第１
の壁と保護壁部材１２の側の第２の壁との間に存在する
空隙に、冷却用ガス供給管１３から壁面冷却用ガスを導
入する。この空隙に導入された冷却用ガスの圧力をチャ
ンバ内に比べ高くし、且つ壁面冷却用ガスのチャンバへ
の流出を防止する目的で、空隙にはＯリング１４が介設
されている。さらに、第１の壁と第２の壁との間の空隙
における壁面冷却用ガスの圧力を一定に制御する目的
で、圧力計（Ｐ）１５と流量コントローラ（ＭＦＣ）１
６が設けられている。壁面冷却用のガスとしては熱伝導
率の最も良いヘリウム（Ｈｅ）を用いれば良い。但し、
その他の冷却用ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）、窒素
（Ｎ2)、酸素（Ｏ2)等）でも同様の効果が得られる。
又、壁面冷却用ガスの圧力としては、通常１３３０〔P
a〕程度に設定されている。一方、保護壁部材１２とし
ては、例えば石英又はセラミックからなる絶縁性物質を
用いる事ができる。あるいは、シリコン、シリコンカー
バイド（ＳｉＣ）、カーボン及びアルミ合金等から選択
する事ができる。
【０００８】以上説明した様に、本発明にかかるプラズ
マ処理装置は基本的な構成として、処理対象となるウェ
ーハ４が格納されるチャンバ１と、チャンバ１の内部を
排気するターボ分子ポンプ２及びドライポンプ３と、チ
ャンバ１の内部に導入される処理用ガスをプラズマ化し
てウェーハ４に照射しエッチング等所望の処理を行なう
一対の下部電極５及び上部電極７とを備えている。特徴
事項として、保護壁部材１２と壁面冷却用ガス供給管１
３とを備えている。保護壁部材１３はチャンバ１の内壁
に沿って所定の空隙を介して交換可能に取り付けられて
いる。ガス供給管１３はこの空隙に冷却用ガスを導入し
てチャンバ１内に発生した熱に起因する保護壁部材１２
の表面温度上昇を抑制する。
マ処理装置は基本的な構成として、処理対象となるウェ
ーハ４が格納されるチャンバ１と、チャンバ１の内部を
排気するターボ分子ポンプ２及びドライポンプ３と、チ
ャンバ１の内部に導入される処理用ガスをプラズマ化し
てウェーハ４に照射しエッチング等所望の処理を行なう
一対の下部電極５及び上部電極７とを備えている。特徴
事項として、保護壁部材１２と壁面冷却用ガス供給管１
３とを備えている。保護壁部材１３はチャンバ１の内壁
に沿って所定の空隙を介して交換可能に取り付けられて
いる。ガス供給管１３はこの空隙に冷却用ガスを導入し
てチャンバ１内に発生した熱に起因する保護壁部材１２
の表面温度上昇を抑制する。
【０００９】次に、本発明にかかるプラズマ処理装置の
動作を詳細に説明する。本プラズマ処理装置は種々の半
導体プロセスに応用可能であるが、ここではウェーハ４
の表面に成膜された酸化膜のエッチングプロセスを例に
して説明する。図２に示す様に、通常の酸化膜エッチン
グプロセスでは、先ずウェーハ４の表面に成膜された酸
化膜４１を被覆する様に、マスク４２を形成する。この
マスク４２は例えばフォトレジストを露光現像して得ら
れる。このウェーハ４をチャンバ１内に導入してプラズ
マを照射し、マスク４２を介して酸化膜４１をエッチン
グ除去する。下地（シリコン）が露出したところでプラ
ズマ照射を停止する。この酸化膜エッチングの処理条件
としては、例えば処理用ガス種としてＣＨＦ3／ＣＦ4／
Ａｒの混合気体を用い、そのガス流量比を５０／３０／
５００〔SCCM〕に設定する。又、チャンバ圧力を５．３
〔Pa〕に設定し、高周波（１３．５６MHz)の電力を１４
００〔Ｗ〕に設定し、サセプタ温度を２０〔℃〕に設定
する。従来のプラズマ処理装置では、ウェーハのエッチ
ング処理枚数が増加すると、チャンバの内壁全体にポリ
マーが堆積する。この体積物はある膜厚より厚くなると
剥離してダストの発生原因になる。そこで、従来数日毎
にチャンバを大気解放してアルコールを染み込ませた布
で拭き取らなければならなかった。通常、このクリーニ
ング作業には約６時間かかり、装置の処理能力を低下さ
せていた。これに対し、本発明にかかるプラズマ処理装
置では、チャンバの内壁に交換の容易な保護壁部材を設
置している。保護壁部材の交換でチャンバ内壁のポリマ
ー堆積物が除去でき、クリーニング作業時間は従来の約
半分の３時間に短縮できた。
動作を詳細に説明する。本プラズマ処理装置は種々の半
導体プロセスに応用可能であるが、ここではウェーハ４
の表面に成膜された酸化膜のエッチングプロセスを例に
して説明する。図２に示す様に、通常の酸化膜エッチン
グプロセスでは、先ずウェーハ４の表面に成膜された酸
化膜４１を被覆する様に、マスク４２を形成する。この
マスク４２は例えばフォトレジストを露光現像して得ら
れる。このウェーハ４をチャンバ１内に導入してプラズ
マを照射し、マスク４２を介して酸化膜４１をエッチン
グ除去する。下地（シリコン）が露出したところでプラ
ズマ照射を停止する。この酸化膜エッチングの処理条件
としては、例えば処理用ガス種としてＣＨＦ3／ＣＦ4／
Ａｒの混合気体を用い、そのガス流量比を５０／３０／
５００〔SCCM〕に設定する。又、チャンバ圧力を５．３
〔Pa〕に設定し、高周波（１３．５６MHz)の電力を１４
００〔Ｗ〕に設定し、サセプタ温度を２０〔℃〕に設定
する。従来のプラズマ処理装置では、ウェーハのエッチ
ング処理枚数が増加すると、チャンバの内壁全体にポリ
マーが堆積する。この体積物はある膜厚より厚くなると
剥離してダストの発生原因になる。そこで、従来数日毎
にチャンバを大気解放してアルコールを染み込ませた布
で拭き取らなければならなかった。通常、このクリーニ
ング作業には約６時間かかり、装置の処理能力を低下さ
せていた。これに対し、本発明にかかるプラズマ処理装
置では、チャンバの内壁に交換の容易な保護壁部材を設
置している。保護壁部材の交換でチャンバ内壁のポリマ
ー堆積物が除去でき、クリーニング作業時間は従来の約
半分の３時間に短縮できた。
【００１０】図３は、保護壁部材の表面温度と処理時間
との関係を示すグラフである。グラフでは比較の為、壁
面に対するガス冷却有りの場合と、ガス冷却なしの場合
における表面温度変化を示している。何れの場合も、ウ
ェーハの投入及び搬出毎に保護壁部材の表面温度が変動
しているが、全体的にみると壁面ガス冷却有りの場合保
護壁部材の表面温度は略一定に保たれる一方、壁面ガス
冷却なしの場合ウェーハの処理枚数が増加し処理時間が
経過するにつれ保護壁部材の表面温度が上昇している。
本発明に従ってチャンバ内壁に沿って保護壁部材を組み
込んだ構造では、何等の対策を施さないと保護壁部材と
チャンバとの間の空隙はチャンバ内部と略同じ高真空状
態となり、保護壁部材とチャンバとの間の熱伝達が悪く
なる。従って、壁面ガス冷却を行なわない場合、図３の
グラフに示す様にプラズマの照射によって保護壁部材の
表面温度は約３００℃まで上昇する。この表面温度の変
化は保護壁部材に付着するポリマーの量等に変動を与え
るので、エッチングプロセスに大きく影響する。これに
対し、本発明に従って保護壁部材とチャンバとの間の空
隙にチャンバ内部より高い圧力の冷却用ガスを導入する
事により、保護壁部材とチャンバとの間の熱伝達がこの
冷却用ガスによってなされ、図３のグラフに示す様に保
護壁部材の表面温度変化は抑制される。
との関係を示すグラフである。グラフでは比較の為、壁
面に対するガス冷却有りの場合と、ガス冷却なしの場合
における表面温度変化を示している。何れの場合も、ウ
ェーハの投入及び搬出毎に保護壁部材の表面温度が変動
しているが、全体的にみると壁面ガス冷却有りの場合保
護壁部材の表面温度は略一定に保たれる一方、壁面ガス
冷却なしの場合ウェーハの処理枚数が増加し処理時間が
経過するにつれ保護壁部材の表面温度が上昇している。
本発明に従ってチャンバ内壁に沿って保護壁部材を組み
込んだ構造では、何等の対策を施さないと保護壁部材と
チャンバとの間の空隙はチャンバ内部と略同じ高真空状
態となり、保護壁部材とチャンバとの間の熱伝達が悪く
なる。従って、壁面ガス冷却を行なわない場合、図３の
グラフに示す様にプラズマの照射によって保護壁部材の
表面温度は約３００℃まで上昇する。この表面温度の変
化は保護壁部材に付着するポリマーの量等に変動を与え
るので、エッチングプロセスに大きく影響する。これに
対し、本発明に従って保護壁部材とチャンバとの間の空
隙にチャンバ内部より高い圧力の冷却用ガスを導入する
事により、保護壁部材とチャンバとの間の熱伝達がこの
冷却用ガスによってなされ、図３のグラフに示す様に保
護壁部材の表面温度変化は抑制される。
【００１１】図４は、酸化膜のエッチングレートとエッ
チング処理枚数との関係を示すグラフである。比較の
為、壁面のガス冷却有りの場合とガス冷却なしの場合に
おける酸化膜エッチングレートの変動を表わしている。
ガス冷却なしの場合壁面温度の上昇により酸化膜のエッ
チングレートに影響を与え、エッチング処理枚数の増加
と共にエッチングレートが減少し、極めて不安定なプロ
セスになった。この壁面温度の変化はエッチングレート
以外にも、選択比、均一性、エッチング形状等様々なプ
ロセスの因子に悪影響を与える。これに対し、ガス冷却
を行なうと保護壁部材の表面温度が安定化する為、図４
のグラフに示す様に酸化膜のエッチングレートの安定性
が向上する。
チング処理枚数との関係を示すグラフである。比較の
為、壁面のガス冷却有りの場合とガス冷却なしの場合に
おける酸化膜エッチングレートの変動を表わしている。
ガス冷却なしの場合壁面温度の上昇により酸化膜のエッ
チングレートに影響を与え、エッチング処理枚数の増加
と共にエッチングレートが減少し、極めて不安定なプロ
セスになった。この壁面温度の変化はエッチングレート
以外にも、選択比、均一性、エッチング形状等様々なプ
ロセスの因子に悪影響を与える。これに対し、ガス冷却
を行なうと保護壁部材の表面温度が安定化する為、図４
のグラフに示す様に酸化膜のエッチングレートの安定性
が向上する。
【００１２】図５は、本発明にかかるプラズマ処理装置
の変形例を示す模式的な部分断面図である。この変形例
では、上部電極にガス冷却システムを応用している。上
部電極１７は固定ユニット１８により、チャンバ母材１
９からなる天井壁に固定されている。処理用ガスはガス
供給ユニット２０からチャンバ内部に供給される。一
方、上部電極１７とチャンバ母材１９との間の空隙に冷
却用ガスを供給する為、処理用ガス供給ユニット２０と
は別に冷却用ガス供給ユニット２１が設置されている。
この構造では、上部電極１７は固定ユニット１８により
チャンバの天井壁に沿って所定の空隙を介して交換可能
に取り付けられている。この空隙をチャンバ内部から分
離する為、チャンバ母材１９と上部電極１７との間には
Ｏリング２２が介在している。かかる構成により、保護
壁部材の表面温度のみならず上部電極１７の表面温度も
安定化される。
の変形例を示す模式的な部分断面図である。この変形例
では、上部電極にガス冷却システムを応用している。上
部電極１７は固定ユニット１８により、チャンバ母材１
９からなる天井壁に固定されている。処理用ガスはガス
供給ユニット２０からチャンバ内部に供給される。一
方、上部電極１７とチャンバ母材１９との間の空隙に冷
却用ガスを供給する為、処理用ガス供給ユニット２０と
は別に冷却用ガス供給ユニット２１が設置されている。
この構造では、上部電極１７は固定ユニット１８により
チャンバの天井壁に沿って所定の空隙を介して交換可能
に取り付けられている。この空隙をチャンバ内部から分
離する為、チャンバ母材１９と上部電極１７との間には
Ｏリング２２が介在している。かかる構成により、保護
壁部材の表面温度のみならず上部電極１７の表面温度も
安定化される。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、チ
ャンバの内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能に保
護壁部材を取り付けている。この保護壁部材は容易に交
換可能であるので、チャンバ内の保護壁部材の表面に堆
積したポリマー等の付着物は保護壁部材の交換によって
容易に除去でき、プラズマ処理装置のクリーニング作業
時間は従来に比し半減可能である。又、本発明によれば
チャンバの内壁と保護壁部材との間の空隙に対し冷却用
ガスを供給する事で、保護壁部材表面のプラズマによる
温度上昇を防止する事ができ、これによりエッチング処
理等プラズマを利用したプロセスの安定性を顕著に向上
する事が可能である。
ャンバの内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能に保
護壁部材を取り付けている。この保護壁部材は容易に交
換可能であるので、チャンバ内の保護壁部材の表面に堆
積したポリマー等の付着物は保護壁部材の交換によって
容易に除去でき、プラズマ処理装置のクリーニング作業
時間は従来に比し半減可能である。又、本発明によれば
チャンバの内壁と保護壁部材との間の空隙に対し冷却用
ガスを供給する事で、保護壁部材表面のプラズマによる
温度上昇を防止する事ができ、これによりエッチング処
理等プラズマを利用したプロセスの安定性を顕著に向上
する事が可能である。
【図１】本発明にかかるプラズマ処理装置の全体的な構
成を示す模式的なブロック図である。
成を示す模式的なブロック図である。
【図２】図１に示したプラズマ処理装置により実施され
るエッチング処理の一例を示す模式図である。
るエッチング処理の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示したプラズマ処理装置に組み込まれる
保護壁部材の表面温度変化を示すグラフである。
保護壁部材の表面温度変化を示すグラフである。
【図４】図１に示したプラズマ処理装置によって実施さ
れる酸化膜エッチングのレートとエッチング処理枚数と
の関係を示すグラフである。
れる酸化膜エッチングのレートとエッチング処理枚数と
の関係を示すグラフである。
【図５】本発明にかかるプラズマ処理装置の変形例を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
０…高周波電源、１…チャンバ、２…ターボ分子ポン
プ、３…ドライポンプ、４…ウェーハ、５…下部電極、
６…絶縁物、７…上部電極、８…処理用ガス供給管、９
…ガスシャワーヘッド、１０…プラズマ、１１…電極細
孔、１２…保護壁部材、１３…冷却用ガス供給管、１４
…Ｏリング、１５…圧力計、１６…流量コントローラ、
１７…上部電極、１８…上部電極固定ユニット、１９…
チャンバ母材、２０…処理用ガス供給ユニット、２１…
冷却用ガス供給ユニット、２２…Ｏリング
プ、３…ドライポンプ、４…ウェーハ、５…下部電極、
６…絶縁物、７…上部電極、８…処理用ガス供給管、９
…ガスシャワーヘッド、１０…プラズマ、１１…電極細
孔、１２…保護壁部材、１３…冷却用ガス供給管、１４
…Ｏリング、１５…圧力計、１６…流量コントローラ、
１７…上部電極、１８…上部電極固定ユニット、１９…
チャンバ母材、２０…処理用ガス供給ユニット、２１…
冷却用ガス供給ユニット、２２…Ｏリング
Claims (5)
- 【請求項１】 処理対象となる基板が格納されるチャン
バと、該チャンバの内部を排気するポンプと、該チャン
バの内部に導入される処理用ガスをプラズマ化して該基
板に照射し所望の処理を行なう電極手段とを備えたプラ
ズマ処理装置であって、 該チャンバの内壁に沿って所定の空隙を介して交換可能
に取り付けられた保護壁部材と、 該空隙に冷却用ガスを導入して該チャンバ内に発生した
熱に起因する保護壁部材の表面温度上昇を抑制する冷却
手段とを有する事を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記冷却手段はヘリウム、アルゴン、窒
素及び酸素から選択された冷却用ガスを導入する事を特
徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 前記保護壁部材は石英又はセラミックか
らなる絶縁性物質で構成されている事を特徴とする請求
項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記保護壁部材はシリコン、シリコンカ
ーバイド、カーボン及びアルミ合金から選択された導電
性物質で構成されている事を特徴とする請求項１記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記電極手段は該基板を載置する下部電
極と、これに対向配置した上部電極とを含んでおり、該
上部電極は該チャンバの天井壁に沿って所定の空隙を介
して交換可能に取り付けられており、前記冷却手段は該
空隙にも冷却用ガスを導入する事を特徴とする請求項１
記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017996A JPH09275092A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017996A JPH09275092A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275092A true JPH09275092A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=14529058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11017996A Pending JPH09275092A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09275092A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000109989A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-18 | Tokai Carbon Co Ltd | プラズマ処理装置の内壁保護部材 |
| US6383333B1 (en) * | 1998-04-28 | 2002-05-07 | Tokai Carbon Company, Ltd. | Protective member for inner surface of chamber and plasma processing apparatus |
| US6660093B2 (en) * | 2000-05-25 | 2003-12-09 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Inner tube for CVD apparatus |
| US6815365B2 (en) | 1995-03-16 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | Plasma etching apparatus and plasma etching method |
| US6858087B2 (en) * | 2000-01-31 | 2005-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Vacuum-processing method using a movable cooling plate during processing |
| WO2008117608A1 (ja) | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | プラズマ処理装置 |
| US8444926B2 (en) | 2007-01-30 | 2013-05-21 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber with heated chamber liner |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP11017996A patent/JPH09275092A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6815365B2 (en) | 1995-03-16 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | Plasma etching apparatus and plasma etching method |
| US7208422B2 (en) | 1995-03-16 | 2007-04-24 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing method |
| US7565879B2 (en) | 1995-03-16 | 2009-07-28 | Hitachi, Ltd | Plasma processing apparatus |
| US6383333B1 (en) * | 1998-04-28 | 2002-05-07 | Tokai Carbon Company, Ltd. | Protective member for inner surface of chamber and plasma processing apparatus |
| JP2000109989A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-18 | Tokai Carbon Co Ltd | プラズマ処理装置の内壁保護部材 |
| US6858087B2 (en) * | 2000-01-31 | 2005-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Vacuum-processing method using a movable cooling plate during processing |
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| WO2008117608A1 (ja) | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | プラズマ処理装置 |
| US8852388B2 (en) | 2007-03-28 | 2014-10-07 | Spp Technologies Co., Ltd. | Plasma processor |
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