JPH09312284A - バッチ式アッシング装置 - Google Patents

バッチ式アッシング装置

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JPH09312284A
JPH09312284A JP15166896A JP15166896A JPH09312284A JP H09312284 A JPH09312284 A JP H09312284A JP 15166896 A JP15166896 A JP 15166896A JP 15166896 A JP15166896 A JP 15166896A JP H09312284 A JPH09312284 A JP H09312284A
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JP
Japan
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internal electrode
top plate
batch
oxide film
corrosion
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Pending
Application number
JP15166896A
Other languages
English (en)
Inventor
Shimao Yoneyama
詩麻夫 米山
Taichi Fujita
太一 藤田
Seiya Fukuoka
誠也 福岡
Takayoshi Oosakaya
隆義 大坂谷
Daijiro Kudo
大二朗 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M C ELECTRON KK
Original Assignee
M C ELECTRON KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのようなプロセス条件の下でも内部電極に
おけるインピーダンスを安定にして安定したプラズマ放
電が発生し、効率的に処理できるようにする。 【解決手段】 反応管1内で所定の支持間隔でウエハー
Wを保持し、一方は高周波電源に接続し、他方は接地し
てある内外部の電極2,3相互間で高周波電圧の印加に
よって内部電極3に開穿したラジカル導入孔11を経て
ウエハーW表面にエッチング、アッシング等を処理す
る。反応管1内の内部電極3表面、この内部電極3を支
持するボトムプレート4、トッププレート5夫々の表面
に耐蝕性酸化皮膜3Aを予め形成する。この耐蝕性酸化
皮膜3AはAl2 3 、SiO2 のいずれかとし、ある
いはボトムプレート4、トッププレート5自体を耐蝕性
酸化素材のものとする。ラジカル導入孔11は内部電極
3全域に分布して開穿し、ラジカル導入孔11における
孔縁のエッジ部は内部電極3の地肌をほぼ露出した状態
のものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLSI、超LSI等
の半導体装置を製造する際のエッチング、アッシング等
に用いられるバッチ式アッシング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内部電極式の従来のバッチ式アッシング
装置は石英製反応管(チャンバー)の内部に縦型にした
筒状の内部電極を上下部のプレートによって支持するこ
とで配装すると共に反応管外部に外部電極を設けて成
り、複数枚のウエハーを適宜間隔で段状に支持させた縦
型のボートを内部電極内外で昇降することで搬入、搬出
させ、内部電極内に挿入配置したウエハーに対して内部
電極と外部電極とに印加した高周波で発生したガスプラ
ズマによって生じたラジカルによってエッチング、アッ
シング等の処理を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来のアッシング
装置において内部電極を支持する上下部のプレートはア
ルミニウムを素材として形成されているために反応管内
で酸素プラズマを発生させると、プレート表面が酸化さ
れてAl2 3 膜が生じるものである。ところがこのA
2 3 被膜が生成されるとき反応管内の部位によって
その膜厚が異なるものとなり、その結果、部分的にイン
ピーダンスに大小が生じてその遍在、強弱、大小等によ
ってプラズマ発生の仕方が不安定なものとなり、プラズ
マ処理特性も不安定となることがあった。これは内部電
極を上下部のプレートに完全に接続しても同様に生じる
ものであった。
【0004】更に内部電極の上部には深さが20mm程
度の切欠部があるために内部電極3内でボートによって
保持されているウエハーに対して、その上部付近に位置
しているもの、中央部付近に位置しているもの等との間
で反応速度が異なるものとなり、生成処理に相違が生じ
るものであった。
【0005】また例えばRFパワーが800〜1500
W、圧力が0.5〜1Torである通常使用しているプ
ロセス条件ではプラズマ処理特性に大きな変動は認めら
れなくても、通常条件から外れた下でのプラズマ処理に
際しては上下のプレート上で不安定な放電が発生し、ア
ッシングレートが大きく変化するものであった。特にパ
ワーが高く、圧力が低い場合ではこうした変動が顕著な
ものとなっているのである。
【0006】そこで本発明は叙上のような従来存した諸
事情に鑑み創出されたもので、どのようなプロセス条件
の下であっても内部電極におけるいずれの部位でもイン
ピーダンスが均一となって安定したプラズマ放電が発生
し、効率的なエッチング、アッシング等の処理を行なう
ことができるバッチ式アッシング装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明にあっては、反応管1内で所定の支持間隔
でウエハーWを保持し、一方は高周波電源に接続され、
他方は接地されている内外部の電極2,3相互間で高周
波電圧の印加によって内部電極3に開穿したラジカル導
入孔11を経てラジカルを導入しウエハーW表面でエッ
チング、アッシング等を処理するものにおいて、反応管
1内の内部電極3表面、この内部電極3を支持するボト
ムプレート4、トッププレート5夫々の表面に耐蝕性酸
化皮膜3Aを予め形成したものであり、内部電極3表面
の耐蝕性酸化皮膜3Aはボトムプレート4、トッププレ
ート5夫々の表面の耐蝕性酸化皮膜3Aより肉薄にする
ことができる。また耐蝕性酸化皮膜3AはAl2 3
SiO2 のいずれかとすることができ、あるいはボトム
プレート4、トッププレート5自体を耐蝕性酸化素材の
ものとすることができる。ラジカル導入孔11はバッチ
内アッシング特性に合せ内部電極3全域に分布させて開
穿することができ、このラジカル導入孔11における孔
縁のエッジ部は内部電極3の地肌をほぼ露出した状態の
ものとして形成することができる。内部電極3の上縁に
内方側に断面でほぼ逆L字形にして突設形成した連結固
定片12を、トッププレート5における底面に突設状に
形成した取付突部13外側面に当接させて内部電極3を
トッププレート5に固定支持することができる。
【0008】以上のように構成された本発明に係るバッ
チ式アッシング装置にあって、内部電極3表面、ボトム
プレート4表面、トッププレート5表面に形成の耐蝕性
酸化皮膜3Aはプラズマ生成区域内で生じるインピーダ
ンスを平均化させ、不均一性を除去させる。特に内部電
極3表面の耐蝕性酸化皮膜3Aは耐蝕性酸化皮膜3A自
体よっての初期状態の放電の不安定性を除去させる。そ
して発生するプラズマはボトムプレート4、トッププレ
ート5では非常に少ない放電とさせ、内部電極3表面の
耐蝕性酸化皮膜3Aをボトムプレート4、トッププレー
ト5夫々の表面の耐蝕性酸化皮膜3Aより肉薄にするこ
とで安定した主放電を発生させる。ラジカル導入孔11
を経て内部電極3内に導入されるラジカルは内部電極3
内で保持されているウエハーWに対していずれの部位に
あるものに対しても同様な反応状態でアッシング、エッ
チング処理を行なわせる。またトッププレート5に対し
て固定支持した内部電極3では、この内部電極3の内側
に連結固定片12及び取付突部13を配してあることで
内部電極3内部では無電界となして放電させず、その放
電内では凹凸がなく、平坦化していることで安定したプ
ラズマ処理を行なわせる。内部電極3のラジカル導入孔
11における孔縁のエッジ部が内部電極3の地肌を露出
した状態のものしてあることでアッシングレートを速め
させ、また地肌がほぼ露出している部分の分布を選定す
ることでバッチ内分布を制御させる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明するに、図において示される符号1は縦
型に配置される適当な容量を有する石英製の筒状の反応
管(チャンバー)であり、この反応管1の外方に陽極と
なるほぼ筒状の外部電極2を、反応管1内に陰極となる
ほぼ筒状の内部電極3をこれらの各電極2,3相互間で
一定の間隔を保持させた状態で同心円状になるように夫
々配装する。そして外部電極2を高周波電源に接続し、
内部電極3を接地して内外部の電極2,3相互間で高周
波電圧を印加することによってその間にプラズマを発生
させるプラズマ生成区域とする。また内部電極3内を、
この内部電極3内外で昇降される縦型のボートであるウ
エハー支持具Bによって所定間隔で保持される処理物た
るウエハーWの支持区域としてある。反応管1、外部電
極2、内部電極3等は下部に配したボトムプレート4、
上部に配したトッププレート5相互間で夫々が電気的に
絶縁されて支持されている。そしてトッププレート5に
貫挿配置したガス導入管6から導入されたガスは、同様
にトッププレート5に貫挿配置したガス導出管7によっ
て外部に排気され、プラズマ処理後ではトッププレート
5に開放自在に装着した熱排気天板8によって反応管1
内の熱気が排気されるようになっている。
【0010】しかして上下に配されるボトムプレート
4、トッププレート5夫々はアルミニウムを陽極酸化し
て、プラズマに接触する表面にAl2 3 のような非常
に酸化雰囲気に強い耐蝕性酸化皮膜3Aを形成した、い
わゆるアルマイトを素材として形成してある。また内部
電極3自体もボトムプレート4、トッププレート5夫々
と同様に表面にAl2 3 のような非常に酸化が困難な
耐蝕性酸化皮膜3Aを形成したものである。更にこれら
のボトムプレート4、トッププレート5、内部電極3の
表面はブラズマによって侵蝕されないものとなっていれ
ばよいから、例えばSiO2 その他によって処理された
り、場合によっては金、白金等を素材とするものであっ
たりされ、また耐蝕性酸化皮膜3Aの形成が困難なもの
である場合には内部電極3以外は素材自体を耐侵蝕性の
ものとするのである。更に内部電極3表面の耐蝕性酸化
皮膜3Aはボトムプレート4、トッププレート5夫々の
表面の耐蝕性酸化皮膜3Aより肉薄に形成してある。
【0011】また内部電極3における耐蝕性酸化皮膜3
Aの形成は、図3(A)に示すように内部電極3の内外
周側面及びラジカル導入孔11の孔縁内周面の全面に連
続したものとして形成したり、図3(B)に示すように
ラジカル導入孔11の孔縁におけるエッジ部を傾斜面と
して例えば2mm程度で削成またはスパッター技術で除
去することでラジカル導入孔11における孔縁内周面の
ほぼ中央部分に耐蝕性酸化皮膜3Aを残存させるように
してラジカル導入孔11の孔縁におけるエッジ部で内部
電極3の地肌をほぼ露出した状態として形成したりする
ものである。
【0012】内部電極3自体は内部に挿入配置されてい
るウエハーWに対しての化学処理を行なうべく多数のラ
ジカル導入孔11が開穿されており、このラジカル導入
孔11は内部電極3の下部端縁から上部端縁に至るま
で、ウエハー支持具Bによって段状に保持されている全
てのウエハーWに対して、その上下位置を問わずにほぼ
均一に作用するように開穿してある。
【0013】上下部のボトムプレート4、トッププレー
ト5に対する内部電極3の固定支持は図2に示すよう
に、内部電極3の上縁に内方側に断面でほぼ逆L字形に
して突設形成した連結固定片12を、トッププレート5
における底面に突設状に形成したドーナツ状の、あるい
は円周上に適宜間隔を隔てて配列した取付突部13外側
面に当接させてネジ止めする等によって行なってある。
このときの内部電極3下縁面とボトムプレート4上面と
の間隙は5mm前後のものとしてある。また内部電極3
の下縁は、この内部電極3自体が熱膨張可能なようにボ
トムプレート4における上面と所定の間隔を配した状態
で板状導体等にて連繋することで導電構造のものとして
ある。
【0014】以上のように構成された本発明の使用に際
しては従来と同様に多数のウエハーWが保持されている
ウエハー支持具Bを下方から上昇させて内部電極3内に
挿入配置した後、高周波電源の印加によって発生させた
ガスプラズマによってウエハーWに対してアッシング、
エッチング等の処理を行なうものである。
【0015】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているた
め、表面に耐蝕性酸化皮膜3Aが予め形成されている内
部電極3ではどのようなプロセス条件の下であっても内
部電極3のいずれの部位でもインピーダンスが安定する
のであり、その結果、極めて安定したプラズマ放電が発
生し、効率的なエッチング、アッシング等の処理を行な
うことができるのである。
【0016】すなわちこれは本発明において、内外部の
電極2,3相互間で発生したプラズマでアッシング、エ
ッチング等を処理するに際し、反応管1内の内部電極3
表面、この内部電極3を支持するボトムプレート4、ト
ッププレート5夫々の表面に耐蝕性酸化皮膜3Aを予め
形成したからであり、これによってインピーダンスを安
定にし、安定した放電状態とするからである。
【0017】またラジカル導入孔11は内部電極3全域
に分布させて開穿してあるから、内部電極3の上縁がト
ッププレート5の底面に連結固定片12及び取付突部1
3によって固定支持されていることと相俟ち、内部電極
3内側では無電界であるので放電が生ぜず、内部電極3
内でウエハー支持具Bによって保持されているウエハー
Wのいずれに対しても同様な反応状態でアッシング、エ
ッチング処理を行なうことができ、しかも放電内では凹
凸がなく、平坦化しているから安定したプラズマ処理を
行なうことができる。
【0018】内部電極3のラジカル導入孔11における
孔縁のエッジ部は内部電極3の地肌を露出した状態のも
のとしてあるから、アッシングレートを速めさせること
ができ、ブラズマ処理の迅速化を図ることができるばか
りでなく、地肌がほぼ露出している部分の分布を適宜に
選定することでバッチ内分布を制御させることも可能で
ある。このときラジカル導入孔11のエッジ部は酸化雰
囲気に対し酸化されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態における概略側断面図で
ある。
【図2】同じくトッププレートに対する内部電極の接続
固定部位を示す要部の断面図である。
【図3】同じく(A)、(B)夫々は内部電極の被膜状
態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
B…ウエハー支持具 W…ウエハー 1…反応管 2…外部電極 3…内部電極 3A…耐蝕性酸
化皮膜 4…ボトムプレート 5…トッププレ
ート 6…ガス導入管 7…ガス導出管 8…熱排気天板 11…ラジカル
導入孔 12…連結固定片 13…取付突部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大坂谷 隆義 東京都小平市鈴木町1丁目45番地の1 エ ム・シー・エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 工藤 大二朗 東京都小平市鈴木町1丁目45番地の1 エ ム・シー・エレクトロニクス株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応管内で所定の支持間隔でウエハーを
    保持し、一方は高周波電源に接続され、他方は接地され
    ている内外部の電極相互間で高周波電圧の印加によって
    内部電極に開穿したラジカル導入孔を経てラジカルを導
    入しウエハー表面でエッチング、アッシング等を処理す
    るバッチ式アッシング装置において、反応管内の内部電
    極表面、この内部電極を支持するボトムプレート、トッ
    ププレート夫々の表面に耐蝕性酸化皮膜を予め形成して
    あることを特徴とするバッチ式アッシング装置。
  2. 【請求項2】 内部電極表面の耐蝕性酸化皮膜はボトム
    プレート、トッププレート夫々の表面の耐蝕性酸化皮膜
    より肉薄にしてある請求項1記載のバッチ式アッシング
    装置。
  3. 【請求項3】 耐蝕性酸化皮膜はAl2 3 、SiO2
    のいずれかとしてある請求項1または2記載のバッチ式
    アッシング装置。
  4. 【請求項4】 ボトムプレート、トッププレート自体を
    耐蝕性酸化素材のものとしてある請求項1または2記載
    のバッチ式アッシング装置。
  5. 【請求項5】 ラジカル導入孔はバッチ内アッシング特
    性に合せ内部電極全域に分布させて開穿してある請求項
    1乃至4のいずれか記載のバッチ式アッシング装置。
  6. 【請求項6】 ラジカル導入孔における孔縁のエッジ部
    は内部電極の地肌をほぼ露出した状態のものとしてある
    請求項1乃至5のいずれか記載のバッチ式アッシング装
    置。
  7. 【請求項7】 内部電極の上縁に内方側に断面でほぼ逆
    L字形にして突設形成した連結固定片を、トッププレー
    トにおける底面に突設状に形成した取付突部外側面に当
    接させて内部電極をトッププレートに固定支持してある
    請求項1乃至6のいずれか記載のバッチ式アッシング装
    置。
JP15166896A 1996-05-23 1996-05-23 バッチ式アッシング装置 Pending JPH09312284A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6267075B1 (en) * 1998-07-09 2001-07-31 Yield Engineering Systems, Inc. Apparatus for cleaning items using gas plasma
JP2002100616A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2007324477A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置

Cited By (4)

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