JPH10177993A - 平行平板狭電極型のプラズマ処理装置 - Google Patents
平行平板狭電極型のプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH10177993A JPH10177993A JP33792796A JP33792796A JPH10177993A JP H10177993 A JPH10177993 A JP H10177993A JP 33792796 A JP33792796 A JP 33792796A JP 33792796 A JP33792796 A JP 33792796A JP H10177993 A JPH10177993 A JP H10177993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- plasma processing
- space
- gas
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ処理時にプラズマを閉じ込めるために
被処理基板の周囲に設置されるシールド部材に堆積する
堆積物を高速に除去してその後のプラズマ処理において
発生する異物を大幅に低減できるようにした平行平板狭
電極型のプラズマ処理装置を提供することにある。 【解決手段】平行平板狭電極型のプラズマ処理装置にお
いて、クリーニングするときには、前記処理ガス導入手
段により前記空間内に処理ガスとしてクリーニング用の
ガスを導入して前記第１の電極２と第２の電極３との何
れか一方または両方と前記真空容器との間に高周波電力
を印加するよう構成したことを特徴とする。
被処理基板の周囲に設置されるシールド部材に堆積する
堆積物を高速に除去してその後のプラズマ処理において
発生する異物を大幅に低減できるようにした平行平板狭
電極型のプラズマ処理装置を提供することにある。 【解決手段】平行平板狭電極型のプラズマ処理装置にお
いて、クリーニングするときには、前記処理ガス導入手
段により前記空間内に処理ガスとしてクリーニング用の
ガスを導入して前記第１の電極２と第２の電極３との何
れか一方または両方と前記真空容器との間に高周波電力
を印加するよう構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばメモリ素子やマ
イクロプロセッサ等のＬＳＩや、液晶表示素子等に代表
される半導体装置を製造するために被処理基板に対して
プラズマ処理を行う平行平板狭電極型のプラズマ処理装
置に関する。
イクロプロセッサ等のＬＳＩや、液晶表示素子等に代表
される半導体装置を製造するために被処理基板に対して
プラズマ処理を行う平行平板狭電極型のプラズマ処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の生産ラインでは、プラズマ
や熱反応を用いて基板上に薄膜を堆積させるＣＶＤやス
パッタ工程や、基板上に回路パタンを形成するエッチン
グ工程等のドライプロセスが多く用いられている。しか
しそれらの処理装置の多くは処理室内に処理中に反応生
成物が堆積しある程度の処理を繰り返すと壁面より堆積
物が徐々に厚くなる。その堆積膜が剥離して基板上に付
着して製品に欠陥を発生させたり、堆積物から発生する
気体でプロセス状態が変化し、成膜膜厚や膜質、あるい
はエッチング量や形状が時間と共に変化する問題が生じ
る。この問題を回避するために堆積膜がある厚さ以上に
なる前に装置の稼働を停止して、装置を大気解放して内
部部品を洗浄等により堆積膜を除去する分解清掃作業を
行っている。この作業の後、装置内を真空排気し再び稼
働可能にするための準備時間も含めると、分解清掃作業
により装置の稼働率は大幅に低下し、設備の投資効率を
低下させる要因となっている。
や熱反応を用いて基板上に薄膜を堆積させるＣＶＤやス
パッタ工程や、基板上に回路パタンを形成するエッチン
グ工程等のドライプロセスが多く用いられている。しか
しそれらの処理装置の多くは処理室内に処理中に反応生
成物が堆積しある程度の処理を繰り返すと壁面より堆積
物が徐々に厚くなる。その堆積膜が剥離して基板上に付
着して製品に欠陥を発生させたり、堆積物から発生する
気体でプロセス状態が変化し、成膜膜厚や膜質、あるい
はエッチング量や形状が時間と共に変化する問題が生じ
る。この問題を回避するために堆積膜がある厚さ以上に
なる前に装置の稼働を停止して、装置を大気解放して内
部部品を洗浄等により堆積膜を除去する分解清掃作業を
行っている。この作業の後、装置内を真空排気し再び稼
働可能にするための準備時間も含めると、分解清掃作業
により装置の稼働率は大幅に低下し、設備の投資効率を
低下させる要因となっている。
【０００３】そこで、プラズマ処理装置において処理室
内面に付着した堆積物をプラズマによって除去するドラ
イクリーニング方法が有効である。この従来技術として
は、特開平１−１００９２５号公報（従来技術１）、お
よび特開平１−１４０７２４号公報（従来技術２）にお
いて知られている。上記従来技術１には、平行平板電極
型のプラズマ処理装置において、クリーニング時に被処
理基板を載置した電極を接地し、該電極に対向する電極
に高周波電力を印加して処理室内壁の広い領域に亘って
プラズマを発生させて対向電極はもとより処理室内壁に
付着した堆積物を除去することが記載されている。また
上記従来技術２には、平行平板電極型のプラズマ処理装
置において、クリーニング時に被処理基板を載置した電
極および対向電極および上記電極の背面及び側面を取り
囲んで設置されたアースシールド体と処理室との間に高
周波電力を印加して処理室内壁の広い領域に亘ってプラ
ズマを発生させて上記電極の背面を含めて処理室内壁に
付着した堆積物を除去することが記載されている。
内面に付着した堆積物をプラズマによって除去するドラ
イクリーニング方法が有効である。この従来技術として
は、特開平１−１００９２５号公報（従来技術１）、お
よび特開平１−１４０７２４号公報（従来技術２）にお
いて知られている。上記従来技術１には、平行平板電極
型のプラズマ処理装置において、クリーニング時に被処
理基板を載置した電極を接地し、該電極に対向する電極
に高周波電力を印加して処理室内壁の広い領域に亘って
プラズマを発生させて対向電極はもとより処理室内壁に
付着した堆積物を除去することが記載されている。また
上記従来技術２には、平行平板電極型のプラズマ処理装
置において、クリーニング時に被処理基板を載置した電
極および対向電極および上記電極の背面及び側面を取り
囲んで設置されたアースシールド体と処理室との間に高
周波電力を印加して処理室内壁の広い領域に亘ってプラ
ズマを発生させて上記電極の背面を含めて処理室内壁に
付着した堆積物を除去することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、平行平板狭電極型のプラズマ処理装置において、プ
ラズマ処理時にプラズマを閉じ込めるために被処理基板
の周囲に設置されるシールド部材に堆積する堆積物を高
速に除去しようとする点について考慮されていなかっ
た。
は、平行平板狭電極型のプラズマ処理装置において、プ
ラズマ処理時にプラズマを閉じ込めるために被処理基板
の周囲に設置されるシールド部材に堆積する堆積物を高
速に除去しようとする点について考慮されていなかっ
た。
【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
平行平板狭電極型のプラズマ処理装置において、プラズ
マ処理時にプラズマを閉じ込めるために被処理基板の周
囲に設置されるシールド部材に堆積する堆積物を高速に
除去してその後のプラズマ処理において発生する異物を
大幅に低減できるようにした平行平板狭電極型のプラズ
マ処理装置を提供することにある。
平行平板狭電極型のプラズマ処理装置において、プラズ
マ処理時にプラズマを閉じ込めるために被処理基板の周
囲に設置されるシールド部材に堆積する堆積物を高速に
除去してその後のプラズマ処理において発生する異物を
大幅に低減できるようにした平行平板狭電極型のプラズ
マ処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、真空容器内に、被処理基板を載置する第
１の電極と、該第１の電極に対向させて設置された第２
の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間の空間に
前記第２の電極側から処理ガスを導入する処理ガス導入
手段と、高周波電流の漏洩を防ぎ、且つプラズマ処理す
るときに前記第１の電極と第２の電極との間の空間に発
生したプラズマを閉じ込めるように前記被処理基板の周
囲において狭い間隙を形成し、前記第１の電極と第２の
電極との何れか一方または両方に設置したシールド部材
とを備えた平行平板狭電極型のプラズマ処理装置におい
て、クリーニングするときには、前記処理ガス導入手段
により前記空間内に処理ガスとしてクリーニング用のガ
スを導入して前記第１の電極と第２の電極との何れか一
方または両方と前記真空容器との間に高周波電力を印加
するよう構成したことを特徴とする平行平板狭電極型の
プラズマ処理装置である。
に、本発明は、真空容器内に、被処理基板を載置する第
１の電極と、該第１の電極に対向させて設置された第２
の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間の空間に
前記第２の電極側から処理ガスを導入する処理ガス導入
手段と、高周波電流の漏洩を防ぎ、且つプラズマ処理す
るときに前記第１の電極と第２の電極との間の空間に発
生したプラズマを閉じ込めるように前記被処理基板の周
囲において狭い間隙を形成し、前記第１の電極と第２の
電極との何れか一方または両方に設置したシールド部材
とを備えた平行平板狭電極型のプラズマ処理装置におい
て、クリーニングするときには、前記処理ガス導入手段
により前記空間内に処理ガスとしてクリーニング用のガ
スを導入して前記第１の電極と第２の電極との何れか一
方または両方と前記真空容器との間に高周波電力を印加
するよう構成したことを特徴とする平行平板狭電極型の
プラズマ処理装置である。
【０００７】また本発明は、真空容器内に、被処理基板
を載置する第１の電極と、該第１の電極に対向させて設
置された第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極と
の間の空間に前記第２の電極側から処理ガスを導入する
処理ガス導入手段と、高周波電流の漏洩を防ぎ、且つプ
ラズマ処理するときに前記第１の電極と第２の電極との
間の空間に発生したプラズマを閉じ込めるように前記被
処理基板の周囲において狭い間隙を形成し、前記第１の
電極と第２の電極との何れか一方または両方に設置した
シールド部材とを備えた平行平板狭電極型のプラズマ処
理装置において、前記被処理基板に対してプラズマ処理
するときには前記処理ガス導入手段により前記空間内に
処理ガスとしてプラズマ処理用のガスを導入して第１の
電極と第２の電極との間に高周波電力を印加し、クリー
ニングするときには、前記処理ガス導入手段により前記
空間内に処理ガスとしてクリーニング用のガスを導入し
て前記第１の電極と第２の電極との何れか一方または両
方と前記真空容器との間に高周波電力を印加するよう構
成したことを特徴とする平行平板狭電極型のプラズマ処
理装置である。
を載置する第１の電極と、該第１の電極に対向させて設
置された第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極と
の間の空間に前記第２の電極側から処理ガスを導入する
処理ガス導入手段と、高周波電流の漏洩を防ぎ、且つプ
ラズマ処理するときに前記第１の電極と第２の電極との
間の空間に発生したプラズマを閉じ込めるように前記被
処理基板の周囲において狭い間隙を形成し、前記第１の
電極と第２の電極との何れか一方または両方に設置した
シールド部材とを備えた平行平板狭電極型のプラズマ処
理装置において、前記被処理基板に対してプラズマ処理
するときには前記処理ガス導入手段により前記空間内に
処理ガスとしてプラズマ処理用のガスを導入して第１の
電極と第２の電極との間に高周波電力を印加し、クリー
ニングするときには、前記処理ガス導入手段により前記
空間内に処理ガスとしてクリーニング用のガスを導入し
て前記第１の電極と第２の電極との何れか一方または両
方と前記真空容器との間に高周波電力を印加するよう構
成したことを特徴とする平行平板狭電極型のプラズマ処
理装置である。
【０００８】平行平板狭電極型のプラズマ処理装置は、
特にＳiＯ2、ＳiＮ等の膜をエッチングするために用い
られる。平行平板狭電極型のプラズマ処理装置は、プラ
ズマを対向する電極間に閉じこめるために被処理基板の
周囲には電気的な絶縁材で形成されたシールド部材が互
いに数ｍｍ程度の狭い間隙を置いて設置され、対向する
電極間に導入されたＡｒ及びＣＦ４等のフロン系処理ガ
スが電極間に印加された電界により電離され、イオン及
びラジカルを生成して基板を処理すると共に、前記シー
ルド部材の表面にＣ、Ｆの重合物からなる堆積膜が形成
させることになる。エッチング処理枚数が増えるに従い
堆積膜が厚くなり、ある膜厚以上では内部応力等により
クラックや剥離を生じ異物を発生して被処理基板上の素
子に欠陥を生じることになる。
特にＳiＯ2、ＳiＮ等の膜をエッチングするために用い
られる。平行平板狭電極型のプラズマ処理装置は、プラ
ズマを対向する電極間に閉じこめるために被処理基板の
周囲には電気的な絶縁材で形成されたシールド部材が互
いに数ｍｍ程度の狭い間隙を置いて設置され、対向する
電極間に導入されたＡｒ及びＣＦ４等のフロン系処理ガ
スが電極間に印加された電界により電離され、イオン及
びラジカルを生成して基板を処理すると共に、前記シー
ルド部材の表面にＣ、Ｆの重合物からなる堆積膜が形成
させることになる。エッチング処理枚数が増えるに従い
堆積膜が厚くなり、ある膜厚以上では内部応力等により
クラックや剥離を生じ異物を発生して被処理基板上の素
子に欠陥を生じることになる。
【０００９】ところで、実験検討した結果、異物発生量
を低レベルで維持するためには、１回のクリーニングで
そのクリーニング以前に処理室内壁に堆積した膜の少な
くとも８０％以上を除去することが必要であることが判
明した。以上説明したように、前記構成によれば、前記
シールド部材の表面に堆積された堆積物を８０％以上高
速で除去でき、シールド部材からの発塵を防止し、製品
の歩留まりの向上を図ると共に、プラズマ処理装置の稼
働率を向上させ、製品コストの低減を図ることができ
る。
を低レベルで維持するためには、１回のクリーニングで
そのクリーニング以前に処理室内壁に堆積した膜の少な
くとも８０％以上を除去することが必要であることが判
明した。以上説明したように、前記構成によれば、前記
シールド部材の表面に堆積された堆積物を８０％以上高
速で除去でき、シールド部材からの発塵を防止し、製品
の歩留まりの向上を図ると共に、プラズマ処理装置の稼
働率を向上させ、製品コストの低減を図ることができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態について
図を用いて説明する。図１は、本発明に係る平行平板狭
電極型のプラズマ処理装置の第１の実施の形態を示す図
である。下部電極２は被処理基板１を載置する。上部電
極３は、下部電極２と狭い間隔で対向して設置されて平
行平板狭電極型を構成する。ガス供給装置１２より導入
された処理ガスは、上部電極３に被処理基板１に向けて
多数設けられたガス供給口４から被処理基板１上に分散
して供給される。上記ガス供給口４が穿設された部材
は、プラズマに晒されても問題のないカーボンやシリコ
ンで形成される。下部電極２の周囲は電極表面以外から
のＲＦ電流漏洩を防ぐため絶縁性の材料で構成されたシ
ールド材５、５’が設置されている。シールド材５’は
下部電極２の裏側を覆うように設置され、シールド材５
は下部電極２の処理基板１が載置される表面側において
処理基板１の外周を覆うように設置される。特にシール
ド材５はプラズマに接する部分であるため石英やセラミ
ック等の耐熱性の高い材料を用いる。上部電極３の周囲
にも同様にシールド材６、６’が設置される。シールド
材６’は上部電極３の裏側を覆うように設置され、シー
ルド材６は上部電極３の表面側においてガス供給口４の
外周を覆うように設置される。上記シールド材５と同様
にシールド材６はプラズマに接する部分であるため石英
やセラミック等の耐熱性の高い材料を用いる。下部電極
２は電極昇降機構１０により上下に移動することがで
き、上点では下部電極２と上部電極３との間に１０ｍｍ
程度の間隔を保つように対向させる。このとき、シール
ド材５とシールド材６との間には、該シールド材５、６
の内側における下部電極２と上部電極３との間の空間に
プラズマが閉じ込められるように２〜３ｍｍ程度の間隔
が形成される。なお、シールド材５、６のそれぞれの厚
さは、この互いの間隔を実現できれば片方は０（なし）
でもよい。
図を用いて説明する。図１は、本発明に係る平行平板狭
電極型のプラズマ処理装置の第１の実施の形態を示す図
である。下部電極２は被処理基板１を載置する。上部電
極３は、下部電極２と狭い間隔で対向して設置されて平
行平板狭電極型を構成する。ガス供給装置１２より導入
された処理ガスは、上部電極３に被処理基板１に向けて
多数設けられたガス供給口４から被処理基板１上に分散
して供給される。上記ガス供給口４が穿設された部材
は、プラズマに晒されても問題のないカーボンやシリコ
ンで形成される。下部電極２の周囲は電極表面以外から
のＲＦ電流漏洩を防ぐため絶縁性の材料で構成されたシ
ールド材５、５’が設置されている。シールド材５’は
下部電極２の裏側を覆うように設置され、シールド材５
は下部電極２の処理基板１が載置される表面側において
処理基板１の外周を覆うように設置される。特にシール
ド材５はプラズマに接する部分であるため石英やセラミ
ック等の耐熱性の高い材料を用いる。上部電極３の周囲
にも同様にシールド材６、６’が設置される。シールド
材６’は上部電極３の裏側を覆うように設置され、シー
ルド材６は上部電極３の表面側においてガス供給口４の
外周を覆うように設置される。上記シールド材５と同様
にシールド材６はプラズマに接する部分であるため石英
やセラミック等の耐熱性の高い材料を用いる。下部電極
２は電極昇降機構１０により上下に移動することがで
き、上点では下部電極２と上部電極３との間に１０ｍｍ
程度の間隔を保つように対向させる。このとき、シール
ド材５とシールド材６との間には、該シールド材５、６
の内側における下部電極２と上部電極３との間の空間に
プラズマが閉じ込められるように２〜３ｍｍ程度の間隔
が形成される。なお、シールド材５、６のそれぞれの厚
さは、この互いの間隔を実現できれば片方は０（なし）
でもよい。
【００１１】高周波電源７の出力の一端は下部電極２に
接続され、他端は切り替え器９により上部電極３または
真空容器８のどちらかに切り替えて接続され、電極２と
３の間または下部電極２と真空容器８との間のどちらか
に高周波電力を供給することができるように構成する。
高周波電源７の周波数は数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚ
で電源容量は８インチ基板に対しては１．５ｋＷ以上の
容量を有している。
接続され、他端は切り替え器９により上部電極３または
真空容器８のどちらかに切り替えて接続され、電極２と
３の間または下部電極２と真空容器８との間のどちらか
に高周波電力を供給することができるように構成する。
高周波電源７の周波数は数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚ
で電源容量は８インチ基板に対しては１．５ｋＷ以上の
容量を有している。
【００１２】下部電極２は降下し、基板供給装置（図示
せず）からロボット等の搬送手段により被処理基板１を
受け取り、下部電極２上に設置する。その後下部電極２
は電極昇降機構１０により上昇し、上部電極３との間に
１０ｍｍ程度の間隔を保ち対向する。このときシールド
材５と６との間は２〜３ｍｍ程度の間隔に保たれる。ガ
ス供給口４より処理ガスとして例えばＡｒ及びＣＦ4又
はＣＨＦ3又はＣ4Ｆ8の混合ガスを導入し、電極２、３
間を２０〜３００Ｐａ程度の圧力に設定する。処理ガス
はシールド材５、６間の間隙を通り排気される。この状
態で切り替え器９により高周波電源７の出力の一端を上
部電極３へ接続し、高周波電力を印加することで電極
２、３との間にはプラズマ１１ａが発生し、被処理基板
（ウエハ）１上の例えばＳiＯ2、ＳiＮ膜等がＣＦ4又は
ＣＨＦ3又はＣ4Ｆ8との反応によりエッチングが行われ
る。プラズマ１１ａは、電極２、３の間に電界がかかっ
ていることとシールド材５とシールド材６との間隙が２
〜３ｍｍ程度と狭いこととによりシールド材５、６の内
側のみに発生する。このときの状態を図２に示す。プラ
ズマ１１ａが上下電極間に閉じ込められることにより、
電極面以外のプラズマに接する壁面での荷電粒子の損失
が減り高密度のプラズマが得られることと、そこに堆積
する反応生成物からの発生ガス、塵埃等による影響を極
力抑えることとが可能となる。一例として、８インチ被
処理基板１に対して処理ガス圧力を６７Ｐａで、４００
ｋＨｚ、１５００Ｗの電力でエッチングした場合、シー
ルド材５、６のプラズマに接する面には毎分０．１〜
０．３μｍ程度の厚さでＣ，Ｆ及びＯを主成分とする重
合膜が堆積する。
せず）からロボット等の搬送手段により被処理基板１を
受け取り、下部電極２上に設置する。その後下部電極２
は電極昇降機構１０により上昇し、上部電極３との間に
１０ｍｍ程度の間隔を保ち対向する。このときシールド
材５と６との間は２〜３ｍｍ程度の間隔に保たれる。ガ
ス供給口４より処理ガスとして例えばＡｒ及びＣＦ4又
はＣＨＦ3又はＣ4Ｆ8の混合ガスを導入し、電極２、３
間を２０〜３００Ｐａ程度の圧力に設定する。処理ガス
はシールド材５、６間の間隙を通り排気される。この状
態で切り替え器９により高周波電源７の出力の一端を上
部電極３へ接続し、高周波電力を印加することで電極
２、３との間にはプラズマ１１ａが発生し、被処理基板
（ウエハ）１上の例えばＳiＯ2、ＳiＮ膜等がＣＦ4又は
ＣＨＦ3又はＣ4Ｆ8との反応によりエッチングが行われ
る。プラズマ１１ａは、電極２、３の間に電界がかかっ
ていることとシールド材５とシールド材６との間隙が２
〜３ｍｍ程度と狭いこととによりシールド材５、６の内
側のみに発生する。このときの状態を図２に示す。プラ
ズマ１１ａが上下電極間に閉じ込められることにより、
電極面以外のプラズマに接する壁面での荷電粒子の損失
が減り高密度のプラズマが得られることと、そこに堆積
する反応生成物からの発生ガス、塵埃等による影響を極
力抑えることとが可能となる。一例として、８インチ被
処理基板１に対して処理ガス圧力を６７Ｐａで、４００
ｋＨｚ、１５００Ｗの電力でエッチングした場合、シー
ルド材５、６のプラズマに接する面には毎分０．１〜
０．３μｍ程度の厚さでＣ，Ｆ及びＯを主成分とする重
合膜が堆積する。
【００１３】この膜を除去するクリーニング法として、
処理ガスにＯ2を用いて前記のエッチング時と同様にプ
ラズマを発生させ、Ｃ、Ｆの重合膜を分解して除去する
比較例が考えられるが、放電が上下の電極間のみに限ら
れていたためシールド材５、６の表面付近ではプラズマ
密度が低下して十分な除去速度を得ることができなかっ
た。この比較例の場合のシールド材５上の堆積膜の除去
速度を図３に示す。これに対し、本発明に係る第１の実
施の形態ではクリーニング時に切り替え器９により高周
波電源７の出力の一端を真空容器８に接続し、高周波電
力を下部電極２と真空容器８との間に印加するように構
成した。なお、クリーニング時に切り替え器９により高
周波電源７の出力の一端を、図６に示す第２の実施の形
態のように上部電極３に接続してもよい。またクリーニ
ング時に切り替え器９により高周波電源７の出力の一端
を、図７に示す第３の実施の形態のように下部電極２と
上部電極３の両方に接続しても良い。
処理ガスにＯ2を用いて前記のエッチング時と同様にプ
ラズマを発生させ、Ｃ、Ｆの重合膜を分解して除去する
比較例が考えられるが、放電が上下の電極間のみに限ら
れていたためシールド材５、６の表面付近ではプラズマ
密度が低下して十分な除去速度を得ることができなかっ
た。この比較例の場合のシールド材５上の堆積膜の除去
速度を図３に示す。これに対し、本発明に係る第１の実
施の形態ではクリーニング時に切り替え器９により高周
波電源７の出力の一端を真空容器８に接続し、高周波電
力を下部電極２と真空容器８との間に印加するように構
成した。なお、クリーニング時に切り替え器９により高
周波電源７の出力の一端を、図６に示す第２の実施の形
態のように上部電極３に接続してもよい。またクリーニ
ング時に切り替え器９により高周波電源７の出力の一端
を、図７に示す第３の実施の形態のように下部電極２と
上部電極３の両方に接続しても良い。
【００１４】クリーニング時において下部電極２を酸素
プラズマから保護するために、ダミーの基板を下部電極
２上に設置し、その後下部電極２を電極昇降機構１０に
より上昇させて上部電極３との間に１０ｍｍ程度の間隔
を保ち対向させる。このときシールド材５と６との間は
２〜３ｍｍ程度の間隔に保たれる。ガス供給口４より処
理ガスとしてＯ2ガスを導入し、電極２、３間を２Ｐａ
〜３００Ｐａ程度の圧力に設定する。エッチング時のよ
うに上下電極間で放電を発生させる場合に比べて電界方
向の見通し距離を長く取ることができるため、エッチン
グ時に対して電極２、３間の圧力を１／１０程度に低く
しても安定放電を得ることができる。また処理ガスには
Ｏ2に放電安定性向上やスパッタによる分解促進効果を
付加するためにＡｒガスを添加したり、分解促進のため
にＨ2、Ｈ2Ｏ等の水素を含んだガスや、Ｓｉ系堆積物を
除去するためにＣＦ4等のフッ素を含んだガスを添加し
ても良い。次に高周波電力を下部電極２及び／又は上部
電極３と真空容器８との間に印加し、放電を下部電極２
及び／又は上部電極３と真空容器８との間で発生させ
る。高周波電力を下部電極２と真空容器８との間にのみ
印加したときは、上部電極３はフローティングとなって
おり電力は供給されない。また高周波電力を上部電極３
と真空容器８との間にのみ印加したときは、下部電極２
はフローティングとなっており電力は供給されない。下
部電極２及び／又は上部電極３と真空容器８との間で発
生した放電は、酸素ガスを励起し酸素ラジカルを生成す
る。放電はシールド材５、６間の間隙を通っており、下
部電極２及び／又は上部電極３と真空容器８との間でプ
ラズマ中を流れるＲＦ電流はこのシールド材５、６の間
隙で電流路の断面積が電極上と比較して１／５〜１／２
０程度に狭くなるために電流密度が増大し、高濃度の酸
素ラジカルによるプラズマ１１ｂを生成する。この高濃
度酸素ラジカルによるプラズマ１１ｂにより、エッチン
グ時に特にシールド材の表面に堆積した膜が分解、除去
される。Ｏ2ガス圧力１７Ｐａ、ＲＦ電力４００ｋＨ
ｚ、１５００Ｗの条件でのシールド材の表面における堆
積膜除去速度を、図４に示す。上記実施の形態によれ
ば、電極間にプラズマを閉じ込める比較例と比べると、
堆積膜除去速度を約５倍速くすることができる。また比
較例では電極から離れるにつれて除去速度が急激に小さ
くなっていったが、上記実施の形態ではプラズマ１１ｂ
が常にシールド上に生成されているために除去速度の低
下は少ない。
プラズマから保護するために、ダミーの基板を下部電極
２上に設置し、その後下部電極２を電極昇降機構１０に
より上昇させて上部電極３との間に１０ｍｍ程度の間隔
を保ち対向させる。このときシールド材５と６との間は
２〜３ｍｍ程度の間隔に保たれる。ガス供給口４より処
理ガスとしてＯ2ガスを導入し、電極２、３間を２Ｐａ
〜３００Ｐａ程度の圧力に設定する。エッチング時のよ
うに上下電極間で放電を発生させる場合に比べて電界方
向の見通し距離を長く取ることができるため、エッチン
グ時に対して電極２、３間の圧力を１／１０程度に低く
しても安定放電を得ることができる。また処理ガスには
Ｏ2に放電安定性向上やスパッタによる分解促進効果を
付加するためにＡｒガスを添加したり、分解促進のため
にＨ2、Ｈ2Ｏ等の水素を含んだガスや、Ｓｉ系堆積物を
除去するためにＣＦ4等のフッ素を含んだガスを添加し
ても良い。次に高周波電力を下部電極２及び／又は上部
電極３と真空容器８との間に印加し、放電を下部電極２
及び／又は上部電極３と真空容器８との間で発生させ
る。高周波電力を下部電極２と真空容器８との間にのみ
印加したときは、上部電極３はフローティングとなって
おり電力は供給されない。また高周波電力を上部電極３
と真空容器８との間にのみ印加したときは、下部電極２
はフローティングとなっており電力は供給されない。下
部電極２及び／又は上部電極３と真空容器８との間で発
生した放電は、酸素ガスを励起し酸素ラジカルを生成す
る。放電はシールド材５、６間の間隙を通っており、下
部電極２及び／又は上部電極３と真空容器８との間でプ
ラズマ中を流れるＲＦ電流はこのシールド材５、６の間
隙で電流路の断面積が電極上と比較して１／５〜１／２
０程度に狭くなるために電流密度が増大し、高濃度の酸
素ラジカルによるプラズマ１１ｂを生成する。この高濃
度酸素ラジカルによるプラズマ１１ｂにより、エッチン
グ時に特にシールド材の表面に堆積した膜が分解、除去
される。Ｏ2ガス圧力１７Ｐａ、ＲＦ電力４００ｋＨ
ｚ、１５００Ｗの条件でのシールド材の表面における堆
積膜除去速度を、図４に示す。上記実施の形態によれ
ば、電極間にプラズマを閉じ込める比較例と比べると、
堆積膜除去速度を約５倍速くすることができる。また比
較例では電極から離れるにつれて除去速度が急激に小さ
くなっていったが、上記実施の形態ではプラズマ１１ｂ
が常にシールド上に生成されているために除去速度の低
下は少ない。
【００１５】本発明に係る実施の形態によってクリーニ
ングを行えば、図５に示す如くシールド材の表面におけ
る堆積膜の除去率とエッチングされた被処理基板（ウエ
ハ）１上に発生する異物発生数との関係が得られる。こ
れによると、シールド材の表面における堆積膜を８０％
以上除去することで、その後の被処理基板（ウエハ）に
対するエッチングでの異物の発生が大幅に減少し、半導
体等の製品の歩留まりを大幅に向上させることができ
る。以上説明した実施の形態は、プラズマ処理としてエ
ッチングする場合について説明したが、処理ガスを変え
ることによって他のプラズマ処理を行うことができる。
ングを行えば、図５に示す如くシールド材の表面におけ
る堆積膜の除去率とエッチングされた被処理基板（ウエ
ハ）１上に発生する異物発生数との関係が得られる。こ
れによると、シールド材の表面における堆積膜を８０％
以上除去することで、その後の被処理基板（ウエハ）に
対するエッチングでの異物の発生が大幅に減少し、半導
体等の製品の歩留まりを大幅に向上させることができ
る。以上説明した実施の形態は、プラズマ処理としてエ
ッチングする場合について説明したが、処理ガスを変え
ることによって他のプラズマ処理を行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、平行平板狭電極型のプ
ラズマ処理装置において、クリーニング時にプラズマを
電極間から、間隙を狭めたシールド材の表面全体に広げ
ることができるために、特にプラズマ処理時にシールド
材の表面に堆積される膜を８０％以上早い速度で除去す
ることができ、その結果その後のプラズマ処理において
異物の発生を大幅に低減でき、歩留まり向上を図ること
ができる効果を奏する。特に本発明によれば、平行平板
狭電極型のプラズマ処理装置において、処理時間１時間
に対して約０．１時間のクリーニング時間ですみ、装置
の不稼働時間を大幅に低減することができる。
ラズマ処理装置において、クリーニング時にプラズマを
電極間から、間隙を狭めたシールド材の表面全体に広げ
ることができるために、特にプラズマ処理時にシールド
材の表面に堆積される膜を８０％以上早い速度で除去す
ることができ、その結果その後のプラズマ処理において
異物の発生を大幅に低減でき、歩留まり向上を図ること
ができる効果を奏する。特に本発明によれば、平行平板
狭電極型のプラズマ処理装置において、処理時間１時間
に対して約０．１時間のクリーニング時間ですみ、装置
の不稼働時間を大幅に低減することができる。
【図１】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、第１の実施の形態におけるクリーニング
時の状態を示す断面図である。
装置において、第１の実施の形態におけるクリーニング
時の状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、第１の実施の形態におけるエッチング時
の状態を示す断面図である。
装置において、第１の実施の形態におけるエッチング時
の状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、エッチング時と同様にプラズマを発生さ
せてクリーニングを行った比較例におけるシールド材上
のクリーニング速度分布を示す図である。
装置において、エッチング時と同様にプラズマを発生さ
せてクリーニングを行った比較例におけるシールド材上
のクリーニング速度分布を示す図である。
【図４】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、図１に示すクリーニング方法を用いて行
ったシールド材上のクリーニング速度分布を示す図であ
る。
装置において、図１に示すクリーニング方法を用いて行
ったシールド材上のクリーニング速度分布を示す図であ
る。
【図５】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、図１に示すクリーニング方法を用いて行
った場合のシールド材上における堆積膜の除去量とエッ
チング処理した被処理基板上に発生する異物発生量との
関係を示す図である。
装置において、図１に示すクリーニング方法を用いて行
った場合のシールド材上における堆積膜の除去量とエッ
チング処理した被処理基板上に発生する異物発生量との
関係を示す図である。
【図６】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、第２の実施の形態におけるクリーニング
時の状態を示す断面図である。
装置において、第２の実施の形態におけるクリーニング
時の状態を示す断面図である。
【図７】本発明に係る平行平板狭電極型のプラズマ処理
装置において、第３の実施の形態におけるクリーニング
時の状態を示す断面図である。
装置において、第３の実施の形態におけるクリーニング
時の状態を示す断面図である。
１…被処理基板、 ２…下部電極、 ３…上部電極、
４…ガス供給口 ５、５’…シールド材、 ６、６’…シールド材、 ７
…高周波電源 ８…真空容器、 ９…切換器、 １０…電極昇降機構、 １１ａ…エッチング時のプラズマ、 １１ｂ…クリーニ
ング時のプラズマ １２…ガス供給装置、 １３…排気装置
４…ガス供給口 ５、５’…シールド材、 ６、６’…シールド材、 ７
…高周波電源 ８…真空容器、 ９…切換器、 １０…電極昇降機構、 １１ａ…エッチング時のプラズマ、 １１ｂ…クリーニ
ング時のプラズマ １２…ガス供給装置、 １３…排気装置
Claims (2)
- 【請求項１】真空容器内に、被処理基板を載置する第１
の電極と、該第１の電極に対向させて設置された第２の
電極と、前記第１の電極と第２の電極との間の空間に前
記第２の電極側から処理ガスを導入する処理ガス導入手
段と、高周波電流の漏洩を防ぎ、且つプラズマ処理する
ときに前記第１の電極と第２の電極との間の空間に発生
したプラズマを閉じ込めるように前記被処理基板の周囲
において狭い間隙を形成し、前記第１の電極と第２の電
極との何れか一方または両方に設置したシールド部材と
を備えた平行平板狭電極型のプラズマ処理装置におい
て、 クリーニングするときには、前記処理ガス導入手段によ
り前記空間内に処理ガスとしてクリーニング用のガスを
導入して前記第１の電極と第２の電極との何れか一方ま
たは両方と前記真空容器との間に高周波電力を印加する
よう構成したことを特徴とする平行平板狭電極型のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項２】真空容器内に、被処理基板を載置する第１
の電極と、該第１の電極に対向させて設置された第２の
電極と、前記第１の電極と第２の電極との間の空間に前
記第２の電極側から処理ガスを導入する処理ガス導入手
段と、高周波電流の漏洩を防ぎ、且つプラズマ処理する
ときに前記第１の電極と第２の電極との間の空間に発生
したプラズマを閉じ込めるように前記被処理基板の周囲
において狭い間隙を形成し、前記第１の電極と第２の電
極との何れか一方または両方に設置したシールド部材と
を備えた平行平板狭電極型のプラズマ処理装置におい
て、 前記被処理基板に対してプラズマ処理するときには前記
処理ガス導入手段により前記空間内に処理ガスとしてプ
ラズマ処理用のガスを導入して第１の電極と第２の電極
との間に高周波電力を印加し、クリーニングするときに
は、前記処理ガス導入手段により前記空間内に処理ガス
としてクリーニング用のガスを導入して前記第１の電極
と第２の電極との何れか一方または両方と前記真空容器
との間に高周波電力を印加するよう構成したことを特徴
とする平行平板狭電極型のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33792796A JPH10177993A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 平行平板狭電極型のプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33792796A JPH10177993A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 平行平板狭電極型のプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177993A true JPH10177993A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18313318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33792796A Pending JPH10177993A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 平行平板狭電極型のプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10177993A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7464717B2 (en) | 2003-01-27 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Method for cleaning a CVD chamber |
| KR20180124773A (ko) * | 2017-05-12 | 2018-11-21 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치의 세정 방법 |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP33792796A patent/JPH10177993A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7464717B2 (en) | 2003-01-27 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Method for cleaning a CVD chamber |
| US7465357B2 (en) | 2003-01-27 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Computer-readable medium that contains software for executing a method for cleaning a CVD chamber |
| US7500445B2 (en) * | 2003-01-27 | 2009-03-10 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for cleaning a CVD chamber |
| US7654224B2 (en) | 2003-01-27 | 2010-02-02 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for cleaning a CVD chamber |
| KR20180124773A (ko) * | 2017-05-12 | 2018-11-21 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치의 세정 방법 |
| JP2018195817A (ja) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置の洗浄方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101265827B1 (ko) | 웨이퍼의 베벨 에지 및 이면상의 필름들을 제거하는 장치및 방법들 | |
| JPH07130713A (ja) | ダウンフローエッチング装置 | |
| CN106548914A (zh) | 一种等离子体处理设备及其清洗系统和方法 | |
| JPH05114583A (ja) | ドライエツチング装置 | |
| JP3520577B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2797307B2 (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| JPH10177993A (ja) | 平行平板狭電極型のプラズマ処理装置 | |
| JPH0822980A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPS63116428A (ja) | ドライエツチング方法 | |
| JP4902054B2 (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP3207638B2 (ja) | 半導体製造装置のクリーニング方法 | |
| JP2696892B2 (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| JPH06291064A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2615614B2 (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| JP2696891B2 (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| TWI837534B (zh) | 等離子體處理裝置和處理方法 | |
| JP3357737B2 (ja) | 放電プラズマ処理装置 | |
| JP2885150B2 (ja) | ドライエッチング装置のドライクリーニング方法 | |
| JP2004158563A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2669249B2 (ja) | プラズマ処理装置及び該装置のクリーニング方法 | |
| JP4011315B2 (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| TW202228186A (zh) | 等離子體處理裝置和處理方法 | |
| JPH097949A (ja) | 半導体素子の製造装置 | |
| JPH06120140A (ja) | 半導体製造方法および装置 | |
| JPH10199860A (ja) | プラズマ処理方法およびその装置 |