JPH10321604A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH10321604A JPH10321604A JP9132239A JP13223997A JPH10321604A JP H10321604 A JPH10321604 A JP H10321604A JP 9132239 A JP9132239 A JP 9132239A JP 13223997 A JP13223997 A JP 13223997A JP H10321604 A JPH10321604 A JP H10321604A
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- Japan
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- electrode plate
- chamber
- reaction product
- electrostatic electrode
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】エッチングあるいは成膜処理するプラズマ処理
装置において、チャンバ２内壁に浮遊塵１４および反応
生成物１３の付着を防止し、チャンバ２内壁に堆積した
塵埃が脱離し、半導体基板１２ａに付着するのを避け
る。 【解決手段】チャンバ２内壁に接して配置するとともに
導電板１ａを絶縁膜１ｂで挟み構成される静電電極板１
を設け、導電板１ａに直流電圧を印加し、浮遊塵１４お
よび反応生成物１３を引寄せ静電電極板１に付着させ
る。また、チャンバクリーニング時にはスイッチ機構４
で印加電圧を逆電圧にし、付着している浮遊塵１４およ
び反応生成物１３を離脱させる。
装置において、チャンバ２内壁に浮遊塵１４および反応
生成物１３の付着を防止し、チャンバ２内壁に堆積した
塵埃が脱離し、半導体基板１２ａに付着するのを避け
る。 【解決手段】チャンバ２内壁に接して配置するとともに
導電板１ａを絶縁膜１ｂで挟み構成される静電電極板１
を設け、導電板１ａに直流電圧を印加し、浮遊塵１４お
よび反応生成物１３を引寄せ静電電極板１に付着させ
る。また、チャンバクリーニング時にはスイッチ機構４
で印加電圧を逆電圧にし、付着している浮遊塵１４およ
び反応生成物１３を離脱させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板をプラ
ズマによりエッチングしたり成膜を施したりするプラズ
マ処理装置に関する。
ズマによりエッチングしたり成膜を施したりするプラズ
マ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のプラズマ処理装置の一種
である例えばプラズマエッチング装置では、処理室であ
るチャンバ内にガスを導入し、圧力を一定に保ちながら
電極間に高周波電圧を印加しガスプラズマを発生し試料
である半導体基板の多結晶シリコン膜や酸化膜などのエ
ッチング行なっていた。しかしながら、チャンバ内に発
生したガスプラズマは半導体基板面をエッチングすると
き反応生成物を生じ、この反応生成物が半導体基板を汚
染するとともに排気装置に入り込み排気性能を劣化させ
るなどの問題を起していた。
である例えばプラズマエッチング装置では、処理室であ
るチャンバ内にガスを導入し、圧力を一定に保ちながら
電極間に高周波電圧を印加しガスプラズマを発生し試料
である半導体基板の多結晶シリコン膜や酸化膜などのエ
ッチング行なっていた。しかしながら、チャンバ内に発
生したガスプラズマは半導体基板面をエッチングすると
き反応生成物を生じ、この反応生成物が半導体基板を汚
染するとともに排気装置に入り込み排気性能を劣化させ
るなどの問題を起していた。
【０００３】図２は従来のプラズマエッチング装置の一
例を示す図である。上述したような反応生成物のチャン
バへの付着や試料への汚染を防止する手段を備えるプラ
ズマエッチング装置が、特開昭５７ー６６６３９号公報
に開示されている。
例を示す図である。上述したような反応生成物のチャン
バへの付着や試料への汚染を防止する手段を備えるプラ
ズマエッチング装置が、特開昭５７ー６６６３９号公報
に開示されている。
【０００４】このプラズマエッチング装置は、図２に示
すように、チャンバ１０内に静電シールド用の金属製網
１１を配設している。そして、この金属製網１１をアー
スにするか、あるいはプラスもしくはマイナスにバアイ
スをかける方法にし、エッチングを行なう反応性の荷電
イオン化分子を金属製網１１に近づけさせ、あるいは接
しさせ、この荷電イオン化分子を減速もしくは中和する
ことによりチャンバ１０内壁への付着を軽減させてい
る。
すように、チャンバ１０内に静電シールド用の金属製網
１１を配設している。そして、この金属製網１１をアー
スにするか、あるいはプラスもしくはマイナスにバアイ
スをかける方法にし、エッチングを行なう反応性の荷電
イオン化分子を金属製網１１に近づけさせ、あるいは接
しさせ、この荷電イオン化分子を減速もしくは中和する
ことによりチャンバ１０内壁への付着を軽減させてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプラズ
マ処理装置であるプラズマエッチング装置では、チャン
バ内壁に反応生成物の付着が軽減できるものの、金属製
網に堆積した反応生成物が時間の経過に伴なって電気的
に中和され吸着力を失ない、繰返しの処理動作における
熱ストレスにより金属性網から脱離する。この脱離した
反応生成物が真空排気時に舞い上り浮遊し、やがて落下
して試料である半導体基板面へ再付着し、品質に重大な
欠陥を引起すという問題点がある。
マ処理装置であるプラズマエッチング装置では、チャン
バ内壁に反応生成物の付着が軽減できるものの、金属製
網に堆積した反応生成物が時間の経過に伴なって電気的
に中和され吸着力を失ない、繰返しの処理動作における
熱ストレスにより金属性網から脱離する。この脱離した
反応生成物が真空排気時に舞い上り浮遊し、やがて落下
して試料である半導体基板面へ再付着し、品質に重大な
欠陥を引起すという問題点がある。
【０００６】また、金属製網がチャンバの上方だけでは
なく下方の排気口をも覆うように配設されているので、
金属製網に落下した反応生成物が詰り、排気抵抗が大き
くし真空排気装置の排気性能を低下させる。このため、
ガス圧が不安定になり、安定したプラズマの形成が維持
できなくなるという問題点もある。
なく下方の排気口をも覆うように配設されているので、
金属製網に落下した反応生成物が詰り、排気抵抗が大き
くし真空排気装置の排気性能を低下させる。このため、
ガス圧が不安定になり、安定したプラズマの形成が維持
できなくなるという問題点もある。
【０００７】従って、本発明の目的は、チャンバである
処理室の内壁や試料である半導体基板への反応生成物お
よび塵埃の付着を防止し安定したプラズマを維持できる
プラズマ処理装置を提供することである。
処理室の内壁や試料である半導体基板への反応生成物お
よび塵埃の付着を防止し安定したプラズマを維持できる
プラズマ処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、処理室
内壁に接して取付けられるとともに導電板の表裏面に絶
縁膜が挟んで構成される静電電極板と、この静電電極板
に任意の電圧を印加させる直流電源と、前記処理室内で
発生する反応生成物および浮遊する塵埃を前記静電電極
板に吸着させたりあるいは前記静電電極板に付着する前
記反応生成物および前記塵埃の離脱を容易にさせるよう
に前記静電電極板に印加する前記電圧の極性を切換えお
よび接地電位にするスイッチ機構とを備えるプラズマ処
理装置である。また、前記直流電源の電圧を可変するこ
とができることが望ましい。
内壁に接して取付けられるとともに導電板の表裏面に絶
縁膜が挟んで構成される静電電極板と、この静電電極板
に任意の電圧を印加させる直流電源と、前記処理室内で
発生する反応生成物および浮遊する塵埃を前記静電電極
板に吸着させたりあるいは前記静電電極板に付着する前
記反応生成物および前記塵埃の離脱を容易にさせるよう
に前記静電電極板に印加する前記電圧の極性を切換えお
よび接地電位にするスイッチ機構とを備えるプラズマ処
理装置である。また、前記直流電源の電圧を可変するこ
とができることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施の形態におけるプラ
ズマ処理装置を説明するための図である。プラズマＣＶ
Ｄ装置あるいはプラズマエッチング装置として適用でき
るプラズマ処理装置は、図１に示すように、チャンバ２
の内壁に接して取付けられるとともに導電板１ａの表裏
面に絶縁膜１ｂが挟んで構成される静電電極板１と、こ
の静電電極板１に所定の電圧を印加させる直流電源３
と、チャンバ２内で発生する反応生成物１３および浮遊
塵１４を静電電極板１に吸着させたりあるいは静電電極
板１に付着する反応生成物および浮遊塵の離脱を容易に
させるように静電電極板１に印加する電圧の極性を切換
える切換えスイッチ機構４とを備えている。
ズマ処理装置を説明するための図である。プラズマＣＶ
Ｄ装置あるいはプラズマエッチング装置として適用でき
るプラズマ処理装置は、図１に示すように、チャンバ２
の内壁に接して取付けられるとともに導電板１ａの表裏
面に絶縁膜１ｂが挟んで構成される静電電極板１と、こ
の静電電極板１に所定の電圧を印加させる直流電源３
と、チャンバ２内で発生する反応生成物１３および浮遊
塵１４を静電電極板１に吸着させたりあるいは静電電極
板１に付着する反応生成物および浮遊塵の離脱を容易に
させるように静電電極板１に印加する電圧の極性を切換
える切換えスイッチ機構４とを備えている。
【００１１】また、このプラズマ処理装置は、接地され
た状態のチャンバ２にガス導入口９とガスを真空排気す
る排気口８とが設けられ、チャンバ２内の上部に高周波
電源５ｂと接続する上部電極６と、チャンバ２内の下部
に高周波電源５ａと接続し半導体基板１２ａを載置する
下部電極７とが配設されている。
た状態のチャンバ２にガス導入口９とガスを真空排気す
る排気口８とが設けられ、チャンバ２内の上部に高周波
電源５ｂと接続する上部電極６と、チャンバ２内の下部
に高周波電源５ａと接続し半導体基板１２ａを載置する
下部電極７とが配設されている。
【００１２】次に、このプラズマ処理装置の動作を説明
する。まず、試料である半導体基板１２ａを下部電極７
に載置する。そして、ガス導入口９より反応ガスを導入
し、真空排気装置により排気口８から排気しチャンバ２
内のガス圧を一定に維持する。そこで、上部電極６ある
いは下部電極７に高周波電源５ａ，５ｂによる高周波電
圧を印加し、導入される反応ガスを励起しプラズマを発
生させ半導体基板１２ａのエッチングなりあるいはＣＶ
Ｄ膜を形成する。
する。まず、試料である半導体基板１２ａを下部電極７
に載置する。そして、ガス導入口９より反応ガスを導入
し、真空排気装置により排気口８から排気しチャンバ２
内のガス圧を一定に維持する。そこで、上部電極６ある
いは下部電極７に高周波電源５ａ，５ｂによる高周波電
圧を印加し、導入される反応ガスを励起しプラズマを発
生させ半導体基板１２ａのエッチングなりあるいはＣＶ
Ｄ膜を形成する。
【００１３】また、ガスを導入し真空排気時に舞い上っ
て浮遊する塵埃が半導体基板１２ａの表面に付着しない
ように、予じめ直流電源３と切換えスイッチ機構４を動
作させ、静電電極板１に所定の電圧を印加させ浮遊塵１
４を静電電極板１に引き寄せ吸着させる。そして、プラ
ズマを発生させ処理中も電圧を印加させた状態にし、浮
遊塵１４を吸着したまま、プラズマ発生による生成され
る余剰の反応生成物１３を静電電極板１に引き寄せ吸着
する。
て浮遊する塵埃が半導体基板１２ａの表面に付着しない
ように、予じめ直流電源３と切換えスイッチ機構４を動
作させ、静電電極板１に所定の電圧を印加させ浮遊塵１
４を静電電極板１に引き寄せ吸着させる。そして、プラ
ズマを発生させ処理中も電圧を印加させた状態にし、浮
遊塵１４を吸着したまま、プラズマ発生による生成され
る余剰の反応生成物１３を静電電極板１に引き寄せ吸着
する。
【００１４】次に、静電電極板１に吸着した浮遊塵１４
および反応生成物１３を除去する場合は、チャンバクリ
ーニング時に行なう。すなわち、半導体基板１２ａを取
出したチャンバ２が空の状態で、切換えスイッチ機構４
を動作させ静電電極板１を接地し、絶縁膜１ｂに誘電さ
れた電荷をアースに逃し、静電電極板１へ浮遊塵１４お
よび反応生成物１３の吸着力を無くす。そして、チャン
バ２内にプラズマを発生させると同時に切換えスイッチ
機構４を動作させ吸着時のときと逆の極性の電圧を印加
し、付着する浮遊塵１４および反応生成物１３を反発さ
せ離脱させプラズマイオンおよびラジカルの衝突による
クリーニング作用を促進させる。
および反応生成物１３を除去する場合は、チャンバクリ
ーニング時に行なう。すなわち、半導体基板１２ａを取
出したチャンバ２が空の状態で、切換えスイッチ機構４
を動作させ静電電極板１を接地し、絶縁膜１ｂに誘電さ
れた電荷をアースに逃し、静電電極板１へ浮遊塵１４お
よび反応生成物１３の吸着力を無くす。そして、チャン
バ２内にプラズマを発生させると同時に切換えスイッチ
機構４を動作させ吸着時のときと逆の極性の電圧を印加
し、付着する浮遊塵１４および反応生成物１３を反発さ
せ離脱させプラズマイオンおよびラジカルの衝突による
クリーニング作用を促進させる。
【００１５】なお、静電電極板１の絶縁膜１ｂは、クリ
ーニング時に酸素ガスを導入しプラズマを発生させ行な
われるので、プラズマ耐性の強いアルミナセラミックス
が望ましい。また、導電板１ａはアルミニウムあるいは
銅が使用される。そして、アルミニウムまたは銅の導電
板１ａの表裏面にセラミック溶射によって絶縁膜１ｂを
コーティングする。
ーニング時に酸素ガスを導入しプラズマを発生させ行な
われるので、プラズマ耐性の強いアルミナセラミックス
が望ましい。また、導電板１ａはアルミニウムあるいは
銅が使用される。そして、アルミニウムまたは銅の導電
板１ａの表裏面にセラミック溶射によって絶縁膜１ｂを
コーティングする。
【００１６】一方、静電電極板に印加する電圧は、−１
０００Ｖから＋１０００Ｖの範囲まで可変できることが
望ましい。このことは、反応生成物がプラスの電荷ある
いはマイナスの電荷をもつものがあり、そのときの条件
設定で印加電圧を変える必要がある。また、印加電圧を
高くすると、本来のエッチング速度や成膜速度を低下さ
せる恐れがある。
０００Ｖから＋１０００Ｖの範囲まで可変できることが
望ましい。このことは、反応生成物がプラスの電荷ある
いはマイナスの電荷をもつものがあり、そのときの条件
設定で印加電圧を変える必要がある。また、印加電圧を
高くすると、本来のエッチング速度や成膜速度を低下さ
せる恐れがある。
【００１７】この印加電圧を変えなければならない他の
理由として、半導体基板を載置する下部電極にもよる。
例えば、この下部電極の半導体基板の保持機構に静電チ
ャックを使用すると、静電チャックに印加される直流電
圧により浮遊塵の付着の状態が変ってくる。例えば、静
電電極板１に−３００Ｖを印加しているときに、半導体
基板を吸着するのに静電チャックに−５００Ｖという電
圧を印加したとすると、浮遊塵１４は下部電極７すなわ
ち半導体基板１２ａ側に引き寄せられる。半導体基板１
２ａに浮遊塵１４が付着してしまう。従って、静電電極
板１に付着させるためには、静電電極板１に−８００Ｖ
といった低い電圧にしなければならない。
理由として、半導体基板を載置する下部電極にもよる。
例えば、この下部電極の半導体基板の保持機構に静電チ
ャックを使用すると、静電チャックに印加される直流電
圧により浮遊塵の付着の状態が変ってくる。例えば、静
電電極板１に−３００Ｖを印加しているときに、半導体
基板を吸着するのに静電チャックに−５００Ｖという電
圧を印加したとすると、浮遊塵１４は下部電極７すなわ
ち半導体基板１２ａ側に引き寄せられる。半導体基板１
２ａに浮遊塵１４が付着してしまう。従って、静電電極
板１に付着させるためには、静電電極板１に−８００Ｖ
といった低い電圧にしなければならない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、導電板を
絶縁膜で挟んで構成される静電電極板をチャンバ内壁に
接するように配置し、浮遊塵や反応生成物を引き寄せ吸
着させるために導電板に直流電圧を印加する直流電源
と、導電板の印加電圧の極性の切換えおよび接地電位に
する切換えスイッチ機構を設けることによって、浮遊塵
や反応生成物を捕捉し確実に保持できるので、繰返し運
転による熱ストレスが加ったとしても浮遊塵や反応生成
物の離脱が無くなり、浮遊塵および反応生成物のチャン
バ内壁への堆積が勿論無くなると同時にチャンバ内壁か
ら離脱する塵などによる半導体基板の汚染が無くなり、
半導体基板の品質の歩留りの向上が得られるという効果
がある。
また、静電電極板は下部電極よる上側に配置さ
れ、従来技術の金属製網のように排気口の開口面積を変
えることがないので、排気抵抗が変らず常に一定のガス
圧にし安定したプラズマの形成が維持でき安定した品質
が得られるという効果がある。
絶縁膜で挟んで構成される静電電極板をチャンバ内壁に
接するように配置し、浮遊塵や反応生成物を引き寄せ吸
着させるために導電板に直流電圧を印加する直流電源
と、導電板の印加電圧の極性の切換えおよび接地電位に
する切換えスイッチ機構を設けることによって、浮遊塵
や反応生成物を捕捉し確実に保持できるので、繰返し運
転による熱ストレスが加ったとしても浮遊塵や反応生成
物の離脱が無くなり、浮遊塵および反応生成物のチャン
バ内壁への堆積が勿論無くなると同時にチャンバ内壁か
ら離脱する塵などによる半導体基板の汚染が無くなり、
半導体基板の品質の歩留りの向上が得られるという効果
がある。
また、静電電極板は下部電極よる上側に配置さ
れ、従来技術の金属製網のように排気口の開口面積を変
えることがないので、排気抵抗が変らず常に一定のガス
圧にし安定したプラズマの形成が維持でき安定した品質
が得られるという効果がある。
【図１】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理装
置を説明するための図である。
置を説明するための図である。
【図２】従来のプラズマエッチング装置の一例を示す図
である。
である。
１ 静電電極板 １ａ 導電板 １ｂ 絶縁膜 ２，１０ チャンバ ３ 直流電源 ４ 切換えスイッチ機構 ５ａ，５ｂ 高周波電源 ６ 上部電極 ７ 下部電極 ８ 排気口 ９ ガス導入口 １１ 金属製網 １２ 試料 １２ａ 半導体基板 １３ 浮遊塵 １４ 反応生成物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 処理室内壁に接して取付けられるととも
に導電板の表裏面に絶縁膜が挟んで構成される静電電極
板と、この静電電極板に所定の電圧を印加させる直流電
源と、前記処理室内で発生する反応生成物および浮遊す
る塵埃を前記静電電極板に吸着させたりあるいは前記静
電電極板に付着した前記反応生成物および前記塵埃の離
脱を容易にさせるように前記静電電極板に印加する前記
電圧の極性を切換えおよび接地電位にするスイッチ機構
とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記直流電源の電圧を可変することがで
きること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 |
|---|---|---|---|
| JP9132239A JPH10321604A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9132239A JPH10321604A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321604A true JPH10321604A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15076627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9132239A Pending JPH10321604A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321604A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100673597B1 (ko) | 2004-09-21 | 2007-01-24 | (주)아이씨디 | 플라즈마 챔버 |
| CN1319658C (zh) * | 2003-09-09 | 2007-06-06 | 株式会社岛津制作所 | 等离子清洗装置 |
| JP2007266296A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置及び側壁部品 |
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| JP2010056113A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Hitachi High-Technologies Corp | クリーニング装置およびクリーニング方法 |
| CN102290328A (zh) * | 2008-07-03 | 2011-12-21 | 周星工程股份有限公司 | 干蚀刻装置 |
| US20120205046A1 (en) * | 2008-03-20 | 2012-08-16 | Applied Materials, Inc. | Tunable ground planes in plasma chambers |
| JP2015043420A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-03-05 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | マルチポート弁アセンブリを備えるプラズマ処理装置 |
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-
1997
- 1997-05-22 JP JP9132239A patent/JPH10321604A/ja active Pending
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