JPH11121437A - 真空処理装置 - Google Patents
真空処理装置Info
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- JPH11121437A JPH11121437A JP28085997A JP28085997A JPH11121437A JP H11121437 A JPH11121437 A JP H11121437A JP 28085997 A JP28085997 A JP 28085997A JP 28085997 A JP28085997 A JP 28085997A JP H11121437 A JPH11121437 A JP H11121437A
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Abstract
が可能な真空処理装置を提供する。 【解決手段】チャンバ2にチャンバ2内の気体を排気す
る排気装置21が設けられた真空チャンバ装置であっ
て、チャンバ2の排気部にクーロン力によってチャンバ
内に存在するパーティクルを集塵する集塵手段を有し、
この集塵手段は電極板6とこの電極板6に高電圧を印加
する電圧印加手段としてのDC電源51からなるものと
した。
Description
装置、電子デバイス部品等の製造プロセスにおいて、エ
ッチング装置、CVD装置、スパッタ装置等の処理室が
減圧された状態を必要とする装置に適用される真空処理
装置に関する。
表される微細加工プロセスにおいては、微細加工パター
ンを形成するための手段として、現在エッチング法が広
く利用されている。この処理を行うための微細加工装置
であるエッチング装置においては、高アスペクト比・高
選択比・高エッチングレートの要請から、各被エッチン
グ材を最適な温度でエッチングすることが要求される。
被エッチング材の温度制御手段として、静電チャックが
広く知られている。また、近年の高密度・高集積化に伴
い、高真空状態で高密度プラズマが発生するプラズマソ
ースを搭載したチャンバが要求されており、それに伴い
チャンバ内壁も高密度プラズマによるイオンボンバード
によってダメージを受けにくいように、陽極酸化処理な
どが施される。
的に使用されている平行平板型のリアクティブイオンエ
ッチング装置の概略図を示す。図4に示すリアクティブ
イオンエッチング装置は、たとえばアルミニウム製のチ
ャンバ102と、チャンバ102に接続されエッチング
ガスGを供給するガス供給装置111と、チャンバ10
2の排気用配管104に接続されチャンバ102内を減
圧する排気装置121とを有している。さらに、チャン
バ102内には、ウェハWを保持するための電極114
および誘電体112からなる静電チャック113と、静
電チャック113の下部に設けられた下部電極110と
が設けられている。上記のように構成されるリアクティ
ブイオンエッチング装置は、電極114に可変DC電源
141から直流電圧を印加することによって、電極11
4の表面は負に帯電し、誘電体112の表面は正に帯電
し、ウェハWの表面は負に帯電する。このとき発生する
クーロン力によって、ウェハWは誘電体112の表面に
吸着保持される。また、ガス供給装置111からエッチ
ングガスGを供給し、高周波電源131によって下部電
極110に高周波電圧を印加し、排気装置121によっ
てチャンバ102内を減圧すると、プラズマPRが発生
する。このプラズマ中には、イオンとラジカルとが発生
する。このとき、イオンをウェハW上の被エッチング膜
に衝突させ、ラジカルによってウェハ表面上で化学反応
を起こさせて、エッチングを進行させる。
際に、同時に、イオンはチャンバ内壁にも衝突するた
め、チャンバ内のパーティクルの発生原因となってい
る。微細加工パターンが高密度、高集積化すると、例え
ばアルミニウムの配線パターンのエッチングを行う際に
は、配線間にパーティクルが存在すると、ショートの原
因となり、製品の歩留りを低下させてしまう一因とな
る。チャンバ内壁は、通常、イオン衝突から保護するた
めに、陽極酸化処理が施されているが、イオン衝突から
完全に保護することは非常に困難であった。例えば、タ
ングステンエッチバックの処理中に、ウェハ上に発生し
たパーティクルをSEM−EDXによって解析した結
果、アルミニウムが大量に発見された。この場合、被エ
ッチング材はタングステンであり、処理ガスは塩素系で
あり、陽極酸化されたアルミニウム製のチャンバ以外に
は、アルミニウムは存在していない。このことから、上
記のアルミニウムがRF放電やチャンバ内に発生した異
常放電により、チャンバ内壁がスパッタされた結果発生
したものであることがわかる。
のウェハ温度を精密に制御する必要から、静電チャック
が搭載されている。静電チャックは、ウェハの下に誘電
体を介した電極に直流の高電圧を印加することによっ
て、温度コントロールされた下部電極にウェハをクーロ
ン力によって吸着させる機構である。このような静電チ
ャックが搭載されたドライエッチング装置は、静電チャ
ックがクーロン力の発生源となり、静電チャックを動作
させるとウェハにパーティクルが吸着してしまう。たと
えば、エッチング装置によってシリコン酸化膜SiO上
に積層されたタンングステンWをエッチバックする際
に、図5に示すように、タンングステンW上にAlF
(フッ化アルミニウム)からなるパーティクルが吸着し
ていると、これがマスクとなって、たとえば600nm
程度のタンングステンWが残存してしまうといった不具
合が発生してしまう。
れたものであって、チャンバ内のパーティクルの量を低
減することが可能な真空処理装置を提供することを目的
とする。
ャンバ内の気体を排気する排気手段が設けられた真空処
理装置であって、前記チャンバの排気部にクーロン力に
よってチャンバ内に存在するパーティクルを集塵する集
塵手段を有する。
排気の際に、集塵手段によってチャンバ内に存在するパ
ーティクルが集塵されるため、チャンバ内のパーティク
ルの汚染を防ぐことができる。
設けられた電極板と、前記電極板に高電圧を印加する電
圧印加手段とを有する。電極板に電圧を印加すると、電
極板が帯電し、クーロン力を発生することになり、パー
ティクルが電極板に吸着または吸引されることになる。
る。電極板がメッシュ状に形成されていることから、チ
ャンバからの排気を妨げずに効率良く電極板にパーティ
クルを吸着させることができる。
圧を印加する。電極板に負の電圧を印加することによ
り、電極板は負に帯電する。これにより、正、負および
中性の電荷を帯びて空間を浮遊するパーティクルを吸
着、もしくは吸引して排気することができる。
を参照して詳細に説明する。第1実施形態 図1は、本発明の真空処理装置の一実施形態を示す構成
図である。なお、図1に示す真空処理装置1は、エッチ
ング装置に適用された場合を示している。ここで、エッ
チング装置とは、ウェハまたはウェハ表面上に形成され
た薄膜の全面または特定した場所を必要な厚さだけ食刻
する装置をいう。図1において、真空処理装置1は、チ
ャンバ2と、チャンバ2に接続されたガス供給装置11
と、チャンバ2の排気用配管4に接続された排気装置2
1とを有している。
成されている。チャンバ2の排気部には、気密性を保っ
て排気用配管4が設けられ、この排気用配管4の管路に
は、金属製のメッシュ状(網状)の電極板6がインシュ
レータ(絶縁材)を介して設けられている。メッシュ状
電極板6のメッシュの大きさは、排気装置21による排
気のコンダクタンスを妨げない程度のものとなってい
る。
排気装置21が設けられている。排気装置21には、例
えば、クライオポンプが使用され、チャンバ2内の気体
を外部へ排出して、チャンバ2内を減圧する。
れ、下部電極10上に誘電体12と電極14とからなる
静電チャック13が設けられている。静電チャック13
上には、ウェハWが載置される。
チングガスを導入する。エッチングガスは、エッチング
する対象膜に応じて種々異なる。
ッチSW1を介して接続されている。電極14には、可
変DC電源41がスイッチSW2を介して接続されてい
る。メッシュ状電極板6には、スイッチSW3を介して
DC電源51が接続されている。
として用いられる電源である。発振周波数としては、た
とえば13.56MHzである。可変DC電源41は、
静電チャック13の電極14に任意の直流電圧を印加可
能な電源である。DC電源51は、メッシュ状電極板6
に、比較的高い直流電圧を印加可能な電源であり、メッ
シュ状電極板6に負の電圧を印加する。
制御は、制御装置25によって行われる。すなわち、制
御装置25は、制御信号S25aによって、スイッチS
W1を制御して下部電極10に高周波電源31の高周波
電圧を印加さえる。また、制御信号S25bによってS
W2を制御して、静電チャック13を動作させる。さら
に、制御信号S25cによってスイッチSW3を制御し
て、メッシュ状電極板6に高電圧を印加させる。
は、スイッチSW2をオンすることにより、電極14に
可変DC電源41から直流電圧が印加され、電極14の
表面は負に帯電し、誘電体12の表面は正に帯電し、ウ
ェハWの表面は負に帯電する。このとき発生するクーロ
ン力によって、ウェハWは誘電体12の表面に吸着保持
される。
のエッチングガスGをチャンバ2内に導入し、スイッチ
SW1をオンして下部電極10に高周波電源31によっ
て高周波電圧を印加し、排気装置21によってチャンバ
2内を減圧すると、図1に示すように、プラズマPRが
発生する。このプラズマPR中には、イオンとラジカル
とが発生する。このとき、イオンをウェハW上の被エッ
チング膜に衝突させ、ラジカルによってウェハ表面上で
化学反応を起こさせて、エッチングを進行させる。しか
しながら、高周波電源31によるプラズマ放電によって
電離した反応ガスが、チャンバ2の内壁をスパッタし、
チャンバ2の内壁から解離したパーティクルは、図2に
示すように、正の電荷を帯びたパーティクルPa、負の
電荷を帯びたパーティクルPcまたは電気的に中性のパ
ーティクルPbとしてチャンバ2内を浮遊することにな
る。
メッシュ状電極板6に負の高電圧を印加する。これによ
り、図2に示すように、メッシュ状電極板6は負に帯電
する。このため、チャンバ2内に存在する正の電荷を帯
びたパーティクルPaは、クーロン力によってメッシュ
状電極板6に引き寄せられ、吸着される。また、負の電
荷を帯びたパーティクルPcおよび電気的に中性のパー
ティクルPbも負に帯電したメッシュ状電極板6に引き
寄せられ、排気装置21による排気によってチャンバ2
の外部に排出される。
電極板6を排気用配管4に設けたことにより、チャンバ
2内に存在するパーティクルを、クーロン力によって吸
着・吸引することができるため、チャンバ2内の汚染を
低減し、製品の歩留りを向上させることができる。
C電源51による電圧の大きさについて説明する。上述
した静電チャック13の電極14に可変DC電源41に
よって電圧を印加して動作させると、静電チャック13
にもクーロン力が発生する。したがって、電荷をもった
パーティクルがウェハWに吸着する。
印加するDC電源51による電圧を、静電チャック13
の電極14に印加する電圧よりも大きくする。これによ
って、メッシュ状電極板6には、静電チャック13より
も大きなクーロン力が発生するため、電荷をもったパー
ティクルのウェハWへの吸着を低減することができる。
って高周波電圧を印加すると、通常、ウェハWの電位
は、−100V以上の負の電位となる。このため、チャ
ンバ2内に浮遊する正の電荷を帯びたパーティクルは、
ウェハWに引き寄せられてしまうことになる。これを防
ぐために、メッシュ状電極板6に印加するDC電源51
による電圧を、下部電極10に高周波電源31によって
高周波電圧を印加した際のウェハWの電位よりも、負方
向に大きくなるような値とする。これによって、メッシ
ュ状電極板6には、より大きなクーロン力が発生するた
め、電荷をもったパーティクルのウェハWへの吸着を低
減することができる。
電圧を電極14に印加して静電チャック13を作動させ
ると、静電チャック13にもクーロン力が発生する。こ
のため、チャンバ2内に存在するパーティクルは静電チ
ャック13に引き寄せられ、メッシュ状電極板6を排気
用配管4に設けたとしても外部に排出されない場合が考
えられる。
なタイミングで、制御装置25によるスイッチSW1〜
SW3の操作を行う。具体的には、まず、制御装置25
からの制御信号S25cによってスイッチSW3をオン
させる。これによって、メッシュ状電極板6は負に帯電
する。このとき、高周波電源31および可変DC電源4
1は下部電極10および電極14に作用していないた
め、プラズマPRは発生しておらず、静電チャック13
も作動していない。
存在するパーティクルは、メッシュ状電極板6に吸着・
吸引され、チャンバ2内の汚染は低減される。
後に、制御装置25からの制御信号S25bによってス
イッチSW2をオンさせ、電極14に電圧を印加する。
これにより、静電チャック13は作動し、ウエハWが保
持された状態になる。このとき、静電チャック13にク
ーロン力が働くが、チャンバ2内に存在したパーティク
ルは既にメッシュ状電極板6によって吸着・吸引されて
いるため、静電チャック13にパーティクルが吸着され
ることは大幅に低減される。
5aによって、スイッチSW1をオンさせ、下部電極1
0に高周波電圧を印加する。このとき、発生するプラズ
マPR中のイオンがチャンバ2の内壁にスパッタして、
パーティクルが発生することが考えられる。しかしなが
ら、上述した第1実施形態のように、メッシュ状電極板
6に印加するDC電源51による電圧を、下部電極10
に高周波電源31によって高周波電圧を印加した際のウ
ェハWの電位よりも、負方向に大きくなるような値とし
ておけば、ウェハWへのパーティクルの吸着を抑制で
き、メッシュ状電極板6によって首尾よく吸着・吸引で
きる。
ッチング装置に適用した場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるわけではない。エッチング装置以
外にも、たとえば、半導体製造プロセスにおける、他の
薄膜形成装置にも広く適用可能である。
バの排出部にクーロン力を発生する電極板を設けたこと
により、チャンバ内のパーティクルの量を大幅に低減す
ることが可能となる。
図である。
説明図である。
グを説明するための図である。
る。
生する不具合を説明するための図である。
…メッシュ状電極板、8…インシュレータ、10…下部
電極、12…誘電体、13…静電チャック、14…電
極、11…ガス供給装置、21…排気装置、31…高周
波電源、41…可変DC電源、51…DC電源。
Claims (11)
- 【請求項1】チャンバにチャンバ内の気体を排気する排
気手段が設けられた真空処理装置であって、 前記チャンバの排気部にクーロン力によってチャンバ内
に存在するパーティクルを集塵する集塵手段を有する真
空処理装置。 - 【請求項2】前記集塵手段は、前記チャンバの排気部に
設けられた電極板と、 前記電極板に高電圧を印加する電圧印加手段とを有する
請求項1に記載の真空処理装置。 - 【請求項3】前記電極板は、メッシュ状に形成されてい
る請求項2に記載の真空処理装置。 - 【請求項4】前記電極板は、排気用の配管の内周に絶縁
体を介して設けられている請求項2に記載の真空処理装
置。 - 【請求項5】前記電圧印加手段は、前記電極板に負の電
圧を印加する請求項2に記載の真空処理装置。 - 【請求項6】前記チャンバ内には、ウェハを保持する静
電チャックが設けられている請求項1に記載の真空処理
装置。 - 【請求項7】前記静電チャックは、ウェハを載置する誘
電体と直流電圧が印加される電極とを有する請求項6に
記載の真空処理装置。 - 【請求項8】プラズマを発生させる高周波電極をさらに
有する請求項6に記載の真空処理装置。 - 【請求項9】前記電極板への印加電圧の大きさは、前記
静電チャックへの印加電圧より大きい請求項6に記載の
真空処理装置。 - 【請求項10】前記電極板への印加電圧の大きさは、前
記高周波電極に高周波電圧が印加された際の前記ウェハ
の電位より大きい請求項8に記載の真空処理装置。 - 【請求項11】前記電極板に電圧を印加したのち、所定
の時間経過後に静電チャックに電圧を印加する制御手段
を有する請求項6に記載の真空処理装置。
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JP28085997A JP3613947B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 真空処理装置とこれを用いた真空処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH11121437A true JPH11121437A (ja) | 1999-04-30 |
JP3613947B2 JP3613947B2 (ja) | 2005-01-26 |
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---|---|---|---|
JP28085997A Expired - Fee Related JP3613947B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 真空処理装置とこれを用いた真空処理方法 |
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1997-10-14 JP JP28085997A patent/JP3613947B2/ja not_active Expired - Fee Related
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