JPH11162695A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH11162695A JPH11162695A JP9326141A JP32614197A JPH11162695A JP H11162695 A JPH11162695 A JP H11162695A JP 9326141 A JP9326141 A JP 9326141A JP 32614197 A JP32614197 A JP 32614197A JP H11162695 A JPH11162695 A JP H11162695A
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- Japan
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- plasma processing
- induction coil
- chamber
- processing apparatus
- plasma
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量結合プラズマを最小限利用してプラズマ
の着火性を高め、処理条件に左右されにくい誘導結合プ
ラズマを得る。 【解決手段】 排気通路７から吸引してチャンバー内を
減圧した後、蓋体９を介してチャンバー内に反応ガスを
導入し、更に誘導コイル１３を印加する。すると、誘導
コイル１３と接地電極１２との間で瞬時に容量結合プラ
ズマが発生し、この後、誘導コイル１３周辺の上部チャ
ンバー６の外周部に誘導結合プラズマが発生する。
の着火性を高め、処理条件に左右されにくい誘導結合プ
ラズマを得る。 【解決手段】 排気通路７から吸引してチャンバー内を
減圧した後、蓋体９を介してチャンバー内に反応ガスを
導入し、更に誘導コイル１３を印加する。すると、誘導
コイル１３と接地電極１２との間で瞬時に容量結合プラ
ズマが発生し、この後、誘導コイル１３周辺の上部チャ
ンバー６の外周部に誘導結合プラズマが発生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハやガ
ラス基板等の被処理物に対しエッチング、アッシング、
ＣＶＤ処理、イオン注入処理等を行うプラズマ処理装置
に関する。
ラス基板等の被処理物に対しエッチング、アッシング、
ＣＶＤ処理、イオン注入処理等を行うプラズマ処理装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波を印加することで発生するプラズ
マには、容量結合型プラズマ(CCP:Capacitive Coupled
Plasma)と誘導結合型プラズマ(ICP:Inductive Coupled
Plasma)があり、容量結合型プラズマは被処理物にダメ
ージを与えるので、誘導結合型プラズマの方が好ましい
ことが判明している。
マには、容量結合型プラズマ(CCP:Capacitive Coupled
Plasma)と誘導結合型プラズマ(ICP:Inductive Coupled
Plasma)があり、容量結合型プラズマは被処理物にダメ
ージを与えるので、誘導結合型プラズマの方が好ましい
ことが判明している。
【０００３】そこで、容量結合型プラズマにあっては被
処理物に対するダメージを抑制するための手段としてフ
ァラデーシールドを設けている。具体的には、特開平８
−５０９９６号公報には、チャンバーとプラズマを発生
するコイルとの間にファラデーシールドを配置する提案
がなされ、特開平８−８８２２０号公報にはドーム状を
なすファラデーシールドにスリットを形成するとともに
これらスリットが重ならないように２層にする提案がな
されている。
処理物に対するダメージを抑制するための手段としてフ
ァラデーシールドを設けている。具体的には、特開平８
−５０９９６号公報には、チャンバーとプラズマを発生
するコイルとの間にファラデーシールドを配置する提案
がなされ、特開平８−８８２２０号公報にはドーム状を
なすファラデーシールドにスリットを形成するとともに
これらスリットが重ならないように２層にする提案がな
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ファ
ラデーシールドを用いると、プラズマの着火性が悪くな
る。このため放電条件が限定され、またファラデーシー
ルド自体の設計も難しい。
ラデーシールドを用いると、プラズマの着火性が悪くな
る。このため放電条件が限定され、またファラデーシー
ルド自体の設計も難しい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るプラズマ処理装置は、チャンバーの外周に誘
導結合プラズマを発生させるための高周波電源に接続さ
れた誘導コイルを設け、この誘導コイルから離間した位
置に誘導コイルとの間で容量結合プラズマを発生させる
ための接地電極を設けた。
発明に係るプラズマ処理装置は、チャンバーの外周に誘
導結合プラズマを発生させるための高周波電源に接続さ
れた誘導コイルを設け、この誘導コイルから離間した位
置に誘導コイルとの間で容量結合プラズマを発生させる
ための接地電極を設けた。
【０００６】前記誘導コイルは誘導結合プラズマを発生
することができる範囲でできるだけ短い方が好ましい。
即ち、誘導コイルの全長が長くなると、誘導コイル自体
の抵抗が大きくなってコンデンサとしての作用が大きく
なり容量結合プラズマの発生量が増えるので、例えば一
巻とするのが好ましい。
することができる範囲でできるだけ短い方が好ましい。
即ち、誘導コイルの全長が長くなると、誘導コイル自体
の抵抗が大きくなってコンデンサとしての作用が大きく
なり容量結合プラズマの発生量が増えるので、例えば一
巻とするのが好ましい。
【０００７】また、接地電極については、チャンバーが
石英製或いはセラミックス製の場合にはその外周に設け
られる筒状電極とするのが構造が簡単になって好ましい
が、チャンバー自体がアルミニウム合金等でできている
場合には、チャンバーを接地してもよい。
石英製或いはセラミックス製の場合にはその外周に設け
られる筒状電極とするのが構造が簡単になって好ましい
が、チャンバー自体がアルミニウム合金等でできている
場合には、チャンバーを接地してもよい。
【０００８】また、チャンバーの内部構造としてはプラ
ズマ発生領域と、被処理物がセットされるプラズマ処理
領域とに分けることが、被処理物にダメージを与えない
ので好ましい。更に好ましくは、被処理物から順次誘導
コイル、接地電極を配置する。即ち、誘導コイルを基準
として被処理物と反対側に接地電極を配置する。尚、プ
ラズマ発生領域については石英製またはセラミックス製
のチャンバーで構成され、プラズマ処理領域については
アルミニウム合金製のチャンバーで構成することもでき
る。
ズマ発生領域と、被処理物がセットされるプラズマ処理
領域とに分けることが、被処理物にダメージを与えない
ので好ましい。更に好ましくは、被処理物から順次誘導
コイル、接地電極を配置する。即ち、誘導コイルを基準
として被処理物と反対側に接地電極を配置する。尚、プ
ラズマ発生領域については石英製またはセラミックス製
のチャンバーで構成され、プラズマ処理領域については
アルミニウム合金製のチャンバーで構成することもでき
る。
【０００９】また、前記プラズマ発生領域とプラズマ処
理領域との間に、パンチングプレート等からなる多孔の
グリッドを配置して、更にダメージが生じないようにす
ることが可能である。尚、グリッドは接地されるととも
にアルミニウムまたはシリコン等から構成するのが好ま
しい。
理領域との間に、パンチングプレート等からなる多孔の
グリッドを配置して、更にダメージが生じないようにす
ることが可能である。尚、グリッドは接地されるととも
にアルミニウムまたはシリコン等から構成するのが好ま
しい。
【００１０】更に、前記プラズマ処理領域に被処理物を
載置するテーブルを設けている場合には、ピンによって
被処理物を該テーブルに対し若干浮かせた状態で支持す
るようにすることで、アッシング等の場合において、処
理の均一性が向上する。
載置するテーブルを設けている場合には、ピンによって
被処理物を該テーブルに対し若干浮かせた状態で支持す
るようにすることで、アッシング等の場合において、処
理の均一性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
プラズマ処理装置の全体図であり、プラズマ処理装置は
ベース１に開口２を形成し、この開口２に下方から接地
された載置テーブル３を臨ませている。この載置テーブ
ル３にはウェーハＷを載置テーブル３から若干浮かせて
支持するピン４が設けられている。このピン４は例えば
載置テーブル３の上面から出没動する構造にすることが
できる。
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
プラズマ処理装置の全体図であり、プラズマ処理装置は
ベース１に開口２を形成し、この開口２に下方から接地
された載置テーブル３を臨ませている。この載置テーブ
ル３にはウェーハＷを載置テーブル３から若干浮かせて
支持するピン４が設けられている。このピン４は例えば
載置テーブル３の上面から出没動する構造にすることが
できる。
【００１２】また、前記開口２を覆うようにアルミニウ
ム合金製の下部チャンバー５が設けられ、この下部チャ
ンバー５の上に石英やセラミックス製の上部チャンバー
６が設けられている。これら下部チャンバー５及び上部
チャンバー６は同一材料から構成される一体物であって
もよい。
ム合金製の下部チャンバー５が設けられ、この下部チャ
ンバー５の上に石英やセラミックス製の上部チャンバー
６が設けられている。これら下部チャンバー５及び上部
チャンバー６は同一材料から構成される一体物であって
もよい。
【００１３】また、下部チャンバー５とベース１との間
にはチャンバー内を減圧するための排気通路７が形成さ
れ、上部チャンバー６内のプラズマ発生領域と下部チャ
ンバー５内のプラズマ処理領域との間にはＳiやＡlから
なる多孔グリッド８が配置され、ウェーハＷにダメージ
を与える成分がプラズマ発生領域からプラズマ処理領域
に入り込むのを阻止している。
にはチャンバー内を減圧するための排気通路７が形成さ
れ、上部チャンバー６内のプラズマ発生領域と下部チャ
ンバー５内のプラズマ処理領域との間にはＳiやＡlから
なる多孔グリッド８が配置され、ウェーハＷにダメージ
を与える成分がプラズマ発生領域からプラズマ処理領域
に入り込むのを阻止している。
【００１４】また、上部チャンバー６の上端部は蓋体９
にて閉塞され、この蓋体９には反応ガスの導入管１０が
接続するとともに裏面には導入された反応ガスを拡散せ
しめる拡散板１１を取り付けている。
にて閉塞され、この蓋体９には反応ガスの導入管１０が
接続するとともに裏面には導入された反応ガスを拡散せ
しめる拡散板１１を取り付けている。
【００１５】一方、上部チャンバー６の外周には接地電
極１２と誘導コイル１３が設けられている。接地電極１
２は筒状をなし、誘導コイル１３は略一巻き巻回される
とともに１３．５６ＭＨzの高周波電源に接続されてい
る。
極１２と誘導コイル１３が設けられている。接地電極１
２は筒状をなし、誘導コイル１３は略一巻き巻回される
とともに１３．５６ＭＨzの高周波電源に接続されてい
る。
【００１６】以上において、排気通路７から吸引してチ
ャンバー内を減圧した後、蓋体９を介してチャンバー内
に反応ガスを導入し、更に誘導コイル１３に高周波を印
加する。すると、誘導コイル１３と接地電極１２との間
で瞬時に容量結合プラズマが発生し、この後、誘導コイ
ル１３周辺の上部チャンバー６の外周部に誘導結合プラ
ズマが発生する。尚、誘導コイル１３と接地電極１２と
の間で発生した容量結合プラズマの量は着火には充分で
あるが、それほど多量ではなく、継続的に発生する。
ャンバー内を減圧した後、蓋体９を介してチャンバー内
に反応ガスを導入し、更に誘導コイル１３に高周波を印
加する。すると、誘導コイル１３と接地電極１２との間
で瞬時に容量結合プラズマが発生し、この後、誘導コイ
ル１３周辺の上部チャンバー６の外周部に誘導結合プラ
ズマが発生する。尚、誘導コイル１３と接地電極１２と
の間で発生した容量結合プラズマの量は着火には充分で
あるが、それほど多量ではなく、継続的に発生する。
【００１７】そして、発生した誘導結合プラズマによっ
て、ウェーハＷ表面に形成された被膜に対してアッシン
グ処理等がなされる。このとき、ピン４によってウェー
ハＷを載置テーブル３の上面から若干（２ｍｍ以下）浮
かせた状態で支持して処理することで、均一性が向上す
る。
て、ウェーハＷ表面に形成された被膜に対してアッシン
グ処理等がなされる。このとき、ピン４によってウェー
ハＷを載置テーブル３の上面から若干（２ｍｍ以下）浮
かせた状態で支持して処理することで、均一性が向上す
る。
【００１８】図２（ａ）は本発明に係るプラズマ処理装
置の場合の発光スペクトルを示すグラフ、同図（ｂ）は
チャンバーの外周に対をなすように電極を配置した従来
のプラズマ処理装置の場合の発光スペクトルを示すグラ
フであり、本願発明に係る装置を使用した場合には、
（ａ）に示すように、７７７ｎｍ等に代表される活性酸
素（Ｏ）の量が充分であるにも拘らず、５６０ｎｍ付近
の酸素イオン（Ｏ2+）が認められない。即ち、本発明に
係るプラズマ処理装置にあっては、チャンバー内に誘導
結合プラズマが発生していることが分かる。
置の場合の発光スペクトルを示すグラフ、同図（ｂ）は
チャンバーの外周に対をなすように電極を配置した従来
のプラズマ処理装置の場合の発光スペクトルを示すグラ
フであり、本願発明に係る装置を使用した場合には、
（ａ）に示すように、７７７ｎｍ等に代表される活性酸
素（Ｏ）の量が充分であるにも拘らず、５６０ｎｍ付近
の酸素イオン（Ｏ2+）が認められない。即ち、本発明に
係るプラズマ処理装置にあっては、チャンバー内に誘導
結合プラズマが発生していることが分かる。
【００１９】次にダメージ測定の結果を以下の（表１）
に示す。（表１）において、positionはウェーハＷの模
式図の１〜２１に示される各測定点を指し、Ｅ＋１０は
対数を示す。因みに５．１７Ｅ＋１０は５．１７×１０
10である。
に示す。（表１）において、positionはウェーハＷの模
式図の１〜２１に示される各測定点を指し、Ｅ＋１０は
対数を示す。因みに５．１７Ｅ＋１０は５．１７×１０
10である。
【００２０】
【表１】
【００２１】図３は（表１）に基づいて作成したダメー
ジ測定結果を示すグラフであり、このグラフからも明ら
かなように、チャンバーの外周に対をなすように電極を
配置した従来のプラズマ処理装置を用いた場合に比べ、
本願発明に係る装置を用いることで大幅にダメージが低
下することが分る。尚、図３の縦軸におけるＱOX中のＱ
は電荷量、OXは酸化膜を表し、「ＱOX」で酸化膜中の電
荷量を表す。基板にダメージがあると、酸化膜中の電荷
量が増えるので数値は大きくなる。
ジ測定結果を示すグラフであり、このグラフからも明ら
かなように、チャンバーの外周に対をなすように電極を
配置した従来のプラズマ処理装置を用いた場合に比べ、
本願発明に係る装置を用いることで大幅にダメージが低
下することが分る。尚、図３の縦軸におけるＱOX中のＱ
は電荷量、OXは酸化膜を表し、「ＱOX」で酸化膜中の電
荷量を表す。基板にダメージがあると、酸化膜中の電荷
量が増えるので数値は大きくなる。
【００２２】図４は保持ピンの高さとアッシングレート
及び均一性との関係を示すグラフであり、このグラフか
ら保持ピンの高さを高くすると、均一性は向上するが、
逆にアッシングレートは低下する。保持ピンの高さとし
ては０．６ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲とすることで、ある
程度のアッシングレートを確保しつつ均一性を向上する
ことができる。
及び均一性との関係を示すグラフであり、このグラフか
ら保持ピンの高さを高くすると、均一性は向上するが、
逆にアッシングレートは低下する。保持ピンの高さとし
ては０．６ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲とすることで、ある
程度のアッシングレートを確保しつつ均一性を向上する
ことができる。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明に係るプラ
ズマ処理装置によれば、チャンバーの外周に誘導結合プ
ラズマを発生させるための高周波電源に接続された誘導
コイルを設け、この誘導コイルから離間した位置に誘導
コイルとの間で容量結合プラズマを発生させるための接
地電極を設けたので、容量結合プラズマを最小限に利用
することで着火が容易でしかも被処理物に対するダメー
ジを少なくすることができる。特に、誘導コイルの巻数
を一巻き程度にすることで、誘導コイルによる容量結合
プラズマの発生を抑制することができる。
ズマ処理装置によれば、チャンバーの外周に誘導結合プ
ラズマを発生させるための高周波電源に接続された誘導
コイルを設け、この誘導コイルから離間した位置に誘導
コイルとの間で容量結合プラズマを発生させるための接
地電極を設けたので、容量結合プラズマを最小限に利用
することで着火が容易でしかも被処理物に対するダメー
ジを少なくすることができる。特に、誘導コイルの巻数
を一巻き程度にすることで、誘導コイルによる容量結合
プラズマの発生を抑制することができる。
【００２４】また、チャンバーの内部をプラズマ発生領
域と、プラズマ処理領域とに分けることで被処理物に与
えるダメージがより少なくなり、プラズマ発生領域とプ
ラズマ処理領域との間に、多孔グリッドを配置すれば、
更にダメージの減少が図られ、ピンによって基板をテー
ブルに対し若干浮かせた状態で支持することで、処理の
均一性が向上する。
域と、プラズマ処理領域とに分けることで被処理物に与
えるダメージがより少なくなり、プラズマ発生領域とプ
ラズマ処理領域との間に、多孔グリッドを配置すれば、
更にダメージの減少が図られ、ピンによって基板をテー
ブルに対し若干浮かせた状態で支持することで、処理の
均一性が向上する。
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の全体図
【図２】（ａ）は本発明に係るプラズマ処理装置の場合
の発光スペクトルを示すグラフ、（ｂ）は従来のプラズ
マ処理装置の場合の発光スペクトルを示すグラフ、
の発光スペクトルを示すグラフ、（ｂ）は従来のプラズ
マ処理装置の場合の発光スペクトルを示すグラフ、
【図３】（表１）に基づいて作成したダメージ測定結果
を示すグラフ
を示すグラフ
【図４】保持ピンの高さとアッシングレート及び均一性
との関係を示すグラフ
との関係を示すグラフ
１…ベース、２…開口、３…載置テーブル、４…ピン、
５…下部チャンバー、６…上部チャンバー、７…排気通
路、８…グリッド、９…蓋体、１０…ガスの導入管、１
２…接地電極、１３…誘導コイル。
５…下部チャンバー、６…上部チャンバー、７…排気通
路、８…グリッド、９…蓋体、１０…ガスの導入管、１
２…接地電極、１３…誘導コイル。
Claims (8)
- 【請求項１】 チャンバー内で被処理物に対し所定のプ
ラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、前記チャ
ンバーの外周には誘導結合プラズマを発生させるための
高周波電源に接続された誘導コイルが設けられ、この誘
導コイルから離間した位置に誘導コイルとの間で容量結
合プラズマを発生させるための接地電極が設けられてい
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマ処理装置にお
いて、被処理物から順次誘導コイル、接地電極が配置さ
れていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のプラズ
マ処理装置において、前記誘導コイルはチャンバーの外
周に略一巻きされ、また前記接地電極はチャンバーの外
周に設けられる筒状電極であることを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
のプラズマ処理装置において、前記チャンバー内にはプ
ラズマ発生領域と、被処理物がセットされるプラズマ処
理領域とが存在することを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項５】 請求項４に記載のプラズマ処理装置にお
いて、前記プラズマ発生領域を形成する部分は石英製ま
たはセラミックス製のチャンバーで構成され、プラズマ
処理領域を形成する部分はアルミニウム合金製のチャン
バーで構成されていることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載のプラズ
マ処理装置において、前記プラズマ発生領域とプラズマ
処理領域との間にはグリッドが配置されていることを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載のプラズマ処理装置にお
いて、前記グリッドは接地されるとともにアルミニウム
またはシリコンから構成されていることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項８】 請求項２乃至請求項７に記載のプラズマ
処理装置において、前記プラズマ処理領域にはテーブル
が設けられ、更に被処理物を該テーブルに対し若干浮か
せた状態で支持するピンが設けられていることを特徴と
するプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32614197A JP3357280B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32614197A JP3357280B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162695A true JPH11162695A (ja) | 1999-06-18 |
| JP3357280B2 JP3357280B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=18184519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32614197A Expired - Fee Related JP3357280B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3357280B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009004157A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Univ Nagoya | プラズマ発生装置 |
| CN106575602A (zh) * | 2014-08-06 | 2017-04-19 | 应用材料公司 | 使用上游等离子体源的后腔室减排 |
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| JPH0850996A (ja) * | 1994-08-05 | 1996-02-20 | Aneruba Kk | プラズマ処理装置 |
| JPH0883697A (ja) * | 1994-06-02 | 1996-03-26 | Applied Materials Inc | プラズマ生成を増強するための電極を備えた誘導結合プラズマ反応装置 |
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-
1997
- 1997-11-27 JP JP32614197A patent/JP3357280B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3357280B2 (ja) | 2002-12-16 |
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