JPS61288424A - ピンリフト　プラズマ処理装置 - Google Patents

ピンリフト　プラズマ処理装置

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JPS61288424A
JPS61288424A JP61135858A JP13585886A JPS61288424A JP S61288424 A JPS61288424 A JP S61288424A JP 61135858 A JP61135858 A JP 61135858A JP 13585886 A JP13585886 A JP 13585886A JP S61288424 A JPS61288424 A JP S61288424A
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pin
electrode
pins
plasma
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JP61135858A
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ロジャー・マーク・ビテル
ハリー・スロモウイッツ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 背　　　景 杢発明は、グロー放電またはプラズマ反応炉、特に、平
行板型反応炉に関する。
半導体工業において、プラズマ反応炉は初めには、それ
がウェハのパターン形成に用いられた後ホトレジストを
除去のため使用された。つぎにプラズマ反応炉は、いわ
ゆる湿式化学作用でそれまで行なわれた多くの処理の代
わシに使用されるようになった。これらのエツチング処
理に加えてさらにｔ堆積処理（ｄａｐｏｔｔｔｉｏ％ｐ
ｒｏａａｓａ）が開発された。
ホトレジストの除去、即ち、゛ストリッピング（ｓｔｒ
ｔｐ１４％ｇ）°″は、想像されるように容易に行なわ
れていないのは、現在でも同様である。ホトレジストは
普通ウェハの中心に適用され、それからウェハは回転さ
れ、ホトレジストをウェハの全表面を被覆する薄層まで
広げる。回転運動中、ウェハを保持する真空チャックは
、ウェハ裏面を完全にはおおわないので、レジスト蒸気
の１部分はウェハ裏面の露出部分に凝縮する。さらに、
レジストで汚れた回転チャ、りは、ウニノ）裏面にレジ
スト残留物を残すであろう。
バッチ処理はポートに多数のウニノ１を乗せるので、ボ
ートのレールにウニノーが載りている所以外でも、ウェ
ハの両面とも接近は容易である。平行板型反応炉におい
て、ウェハは電極の上に載シウェハ背面をシールドする
。しかし、背面ストリ。
プ（ｓｔｒｉｐ）を処理順序に加える１つの可能がある
が、これは望ましくない。一般にウェハを出来るだけ少
ない段階（ｓｔｅｐ）で処理するのが望ましい。
これは時間当シに処理しうるウェハ数を増加するだけで
なく、また、ウェハの操作を少なくシ、ウェハの破損や
汚染の機会も減少する。
これら処理方法の変化が発達すると同時に、素子構造も
また発展した。特に素子は１面積だけでなく厚さにおい
てもまた。よシ小さくなった。素子の構造に用いられる
膜層が薄くなるにつ、れ、処理はよシ困難になる。ウェ
ハの全素子が同一の作動特性を持つためには、半導体ウ
ェハの均一性は絶対必要なものである。しかしウェハの
直径は増大する一方で、増大する面積上で均一性を達成
するのは、よシ困難となっている。
膜厚が薄くなるにつれ発生する他の問題は放射線損傷の
感受性、即ち、　Ｃ−Ｖまたはスレッシ璽ルド（閾値）
シフ　）　（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ａ屓ｆｔ’）及びゲ
ート破壊と呼ばれるものである。薄い膜層は厚い膜層よ
シ放射線に耐えられない。プラズマ中で発生する放射線
は、イオン、電子及び光子からなる。
放射線の精密な成分は、供給されるガス、反応炉の中の
圧力、加えられるＲＦ電力、及びウェハに加えられ、ま
たは、加えられたＲＦ電力によシウエハに誘起されたバ
イアス、に依存する。荷電粒子、即ちプラズマ中のイオ
ンに関しては、損傷は、プラズマに対するウェハの電圧
に依存する。
数百ボルト程度の電圧は珍しくはない。そこでプラズマ
反応炉は小型粒子加速器となる。加えられるＥＦ電力は
原子を励起する手段を提供する。原子が低エネルギー状
態に復帰する時、ｉ子は光子を放射する。光子の波長は
１光”スペクトルのどこでもよいが、短い紫外線として
知られている範囲が普通であシ、この波長は化学作用が
高い光である。
以上の考慮において本発明の目的は、改良された６二・
・をはがず処理を提供することである。　　′本発明の
他の目的は、放射線損傷の機会を少なくする改良された
プラズマ処理を提供することである。
本発明の他の目的は、プラズマがウェハの両面に接近す
る改、良されたプラズマ処理を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、半導体ウェハの処理段階の
数を減少することである。
発明の要約 上記の目的は、ウェハの処理の間、ウェハを持ち上げる
ピンを含む１本発明の平行板型反応炉の下部電極で達成
される。ウェハは、その両面に接触するグロー放電に浸
漬される。ピンが下部電極から絶縁されればエツチング
速度は減少されるが。
エツチング時間は長いにもかかわらず、放射線損傷もま
たシ戒することが可能である。導電性ピンを用いれば、
ウニノ１への電気接触は改善される。
発明の概要 ウェハはプラズマ反応炉内のピンでささえられ。
プラズマをウェハの両面に作用させる。ピン−アップ及
びピン−ダウン状態に対し、多くの処理が開示される。
導電性ピンが用いられる場合、先端は平らにするのが好
ましい。ウェハはプラズマに関し負にバイアスされるの
が好ましい。
発明の詳細説明 第１図は、ピン・リフト機構をウェハ輸送装置の１部分
として図示し、この装置でウェハはカセットよシおろさ
れ、平行板型反応炉の下部電極の上に配置される。特に
輸送機構１０は、ピン１２−１４が配置された下部電極
１１を含んでいる。下部電極１１とピン１２−１４はと
もに、適当な昇降機構１５によシ、独立して動作するこ
とが出来る。即ち。
下部電極１１は上昇及び下降させることが可能で。
ピン１２−１４は独立して望み過多の高さに上昇反却下
降されることが可能である。適皇な軸受によりレール２
３と２４に付けられた分枝（ｔｊｓｓ）　２１と２２は
、電極１１の上に配置される。分枝２１と２２　はアー
チ形部材２９により軸受に結合され、上昇した位置の電
極１１に対し間隙を保持する。
運転する時には、第１図に図示されるように。
分枝２１と２２は左方に移動され、カセットからウェハ
を乗せる。それから分校は右方に移動され。
前に下降された電極１１の上の位置にウニノ・を保持す
る。ピン１２−１４が電極１１よシ伸ばされ、又２１と
２２よシウエハを持ち上げる。分枝２１と２２はそこで
左方に戻されるので、ピンは下降されウェハを電極１１
上に置くことが出来る。分枝２１と２２はそれから左方
に移動されるので、アーチ形部材２９は電極１１の上方
で左方に配置され、電極とウェハに対して間隙を保持す
る。電極１１は、その上にウェハを乗せて次に上昇され
、プラズマ反応炉室を密閉するように係合し２反応室を
閉鎖する。
アーチ形２９はまた。必要ならば第２の分校のセットに
よシ輸送機構１０の右方向にウニノーを出すように、ウ
ニノ・を支持す丞機能を与える。
ことまで説明したように、電極１１の中のピンの用途は
、プラズマ装置を介してウニノ・の輸送を容易にするた
めにのみ役立つた。本発明にもとづけば各種のピンは、
密閉反応炉室の中でウニ／’１を上昇するのに用いられ
るので、ウェハはグロー放電の中に浸漬される。
第２図は、電極、ピン及び分校の側面図を図示する。第
２図に図示する如く、ピン１２−１４は十分上昇した位
置において２分枝２１と２２からウェハ３１を持ち上げ
る。反応炉室内においてピン１２−１４は、ウェハ３１
を電極１１から第２図と同一間隔、−あるいは、それよ
シ小さい間隔だけ上昇することが出来る。ウェハ３１が
極端に電極１１に接近している場合をのぞけば、ウェハ
３１と電極１１の間の相互作用あるいは、結合は小さい
。このように。
ウェハの配置にはかなシの柔軟性があるので１例えば、
ウェハへのガスの流れのような他の要因についても、考
慮がはらえる。ウェハへの結合は主として、ピン１２−
１４の導電率または誘電率によ多制御される。もしピン
１２−１４が導電性であれば。
ウェハ３１は必然的に電極１１と同一電圧にたもたれる
。この構成は例えば、ホトレジストの除去に用いられる
。特に、ピン１２−１４の手段でウェハ３１を上昇する
ことによシウエハ３１はグロー放電内に浸漬され、グロ
ー放電は、ウェハ３１下側のリム（ｒｉｍ）　２５に近
いホトレジストのエツチングに用いられる。かくして平
行板型反応炉で、１段階（ｓｔｅｐ）でのホトレジスト
除去が達成される。
第３図は９本発明にもとづく好ましいピンの実施例を図
示する。特に、ピン３０は丸い、または鈍らせた先端３
３から成るのが好ましく、ここで半導体ウェハと接触す
る。ピン３０が導電材質であれば、丸い鈍らせた部分３
３はウェハとの十分な電気的接触をえることが出来る。
ピン３０が石英のような絶縁材質であれば、これは好ま
しい絶縁体であるが、ピン３０は一体の導電材質、また
は一体の絶縁材質でなければならない必要がないのは、
商業技術者には理解ずみである。例えば導電性ピンに硝
子またはプラスチック被覆をほどこし。
導電性芯と半導体ウェハの間を絶縁することも可能であ
る。逆に外側に導電性膜層を有する絶縁ピンを提供する
ことも可能である。代わりに９点線３２に図示するよう
に、ピン３０を２部分から作〕。
それからそれを、一体に溶着、または、しりかシ留める
ことも出来る。例えばピン３０の上端部は石英よりなシ
、下端部はアルミニウムよシなることも可能である。
第４図はさらに他の代シの実施例を図示し、ピンに用い
られる材質を広く選択することが出来る。
特にピン３４は鈍らせた先端３５を有し、適当な材質の
スリーブ５６により電極１１よシ分離される。
例えば、絶縁スリーブ３６によシミ極１１よシ分離され
た導電性ピン３４を供給するのは望ましく。
スリーブは例えば、セラミ、りまたは石英のような、プ
ラズマに反応しなり材質であることも可能である。代シ
に例えば、ピン３４を石英とし、スリーブ３６を適当な
軸受及び密閉材質とし、普通アルミニウムよシなる電極
１１をすシ減らすことによシ過度に粒子の発生もせず、
何度もピン３４を上下させることが出来る。
第５図は、エツチング速度対ｔｏｒｒで示す圧力に関す
る２本発明の性能を図示する。
図示される結果は、５吋（１２５ｍｍ）ウニノ１のホト
レジスト膜層をエツチングするため酸素を用いる平行板
型、半径流反応炉において達成された。印加され九ＲＦ
電力は１３．５６Ｍｆｆｇ　、　　５００ワツトである
。
カーブ４１は、ピン−アップ・モードで石英ピンを用い
たエツチング速度対圧力を図示する。カーブ４２は、ピ
ン−アップ・モードでアルミニウム・ピンを用いて達成
された。カーブ４３は、ピン−ダウン・モードの操作で
達成された。ローデング・エフェクト（ｌｏａｄｔｔ＊
ｇ　ｄｆｅｃｔ）　　は、ピン−ダウン・モードに対す
るよシピンーアップ・モードに対する方が低い。例えば
、ピン−ダウン・モードの４吋ウェハのエツチング速度
は普通３−４ミクロン／分であるが、ピン−ダウン・モ
ードの６吋ウェハのエツチング速度は普通１．７−２．
２ミクロン／分である。即ち面積が２２５チ増加し、エ
ツチング速度は４４チ減少した。アルミニウム・ピン上
でのピン−アップ・モードでは、４吋つニノ１から６吋
ウェハに対し、エツチング速度の減少は単に１３チであ
った。
かくの如く本発明によシ、改良されたプラズマ処理が提
供され、この処理では下部電極よシ伸びる支持ピンの使
用によシ、ウニノ１の両面への接近が達成される。ピン
の材質の選択によシ多くの処理が可能である。さらにウ
ェハに対する放射線損傷が軽減出来る。
本発明は以上の通）説明されたが１本発明の精神と範囲
内において多くの改変が可能であるのは。
画業技術者にとりては明確である。例えば、ピンの先端
に用いられた仕上げは、導電性ピンが尖っていない限シ
重要ではない。そこで例えば、先端は平らにしても丸く
してもよい。平らにするならば、ウェハを損傷するかも
知れない角を避けるため、先端には直角な角が無いのが
好ましい。ピンの数と配置は選択の問題である。他のあ
る支持が無ければ、ウェハを支持するため、最少３個の
ピンが必要と考えられる。第１図においてはウニノ・輸
送装置の１部として図示されているが２本発明にもとづ
く支持ピンは、固定、可動、ｔたは大きいウェハの輸送
装置の部分であるにかかわらず。
いかなるプラズマ電極にも使用可能であると考えられる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ウェハ・ピン・す７トを用いるウェハ輸送機
構を図示するものである。 第２図は、ピン・リフト機構を断面で示す。 第３図は１本発明にもとづくピンの詳細を図示するもの
である。 第４図は２本発明にもとづくピン・リフト機構の代シの
実施例である。 第５図は本発明によるエツチングの結果を図示するもの
である。 第１図において。 １０；輸送機構 １１；下部電極 １２〜１４；ピン １５；昇降機構 ２１．２２　；分枝 ２３．２４　；レール ２９；　　アーチ形部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. １．半導体ウェハを受け入れる下部電極と反応炉内でグ
    ロー放電をおこす手段を有する平行板型プラズマ反応炉
    において、前記グロー放電の中へ前記ウェハを持ち上げ
    るための前記電極の中に多くのピンを具えるピンリフト
    プラズマ処理装置。
  2. ２．前記ピンは、前記ウェハを前記電極より電気的に分
    離している特許請求の範囲第１項記載のピンリフトプラ
    ズマ処理装置。
  3. ３．前記ピンは、前記ウェハと前記電極を電気的に接続
    する特許請求の範囲第１項記載のピンリフトプラズマ処
    理装置。
JP61135858A 1985-06-11 1986-06-11 ピンリフト　プラズマ処理装置 Pending JPS61288424A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/743,341 US4624728A (en) 1985-06-11 1985-06-11 Pin lift plasma processing
US743341 1985-06-11

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JPS61288424A true JPS61288424A (ja) 1986-12-18

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JP61135858A Pending JPS61288424A (ja) 1985-06-11 1986-06-11 ピンリフト　プラズマ処理装置

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EP (1) EP0205142A3 (ja)
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