JPS63160334A - 半導体基板のプラズマ処理装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明はチャンバ内にガスを導入し、該ガスをプラズ
マ化し、該チャンバ内に入れられた半導体基板をプラズ
マ処理する装置に関するものである。

［従来の技術］ 半導体基板のプラズマ処理装置は、チャンバ内に導入す
るガスを変更することにより、レジストのアッシング装
置、ＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐ
ｏｓｌｔｌｏｎ　）膜形成装置、プラズマエツチング装
置と、多方面に利用される。

第２図は従来の半導体基板のプラズマ処理装置の断面図
である。レジストのアッシング装置に利用した場合につ
いて説明する。

レジスト１が被覆された・半導体基板２がチャンバ３内
に置かれている。チャンバ３は、ガスを導入するガス導
入口４と、チャンバ３内のガス流量およびガス圧力を調
節する真空ポンプ５を備えている。ガスは酸素ガスであ
る。チャンバ３内でプラズマを発生させるために、チャ
ンバ３はさらに第１ＲＦ電極６と第２ＲＦ電極７を備え
ており、第１ＲＦ電極６と第２ＲＦ電極７間に高周波発
振器（ＲＦ）８を接続している。

高周波発振器８によりプラズマ状態に励起された酸素プ
ラズマが、半導体基板２表面のレジスト１の有機物質を
酸化し、該レジスト１を灰化除去する。

以上のごとく、導入ガスを酸素にするとアッシング装置
になるが、導入ガスをシラン、アンモニア等の反応性ガ
スに代えることにより、本装置はプラズマＣＶＤ法によ
るデポ装置になる。

すなわち、チャンバ３内に半導体基板２を置き、シラン
、アンモニアのガスをガス導入口４から導入し、プラズ
マ化させると、半導体基板上に窒化珪素のＣＶＤ膜が形
成される。

同様に、導入ガスをフロンガス、アルゴン、塩化水素ガ
スにすると、本装置はプラズマエツチング装置になる。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来の半導体基板のプラズマ処理装置は以上のよう°に
構成されており、半導体基板裏面に起こる反応について
は何ら考慮されていない。

したがって、プラズマ処理するためのプラズマガスが半
導体基板の裏面に回り込むことがあった。

その結果、レジストのアッシング装置に用いた場合には
酸化膜が半導体基板裏面に形成され、ＣＶＤ膜形成装置
に用いた場合にはＣＶＤ膜が半導体基板裏面に形成され
る。

これらの酸化膜やＣＶＤ膜が半導体基板裏面に形成され
ると、後工程でさらにプラズマ処理する際、ＲＦ電極と
半導体基板との間の電気的接触が不安定となる。その結
果、アッシングが均一に行なえず、またＣＶＤ膜の膜厚
がばらつき、問題であった。

また、このような酸化膜、ＣＶＤ膜が存在していると、
後工程で半導体基板裏面に金属膜の蒸着を行なうにして
も、金属膜の密着性について問題があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、半導体基板裏面にプラズマガスが回り込まない
プラズマ処理装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、チャンバ内にガスを導入し、該ガスをプラ
ズマ化し、該チャンバ内に入れられた半導体基板をプラ
ズマ処理する装置に係るものである。

そして前記問題点を解決するために、該チャンバは前記
半導体基板により、第１の処理室と第２の処理室とに仕
切られ、前記半導体基板の一方面は前記第１の処理室の
室内雰囲気に面し、前記半導体基板の他方面は前記第２
の処理室の室内雰囲気に面するようにされている。

そして前記第１の処理室は該第１の処理室にガスを導入
する第１のガス導入口と１．該ガスをプラズマ化させる
プラズマ発生装置と、該第１の処理室内の圧力を調節す
る第１の圧力調節手段とを備えている。

また前記第２の処理室は、該第２の処理室にガスを導入
する第２のガス導入口と、該第２の処理室内の圧力を調
節する第２の圧力調節手段とを備えている。

［作用］ チャンバが半導体基板により、第１の処理室と第２の処
理室とに仕切られており、それぞれの処理室に該処理室
内の圧力を調節する手段が備えられている。

したがって、それぞれの処理室の圧力の差を充分にとる
ことにより、半導体基板に圧力をかけて、第１の処理室
と第２の処理室とを仕切り、両室内の雰囲気を充分に分
離することが可能となる。

それゆえ、第１の処理室内のガスは第２の処理室内に入
り込めなくなる。すなわち、プラズマ化されたガスは半
導体基板裏面に回り込まなくなる。

［実施例コ 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。

第１図はこの発明に係る半導体基板のプラズマ処理装置
の断面図である。

チャンバ９は半導体基板１０により第１の処理室１１と
第２の処理室１２とに仕切られている。

半導体基板１０上にはレジスト１３が被覆されているが
、これは本装置をアッシング装置として使用しているた
めである。

半導体基板１０は、チャンバ９の内部突出部１４の溝の
上に置かれたＯリング１５の上に置かれている。そして
半導体基板の一方面は第１の処理室１１の室内雰囲気に
面し、半導体基板の他方面は第２の処理室１２の室内雰
囲気に面している。

第１の処理室１１は、該第１の処理室にガスを導入する
第１のガス導入口１６を備えている。本装置をアッシン
グ装置に使用する場合には、第１ガス導入口１６から酸
素ガスが導入される。

第１の処理室１１は、第１のガス導入口１６から導入さ
れたガスをプラズマ化させるプラズマ発生装置を備えて
いる。該プラズマ発生装置は第１のＲＦ電極１７と第２
のＲＦ電極１８と高周波発振器１９とからなっている。

第１の処理室は、さらに該第１の処理室内の圧力を調節
する第１の圧力調節手段２０を備えている。

第２の処理室１２は該第２の処理室にガスを導入する第
２のガス導入口２１を備えている。本装置をアッシング
装置に使用する場合には該第２のガス導入口２１より窒
素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが導入される。

第２の処理室１２は、さらに該第２の処理室内の圧力を
調節する第２の圧力調節手段２２を備えている。

次に、本装置をアッシング装置について使用した場合の
動作について説明する。

半導体基板１０を第１の処理室の内部突出部１４の溝の
上に置かれた０リング１５の上に置く。

次いで、第２のガス導入口２１より窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガスを第２の処理室１２内に導入し、
第２の圧力調節手段２２である真空ポンプで一定の圧力
に保つ。

次いで、第１のガス導入口１６から酸素ガスを所定の流
量導入する。そして、第１の圧力調節手段２０である真
空ポンプで第１の処理室１１内の圧力を所望の値に保つ
。

このとき、第２の処理室１２内の圧力を第１の処理室１
１の圧力より小さくすると、半導体基板１０はＯリング
１５を押え付けることになる。圧力差を大きくすること
により、第１の処理室１１と第２の処理室１２との室内
雰囲気は、半導体基板１０により仕切られ、分離される
。

次いで、高周波発振器１９により、第１のＲＦ電極１７
と第２のＲＦ電極１８の間に高周波電圧を印加し、酸素
プラズマを発生させる。

この酸素プラズマにより、半導体基板１０表面のレジス
ト１３が酸化され、該レジスト１３が灰化除去される。

この際、第１処理室１１のプラズマガスは第２の処理室
１２に入り込まないので、半導体基板１０裏面に酸化膜
は形成されない。

上記実施例では本装置をアッシング装置に使用した場合
について示したが、ＣＶＤ膜形成装置に使用した場合は
半導体基板１０の裏面にＣＶＤ膜が形成されない。

ＣＶＤ膜形成装置に使用した場合の動作について説明す
る。

レジスト１３が被覆されていない半導体基板１０をＯリ
ング１５の上に置き、酸素の代わりにシアン、アンモニ
アガス等の反応性ガスを第１ガス導入口１６から導入す
る。そして、第１の圧力調節手段２０である真空ポンプ
で第１の処理室１１内の圧力を所望の値に保つ。次いで
、第２のガス導入口２１より窒素、アルゴン、ヘリウム
等の不活性ガスを、第２の処理室１２内に導入し、第２
の圧カニＪＳｆｉｕ手段２２である真空ポンプで一定の
圧力に保つ。アッシング装置に使ったときと同様に、圧
力差を調節することにより、０リング１５で第１の処理
室１１の雰囲気は第２の処理室１２の雰囲気から分離さ
れる。

次いで、高周波発振器１９により、第１のＲＦ電極１７
と第２のＲＦ電極１８の間に高周波電圧を印加し、反応
性ガスをプラズマ化する。

このプラズマ化された反応性ガスにより、半導体基板１
０表面にＣＶＤ膜が形成される。この際、Ｏリング１５
のシール効果によりプラズマ化された反応性ガスは第２
の処理室に入り込まないので、半導体基板１０の裏面に
ＣＶＤ膜は形成されない。

なお、上記実施例では第２の処理室１２を圧力調節用に
のみ用いる場合を例にして示したが、第２処理室１２に
プラズマ発生装置を取付ければ、圧力調節だけでなく、
半導体基板裏面にも同時にプラズマ処理することが可能
となる。

また、実施例ではプラズマ発生装置に高周波発振器を用
いる場合を例に示したが、本発明はこれに限られず、Ｅ
ＣＲプラズマを用いても同様の効果を実現し得る。

［発明の効果コ 以上のように、この発明に係る半導体基板のブラズ々処
理装置では、チャンバが半導体基板により、第１の処理
室と第２の処理室とに仕切られ、それぞれの処理室に該
処理室内の圧力を調節する圧力調節手段が備えられてい
る。

したがって、それぞれの処理室の圧力差を充分にとるこ
とにより、半導体基板に圧力をかけて、第１の処理室と
第２の処理室を仕切り、両室内の雰囲気を充分に分離さ
せることができる。

その結果、第１の処理室のプラズマガスは第２の処理室
内に入り込めなくなる。そのため、プラズマ化されたガ
スは半導体基板裏面に回り込まない。

結果として、本発明に係る装置をレジストのアッシング
装置に使用した場合に、酸化膜が半導体裏面に形成する
ことはなくなる。また、本発明に係る装置をＣＶＤ膜形
成装置に使用した場合には、ＣＶＤ膜が半導体裏面に形
成することはなくなる。

さらに、第２処理室にプラズマ発生装置を取付けた場合
には、前記効果を損なうことなく、半導体基板の裏面に
同時にプラズマ処理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来の半導体基板のプラズマ処理装置である。 図において、９はチャンバ、１０は半導体基板、１１は
第１の処理室、１２は第２の処理室、１６は第１のガス
導入口、１７は第１のＲＦ電極、１８は第２のＲＦ電極
、１９は高周波発振器、２０は第１の圧力調節手段、２
１は第２のガス導入口、２２は第２の圧力調節手段であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）チャンバ内にガスを導入し、該ガスをプラズマ化
   し、該チャンバ内に入れられた半導体基板をプラズマ処
   理する装置であって、 前記チャンバは前記半導体基板により第１の処理室と第
   ２の処理室とに仕切られ、前記半導体基板の一方面は前
   記第１の処理室の室内雰囲気に面し、前記半導体基板の
   他方面は前記第２の処理室の室内雰囲気に面するように
   されており、 前記第１の処理室は該第１の処理室にガスを導入する第
   １のガス導入口と、該ガスをプラズマ化させるプラズマ
   発生装置と、該第１の処理室内の圧力を調節する第１の
   圧力調節手段とを備えており、 前記第２の処理室は該第２の処理室にガスを導入する第
   ２のガス導入口と、該第２の処理室内の圧力を調節する
   第２の圧力調節手段とを備えていることを特徴とする半
   導体基板のプラズマ処理装置。
2. （２）前記第２の処理室はプラズマ発生装置を備えてい
   る特許請求の範囲第１項記載の半導体基板のプラズマ処
   理装置。
3. （３）前記プラズマ発生装置は高周波発振器である特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の半導体基板のプラ
   ズマ処理装置。