JPS63181325A - ブラズマ反応器 - 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］ 本発明はプラズマ反応器に係り、更に詳細には、無線周
波数（ＲＦ）エネルギを反応器の空間に結合することに
関する。

［従来の技術］ 従来の技術において、プラズマ反応器は、半導体ウェー
ハを含む、多様な製品のドライケミカル処理に使用され
てきた。これらすべてのプロセスにおいて、エツチング
用であれ、あるいは被着（ｄｅｐｏｓ　ｉ　ｔ　ｉ　ｎ
Ｊ　）用であれ、ＲＦ電力はプラズマ放電を作り出す反
応器と結合させなければならない。

プラズマ放電はウェーハの処理に使用される反応種を作
り出す。ＲＦ電力は誘導的あるいは容量的に反応器と結
合することができる。事実上現在の反応器はすべてＲＦ
エネルギについて容量結合を使用している。

ＲＦエネルギを取扱う他のすべてのシステムの場合と同
様に、結合の効率は構成要素のインピーダンス整合によ
って決まる。麹型的なプラズマ反応器においては、ＲＦ
エネルギは下部電極と結合されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 下部電極は可動で、ウェーハを着脱しやすくなっている
。したがって、ＲＦ電力は必然的に同軸ケーブルによっ
て電極と結合されるが、同軸ケーブルはＲＦ増幅器と反
応器室との実際の距離よりはるかに長く、反応器が動作
するにつれて頻繁に曲げを受けやすい。更に、反応器が
動作する結果、エツチングプロセスの場合でさえ、電極
に付着物が形成され、可動電極を励起する確実な手段と
しての単純な機械的接触が妨げられる。同軸ケーブルの
長さと曲げとのため、ＲＦが極めて洩れやすく、したが
ってこれを反応器の囲いで囲まなければならない。これ
らの問題は、プラズマ反応器のインピーダンスが高いら
しくこのため可撓ケーブル内に高いＶＳＷＲを生じ、電
力喪失、ケーブルの加熱、およびスプリアス放射を伴う
という事実により一層困難になる。

本発明は上述にかんがみてなされたものであって、その
目的とするところは反応室への改良されたＲＦ結合を提
供することにおる。

本発明の他の目的は、ＲＦエネルギをプラズマ反応器に
容量的に結合する機構を提供することである。

本発明の更に他の目的は、ＲＦエネルギを可動電極に容
量的に結合させることで必る。

本発明の他の目的は可動電極への同軸ケーブル接続を排
除することである。

本発明の更に他の目的は反応器室を開いた時にプラズマ
反応器を自動的に無能にする（ｄｉｓａｂｌｅ）ことで
ある。

［問題点を解決するための手段および作用］前述の目的
はプラズマ反応器室が導電性堅壁面から電気的に絶縁さ
れた結合リングを備えている本発明により達成される。

導電性下部電極は、室を閉じる位置に動くと、リングと
隣接し、絶縁体によりこれと隔てられる。電極とリング
とには重なる円環状領域があり、コンデンサの２つの極
板を形成してＲＦエネルギを至に加える結合コンデンサ
を形成する。至を開くとコンデンサはもはや存在せず、
ＲＦ電力が下部電極と結合しない。

［実施例］ 本発明は付図に関連して行う次の詳細な説明を検討する
ことにより一層完全に理解することができる。

第１図はプラズマ反応器の下部電極が結合コンデンサの
１つの電極として働く本発明の好ましい実施例を示す。

特に、至１０は上部電極１１と誘電体リング１２により
分離されている下部電極１３とを備えている。下部電極
１３は処理のため室１０の中にウェーハ１４を保持する
台（ｓｔａｇｅ）として役立つ。

ＲＦ電力は整合用回路網２０により室１０に供給される
。整合用回路網２０は適切なりアクティブ要素により相
互に接続された入力２１と出力２２とを備え、電力増幅
器く図示せず）と室１０とを整合させる。整合用回路網
２０は接地されており接地導線は導線２３により上部電
極１１に接続されている。ＲＦ低信号導線２４により導
電リング１７に結合されており、導電リング１７は絶縁
スリーブ２５に囲まれている。導電リング１７に隣接し
て接地リング２６があり、下部電極１３の周辺のまわり
で電磁シールド２７と接触する。

シールド２７は絶縁体２８のような適切な絶縁体により
下部電極から分離されている。シールド２７はその周辺
に接地リング２６と係合する弾力部分を備えていること
が望ましい。

動作時、ウェーハは下部電極１３に載置され、下部電極
１３は至１０を閉じる位置に引揚げられる。電極１３は
Ｏリング１８のような適切な手段により封止されている
。この閉じた位置で、シールド２７が接地リング２６と
係合し、電極１３が導電リング１７と直接隣接する位置
に来る。導電リング１７には導電リング１７を、これも
導電性の下部電極１３から電気的に分離する薄い絶縁被
膜がある。

第２図に更に完全に示したとおり、導電リング１７は陽
極酸化した（ａｎｏｄ　ｉ　ｚｅｄ　）硬いアルミニウ
ムから構成することが望ましい。すなわちリング１７は
その上面に黙止アルミニウム層３１が形成されており、
下面に酸化アルミニウム層３２が形成されている。層３
１は希望により省略することができる。誘電体層３２は
導電リング１７を下部電極１３から分離しており、その
厚さは０．０５から０．０７ｍであることが望ましい。

したがって、これら２つの導電性部材はコンデンサ３５
として図的に表わしたように、誘電体で分離されたコン
デンサの極板を形成している。

第１図の入力２１に加えられるＲＦ電力は導線２４によ
り導電リング１７に結合される。導電リング１７から、
ＲＦ電力は結合コンデンサ３５により電極１３とウェー
ハ１４とを介して至１０と結合される。プロセスザイク
ルの終りに、電極１３が下降し、ウェーハ１４にアクセ
スできるようになるばかりでなくＲＦ電源との接続が遮
断される。その他、電磁シールドが開放される。したが
って、ＲＦ電力が偶然遮断されないようなことがあって
も、電極１３は完全に付勢されない状態になる。

本発明について前記のとあり説明してきたが当業者には
本発明の精神および範囲の中で各種の変更を行うことが
可能でおることが明らかであろう。

たとえば、ダイオードプラズマ反応器に関連して説明し
たが、本発明はトライオード反応器にも同様に適用でき
ることがわかる。同様に誘電体層３２は便宜上酸化アル
ミニウムから構成されているが、接続のインピーダンス
を調節するのに他の誘電体や誘電体の厚さを使用するこ
とができる。

ｉｒｅシールド２７は電極１３に接続するのが望ましい
が、シールドには機器の固定部を備えることができる。

［発明の効果］ 前述のように本発明によりＲＦ電力をプラズマ反応器に
加える改良された結合システムが得られる。下部電極は
至が聞くや否や完全に切離されるので可撓接続は不必要
でおる。更に、ＲＦ電力と下部電極との間は直接電気的
に接続されることはない。すなわち非抵抗性結合になっ
ている。接続を室にすぐ隣接したところで行うことがで
きるので、接続の長さや導体の曲がりまたは曲げによる
電力の損失は大幅に減少する。その他に、接続がプラズ
マに露出されないので、ＲＦエネルギと室との結合は苗
の使用とともに劣化することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるプラズマ反応器を示す断面図、
そして 第２図は、結合リングと下部電極との”細部を示す部分
的断面図である。 １０・・・反応室、　１１・・・上部電極、１２・・・
誘電体リング、　１３・・・下部電極、１４・・・ウェ
ーハ、　１７・・・導電リング、２５・・・スリーブ、
　２６・・・接地リング、２７・・・電磁シールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接地電極と絶縁体で分離された可動の付勢電極との
   間でプラズマを発生する囲まれた空間を有し、かつＲＦ
   電力を該囲まれた空間に容量的に結合する手段を備えて
   おり、該結合手段は前記可動電極の一部と重ねるための
   導電性リングと、該導電性リングを前記可動電極から分
   離し前記可動電極とともにコンデンサを形成する第２の
   絶縁体とを具備することを特徴とするプラズマ反応器。 ２、前記第２の絶縁体は前記導電性リング上に被膜を備
   えている特許請求の範囲第１項に記載の反応器。 ３、ＲＦ電力を２つの電極間に形成されたプラズマグロ
   ー放電と結合する方法であつて、ＲＦ電力を、１つの極
   板が前記電極である直列コンデンサを通して前記放電に
   結合させるステップを具備することを特徴とする方法。