JPS63253628A - 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〕 本発明はプラズマ処理装置に係り、特にプラズマ洗浄の
高速化に好適なプラズマ処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、例えば、特開昭６０−５９７３９号に記
載のように、クリーニング電極を反応室の内部に設置し
、四弗化炭素と六弗化硫黄と酸素とを含む混合ガスを用
いて、基板電極と上部電極との間または基板電極とクリ
ーニング電極との間でプラズマを発生させて、反応室の
内部に付着したシリコンを含む皮膜を高速エツチングす
るものであった・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、高速クリーニングを装置の構造によっ
て得る点について配慮されておらず、ガス種の選択によ
って高速クリーニングを達成しようとしたものであり、
クリーニングをしようとする皮膜の種類が限定されると
いう問題があった。

本発明の目的は、クリーニングしようとする皮膜の種類
にはとられれず、高速クリーニングを達成することので
きるプラズマ処理装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、反応室の側壁の内面に絶縁体を介して導電
材料を設け、さらに導電材料の内側に保護力ノー−を設
け、前記導電材料に電圧を印加する手段を設けることに
より、達成される。

〔作　　　用〕

反応室内に設けた保護カバーにプラズマ処理時に発生し
た堆積物か付着し、これを除去するに当り１反応室内に
クリーニング用の処理ガスを供給しプラズマを発生させ
るとともに、保護カバー裏側に設けた導電材料に電圧を
印加し、この電圧によってプラズマ中のイオンを引き寄
せ、反応除去とともにスパッタ効果が生じて、高速クリ
ーニングか可能となる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

反応室を形成するチャンバ−１の上部および下部に絶縁
材を介して上部電極２および下部電極３が取り付けてあ
り、チャンバー１の内側面には絶縁体を介して導電材料
でなるクリーニング電極６を設け、さらに、クリーニン
グ電極６の内側を石英等でなる保護カバー７で覆う。下
部電極３には、この場合、試料が載置され高周波電源４
が接続してあり、上部電極２は切換えスイッチ８を介し
て接地または高周波電源４に接続し、クリーニング電極
６は切換えスイッチ９を介して電気的浮遊状態または高
周波電源４に接続しである。

上記構成により、まず、試料をプラズマ処理するときに
は切換えスイッチ８を接地側に接続し、切換えスイッチ
９を電気的浮遊状態の方に接続する。この状態で、図示
しないガス供給装置および排気装置により、チャンバー
１内に処理ガスを供給し所定圧力に減圧排気して、高周
波電源４によって下部電極３に高周波電力を供給し、上
、下電極２，３間にプラズマを生じさせて、試料をプラ
ズマ処理、例えば、エツチング処理またはＣＶＤ処理等
を行う。

これにより、下部電極３に載置された試料か処理される
とともに、上部電極２の下面および保護カバー７の内面
には堆積物が付着する。この堆積物が付着する過程にお
いて、クリーニング電極６は電気的浮遊状態にしである
ので、上、下電極２゜３間に生じる高周波放電の高周波
電圧がクリーニング電極６に誘起され、この高周波電圧
によってプラズマ中のイオンがクリーニング電極６側に
引き寄せられ、保護カバ−７に付着した堆積物がイオン
衝撃によるスパッタ効果によって除去される。

なお、クリーニング電極、極６に誘起される高周波電圧
は下部電極３に印加した高周波電圧に比べて弱いものと
なるので、試料のプラズマ処理に影響を与えることはな
い、また、従来行われている平行平板型電極によるプラ
ズマ処理では１本実施例のように下部電極に試料を載置
して行う場合、プラズマ処理中に付着する堆積物は、上
部電極の下面に多く付着し、チャンバーの側面方向は上
部電極２の下面に比べると少なくなる。しかし、本実施
例の場合には、チャンバー１の側面方向、すな＋１瓢４
Ｈ僅力バー７小内面りご針善ナス愉饋物にｌ廿ｉリーニ
ング′ｒ１ｉ、極６によって生じるスパッタ効果が作用
するのでさらに堆積量は少なくなる。

次に、試料のプラズマ処理が何度か行われて、チャンバ
ー１内に付着した堆積物の堆積量が多くなったら、試料
の処理ガスに替えてプラズマクリーニング用の処理ガス
をチャンバー１内に供給し、プラズマを発生させてプラ
ズマクリーニング用行う、なお、この場合は、切換えス
イッチ８を切り換えて上部電極２を高周波電源４に接続
するとともに、切換えスイッチ９を切り換えてクリーニ
ング電極６を高周波電源４に接続して、プラズマを発生
させる。これにより、上部電極２およびクリ）−ニング
電極６にも強い高周波電圧が印加され、プラズマ中のイ
オンがそれぞれ引き寄せられ、スパッタ効果による除去
が生じるとともに、イオンによる反応除去も合わせて多
くなり、単にプラズマ中のラジカルやイオンによる反応
除去だけのプラズマクリーニングに頼らなくてすみ、速
く洗浄できる。

以上、木−実施例によれば、チャンバー側壁部に設けた
クリーニング電極６に高周波電圧を印加することによっ
て、プラズマ中のイオンを保護カバー７側に引き込むこ
とができるので、プラズマ処理中に付着する堆積物の量
の少ない、言い換えればプラズマクリーニングにより除
去しにくいチャンバー側壁方向の保護カバー７に付着し
た堆積物を速やかに除去でき、洗浄時間を短縮すること
ができる。

また、プラズマクリーニング中は上、下電極２゜３の両
方に高周波電圧を印加しているので、上。

下電極２，３とチャンバー１との間で生じたプラズマが
上、下電極２．３間に広がり、この上、乍電極２．３間
のプラズマが高周波電圧を受けてさらに強いプラズマに
なり、上部電極２の下面に付着したたくさんの堆積物、
すなわち、保護カバー７に付着した堆積物に比べて量の
多い堆積物が、前記したプラズマの作用によって速やか
に除去され、洗浄時間も短縮できる。

さらに、試料をプラズマ処理する間もクリーニング電極
６を電気的浮遊状態としているので、クリーニング電極
６に高周波電圧が誘起され、プラズマ中のイオンを引き
込みスパンク効果を生じさせるので、プラズマ処理中に
保護カバー７に堆積する量を少なくすることができる。

なお、本実施例ではクリーニング電極６に接続した高周
波電源をプラズマ発生用の高周波電源４と共用している
が、クリーニング電極６用に別に設けても良い。また、
この場合、周波数の低い高周波電源、例えば４００ＫＨ
ｚの周波数の電源等を用いれば、さらにイオンの引き込
み作用が強くなる。

次に１本発明の第２の実施例を第２図により説明する。

本図において第１図と同符号は同一部材を示す、本図が
第１図と異なる点は、高周波電源４に電力配分手段１０
を介して上、下電極２．３およびクリーニング電極６に
高周波電力を印加するようにしている点である。

電力配分手段ｌＯは、試料のプラズマ処理中にはクリー
ニング電極６への電力供給を押え、試料のプラズマ処理
に影響を与えないようにし、プラズマクリーニングを行
うときにはクリーニング電極６にも電力を多く供給して
、プラズマ中のイオンの引き寄せを充分に行うようにす
る。

以上、末弟２の実施例によれば、前記一実施例と同様の
効果を得ることができる。また、電力配分手段１０の調
整によって、試料のプラズマ処理時に保護カバー７に堆
積する量を最小にすることができ、プラズマクリーニン
グの洗浄時間をさらに短縮することができる。

次に、本発明の第３の実施例を第３図により説明する。

本図において第１図と同符号は同一部材を示す０本図が
第１図と異なる点は、クリーニング電極６が完全に電気
的浮遊状態にしである点である。

本実施例によれば、試料のプラズマ処理中およびプラズ
マクリーニング中にもクリーニング電極６に高周波電圧
が誘起されるので、プラズマ中のイオンを引き込む作用
が＃８き、前記一実施例と同様の効果を得ることができ
る。ただし、この場合は、プラズマクリーニング時の洗
浄速度は前記一実施例に比べて遅くなる。しかし、本実
施例によれば、装置構成を簡単にすることができる。

次に、本発明の第４の実施例を第４図により説明する。

本実施例はプラズマ処理装置としてＥＣＲ（？１ｉ子サ
イクロトロン共鳴）放電を用いたものであり、チャンバ
ー１１とチャンバー１１の上部に設けた石英窓１７ｂと
で放電室を形成し、石英窓１７ｂの上部には図示しない
マイクロ波源につながる導波管１２が取り付けである。

チャンバー１１の側壁外周にはコイル１９が設けてあり
、チャンバー１１の側壁内面には絶縁体１５を介してク
リーニング電極１６が設けられ、さらにクリーニング電
極１６の内側に石英等でなる保護カバー１７ａが設けで
ある。またチャンバー１１の下部には絶縁材を介して試
料電極１３が設けてあり、試料電極１３およびクリーニ
ング電極１６は高周波電源１４に接続しである。

上記構成により１図示しないガス供給装置と排気装置と
によって、チャンバー１１内に試料の処理カスを供給す
るとともに所定圧力に減圧排気して、導波管１２によっ
てマイクロ波１８を導き。

石英窓１７ｂを介してチャンバー１１内に導入するとと
もに、コイル１９によってチャンバー１１内に磁場を生
じさせ、マイクロ波と磁場との相乗作用によって処理ガ
スをＥＣＲ放電させて、試料のプラズマ処理を行う。こ
のとき、試料電極１３およびクリーニング電極１６には
高周波電源１４によって高周波電圧を印加し、プラズマ
中のイオンの引き寄せを行う、これによって、試料は、
例えば、異方性のエツチング処理が行われ、保護力／＜
−１７ａはイオンのスパッタ効果によって堆積１勿の少
ないものとなる。

また、処理ガスを替えてクリーニング用の処理ガスを供
給し、チャンバー１１内をプラズマクリーニングする際
にも、試料電８ｉ１３およびクリーニング電極１７ａに
高周波電圧を印加し、イオンの引き寄せを行って、前記
一実施例のようにプラズマクリーニングを行う。

以上、本−実施例によれば、前記−実施例のように、試
料のプラズマ処理中の堆積量を減らすことができるとと
もに、プラズマクリーニング中の洗浄速度を速くして、
洗浄速度を短縮することができるという効果がある。

なお１本実施例では、クリーニング電極に電圧を印加す
る手段として高周波電源を使用したものがあるが、プラ
ズマ中のイオンを引き寄せ可能であれば良く、直流電源
等を用いても良い。

〔発明の効果〕 本発明によれば、クリーニングしようとする皮膜の種類
にとられれず、高速クリーニングを達成することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるプラズマ処理装置を示
す縦断面図、第２図から第４図は本発明の他の実施例で
あるプラズマ処理装置を示す縦断面図である。 １　、１１−−−−−−チャンバー、　２−−−−ｍ−
上部電極、３−−−−−一下部電極、４　、１４−−−
−−一高周波電源、５　、１５−−−−−一絶縁体、６
　、１８−−−−−−クリーニング電極、７　、１７ａ
−−−−一保護カパー。 ＋８−−−−−−マイクロ波、１！３−−−−−−コイ
ル代理人　弁理士　　小　川　勝　男 オｌ凶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応室と真空排気装置とガス供給装置とプラズマ発
   生装置とから成るプラズマ処理装置において、反応室の
   側壁の内面に絶縁体を介して導電材料を設け、さらに該
   導電材料の内側に保護カバーを設け、前記導電材料に電
   圧を印加する手段を設けたことを特徴とするプラズマ処
   理装置。 ２、前記導電材料に電圧を印加する手段として、電源を
   接続する特許請求の範囲第１項に記載のプラズマ処理装
   置。 ３、前記導電材料に電圧を印加する手段として、前記導
   電材料を電気的に浮遊状態とする特許請求の範囲第１項
   記載のプラズマ処理装置。