JPS63254731A - 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、特にプラズマ処理時
に発生する反応生成物の堆積が少なく、かつ反応生成物
除去のためのプラズマ洗浄に好適なプラズマ処理ｇｔＭ
に関するものである。

〔従来の技術、〕

ドライエツチング！Ｊ［、プラズマＣＶＤ装置等プラズ
マを利用して試料１例えばウェハな処理するプラズマ処
理装置においては、処理に伴う反応生成物が真空室内面
に堆積する。これら堆積物はやかて靭離し、Ｉ！埃とな
ってウェハ表面に落下し。

プラズマ処理の歩留りを低下させる。これを改善する従
来の技術として、まず特開昭６０−５９７３９号に代表
されるプラズマ洗浄法があるが、洗浄時間が長いという
問題点があった。また、特公昭６０−５６４３１号に代
表されるように、真空室内の構成材を加熱する方法があ
り、これは反応生成物の堆積を低減させ得るので、プラ
ズマ洗浄時間を短縮するのに有効である。

なお、プラズマ処理装置では、真空室を構成するステン
レス鋼からの重金属汚染を防止するため。

特開昭６１−１３３３８６号に代表されるように保護カ
バーを設けることが重要となり、かかる場合１反応生成
物は保護カバー内面に堆積するので。

堆積量を低減するためには保護カバーを加熱する必要が
あるが、従来の加熱方法では保護カバーを加熱する点に
ついて配慮されていなか９た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は真空室内に設けた保護カバーの加熱に対
して配慮されておらず、真空室内の電極や真空室を形成
するチャンバーを加熱しても、保護カバーに対する加熱
効果が著しくｉ＜、また、保護カバーの温度制御が不可
能であるという問題があつた。

本発明の目的は真空室内部に設けた保護カバーを容易に
加熱できるようにし、プラズマ洗浄時の洗浄時間を短縮
する二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、真空下でプラズマを利用して試料を処理す
るプラズマ処理装置において、真空室内の内壁面の全面
または一部をプラズマ雰囲気から゛１゛隔離するカバー
体を設け、カバー体はその内部にン 発熱体を埋設することにより、達成される。

〔作　　用〕

反応生成物が堆積しやすい領域にカバー体を設け、カバ
ー体に設けた発熱体を加熱することによってカバー体を
直接加温できるので、プラズマ処理中に付着する堆積物
を減少できるとともに、プラズマ洗浄時の洗浄速度を速
くでき洗浄時間を短縮することができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図により説明
する。

第１図において、上ｆｆ１２．側１！３．下１１４およ
びこれらの合せ面に設ける０リング５，６で真空室を形
成し、上蓋２には電力導入端子７，８を設け、下蓋４に
は排気＊ｉｉ（図示省略）につながる排気ノズル９を設
けている。真空、室内部には接地された上部電極１０と
高周波電源νに接続され上面につ、ハ１３を載置する下
部電極１１とがそれぞれ電気絶縁を兼ねたシール機構１
４．１５を介して取付けられ、さらにカバー部１６．１
７が側壁３のフランジ部を利用して取り付けられている
。

第２．第３因において、カバー体１６は石英またはセラ
ミック製のカバー体母材１６１と発熱体となる電気抵抗
体１６２と電極１６３　、　１６４および絶縁膜１６５
　とで構成され、電極１６３および１６４は電気的絶縁
間隙１６６を有して配置し、かつそれぞれカバー体１６
のフランジ上面まで廷ばし、１１ＬＭｊ８１６３．１６
４間に絶縁間Ｑ　１６６とは逆方向に膜状の電気抵抗体
１６２を蒸着またはコーティング剤の焼付は等の手段に
よってカバー体母材１６１の外表面に形成し、さらに電
気抵抗体１６２および電極１６３，１６４の外表面をフ
ランジ上面の電極部を除いて絶縁膜で覆っている。露出
した７ランジ上面の電極部１６３．１６４には第１図の
電力導入端子７が圧接され真空室外からの電力の供給を
可能としている。

また、カバー体１７の電極、電気抵抗体および絶縁膜も
カバー体１６と同様に構成され電力導入端子８から電力
が供給される。

本発明は上記の構成により次の二つの作用をなす。

第１の作用はプラズマ処理時における作用である。真空
室を減圧状態に排気し、図示しない搬送装置によりてつ
、ハＢを下部電ｆ！１１上に載置して。

バルブ毘を開放し流量を調整されたプラズマ処理用ガス
を上部電極１０内部の中空通路（図示省略）を介して下
部電極１０の下面より真空室内に供給する。一方、排気
ノズル９から排気し、排気装置によって真空室内の圧力
を所定圧力に調整する。この状態で高周波電［１２によ
り上、下電極１０．１１間に高周波電力を印加すると、
真空室内のカバー体１６、１７と上、下電極１０．１１
とによって囲まれた空間領域でプラズマ処理用ガスがプ
ラズマ化され、二のプラズマの作用によりウェハ１３を
処理し、処理が終了したウェハ１３は高周波力の印加を
止めた後、真空室外へ搬出される。このようにプラズマ
は、カバー体１６．１７によって真空室構成材の上蓋２
、側壁３かも隔離されるので、ウェハが重金属で汚染さ
れることがない。

上記プラズマ処理中に、カバー体１６．１７の電気カバ
ー体１６．１７は電気抵抗体のジュール熱によって加熱
され、図示しない電力供給装置によってプラズマ処理に
悪影響を及ぼさない必要かつ最適な温度に維持される。

温度は投入する電圧または電流を調整する二とにより制
御できる。このようなプラズマ処理中には、プラズマと
接触するカバー体にプラズマ処理に伴う反応生成物が堆
積するが。

カバー体は高温状態に維持されているので堆積量が激減
される。

また、カバー体１６の電気抵抗！６２および電極１６３
゜！６４は、その外表面が絶縁体１６５で覆われている
ので、上Ｍ２．側壁３等の接地された金属体との接触に
よる電気的短絡の心配はなく、またプラズマ処理装置の
うちドライエツチング装置では塩素系ガス等の腐食性ガ
スを使用することもあるが。

電気抵抗体１６２および電極１６３．１６４は絶縁膜で
覆われているので腐食性ガスに接することはなく長寿命
を保ち得る。

なお、プラズマ処理装置が電気的短絡の心配のない構造
、および腐食の心配のないプラズマ処理プロセスである
場合には絶縁膜を省くことができる。

次に第２の作用を説明する。プラズマ処理中にカバー体
１６．１７を加熱することにより反応生成物の堆積量は
激減するが１反応生成物の堆積を完全には防止できない
場合もある。かかる場合、プラズマ処理を繰り返す毎に
堆積物が蓄積し、遂には剥離し塵埃化するに至る。堆積
物の要項化を防止するためにプラズマ処理のある周期で
プラズマ洗浄を実施する。

第１図において、プラズマ洗浄が必要な時期に達すると
、バルブ１８，１９の切替え操作により、反応生成物の
除去に適切なプラズマ洗浄用ガスを真空室内に供給し、
高周波ＩＥ源校により、上、下電ＭＭ１０．１１間に高
周波電力を印加しガスをプラズマ化する。これと同時に
カバー体１６．１７に電力を供給してカバー体を高温に
維持する。カバー体１６゜１７の内表面に堆積した反応
生成物はプラズマと高温加熱の効果が相乗されて高速で
除去される。プラズマ洗浄が終了すると、カバー体１６
．１７はプラズマ処理に支障のない温度まで落され、再
びプラズマ処理を行う。

なお、プラズマ洗浄時においては、上、下電極１０、１
１への高周波電源認の接続および接地方法は第１図の方
法に限る必要はなく任意の方法が可能で、さらにプラズ
マ処理の高周波電源と周波数の異なる別［＃ｉを用いて
もよい。

また、プラズマ処理装置には種々の機構部品が組み込ま
れており、これら機構の保守管理上、真空室を大気に開
放し、真空室内の構成部品を大気中に取り出す必要のあ
る場合には、カバー１６．１７はそれぞれ独立しており
、側Ｉｔ３の上部にカバー体１６のフランジ部が戟り、
カバー体１６の上部にカバー体１７が載置されていて、
それぞれのカバー体１６、１７には圧接形の電力導入端
子７．８を介してそれぞれ電力が供給される構造となつ
ているので、上側から順次取り外しでき、着脱自在とな
っている。

以上、本−実施例によれば、第１にプラズマ処理中にカ
バー体を加熱することにより１反応生成物のカバー体へ
の堆積量を低減でき、第２にプラズマ洗浄時の洗浄速度
を高速化することができる。

これによってプラズマ処理装置の洗浄時間を短縮される
ので、プラズマ処理装置の稼動率を向上できる効果があ
る。

次に、第４図から８８図にカバー体の他の実施例を示す
。

第４図からＭ７図はカバー体における発熱体の他の実施
例を示し、これらの実施例において、電流は単条あるい
は複雑条の膜状電気抵抗体１６２を通り電極１６３．１
６４間に流れる。膜状電気抵抗体の形状寸法は電気抵抗
体の比抵抗値によって定められる。

第８図はカバー体に点検窓を設けたものである。

プラズマ処理！１ＩｔｉＷはプラズマ状態の観察および
プラズマ処理の進行状況の検出のため外部よりモニタリ
ングを行う。本実施例においては１発熱体である不透明
な電気抵抗体１６２は欠如領域１６７を有して配置され
る。カバー体母材１６１が不透明材料である場合は欠如
領域１６７より小さくカバー体母材１６１自身切欠き領
域１６８が形成される。カバー体母材が透明材領域であ
る場合は欠如領域１６７のみでよく切欠く必要はない。

かくして側壁３に設けられたモニタリング用窓（図示せ
ず）の位置に合わせて、カバー体の透明領域が形成され
る。

なお１本発明の実施例においてはカバー体が独立した２
個１６．１７の場合を示したが、カバー体を一体の円筒
釣鐘状に形成することもできる。さらに２個のカバー体
は何れか一方を省くこともできる。

また１本実施例の説明においてはプラズマ処理およびプ
ラズマ洗浄におけるプラズマ発生手段が高周波電源を用
いたものであったが、本発明は高周波電源に限るもので
はなく、高流電源、ｌ［流電源、マイクロ波発生ｇ！置
、先発住装置１を用いたもの、またはこれらの組み合わ
せによって発生させたプラズマにおいても、作用、効果
に変るところはなく本発明に包含されるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、真空室内部に設けた保護カバーを容易
に加熱でき、プラズマ洗浄時の洗浄時間を短縮すること
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図は第１図のカバー体の詳細を示す縦
断面図、第３図は第２図の展開図。 第４図から第８図はカバー体の他の実施例の展開図であ
る。 ２・・・・・・上蓋、３・・・・・・側壁、１６．１７
・・・・・・カバー体、１６１・・・・・・カバー体母
材、１６２・・・・・・電気抵抗体、１６３゜１６４・
・・・・・電極、１６５・・・・・・絶縁膜代理人　弁
理士　　小　川　勝　男 ／６．１７−−−ブンノＸ−／ｌスト・第３図 ４４０　　　　　４５図 １６図　　　　４７図 オδ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空下でプラズマを利用して試料を処理するプラズ
   マ処理装置において、真空室内の内壁面の全面または一
   部をプラズマ雰囲気から隔離するカバー体を設け、該カ
   バー体はその内部に発熱体を埋設してなることを特徴と
   するプラズマ処理装置。 ２、前記カバー体は、カバー体母材の外表面に発熱体を
   有し、さらに発熱体の外表面を絶縁膜で覆つてなる特許
   請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。 ３、前記発熱体は、蒸着法またはコーティング剤の焼付
   け法によって形成された薄膜電気抵抗体である特許請求
   の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。 ４、前記カバー体母材は石英またはセラミックスである
   特許請求の範囲第２項記載のプラズマ処理装置。 ５、前記カバー体は、真空室外からのプラズマモニタリ
   ングのためにその一部が切欠かれている特許請求の範囲
   第２項記載のプラズマ処理装置。 ６、前記カバー体は、少くとも発熱体の一部が欠如し、
   該欠如部分が真空室外からのプラズマモニタリングのた
   めの透明領域を形成している特許請求の範囲第２項記載
   のプラズマ処理装置。