JPS6360529A

JPS6360529A - プラズマ処理方法

Info

Publication number: JPS6360529A
Application number: JP20365886A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Taji; 新一田地; Kazunori Tsujimoto; 和典辻本; Sadayuki Okudaira; 奥平　定之
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-03-16

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、固体のエツチングおよび固体表面の改質方法
に係り、とくに、高寸法精度の加工と改質に好適な表面
反応の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の低温ドライエツチング装置は、特願昭５９−１１
９４５に記載のように試料を試料台とに置く方式が用い
られているだけで、試料の冷却効率を上げる点について
は、配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのため、試料を低温化するのに長時間かかるという問
題があった７本発明の目的は、試料を効率的に低温状態にすることに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、試料を試料台とに置く前に、冷却された試
料台上に、ガス吸着層または薄膜分形成することＫより
達成される。

〔作用〕

冷却されている試料台上に形成されたガス吸着層は、試
料裏面と試料台表面との接触面積と太きくする。それに
より、試料が効率的に短時間で冷却される。試料台に薄
膜と形成した場合でも同様な効果がみられ、短時間で冷
却できる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、Ｃｔ２ガス’＆−１５ＱＣに保った試料台に吸着
させた後にｔ　８　＋ウェハを置き、試料３ｉ温度の時
間変化を測定した結果である。同図には、Ｃ１２ガスを
吸着させない場合の結果も破線で示した。Ｃ１２吸着層
を形成すると、　−１５０Ｃまで冷却する時間が約１／
２に短縮できることがわかった。すなわち、ＣｔＺ吸着
層の形成は試料の低温化を行なうのに効果的であった。

同様の効果は、　ＣＣｌ−４、ＢＣＬｓ　、　Ｓ　ｉ　
ＣＬａ　。

Ｐ　ＣｔｓのＣｔを含むドライエツチング用ガス、ＣＦ
ａ　、ＳＦｓ　、ＢＦｓ　、ＮＦｓ　、ＸｅＦ２　。

Ｃ２Ｆｇ　、　０３　Ｆｇ　　などのＦを含むガス、Ｃ
Ｈ４゜５ＩＨ４，Ｃ２Ｈａ、　ＢＨ３，Ｂ２Ｈ６，３ｉ
）（ａ　　などのＨｔ含むガスさらに残留ガス成分であ
るＦ２０゜Ｃｏ、ＣＯＺ　、Ｈ２、また、ＣＨＣＬ３．
ＣＨＦ３゜ＣＣｌＦ２　、ＣＣＬｚＦ２　、ＣＨ２Ｆ２
などのＨとＦ。

Ｃｔを同時に含むガスでも確認できた。

吸着層の厚さは＋　Ｓ　’試料裏面の凹凸の深さと同程
度の数μｍであるほうが、冷却効率が良い。

しかし、それ以下であっても、冷却効果は確認された。

また、エリ厚くとも冷却効率は変わらない。

ＱａＡｓやＩｎＰなどの化付物半導体、ｓ　ｉＯｚ　。

Ａ　！−２０３などの絶縁物においてもＳｉと同様に吸
着層形成が冷却効率向Ｊ：、に好適であった。

冷却効率向上には、吸着層ではなく、試料台とに薄膜を
形成することによっても達成される。薄膜としては、Ａ
ｔやＩｎ、Ａｕなど展延性に富む金属が優れているが、
プラズマＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒ　
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）やプラズマ重合により形成し
た半導体、絶縁物、有機膜を用いても良いことがわかっ
た。

冷却された試料は、その裏面に吸着層および薄膜による
汚染がある。汚染を除くには試料を処理した後、同一反
応室内で加熱する方法がある。また、別に設けた後処理
室に搬送後、室温以上まで加熱する方法は表面処理室（
反応室）の汚染によるリレキ現象などを小さくすること
に効果的であった。また、室温風との温度まで加熱する
と、大気中に取り出したときの結露分防ぐ効果があった
。

第２図して示すエツチング製置により一実施例を説明す
る。本実施例は１枚葉式マイクロ波プラズマエツチング
装置と試料昇温室から成る。試料は。

カセット式ロード室１からエツチング室２に搬送され吸
蕾層？形成した試料台５丘に移される。試料台５は、冷
却装置４により低温状態に保たれるとともに、エツチン
グ処理時には高周波電源３からの高周波電力が印加され
る。エツチング処理では、試料台５が上方に移動しプラ
ズマ８に近接した位置７となる。マイクロ波プラズマは
、マグネトロン発蛋管１２からのマイクロ波（周波数：
２、．４５ＧＨｚ）を、石英放電管９内部に導入された
ガスに印加し、かつ、磁石１０からの磁界中で発生、維
持させ、試料５とエツチング処理した。

エツチング時の試料冷却温度は、−１９６Ｃから０００
間で、処理材料とガスの組み合せにニジ。

変化させた。本実施例では、このエツチング処理のあと
、バルブ１４全通し、昇Ｃ室１５に試料を搬送させ、試
料台１６に置く、試料１７は、窓１９ｉ通しランプ１８
からの光２０によって加熱される。本実施例では、約２
分間の光照射で試料温度は５０Ｃまで上昇し、その後、
カセット室２１に収納し、大気中へと収り出した。昇温
させないで、大気中に取り出すと、試料長面には、結露
するのに対し５本実施例では、結露する問題は全く起き
ない。すなわち、試料？低温にして表面処理した場合に
、本発明が極めて有効となる。

平行平板型反応性イオンエツチングを低温で行なった時
の実施例を、第２図に示した。マイクロ波プラズマエツ
チングと同様な効果が得られる。

マイクロ波加熱方式を用いた時の実施例について、第４
図に示した昇温室により説明する。テフロンや５ｉ０２
などの誘電体で作った試料台３６上に、冷却されている
試料３７を搬送・配置させる。これシてマグネトロン発
振管からのマイクロ波を印加すると試料の温度は、容易
に上昇させることができる。本方法は、とくに、短時間
で昇温させる場合に有効である。

試料台を金属によって構成し、この金属？加熱する場合
には、加熱処理時間は長くなるが、装置構成上では価格
面で有利である。実施例（１）と（２）と（３）と組み
合せると、昇温はより効果的に行なうことができる。

上記実施例は、昇温室内に液化点の低いガスを導入する
ことによって、より昇温効率が上がる。

）（ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎｚ等が効果的であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料を冷却する効率が向上し。

短時間で試料を低温にすることができ、処理時間の大巾
短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例のＣ４２ガス吸着有無によ
るウェハ冷却速度の違いを示す図、第２図と第３図は１
本発明の一実施例の低温エツチング装置と昇温室の模式
的縦断面図、第４図は１本発明の実施例の昇温装置の縦
断面図。１．１′・・・カセット室、２．２’・・・エツチング
処理室、３．４’・・・高周波電源、３′・・・マツチ
ング回路、４．５’・・・冷却装置、５・・・試料台、
　６．６’・・・試料、７．７’・・・処理時の試料台
、８．６’・・・プラズマ、９・・・放を管、９′・・
・対向電極、１０・・・マグネット、１１・・・導波管
、１２・・・マグネトロン、１３・・・電源、１４．１
４’・・・パルプ、１５．１５’・・・昇温室、１６．
１６’・・・試料台、１７．１７’・・・試料、１８．
１８’・・・ランプ、１９．１９’・・・急、２０．２
０’・・・光、２１．２１’・・・カセット室、３１・
・・バルブ、３２・・・昇温室、３３・・・導波管。３４・・・マグネトロン、３５・・・電源、３６・・・
試料台。３７・・・試料、３８・・・カセット室。代理人　弁理士　小川勝馬′−′＼、 γ　１　図ム第　３　図Ｙ４　図　　　　　１７、ｈｆＬ−ｙ、室３ｇ：　力比
ゾにド

Claims

【特許請求の範囲】１、真空容器内に、水温未満の温度に冷却した試料があ
り、この試料に接するガスプラズマにより該試料の表面
処理を行なう工程において、該試料を試料台上に装着す
る前に、冷却された試料台上にガス吸着層または、薄膜
を堆積させる工程と該試料をプラズマ処理したのちに、
試料を低温の試料台から試料温度を室温以上まで加熱す
る加熱室まで搬送する工程と、加熱室において試料を室
温以上に加熱する工程を含むことを特徴とするプラズマ
処理方法。２、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理方法にお
いて、試料台上の薄膜がプラズマ堆積により行なわれる
ことを特徴とするプラズマ処理方法。