JP2003100720A - プラズマ装置 - Google Patents
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ装置内に発生する正に帯電したパー
ティクルが処理基板上に落下して付着することを防止す
るとともに、リーク電流やチャージアップによるプラズ
マ装置へのダメージを防止する。 【解決手段】 プラズマ装置の真空処理室１０内の加工
電極２０の周囲に、負の電圧が印加される導電体と、当
該導電体の表面を覆う薄い表面絶縁物とからなるパーテ
ィクル除去電極４０を配置する。正に帯電したパーティ
クルはパーティクル除去電極４０により吸着して基板上
への落下を防止する。その一方で、パーティクル除去電
極４０の表面絶縁物によって、プラズマ中の正イオンが
パーティクル除去電極４０に流れ込むのを防止し、リー
ク電流を抑制する。また、表面絶縁物の誘電率を高め、
あるいは抵抗率を下げることにより、表面絶縁物を通し
て電流を流し、当該表面絶縁物におけるチャージアップ
を抑制する。
ティクルが処理基板上に落下して付着することを防止す
るとともに、リーク電流やチャージアップによるプラズ
マ装置へのダメージを防止する。 【解決手段】 プラズマ装置の真空処理室１０内の加工
電極２０の周囲に、負の電圧が印加される導電体と、当
該導電体の表面を覆う薄い表面絶縁物とからなるパーテ
ィクル除去電極４０を配置する。正に帯電したパーティ
クルはパーティクル除去電極４０により吸着して基板上
への落下を防止する。その一方で、パーティクル除去電
極４０の表面絶縁物によって、プラズマ中の正イオンが
パーティクル除去電極４０に流れ込むのを防止し、リー
ク電流を抑制する。また、表面絶縁物の誘電率を高め、
あるいは抵抗率を下げることにより、表面絶縁物を通し
て電流を流し、当該表面絶縁物におけるチャージアップ
を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマを用いて基
板を加工するプラズマ装置に装着し、特にプロセス中に
発生するパーティクルが基板上に落下して付着すること
を防止する機能を備えたプラズマ装置に関する。
板を加工するプラズマ装置に装着し、特にプロセス中に
発生するパーティクルが基板上に落下して付着すること
を防止する機能を備えたプラズマ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマを用いて半導体等の基板を加工
するプラズマ装置として、基板上に薄膜を形成する成膜
装置や基板表面に対してエッチングを行うエッチング装
置があり、一般的には、図８に示すように、真空処理室
１０と、この処理室内に設置された上部電極２１と下部
電極２２からなる一対の加工電極２０と、加工される基
板Ｗを前記下部電極２２上に固定するための吸着用電源
３３を有するサセプタ３０を備えており、真空処理室１
０内を真空状態に排気するとともにガス供給口２３から
プロセスガスを真空処理室１０内に導入し、加工電極２
０間に高周波電源２５の高周波電圧を印加してプロセス
ガスをプラズマ化し、サセプタ３０上の基板Ｗに対して
加工を行う構成がとられている。この種のプラズマ装置
では、プロセスにおける反応生成物からなる異物（パー
ティスル）が発生し、このパーティクルが真空処理室１
０の内壁に付着し、当該内壁から剥離したときにサセプ
タ３０上の基板Ｗの表面に落下、付着し、基板Ｗで製造
する半導体装置等の製造歩留りを低下させる要因にな
る。
するプラズマ装置として、基板上に薄膜を形成する成膜
装置や基板表面に対してエッチングを行うエッチング装
置があり、一般的には、図８に示すように、真空処理室
１０と、この処理室内に設置された上部電極２１と下部
電極２２からなる一対の加工電極２０と、加工される基
板Ｗを前記下部電極２２上に固定するための吸着用電源
３３を有するサセプタ３０を備えており、真空処理室１
０内を真空状態に排気するとともにガス供給口２３から
プロセスガスを真空処理室１０内に導入し、加工電極２
０間に高周波電源２５の高周波電圧を印加してプロセス
ガスをプラズマ化し、サセプタ３０上の基板Ｗに対して
加工を行う構成がとられている。この種のプラズマ装置
では、プロセスにおける反応生成物からなる異物（パー
ティスル）が発生し、このパーティクルが真空処理室１
０の内壁に付着し、当該内壁から剥離したときにサセプ
タ３０上の基板Ｗの表面に落下、付着し、基板Ｗで製造
する半導体装置等の製造歩留りを低下させる要因にな
る。
【０００３】そこで、このようなパーティクルが基板上
に付着することがないように、パーティクルを除去する
技術が提案されている。例えば、特開２０００−３９０
２号公報には、真空処理室内に負の電圧を印加した電
極、グリッド、カバー等の導電体を設置しておき、プラ
ズマ処理によって生じた正に帯電したパーティクルを当
該導電体によってトラップ、あるいは誘導するなどして
基板上に落下しないようにしたものである。
に付着することがないように、パーティクルを除去する
技術が提案されている。例えば、特開２０００−３９０
２号公報には、真空処理室内に負の電圧を印加した電
極、グリッド、カバー等の導電体を設置しておき、プラ
ズマ処理によって生じた正に帯電したパーティクルを当
該導電体によってトラップ、あるいは誘導するなどして
基板上に落下しないようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公報に
記載の従来のプラズマ装置では、真空処理室内に負電圧
を印加した導電体の電極を設置すると、プラズマ中の正
イオンを引き込み、電源に大きなリーク電流が流れて、
これを破壊する可能性がある。この問題に対しては、同
プラズマ装置では、加工電極間への高周波電圧の印加を
停止してプラズマ処理を終了した時点に負電圧を導電体
に印加することによってリーク電流を抑制しているが、
そのための制御を行う回路装置が必要であり、プラズマ
装置の構造が複雑化することになる。一方、公報に記載
のプラズマ装置において負電圧を印加した導電体の代わ
りに、負に帯電した絶縁物を真空処理室内に設置するこ
とも考えられるが、プラズマ放電によって当該絶縁物の
表面がチャージアップし、異常放電によって部品が破壊
される可能性がある。また、このチャージアップによっ
てパーティクルを引き寄せるために十分な電界を形成す
ることができなくなる可能性もある。
記載の従来のプラズマ装置では、真空処理室内に負電圧
を印加した導電体の電極を設置すると、プラズマ中の正
イオンを引き込み、電源に大きなリーク電流が流れて、
これを破壊する可能性がある。この問題に対しては、同
プラズマ装置では、加工電極間への高周波電圧の印加を
停止してプラズマ処理を終了した時点に負電圧を導電体
に印加することによってリーク電流を抑制しているが、
そのための制御を行う回路装置が必要であり、プラズマ
装置の構造が複雑化することになる。一方、公報に記載
のプラズマ装置において負電圧を印加した導電体の代わ
りに、負に帯電した絶縁物を真空処理室内に設置するこ
とも考えられるが、プラズマ放電によって当該絶縁物の
表面がチャージアップし、異常放電によって部品が破壊
される可能性がある。また、このチャージアップによっ
てパーティクルを引き寄せるために十分な電界を形成す
ることができなくなる可能性もある。
【０００５】本発明の目的は、プラズマ放電中に発生す
るパーティクルを効率よく除去するとともに、その一方
でリーク電流やチャージアップを抑制してプラズマ装置
の損傷を防止することを可能にしたプラズマ装置を提供
するものである。
るパーティクルを効率よく除去するとともに、その一方
でリーク電流やチャージアップを抑制してプラズマ装置
の損傷を防止することを可能にしたプラズマ装置を提供
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空処理室
と、この真空処理室内に設置された上部電極と下部電極
からなる一対の加工電極と、加工される基板を下部電極
上に固定するサセプタを備えるプラズマ装置において、
真空処理室内に配置されて負の電圧が印加されるパーテ
ィクル除去電極を備えており、当該パーティクル除去電
極は、負の電圧が印加される導電体と、この導電体の表
面を覆う薄い表面絶縁物とを備えることを特徴とする。
と、この真空処理室内に設置された上部電極と下部電極
からなる一対の加工電極と、加工される基板を下部電極
上に固定するサセプタを備えるプラズマ装置において、
真空処理室内に配置されて負の電圧が印加されるパーテ
ィクル除去電極を備えており、当該パーティクル除去電
極は、負の電圧が印加される導電体と、この導電体の表
面を覆う薄い表面絶縁物とを備えることを特徴とする。
【０００７】ここで、前記パーティクル除去電極の表面
絶縁物は、例えば、表面絶縁物として、酸化アルミニウ
ム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタルを用い
る。この場合、誘電率を高める不純物、あるいは抵抗率
を下げる不純物が添加されていることが好ましい。ま
た、表面絶縁物として酸化アルミニウムを用いたとき
に、添加不純物に酸化チタンを用いる。さらに、表面絶
縁膜は１００μｍ程度の厚さとすることが好ましい。
絶縁物は、例えば、表面絶縁物として、酸化アルミニウ
ム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタルを用い
る。この場合、誘電率を高める不純物、あるいは抵抗率
を下げる不純物が添加されていることが好ましい。ま
た、表面絶縁物として酸化アルミニウムを用いたとき
に、添加不純物に酸化チタンを用いる。さらに、表面絶
縁膜は１００μｍ程度の厚さとすることが好ましい。
【０００８】一方、パーティクル除去電極は、加工電極
の周囲の真空処理室の内壁に沿って配置される。あるい
は、加工電極内に形成されるプラズマ放電領域を囲む位
置に配置される。さらには、パーティクル除去電極はメ
ッシュ状に形成され、上部電極と下部電極との間に配置
される。
の周囲の真空処理室の内壁に沿って配置される。あるい
は、加工電極内に形成されるプラズマ放電領域を囲む位
置に配置される。さらには、パーティクル除去電極はメ
ッシュ状に形成され、上部電極と下部電極との間に配置
される。
【０００９】本発明によれば、正に帯電したパーティク
ルを負電圧が印加されたパーティクル除去電極で吸着し
て基板上への落下を防止する一方で、パーティクル除去
電極の表面絶縁物によってプラズマ中の正イオンがパー
ティクル除去電極の導電体に流れ込むのを防止してリー
ク電流を抑制する。また、表面絶縁物は薄く形成されて
いることで、また好ましくは誘電率を高める不純物、あ
るいは抵抗率を下げる不純物を表面絶縁物に添加するこ
とで、異常放電を引き起こすチャージアップを抑制する
ことができる。
ルを負電圧が印加されたパーティクル除去電極で吸着し
て基板上への落下を防止する一方で、パーティクル除去
電極の表面絶縁物によってプラズマ中の正イオンがパー
ティクル除去電極の導電体に流れ込むのを防止してリー
ク電流を抑制する。また、表面絶縁物は薄く形成されて
いることで、また好ましくは誘電率を高める不純物、あ
るいは抵抗率を下げる不純物を表面絶縁物に添加するこ
とで、異常放電を引き起こすチャージアップを抑制する
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は本発明によるプラズマ装置の
概略構成を示す断面図である。真空処理室１０内には上
部電極２１と下部電極２２からなる一対の加工電極２０
が配置されており、前記下部電極２２上には加工される
基板Ｗを前記下部電極２２上に固定するサセプタ３０が
備えられる。前記サセプタ３０は、前記下部電極２２上
の絶縁体３１とその上の静電吸着電極３２とで構成され
る。また、前記上部電極２１には、プロセスガスを真空
処理室内に導入するための反応ガス導入口２３が開口さ
れ、当該開口位置に設けられたガス吹き出し板２４から
プロセスガスを加工電極２０間に供給するようになって
いる。また、前記サセプタ３０に静電吸着用の電位を与
えるための吸着用電源と３３、加工電極２０に高周波電
力を供給するための高周波電源２５が接続されている。
さらに、前記加工電極２０間の空間を囲む位置には前記
真空処理室１０の内壁面を覆うようにパーティクル除去
電極４０が配置され、前記上部電極２１との間に接続さ
れる除去用電源４３によって、前記上部電極２１に対し
て所要の電位が印加されるようになっている。
て詳細に説明する。図１は本発明によるプラズマ装置の
概略構成を示す断面図である。真空処理室１０内には上
部電極２１と下部電極２２からなる一対の加工電極２０
が配置されており、前記下部電極２２上には加工される
基板Ｗを前記下部電極２２上に固定するサセプタ３０が
備えられる。前記サセプタ３０は、前記下部電極２２上
の絶縁体３１とその上の静電吸着電極３２とで構成され
る。また、前記上部電極２１には、プロセスガスを真空
処理室内に導入するための反応ガス導入口２３が開口さ
れ、当該開口位置に設けられたガス吹き出し板２４から
プロセスガスを加工電極２０間に供給するようになって
いる。また、前記サセプタ３０に静電吸着用の電位を与
えるための吸着用電源と３３、加工電極２０に高周波電
力を供給するための高周波電源２５が接続されている。
さらに、前記加工電極２０間の空間を囲む位置には前記
真空処理室１０の内壁面を覆うようにパーティクル除去
電極４０が配置され、前記上部電極２１との間に接続さ
れる除去用電源４３によって、前記上部電極２１に対し
て所要の電位が印加されるようになっている。
【００１１】前記パーティクル除去電極４０は、図２に
断面構造を示すように、例えばアルミニウム等の導電体
４１の表面に表面絶縁物４２を皮膜状に形成したもので
あり、この表面絶縁物４２は酸化アルミニウム、酸化シ
リコン、酸化タンタル、窒化シリコン等、種々の絶縁材
料が適用可能である。ここでは、酸化アルミニウムを１
００μｍの厚さに形成する。なお、酸化アルミニウム膜
の形成方法は、熱酸化でも溶射でもよい。そして、前記
導電体４１に対して前記除去用電源４３を電気接続し、
所要の電位を印加する構成となっている。
断面構造を示すように、例えばアルミニウム等の導電体
４１の表面に表面絶縁物４２を皮膜状に形成したもので
あり、この表面絶縁物４２は酸化アルミニウム、酸化シ
リコン、酸化タンタル、窒化シリコン等、種々の絶縁材
料が適用可能である。ここでは、酸化アルミニウムを１
００μｍの厚さに形成する。なお、酸化アルミニウム膜
の形成方法は、熱酸化でも溶射でもよい。そして、前記
導電体４１に対して前記除去用電源４３を電気接続し、
所要の電位を印加する構成となっている。
【００１２】以上の構成のプラズマ装置をエッチング装
置として構成した場合におけるプラズマエッチング動作
について説明する。反応ガス供給口２３からプロセスガ
スを真空処理室１０内に導入するとともに、加工電極２
０間に高周波電源２５からの高周波電圧を印加し、プロ
セスガスをプラズマ化する。プロセスガスとしては六弗
化イオウ、酸素、窒素を用い、ＲＦ（高周波）パワー６
００Ｗとする。これにより、サセプタ３０上に載置され
た基板、例えば半導体ウェハＷの表面に対してエッチン
グが行われる。エッチングに際して生じる反応物は加工
電極２０間から周辺部に飛散されるが、このプラズマ処
理を行っている最中に、除去用電源４３によりパーティ
クル除去電極４０に０〜−３００Ｖの電圧を印加する。
これにより、飛散される反応物、すなわちパーティクル
は正に帯電しているため、負のパーティクル除去電極４
０に吸着される。したがって、パーティクルが一旦真空
処理室１０の内壁に付着してその後に真空処理室１０の
内壁から剥離されて半導体ウェハＷの表面に落下される
こと、あるいはパーティクルが直接半導体ウェハＷの表
面に付着することが防止される。一方、前記パーティク
ル除去電極４０に対して前述のように除去用電源４３か
ら電圧を印加した場合においても、パーティクル除去電
極４０は導電体４１の表面が表面絶縁物４２によって被
覆されているため、加工電極２０からパーティクル除去
電極４０ないし除去用電源４３に流れ込む電流は０．１
ｍＡ以下であり、十分な絶縁が確認される。
置として構成した場合におけるプラズマエッチング動作
について説明する。反応ガス供給口２３からプロセスガ
スを真空処理室１０内に導入するとともに、加工電極２
０間に高周波電源２５からの高周波電圧を印加し、プロ
セスガスをプラズマ化する。プロセスガスとしては六弗
化イオウ、酸素、窒素を用い、ＲＦ（高周波）パワー６
００Ｗとする。これにより、サセプタ３０上に載置され
た基板、例えば半導体ウェハＷの表面に対してエッチン
グが行われる。エッチングに際して生じる反応物は加工
電極２０間から周辺部に飛散されるが、このプラズマ処
理を行っている最中に、除去用電源４３によりパーティ
クル除去電極４０に０〜−３００Ｖの電圧を印加する。
これにより、飛散される反応物、すなわちパーティクル
は正に帯電しているため、負のパーティクル除去電極４
０に吸着される。したがって、パーティクルが一旦真空
処理室１０の内壁に付着してその後に真空処理室１０の
内壁から剥離されて半導体ウェハＷの表面に落下される
こと、あるいはパーティクルが直接半導体ウェハＷの表
面に付着することが防止される。一方、前記パーティク
ル除去電極４０に対して前述のように除去用電源４３か
ら電圧を印加した場合においても、パーティクル除去電
極４０は導電体４１の表面が表面絶縁物４２によって被
覆されているため、加工電極２０からパーティクル除去
電極４０ないし除去用電源４３に流れ込む電流は０．１
ｍＡ以下であり、十分な絶縁が確認される。
【００１３】ここで、本発明にかかるパーティクル除去
電極４０では、導電体４１の表面を覆う表面絶縁物４２
の誘電率を高め、あるいは抵抗率を低くすることが好ま
しい。例えば、パーティクル除去電極４０の導電体４１
としてのアルミニウムの表面を被覆する表面絶縁物４２
として、前記実施形態の酸化アルミニウムに代えて、酸
化チタンを添加した酸化アルミニウムを用いてもよい。
酸化チタンは酸化アルミニウムより誘電率が高く、酸化
アルミニウムに添加することで誘電率を高く調整でき
る。図３（ａ），（ｂ）は、表面絶縁物４２の誘電率の
違いによる電場の違いを示す図である。本発明のように
加工電極２０間に発生するプラズマ放電領域に対向して
パーティクル除去電極４０を配置したときには、当該プ
ラズマ放電領域Ｐとパーティクル除去電極４０との間に
は、電位が急激に変化するシースＳと呼ばれる空間が形
成される。そして、パーティクル除去電極４０の表面絶
縁物４２に酸化チタンを添加していない酸化アルミニウ
ム（以下、純酸化アルミニウム）や酸化シリコンのよう
な誘電率の低い物質を用いた場合には、図３（ａ）の様
に、表面絶縁物４２表面の電位は導電体４１に印加した
電圧に対して正の方向に高くなる。プラズマ放電領域Ｐ
のポテンシャルは、パーティクル除去電極４０の影響を
ほとんど受けないので、シースＳの電場は表面絶縁物４
２表面の電位で決まる。従って、図３（ａ）に示したよ
うに、シースＳの電場の強さは、パーティクル除去電極
４０が表面絶縁物４２で覆われていない時よりも弱くな
り、パーティクルの除去効率が低くなる。一方、表面絶
縁物４２に酸化チタンを添加した酸化アルミニウムや酸
化タンタルのような誘電率の高い物質を用いた場合に
は、図３（ｂ）のように、表面絶縁物４２表面の電位
は、導電体４１に印加した電圧とほぼ等しい値をとる。
そのため、シースＳの電場の強さは、パーティクル除去
電極４０の導電体４１が表面絶縁物４２で覆われていな
い場合とほぼ等しくなり、パーティクルの除去効率があ
がることになる。
電極４０では、導電体４１の表面を覆う表面絶縁物４２
の誘電率を高め、あるいは抵抗率を低くすることが好ま
しい。例えば、パーティクル除去電極４０の導電体４１
としてのアルミニウムの表面を被覆する表面絶縁物４２
として、前記実施形態の酸化アルミニウムに代えて、酸
化チタンを添加した酸化アルミニウムを用いてもよい。
酸化チタンは酸化アルミニウムより誘電率が高く、酸化
アルミニウムに添加することで誘電率を高く調整でき
る。図３（ａ），（ｂ）は、表面絶縁物４２の誘電率の
違いによる電場の違いを示す図である。本発明のように
加工電極２０間に発生するプラズマ放電領域に対向して
パーティクル除去電極４０を配置したときには、当該プ
ラズマ放電領域Ｐとパーティクル除去電極４０との間に
は、電位が急激に変化するシースＳと呼ばれる空間が形
成される。そして、パーティクル除去電極４０の表面絶
縁物４２に酸化チタンを添加していない酸化アルミニウ
ム（以下、純酸化アルミニウム）や酸化シリコンのよう
な誘電率の低い物質を用いた場合には、図３（ａ）の様
に、表面絶縁物４２表面の電位は導電体４１に印加した
電圧に対して正の方向に高くなる。プラズマ放電領域Ｐ
のポテンシャルは、パーティクル除去電極４０の影響を
ほとんど受けないので、シースＳの電場は表面絶縁物４
２表面の電位で決まる。従って、図３（ａ）に示したよ
うに、シースＳの電場の強さは、パーティクル除去電極
４０が表面絶縁物４２で覆われていない時よりも弱くな
り、パーティクルの除去効率が低くなる。一方、表面絶
縁物４２に酸化チタンを添加した酸化アルミニウムや酸
化タンタルのような誘電率の高い物質を用いた場合に
は、図３（ｂ）のように、表面絶縁物４２表面の電位
は、導電体４１に印加した電圧とほぼ等しい値をとる。
そのため、シースＳの電場の強さは、パーティクル除去
電極４０の導電体４１が表面絶縁物４２で覆われていな
い場合とほぼ等しくなり、パーティクルの除去効率があ
がることになる。
【００１４】また、本発明において、パーティクル除去
電極４０の導電体４１の表面を抵抗率の低い表面絶縁物
４２で被覆した場合について説明する。ここでは、パー
ティクル除去電極４０の表面絶縁物４２として、酸化ア
ルミニウムよりも抵抗率が低い酸化チタンを添加した酸
化アルミニウムで構成した例である。図４は、パーティ
クル除去電極４０に対する電圧の印加とプラズマ装置、
すなわちエッチング装置の動作状態のタイミングを表し
た図である。ＲＦパワーの停止する約５秒前にパーティ
クル除去電極４０に−２００Ｖの電圧を印加した。プラ
ズマ中の正イオンが、パーティクル除去電極４０の負電
位に引き寄せられ、酸化アルミニウムより低い抵抗率の
表面絶縁膜４２を通過して導電体４１にわずかに電流が
流れる。電流が流れることで、表面絶縁物４２の表面が
チャージアップすることが防止できる。図５は、表面絶
縁物４２に酸化チタンを添加していない酸化アルミニウ
ム（以下、純酸化アルミニウム）を使用した場合と、酸
化チタンを添加した酸化アルミニウムを用いた場合と
で、異常放電の発生の違いを示した表である。同一条件
でエッチング中にパーティクル除去電極４０に０〜−３
００Ｖの電圧を印加し、異常放電が起きない条件を○、
異常放電が起きる場合を×で示した。純酸化アルミニウ
ムの場合は、−２５０Ｖより負に大きい電圧を印加する
と異常放電が発生するのに対し、酸化チタンを添加した
酸化アルミニウムの場合は−３００Ｖまでの電圧では異
常放電が発生しない。これはチャージアップを防止する
ことで、異常放電の発生が予防できたためである。
電極４０の導電体４１の表面を抵抗率の低い表面絶縁物
４２で被覆した場合について説明する。ここでは、パー
ティクル除去電極４０の表面絶縁物４２として、酸化ア
ルミニウムよりも抵抗率が低い酸化チタンを添加した酸
化アルミニウムで構成した例である。図４は、パーティ
クル除去電極４０に対する電圧の印加とプラズマ装置、
すなわちエッチング装置の動作状態のタイミングを表し
た図である。ＲＦパワーの停止する約５秒前にパーティ
クル除去電極４０に−２００Ｖの電圧を印加した。プラ
ズマ中の正イオンが、パーティクル除去電極４０の負電
位に引き寄せられ、酸化アルミニウムより低い抵抗率の
表面絶縁膜４２を通過して導電体４１にわずかに電流が
流れる。電流が流れることで、表面絶縁物４２の表面が
チャージアップすることが防止できる。図５は、表面絶
縁物４２に酸化チタンを添加していない酸化アルミニウ
ム（以下、純酸化アルミニウム）を使用した場合と、酸
化チタンを添加した酸化アルミニウムを用いた場合と
で、異常放電の発生の違いを示した表である。同一条件
でエッチング中にパーティクル除去電極４０に０〜−３
００Ｖの電圧を印加し、異常放電が起きない条件を○、
異常放電が起きる場合を×で示した。純酸化アルミニウ
ムの場合は、−２５０Ｖより負に大きい電圧を印加する
と異常放電が発生するのに対し、酸化チタンを添加した
酸化アルミニウムの場合は−３００Ｖまでの電圧では異
常放電が発生しない。これはチャージアップを防止する
ことで、異常放電の発生が予防できたためである。
【００１５】図６は本発明の第２の実施形態のプラズマ
処理装置の概略断面図であり、図１と等価な部分には同
一符号を付してある。この実施形態では、パーティクル
除去電極４０は加工電極２０間に近接した位置におい
て、加工電極２０間に発生されるプラズマ放電領域Ｐを
囲むように配置されている。このように、パーティクル
除去電極４０をプラズマ放電領域Ｐに近接配置すること
で、パーティクルの吸着除去効果を高めることが可能に
なる。その一方で、パーティクル除去電極４０は図２に
示したように、導電体４１が表面絶縁物４２によって被
覆されており、プラズマ発生に際してのリークを防止
し、かつチャージアップを抑制することができることは
前記実施形態と同様である。
処理装置の概略断面図であり、図１と等価な部分には同
一符号を付してある。この実施形態では、パーティクル
除去電極４０は加工電極２０間に近接した位置におい
て、加工電極２０間に発生されるプラズマ放電領域Ｐを
囲むように配置されている。このように、パーティクル
除去電極４０をプラズマ放電領域Ｐに近接配置すること
で、パーティクルの吸着除去効果を高めることが可能に
なる。その一方で、パーティクル除去電極４０は図２に
示したように、導電体４１が表面絶縁物４２によって被
覆されており、プラズマ発生に際してのリークを防止
し、かつチャージアップを抑制することができることは
前記実施形態と同様である。
【００１６】図７は本発明の第３の実施形態のプラズマ
処理装置の概略断面図であり、図１と等価な部分には同
一符号を付してある。この実施形態では、パーティクル
除去電極４０はメッシュ状に形成されて加工電極２０の
間、すなわちプラズマ放電領域Ｐ内に配置されている。
このようにすることで、プロセスガスをパーティクル除
去電極４０のメッシュを通して移動させることができ、
真空処理室１０内でのプロセスガスの吸排気等の流動を
阻害することなく、すなわちプラズマ発生に影響を与え
ることなく、パーティクル除去電極４０をプラズマ放電
領域Ｐに接した状態としてパーティクルの吸着除去効果
を高めることが可能になる。その一方で、パーティクル
除去電極４０は、図２に示したように、導電体４１が表
面絶縁物４２によって被覆されており、プラズマ発生に
際してのリークを防止し、かつチャージアップを抑制す
ることができることは前記各実施形態と同様である。
処理装置の概略断面図であり、図１と等価な部分には同
一符号を付してある。この実施形態では、パーティクル
除去電極４０はメッシュ状に形成されて加工電極２０の
間、すなわちプラズマ放電領域Ｐ内に配置されている。
このようにすることで、プロセスガスをパーティクル除
去電極４０のメッシュを通して移動させることができ、
真空処理室１０内でのプロセスガスの吸排気等の流動を
阻害することなく、すなわちプラズマ発生に影響を与え
ることなく、パーティクル除去電極４０をプラズマ放電
領域Ｐに接した状態としてパーティクルの吸着除去効果
を高めることが可能になる。その一方で、パーティクル
除去電極４０は、図２に示したように、導電体４１が表
面絶縁物４２によって被覆されており、プラズマ発生に
際してのリークを防止し、かつチャージアップを抑制す
ることができることは前記各実施形態と同様である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はプラズマ
装置の真空処理室内に負の電圧が印加されるパーティク
ル除去電極を備えており、当該パーティクル除去電極は
薄い表面絶縁物を備えているので、真空処理室内で発生
した正に帯電したパーティクルを負電圧が印加されたパ
ーティクル除去電極で吸着して基板上への落下を防止す
ることができる。その一方で、パーティクル除去電極の
表面絶縁物によってプラズマ中の正イオンがパーティク
ル除去電極の導電体に流れ込むのを防止してリーク電流
を抑制する。また、表面絶縁物は薄く形成されているこ
とで、また好ましくは誘電率を高める不純物、あるいは
抵抗率を下げる不純物を表面絶縁物に添加することで、
異常放電を引き起こすチャージアップを抑制することが
できる。
装置の真空処理室内に負の電圧が印加されるパーティク
ル除去電極を備えており、当該パーティクル除去電極は
薄い表面絶縁物を備えているので、真空処理室内で発生
した正に帯電したパーティクルを負電圧が印加されたパ
ーティクル除去電極で吸着して基板上への落下を防止す
ることができる。その一方で、パーティクル除去電極の
表面絶縁物によってプラズマ中の正イオンがパーティク
ル除去電極の導電体に流れ込むのを防止してリーク電流
を抑制する。また、表面絶縁物は薄く形成されているこ
とで、また好ましくは誘電率を高める不純物、あるいは
抵抗率を下げる不純物を表面絶縁物に添加することで、
異常放電を引き起こすチャージアップを抑制することが
できる。
【図１】本発明をエッチング装置として構成したプラズ
マ装置の概略断面図である。
マ装置の概略断面図である。
【図２】パーティクル除去電極の断面図である。
【図３】誘電率の異なる表面絶縁物を有するパーティク
ル除去電極における電場の強さを示す模式図である。
ル除去電極における電場の強さを示す模式図である。
【図４】本発明のパーティクル除去電極に印加した電圧
値と電流値の変化を示す図である。
値と電流値の変化を示す図である。
【図５】本発明の異常放電防止効果を表す表で、パーテ
ィクル除去電極に印加した電圧値と異常放電の発生を示
す表である。
ィクル除去電極に印加した電圧値と異常放電の発生を示
す表である。
【図６】本発明の第２の実施形態のプラズマ装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態のプラズマ装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図８】従来のプラズマ装置の一例の概略断面図であ
る。
る。
１０ 真空処理室
２０ 加工電極
２１ 上部電極
２２ 下部電極
２３ ガス供給口
２４ ガス吹き出し板
２５ ＲＦ電源
３０ サセプタ
３１ 絶縁板
３２ 静電吸着電極
３３ 吸着用電源
４０ パーティクル除去電極
４１ 導電体
４２ 表面絶縁物
４３ 除去用電源
Ｐ プラズマ放電領域
Ｓ シース領域
Ｗ 基板（半導体ウェハ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 上杉 文彦
東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株
式会社内
Ｆターム(参考） 4K029 BD01 DA09
4K030 KA14 KA15 KA46 KA47
5F004 AA06 AA15 BA05 BA06 BB29
CA03
Claims (8)
- 【請求項１】 真空処理室と、この真空処理室内に設置
された上部電極と下部電極からなる一対の加工電極と、
加工される基板を前記下部電極上に固定するサセプタを
備え、プロセスガスを前記処理室内に導入し、前記加工
電極間に高周波電圧を印加して、前記プロセスガスをプ
ラズマ化し、前記サセプタ上の基板を加工するプラズマ
装置において、前記真空処理室内に配置されて負の電圧
が印加されるパーティクル除去電極を備え、前記パーテ
ィクル除去電極は、前記負の電圧が印加される導電体
と、前記導電体の表面を覆う薄い表面絶縁物とを備える
ことを特徴とするプラズマ装置。 - 【請求項２】 前記表面絶縁物として、酸化アルミニウ
ム、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタルを用い
ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ装置。 - 【請求項３】 前記パーティクル除去電極の表面絶縁物
は、誘電率を高める不純物、あるいは抵抗率を下げる不
純物が添加されていることを特徴とする請求項１又は２
に記載のプラズマ装置。 - 【請求項４】 前記表面絶縁物として酸化アルミニウム
を用いたときに、前記添加不純物に酸化チタンを用いた
ことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ装置。 - 【請求項５】 前記表面絶縁物の膜厚を１００μｍとす
ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載
のプラズマ装置。 - 【請求項６】 前記パーティクル除去電極は、前記加工
電極の周囲の前記真空処理室の内壁に沿って配置されて
いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
載のプラズマ装置。 - 【請求項７】 前記パーティクル除去電極は、前記加工
電極内に形成されるプラズマ放電領域を囲む位置に配置
されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
かに記載のプラズマ装置。 - 【請求項８】 前記パーティクル除去電極はメッシュ状
に形成され、前記上部電極と下部電極との間に配置され
ていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
記載のプラズマ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295591A JP3578739B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | プラズマ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295591A JP3578739B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | プラズマ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100720A true JP2003100720A (ja) | 2003-04-04 |
| JP3578739B2 JP3578739B2 (ja) | 2004-10-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001295591A Expired - Fee Related JP3578739B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | プラズマ装置 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100776831B1 (ko) | 2005-02-10 | 2007-11-16 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 진공 처리 시스템 및 그 사용 방법 |
| US7335601B2 (en) | 2004-11-12 | 2008-02-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of processing an object and method of controlling processing apparatus to prevent contamination of the object |
| CN100454495C (zh) * | 2003-06-16 | 2009-01-21 | 三星电子株式会社 | 半导体制造装置 |
| CN100485859C (zh) * | 2003-08-25 | 2009-05-06 | 东京毅力科创株式会社 | 减压处理室内的部件清洁方法和基板处理装置 |
| US20100003422A1 (en) * | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Fujitsu Limited | Deposition apparatus, film manufacturing method, and magnetic recording medium manufacturing method |
| US7651586B2 (en) | 2003-08-22 | 2010-01-26 | Tokyo Electron Limited | Particle removal apparatus and method and plasma processing apparatus |
| JP2015167157A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体製造装置、成膜処理方法及び記憶媒体 |
| KR20160012904A (ko) | 2014-07-25 | 2016-02-03 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라즈마 처리 장치 |
| JP2016208006A (ja) * | 2015-04-22 | 2016-12-08 | キヤノン株式会社 | インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001295591A patent/JP3578739B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7651586B2 (en) | 2003-08-22 | 2010-01-26 | Tokyo Electron Limited | Particle removal apparatus and method and plasma processing apparatus |
| US8323414B2 (en) | 2003-08-22 | 2012-12-04 | Tokyo Electron Limited | Particle removal apparatus and method and plasma processing apparatus |
| US8052798B2 (en) | 2003-08-22 | 2011-11-08 | Tokyo Electron Limited | Particle removal apparatus and method and plasma processing apparatus |
| CN100485859C (zh) * | 2003-08-25 | 2009-05-06 | 东京毅力科创株式会社 | 减压处理室内的部件清洁方法和基板处理装置 |
| US7335601B2 (en) | 2004-11-12 | 2008-02-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of processing an object and method of controlling processing apparatus to prevent contamination of the object |
| KR100776831B1 (ko) | 2005-02-10 | 2007-11-16 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 진공 처리 시스템 및 그 사용 방법 |
| JP2010013709A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Fujitsu Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
| US20100003422A1 (en) * | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Fujitsu Limited | Deposition apparatus, film manufacturing method, and magnetic recording medium manufacturing method |
| JP2015167157A (ja) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体製造装置、成膜処理方法及び記憶媒体 |
| KR20160012904A (ko) | 2014-07-25 | 2016-02-03 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 플라즈마 처리 장치 |
| US11257661B2 (en) | 2014-07-25 | 2022-02-22 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus |
| US12112925B2 (en) | 2014-07-25 | 2024-10-08 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing apparatus |
| JP2016208006A (ja) * | 2015-04-22 | 2016-12-08 | キヤノン株式会社 | インプリント装置、インプリント方法、および物品の製造方法 |
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