JP3736103B2 - プラズマ処理装置およびその処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置（ＬＣＤ）などの製造に用いられるドライエッチング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置およびその処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シリコン基板等の被処理基板をプラズマ処理する際、基板を冷却したり、または加熱する手段を用いて処理温度を安定化するプラズマ処理装置が利用されるようになってきた。
【０００３】
以下、従来のプラズマ処理装置について説明する。
図２は従来のプラズマ処理装置の断面を示すものである。図２において、２１は処理槽、２２は真空排気ポンプ、２３は反応ガス吹き出し口を有する上部電極であり、上部電極２３はアース２４で接地されている。２５はシリコン基板やガラス基板等の被処理基板、２６は凸面形状の下部電極であり、下部電極２６の表面は絶縁膜２７で覆われている。下部電極２６は絶縁板２８上に置かれ、高周波電源２９に接続されている。
【０００４】
下部電極２６の中心部に伝熱ガス供給口３０が設けられ、下部電極２６の内部には冷却水の配管３１があり、冷却水が循環している。下部電極２６の周囲にはクランプリング３２が設けられている。
【０００５】
以上のように構成されたプラズマ処理装置について、以下その動作を説明する。
【０００６】
まず、被処理基板２５を下部電極２６の上に載せ、クランプリング３２にて被処理基板２５と下部電極２６を密着させる。次に、真空ポンプ２２で処理槽２１内を排気してから反応ガスを処理槽２１内に導入し、伝熱ガス供給口３０よりヘリウムガスを供給し、被処理基板２５と下部電極２６の間に充満する。次に、高周波電源２９により高周波電力を印加することにより下部電極２６と上部電極２３の間にプラズマを発生させる。このとき、プラズマの発生によって雰囲気が高温になるために、被処理基板２５が加熱される。しかし、下部電極２６は配管３１内の冷却水にて一定に温度制御されており、熱伝導性の優れているヘリウムガスにより被処理基板２５の熱を下部電極２６に伝えることによって、被処理基板２５の温度を一定に保つ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、絶縁膜２７の絶縁によって、下部電極２６に対して絶縁されフローティングとなっている被処理基板２５は、プラズマの発生によって電荷が蓄積され、−３００〜−４００Ｖの電位となる。このとき、伝熱ガス供給口３０内には一定圧力のヘリウムガスで満たされた空間が存在するので、負電位に帯電された被処理基板２５と高周波電源２９の高周波電力が印加された下部電極２６との間で異常放電が発生し、被処理基板２５に損傷を与えるという欠点を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、被処理基板と電極間の異常放電を防止するプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のプラズマ処理装置およびその処理方法は、処理槽の内部に設けられ表面を絶縁膜で覆われた第１の電極と、前記処理槽の内部に設けられた第２の電極と、被処理基板の中心部を反らせた状態で前記被処理基板の端部を前記第 1 の電極上に固定する基板クランプ手段と、前記第１の電極の中心部に設けられると共に、前記被処理基板の反りによって構成された前記第１の電極と前記被処理基板との間の空間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給口とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の何れかに高周波電力を供給してプラズマを発生する。更に、前記伝熱ガス供給口に埋め込まれた多孔質絶縁物を介して前記空間に伝熱ガスを供給する構成を有している。
【００１０】
この構成によって、伝熱ガス供給口の電気絶縁が図れ、下部電極と被処理基板との間の異常放電を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の断面を示す図である。図１において、１は処理槽、２は真空排気ポンプ、３は反応ガス吹き出し口を有する上部電極であり、上部電極３はアース４で接地されている。５は被処理基板としてのシリコン基板、６は凸面形状の下部電極であり、下部電極６の表面は絶縁膜７で覆われている。下部電極６は絶縁板８上に置かれ、高周波電源９に電気的に接続されている。下部電極６の中心部には伝熱ガス供給口１０が設けられており、伝熱ガス供給口１０内はセラミックスなどの通気性のある多孔質絶縁物１１を埋め込んである。下部電極６の内部には冷却水の配管１２があり、冷却水が循環している。下部電極６の周囲にはクランプリング１３が設けられ、クランプリング１３はシリコン基板５を反らせた状態で下部電極６上に固定する。
【００１３】
以上のように構成されたプラズマ処理装置について、その動作を説明する。
まず、シリコン基板５と下部電極６との間に空間が生じるように、クランプリング１３によってシリコン基板５を反らせて下部電極６上に固定させる。次に、真空ポンプ２で処理槽１内を排気してから、上部電極３の反応ガス吹き出し口から反応ガスを処理槽１内に導入する。また、伝熱ガス供給口１０の多孔質絶縁物１１を通してヘリウムガス（伝熱ガス）を供給し、シリコン基板５と下部電極６の間にヘリウムガスを充満させる。次に、高周波電源９の高周波電力を下部電極６に印加し、下部電極６と上部電極３の間にプラズマを発生させる。このとき、プラズマの発生によってシリコン基板５が加熱されるが、シリコン基板５の熱は熱伝導性の優れているヘリウムガスによって下部電極に伝達される。更に、その下部電極６は、配管１２内を還流する冷却水で一定に温度制御される。従って、プラズマ発生によって周囲温度が上昇しても、シリコン基板５は温度を一定に保つことができる。
【００１４】
この構成によれば、シリコン基板５と下部電極６との間の電気的絶縁は、下部電極６の表面に被覆された絶縁膜７と、伝熱ガス供給口１０内に埋め込まれた多孔質絶縁物１１とによってなされ、シリコン基板５の裏面と下部電極６間での異常放電の発生を防止できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明のプラズマ処理装置およびその処理方法は、下部電極の伝熱ガス供給口内に埋め込まれた多孔質絶縁物を介して伝熱ガスを供給するから、下部電極と被処理基板との絶縁が良好になり、被処理基板裏面と下部電極の間での異常放電を防止すると共に、被処理基板の温度を一定に保って、プラズマ処理を安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の断面構造図
【図２】従来のプラズマ処理装置の縦断面図
【符号の説明】
１ 処理槽
２ 真空排気ポンプ
３ 上部電極
４ アース
５ シリコン基板
６ 下部電極
７ 絶縁膜
８ 絶縁板
９ 高周波電源
１０ 伝熱ガス供給口
１１ 多孔質絶縁物
１２ 冷却水の配管
１３ クランプリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置（ＬＣＤ）などの製造に用いられるドライエッチング装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置およびその処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シリコン基板等の被処理基板をプラズマ処理する際、基板を冷却したり、または加熱する手段を用いて処理温度を安定化するプラズマ処理装置が利用されるようになってきた。
【０００３】
以下、従来のプラズマ処理装置について説明する。
図２は従来のプラズマ処理装置の断面を示すものである。図２において、２１は処理槽、２２は真空排気ポンプ、２３は反応ガス吹き出し口を有する上部電極であり、上部電極２３はアース２４で接地されている。２５はシリコン基板やガラス基板等の被処理基板、２６は凸面形状の下部電極であり、下部電極２６の表面は絶縁膜２７で覆われている。下部電極２６は絶縁板２８上に置かれ、高周波電源２９に接続されている。
【０００４】
下部電極２６の中心部に伝熱ガス供給口３０が設けられ、下部電極２６の内部には冷却水の配管３１があり、冷却水が循環している。下部電極２６の周囲にはクランプリング３２が設けられている。
【０００５】
以上のように構成されたプラズマ処理装置について、以下その動作を説明する。
【０００６】
まず、被処理基板２５を下部電極２６の上に載せ、クランプリング３２にて被処理基板２５と下部電極２６を密着させる。次に、真空ポンプ２２で処理槽２１内を排気してから反応ガスを処理槽２１内に導入し、伝熱ガス供給口３０よりヘリウムガスを供給し、被処理基板２５と下部電極２６の間に充満する。次に、高周波電源２９により高周波電力を印加することにより下部電極２６と上部電極２３の間にプラズマを発生させる。このとき、プラズマの発生によって雰囲気が高温になるために、被処理基板２５が加熱される。しかし、下部電極２６は配管３１内の冷却水にて一定に温度制御されており、熱伝導性の優れているヘリウムガスにより被処理基板２５の熱を下部電極２６に伝えることによって、被処理基板２５の温度を一定に保つ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、絶縁膜２７の絶縁によって、下部電極２６に対して絶縁されフローティングとなっている被処理基板２５は、プラズマの発生によって電荷が蓄積され、−３００〜−４００Ｖの電位となる。このとき、伝熱ガス供給口３０内には一定圧力のヘリウムガスで満たされた空間が存在するので、負電位に帯電された被処理基板２５と高周波電源２９の高周波電力が印加された下部電極２６との間で異常放電が発生し、被処理基板２５に損傷を与えるという欠点を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、被処理基板と電極間の異常放電を防止するプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のプラズマ処理装置およびその処理方法は、処理槽の内部に設けられ表面を絶縁膜で覆われた第１の電極と、前記処理槽の内部に設けられた第２の電極と、被処理基板の中心部を反らせた状態で前記被処理基板の端部を前記第 1 の電極上に固定する基板クランプ手段と、前記第１の電極の中心部に設けられると共に、前記被処理基板の反りによって構成された前記第１の電極と前記被処理基板との間の空間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給口とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の何れかに高周波電力を供給してプラズマを発生する。更に、前記伝熱ガス供給口に埋め込まれた多孔質絶縁物を介して前記空間に伝熱ガスを供給する構成を有している。
【００１０】
この構成によって、伝熱ガス供給口の電気絶縁が図れ、下部電極と被処理基板との間の異常放電を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の断面を示す図である。図１において、１は処理槽、２は真空排気ポンプ、３は反応ガス吹き出し口を有する上部電極であり、上部電極３はアース４で接地されている。５は被処理基板としてのシリコン基板、６は凸面形状の下部電極であり、下部電極６の表面は絶縁膜７で覆われている。下部電極６は絶縁板８上に置かれ、高周波電源９に電気的に接続されている。下部電極６の中心部には伝熱ガス供給口１０が設けられており、伝熱ガス供給口１０内はセラミックスなどの通気性のある多孔質絶縁物１１を埋め込んである。下部電極６の内部には冷却水の配管１２があり、冷却水が循環している。下部電極６の周囲にはクランプリング１３が設けられ、クランプリング１３はシリコン基板５を反らせた状態で下部電極６上に固定する。
【００１３】
以上のように構成されたプラズマ処理装置について、その動作を説明する。
まず、シリコン基板５と下部電極６との間に空間が生じるように、クランプリング１３によってシリコン基板５を反らせて下部電極６上に固定させる。次に、真空ポンプ２で処理槽１内を排気してから、上部電極３の反応ガス吹き出し口から反応ガスを処理槽１内に導入する。また、伝熱ガス供給口１０の多孔質絶縁物１１を通してヘリウムガス（伝熱ガス）を供給し、シリコン基板５と下部電極６の間にヘリウムガスを充満させる。次に、高周波電源９の高周波電力を下部電極６に印加し、下部電極６と上部電極３の間にプラズマを発生させる。このとき、プラズマの発生によってシリコン基板５が加熱されるが、シリコン基板５の熱は熱伝導性の優れているヘリウムガスによって下部電極に伝達される。更に、その下部電極６は、配管１２内を還流する冷却水で一定に温度制御される。従って、プラズマ発生によって周囲温度が上昇しても、シリコン基板５は温度を一定に保つことができる。
【００１４】
この構成によれば、シリコン基板５と下部電極６との間の電気的絶縁は、下部電極６の表面に被覆された絶縁膜７と、伝熱ガス供給口１０内に埋め込まれた多孔質絶縁物１１とによってなされ、シリコン基板５の裏面と下部電極６間での異常放電の発生を防止できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明のプラズマ処理装置およびその処理方法は、下部電極の伝熱ガス供給口内に埋め込まれた多孔質絶縁物を介して伝熱ガスを供給するから、下部電極と被処理基板との絶縁が良好になり、被処理基板裏面と下部電極の間での異常放電を防止すると共に、被処理基板の温度を一定に保って、プラズマ処理を安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の断面構造図
【図２】従来のプラズマ処理装置の縦断面図
【符号の説明】
１ 処理槽
２ 真空排気ポンプ
３ 上部電極
４ アース
５ シリコン基板
６ 下部電極
７ 絶縁膜
８ 絶縁板
９ 高周波電源
１０ 伝熱ガス供給口
１１ 多孔質絶縁物
１２ 冷却水の配管
１３ クランプリング
Claims (2)
- 処理槽の内部に設けられ表面を絶縁膜で覆われた第１の電極と、前記処理槽の内部に設けられた第２の電極と、被処理基板の中心部を反らせた状態で前記被処理基板の端部を前記第 1 の電極上に固定する基板クランプ手段と、前記第１の電極の中心部に設けられると共に、前記被処理基板の反りによって構成された前記第１の電極と前記被処理基板との間の空間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給口とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の何れかに高周波電力を供給してプラズマを発生するプラズマ処理装置であって、
前記伝熱ガス供給口に埋め込まれた多孔質絶縁物を介して前記空間に伝熱ガスを供給することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 処理槽の内部に設けられ表面を絶縁膜で覆われた第１の電極と、前記処理槽の内部に設けられた第２の電極と、被処理基板の中心部を反らせた状態で前記被処理基板の端部を前記第 1 の電極上に固定する基板クランプ手段と、前記第１の電極の中心部に設けられると共に、前記被処理基板の反りによって構成された前記第１の電極と前記被処理基板との間の空間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給口とを有し、前記第１の電極または前記第２の電極の何れかに高周波電力を供給してプラズマを発生するプラズマ処理装置の処理方法であって、
前記伝熱ガス供給口に埋め込まれた多孔質絶縁物を介して前記空間に伝熱ガスを供給することを特徴とするプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03994798A JP3736103B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03994798A JP3736103B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238596A JPH11238596A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3736103B2 true JP3736103B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=12567164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03994798A Expired - Fee Related JP3736103B2 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3736103B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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| TW561515B (en) * | 2001-11-30 | 2003-11-11 | Tokyo Electron Ltd | Processing device, and gas discharge suppressing member |
| JP4519576B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-08-04 | 住友精密工業株式会社 | プラズマエッチング装置用基台及びこれを備えたプラズマエッチング装置 |
| JP5087561B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2012-12-05 | 株式会社クリエイティブ テクノロジー | 静電チャック |
| TWI582256B (zh) | 2013-02-04 | 2017-05-11 | 愛發科股份有限公司 | 薄型基板處理裝置 |
| JP6994981B2 (ja) * | 2018-02-26 | 2022-01-14 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及び載置台の製造方法 |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP03994798A patent/JP3736103B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11238596A (ja) | 1999-08-31 |
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