JPH02148835A - 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】 〔発明が解決しようとする問題点〕 〔産業上の利用分野〕 しかし、最近のデバイスの回路パターンの微細化により
、プラズマを使用したウェハーの処理プロセスは、ウェ
ハーをプラズマ環境の中心部に置くため、処理ウェハー
に与えるダメージが問題となってきている。代表的には
、高速粒子がウェハーへ衝突することによるダメージ、
ウェハー表面に蓄積する静電気による絶縁膜の破壊等が
ある。

これらはデバイス製造歩留りに様々な悪影響を与え、デ
バイスをさらに微細化する上で大きな問題点となってき
ている。

また、基板処理の技術としてイオン注入が用いられてい
るが、この処理された基板上のレジスト膜は硬化して、
アッシングされにくくなり、アッシングレートが極度に
低下してしまう。そこでアッシングレートを上げようと
して基板の温度を高くすると、リフティング現象が発生
しレジスト膜がヒビ割れするという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、基板に対するダメージが
少なく、しかも低温で基板を処理することができるプラ
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〕

この目的のため、本発明は、外側電極を有するチャンバ
ー内に内側電極が同心円状に配設されて円筒状のプラズ
マ発生室が設けられると共に、内側電極の外側円筒部に
は、プラズマ発生室と連通したガス導入口を介して導入
された反応種ガスにより基板処理がなされる基板処理室
が設けられた構成を特徴とするものである。

〔作　　用〕

上記のように構成されたプラズマ処理装置において、基
板処理室２４およびプラズマ発生室７は排気口２１から
真空ポンプ（図示しない）で排気され、所定の真空度に
保たれている。

そこで、処理ガス導入口８から処理ガスが導入され、高
周波電源１２より外側電極２と内側電極３に高周波が印
加されると、電極２．３間で放電が開始され、プラズマ
が発生する。

例をアッシャ−について説明する。プラズマが発生する
と、多量の活性反応種が発生し、該活性反応種は第１図
に実線矢印で示すように、内側電極３の各反応種ガス導
入口１１から基板処理室２４内に導かれ、基板２２に塗
られたレジストと反応し気化させアッシングが行われる
。

この場合、プラズマ発生室７の面積が基板２２の面積に
比べて大きく、プラズマ発生室７で発生した多量の活性
反応種を一度すべて基板２２上に当てている。換言すれ
ば、大きいプラズマ発生面積を小さい基板面積に集中す
るので、活性反応種の密度が非常に濃くなり、しかも基
板２２は直接プラズマ発生室７内に置かれていないため
にプラズマダメージが少なく、高速度でアッシング処理
がなされる。

所定時間のアッシング処理が終了すると、プラズマ発生
室７への処理ガスの導入が停止されると共に、排気口２
１よりの真空排気、電極２．３に対する高周波の印加が
停止され、冷却フランジ２６と一体的にステージ２３が
第１図に想像線で示すように下動して基板処理室２４等
が開放されて大気圧に戻され、処理済の基板はステージ
２３より取り出され、これによって一連のアッシング処
理工程は終了する。

〔実施例〕

以下１．実施例を図面に基づいて説明すると、第１図お
よび第２図において、チャンバー１は円筒型で、その外
周には外側電極２が設けられている。

チャンバー１内には所定間隔を有して内側電極３が同心
円状に配設されると共に、該内側電極３とチャンバー１
は上部フランジ４と下部フランジ５およびＯリング６に
より気密的に挟着固定されて、チャンバー１と内側電極
３との間に円筒状のプラズマ発生室７が形成されている
。

上部フランジ４にはプラズマ発生室７内に処理ガスを導
入するためのガス導入口８が複数設けられており、また
、下部フランジ５には内側電極３の外側円筒部９と適合
した開口部１０が設けられ、更に内側電極３の下部には
、後述する基板処理室内に開口した多数の反応種ガス導
入口１１が設けられ、ガス導入口８より所定量の処理ガ
スが導入されて内外電極３．２に高周波電源１２より高
周波が印加されるとプラズマ発生室７にプラズマが発生
し、これによって発生した活性種ガスが多数のガス導入
口１１を通して基板処理室内に導入されるようになって
いる。

内側電極３の外側円筒部９内にはガス通流管１３が配設
され、その管部１４は円筒部９の中心から上部フランジ
４の中心開口部１７を介し、かつ０リング１８により気
密性が保持されて上方に延び、その上端にはジヨイント
１９．０リング２０を介して可撓性の排気口２１が気密
的に連結されており、管部１４の下端には円板状にして
、やや下方に傾斜したガス導入板部１５が一体に設けら
れると共に、該ガス導入板部１５の外周縁１６はガス導
入口１１のやや上方に位置した内側電極部に近接させて
設けられている。

ガス導入板部１５の下方には、下部フランジ５の開口部
１０を介して基板２２を載置するステージ２３が配設さ
れ、該ステージ２３とガス導入板部１５とで基板処理室
２４が形成されている。

ステージ２３はＯリング２５を介して冷却フランジ２６
に気密的に固定され、冷却水導入口２７と冷却水排出口
２８による冷却水の流れにより所定の温度に保持される
と共に、ステージ２３は冷却フランジ２６と共に駆動手
段（図示しない）により上下動して、Ｏリング２９によ
り基板処理室２４を密閉し、また開放するようになって
いる。

第３図に示される実施例は、仕切板３０を介してプラズ
マ発生室７を、処理ガス導入口８の数と対応した各室（
本実施例では４室）に独立させて、プラズマ密度の均一
性を向上せしめるようにしたものである。

〔発明の効果〕

しかして、本発明によれば、プラズマ発生室の面積が基
板の面積に比して大きく、高密度の反応種が集められる
ものであるから、アッシング速度を高速化することがで
き、また基板は直接プラズマ発生室内（電界中）に置か
れていないものであるから、放射損傷によるダメージが
少なく、基板の温度の上昇がゆるやかとなる。

このように、本発明により高速アッシングが可能となっ
たので、基板の温度を下げても実用レベルのアッシング
レートが確保可能で、基板温度を上げて処理することが
不可能なプロセス、例えばイオン注入後のアッシング等
に実用的に利用することができ、しかもダメージの少な
い処理を行うことができる。

なお、本発明装置はその実際の使用においては、チャン
バーを寝かせ横にして使用するもので、これにより基板
の搬送中および処理中にダストが基板に付着しにくくな
って製品の歩留りが向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラズマ処理装置の一例での縦断
面図、第２図は同上■−■線に沿った断面図、第３図は
本発明の他側を示す横断面図である。 １　・ ２　・ ３　・ ４　・ ５　・ ７　・ ８　・ ９　・ １０　・ １１　・ １２　・ １３　・ １４　・ １５　・ １６　・ ２１　・ チャンバー 外側電極 内側電極 上部フランジ 下部フランジ プラズマ発生室 処理ガス導入口 円筒部 開口部 反応種ガス導入口 高周波電源 ガス通流管 管部 ガス導入板部 外周縁 排気口 ２２　・ ２３　・ ２４　・ ２６　・ ・基板 ・ステージ ・基板処理室 ・冷却フランジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、外側電極を有するチャンバー内に内側電極が同心円
   状に配設されて円筒状のプラズマ発生室が設けられると
   共に、前記内側電極の外側円筒部には、前記プラズマ発
   生室と連通したガス導入口を介して導入された反応種ガ
   スにより基板処理がなされる基板処理室が設けられた構
   成を特徴とするプラズマ処理装置。