JPH0344469A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

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JPH0344469A
JPH0344469A JP17574389A JP17574389A JPH0344469A JP H0344469 A JPH0344469 A JP H0344469A JP 17574389 A JP17574389 A JP 17574389A JP 17574389 A JP17574389 A JP 17574389A JP H0344469 A JPH0344469 A JP H0344469A
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melting point
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high melting
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Hisaharu Kiyota
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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CVDやプラズマエツチング等を行
うプラズマ処理装置に関し、特に反応室内のクリーニン
グが効果的に行われるプラズマ処理装置に関する。
〔発明の概要] 本発明におけるプラズマ処理装置は、所要の真空圧に保
持された反応室内に設けられる電極又は半導体基体を載
置する試料台の少なくとも表面を高融点金属シリサイド
または高融点金属で形成することにより、前記電極上又
は前記試料台上にパーティクルが残留するのを防止する
ものであり、反応室内のクリーニング効率や装置の稼働
率の向上が図られる。
〔従来の技術〕
プラズマCVDやプラズマエンチング等を行うプラズマ
処理装置において、反応室内に一対の電極が対向配置さ
れる平行平板型プラズマ処理装置がある。この平行平板
型プラズマ処理装置では反応室内が所要の真空圧に保持
され、一方の電極に半導体基体が載置され、二枚の電極
間に高周波電圧が印加されてプラズマが発生する。そし
て、半導体基体上において中間活性種等により堆積ある
いはエンチングが行われる。
従来、プラズマ処理装置では、上述のような電極の材料
としてアルミニウムやアルミニウム系合金が用いられて
いる。しかし、プラズマシリコン酸化膜やプラズマシリ
コン窒化膜を除去するため金物が残留し、さらに、クリ
ーニングが繰り返されると前記フッ素化合物は成長して
パーティクルとなる。このようなパーティクルの付着は
作業効率を低下させる原因となるので、このパーティク
ルを機械的研磨により除去することが必要となる。
一方、電極に使用する材料が上述のようなアルミニウム
系以外である装置も知られている。例えば特開昭63−
138737号公報に記載される技術のように電極の露
呈面をSiCで形成したものやセラミック電極を用いた
もの等が挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、アルごニウムやアルミニウム合金を電極材料
とする場合、上述のような機械的研磨を行うためには作
業工程が多くなり、非常に時間がかかるため、作業効率
が大幅に低下する。
一方、電極の露呈面をSiCで形成した場合では、Si
Cの膜厚のばらつきに伴い半導体基体に形成される膜の
堆積速度やエッチレートが変化して膜厚ムラが生しる。
また、セラジンク電極を用いた場合、電極と半導体基体
のエッチレートの差が小さいために選択性が悪く、作業
効率が低い。
そこで、本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案され
たものであって、反応室内のクリーニングを効率を改善
し、装置の稼働率が向上されるプラズマ処理装置を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段) 本発明のプラズマ処理装置は上述の目的を達成するため
に提案されたものであり、反応室内に設けられる電極又
は試料台の少なくとも表面が高融点金属シリサイドまた
は高融点金属により形成されることを特徴とする。
なお、平行平板型プラズマ処理装置においては、一対の
電極の少なくとも互いに対向する面が高融点金属シリサ
イドまたは高融点金属により形成されていればよく、各
電極表面上に高融点金属シリサイドまたは高融点金属に
よる薄膜を形成したり、反応室内に高融点金属シリサイ
ドまたは高融点金属を用いて半導体基体をR置する試料
台を設置してもよい。
ここで、高融点金属や高融点金属シリサイドとしては、
タングステン(W)、モリブデン(Mo)クンタル(T
a)、 ジルコニウム(Zr)等及びそれぞれのシリサ
イドが使用可能とされる。
また、クリーニングにおいては、NF3とH2の混合ガ
ス、N’Fsと02の混合ガス、SF、とH2の混合ガ
ス、ClF3あるいはF2等の反応ガスが使用可能とさ
れ、適宜条件を設定し、これらの反応ガスを用いてクリ
ーニングを行う。
〔作用] 高融点金属シリサイドまたは高融点金属とフン素糸のガ
スが反応した場合、高融点金属のフッ素化合物の蒸気圧
が高いため、反応物が固体として残留する虞れがない。
従って、電極又は試料台の少なくとも表面を高融点金属
シリサイドまたは高融点金属により形成することにより
、前記電極上〔実施例] 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
第一の実施例 本実施例は平行平板型のプラズマCVD’装置であり、
一対の電極が上下に対向配置された例である。
第1図は本発明の一実施例を示す概略断面図であり、反
応室の内部構造を表している。金属製の反応室l内には
カソード電極として機能する上部電極2とアノード電極
して機能する下部電極3が対向配置される。上部電極2
は前記反応室lの1部1aに取着される。上部電極2は
高周波電tA5に接続される。下部電極3は前記反応室
1の底部1bに取着される。下部電極3には接地電圧6
が供給される。また、下部電極3上には、CVDを行う
時に処理すべき半導体基体4が載置される。
そして、反応室1にはガス供給ロア及び排気口8が開設
されており、ガス供給ロアより適宜流量制御された反応
ガスが反応室1内に導入され、同時に排気口8から排気
される。これにより、反応室1内は所定の真空圧に保持
される。
ここで、第1図には表示されていないが、前記反応ガス
の流量をl1lllするための11節計やガスバルブ等
あるいは反応室1内の温度を制御するための温調系が必
要に応して設けられる。
本実施例のプラズマCVD装置では、上部電極2、下部
電極3は高融点金属シリサイドであるタングステンシリ
サイドにより形成される。
このように上部電極2.下部電極3を高融点金属シリサ
イドによって形成することにより、上部電極2及び下部
電極3において電気伝導度や伝熱率が確保される。また
、電極は従来のアルミニウム電極とは異なり、フッ素ガ
スを用いてクリーニングを行う場合、反応によって生じ
るフッ素化台ブ・ソ 物の蒸気圧が低いためにJc、素化合物が固体として電
極上に残留する虞れがない、このため、反応室内のクリ
ーニングが効率良く行われる。また、半導体基体4にお
けるエッチレートは変化せず、堆積やエツチングの作業
効率が向上する。
なお、上部電極2.下部電極3を形成する材料としては
、高融点金属や高融点金属シリサイドであれば良く、タ
ングステンシリサイドの他に、例えば、タングステン(
W)、ジルコニウム(Z r) 。
タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等、あるいはそ
れぞれのシリサイドが挙げられる。
セルフクリーニングの条件は適宜決定すれば良く、本実
施例においては下記の条件でエツチングを行ったところ
良好な結果が得られた。即ち、高周波電源5に13.5
6MHzの周波数を使用し、温度を250°C9圧力を
2To r rとする条件下で反応ガスのNFI流量及
びH2流量をそれぞれ503CCMとした場合、電極は
エツチングされずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマ
シリコン酸化膜のみが選択的にエツチングされ、同じ条
件下で反応ガスのNF3流量及び0□?IL量をそれぞ
れ503CCMとした場合でも同様に、プラズマシリコ
ン窒化膜やプラズマシリコン酸化膜をエツチングするこ
とができた。
なお、上述の反応ガスの他にSF、とH2の混合ガス、
ClF3あるいはF2等が使用可能とされる。
以上のように、上部電極2及び下部電極3をタングステ
ンシリサイドで形成することにより、電極はエツチング
されずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマシリコン酸
化膜を選択的にエツチング方 することができ、各電極2.3上に一素化合物のパーテ
ィクルが残留するのを防止できる。従って、反応室内の
クリーニング効率及び装置の稼働率が向上される。
第二の実施例 本実施例は平行平板型のプラズマCVD装置であり、一
対の電極の向かい合う面の表面にタングステンシリサイ
ド膜が形成された例である。
第2図に示すように、金属製の反応室11内にはカソー
ド電極として機能する上部電極12とアノード電極して
機能する下部電極13が対向配置される。上部電極12
.下部電極13の互いに向かい合う面の表面にタングス
テンシリサイド膜19.20が形成される。CVDを行
う時には、タングステンシリサイド膜20上には半導体
基体14が載置される。上部電極12は前記反応室11
の上部11aに取着される。上部電極12は高周波電源
15に接続される。下部電極13は前記反応室11の底
部11bに取着される。下部電極13には接地電圧16
が供給される。
そして、第一の実施例のプラズマCVD装置と同様に反
応室11にはガス供給口17及び排気口1日が開設され
、所要の真空圧に保持される。また、第2図には表示さ
れていないが、必要に応してガス流量の調節計やガスバ
ルブ等あるいは温調系が設けられる。
タングステンシリサイド膜19.20は高融点金属又は
高融点金属シリサイドにより形成される膜であればよく
、例えばタングステン(W)、モリプデン(Mo)、 
ジルコニウム(Zr)、 タフタル(Ta)等、あるい
はそれぞれのシリサイドが使用可能とされる。
このように上部電極12及び下部電極13上にタングス
テンシリサイド膜19.20を形成することにより、フ
ッ素系ガスを用いてクリーニングを行っても電極上にふ
岬素化合物のパーティクルが残留することが防止され、
反応室内のクリーニングが効率良く行われる。また、セ
ルフクリーニングの条件は適宜決定される。電極はエツ
チングされずにプラズマシリコン窒化膜やプラズマシリ
コン酸化膜を選択的にエツチングする条件で行うことが
望ましい。
また、上部電極12.下部電極13の材料をアルミニウ
ムとし、アルミニウムからなる上部電極12、下部電極
13の表面にタングステンシリサイド膜19.20が形
成される構成とすることにより、第一の実施例のように
電極全体が高融点金属又は高融点金属シリサイドにより
形成される構成のものより電気伝導度や伝熱率の点です
ぐれたプラズマ処理装置が得られる。
なお、第一の実施例では上部電極2.下部電極3全体が
高融点金属又は高融点金属シリサイドから形成される構
成とし、第二の実施例では上部電極12.下部電極13
上にタングステンシリサイド膜19.20が形成される
構成としたが、本発明は、電極上もしくは反応室内の適
当とされる位置に高融点金属又は高融点金属シリサイド
で形成した試料台を設置する構成としてもよい。
〔発明の効果〕
本発明のプラズマ処理装置によれば、電極又は半導体基
体が載置される試料台の少なくとも表面を高融点金属シ
リサイドまたは高融点金属によっ7ツ て形成するので、電極上にムろ素化合物のパーティクル
が残留するのが防止される。従って、反応室内のクリー
ニングを効率良く行うことが可能とされ、機械的研磨に
よってパーティクルを除去する必要性がなくなるために
装置の稼働率が向上す
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプラズマ処理装置の一実施例を示す概
略断面図であり、第2図は本発明のプラズマ処理装置の
他の実施例を示す概略断面図である。 1.11  ・ 2、12 ・ 3、 I 3 ・ 4、 l 4 ・ 5、15 ・ 6 16 ・ 7、17 ・ 8、18 ・ 19.20 ・反応室 上部電極 下部電極 半導体基体 高周波電源 接地電圧 ガス供給口 排気口 ・・タングステンシリサイド膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 反応室内に設けられる電極又は試料台の少なくとも表面
    が高融点金属シリサイドまたは高融点金属により形成さ
    れることを特徴とするプラズマ処理装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0546955U (ja) * 1991-12-03 1993-06-22 国際電気株式会社 Cvd装置
US5942282A (en) * 1997-05-20 1999-08-24 Tokyo Electron Limited Method for depositing a titanium film
US7322368B2 (en) 2001-08-30 2008-01-29 Asahi Glass Co Ltd Plasma cleaning gas and plasma cleaning method
US7569111B2 (en) 2006-04-19 2009-08-04 United Microelectronics Corp. Method of cleaning deposition chamber
JP2016027594A (ja) * 2014-07-01 2016-02-18 東京エレクトロン株式会社 被処理体を処理する方法
JP2019091885A (ja) * 2017-10-17 2019-06-13 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation プラズマ処理チャンバのための電極

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