JPH05190500A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH05190500A JPH05190500A JP4020547A JP2054792A JPH05190500A JP H05190500 A JPH05190500 A JP H05190500A JP 4020547 A JP4020547 A JP 4020547A JP 2054792 A JP2054792 A JP 2054792A JP H05190500 A JPH05190500 A JP H05190500A
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 均一、高密度のプラズマを対向電極間隙に閉
じ込めることができるプラズマ処理装置を提供すること
を目的としている。 【構成】 互いに平行に対向させた、導電性材料でな
る、２枚の電極１、２と絶縁性材料でなる側壁３とで真
空処理室を構成する。電極１が被処理基板７を保持する
電極とする。電極２には反応性ガスを導入するための手
段９、１０を備える。側壁３に排気口１１を設け、排気
口１１の外側に接地電位にある排気導管１３を接続す
る。また、排気口１１内に、２枚の電極１、２および排
気導管１３から絶縁された、導電性材料でなる網１２を
設置する。前記側壁３は導電性材料で構成し、絶縁材製
のスペーサ２４、２５で電極１、２から絶縁した構成と
する場合もある。
じ込めることができるプラズマ処理装置を提供すること
を目的としている。 【構成】 互いに平行に対向させた、導電性材料でな
る、２枚の電極１、２と絶縁性材料でなる側壁３とで真
空処理室を構成する。電極１が被処理基板７を保持する
電極とする。電極２には反応性ガスを導入するための手
段９、１０を備える。側壁３に排気口１１を設け、排気
口１１の外側に接地電位にある排気導管１３を接続す
る。また、排気口１１内に、２枚の電極１、２および排
気導管１３から絶縁された、導電性材料でなる網１２を
設置する。前記側壁３は導電性材料で構成し、絶縁材製
のスペーサ２４、２５で電極１、２から絶縁した構成と
する場合もある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスのエ
ッチングやＣＶＤ処理に用いるプラズマ処理装置に関す
る。
ッチングやＣＶＤ処理に用いるプラズマ処理装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体デバイス製造のためのエッ
チング工程や、膜生成工程では、平行平板電極を用いた
プラズマ処理装置が一般に用いられていた。特に、処理
基板の大口径化に伴ない、処理基板を一枚一枚処理する
枚葉式プラズマ処理装置が一般的になってきた。この枚
葉式の処理装置では、生産性を上げるために、従来の多
数枚を一括処理する、いわゆるバッチ式装置に比較し、
処理速度を一桁上げる必要があった。このため、例え
ば、酸化膜のエッチング装置では、１Ｔｏｒｒ程度の比
較的高い圧力で、かつ、平行平板電極の電極間隔を１０
ｍｍ程度以下にして高い高周波電力密度でエッチングす
る、いわゆるナローギャップ式エッチング装置が、従
来、良く使われていた。このナローギャップ式エッチン
グ装置では、従来のバッチ式装置に比較して約１０倍ほ
どのエッチング速度が得られるため、生産性に関してほ
ぼ満足する性能が得られていた。
チング工程や、膜生成工程では、平行平板電極を用いた
プラズマ処理装置が一般に用いられていた。特に、処理
基板の大口径化に伴ない、処理基板を一枚一枚処理する
枚葉式プラズマ処理装置が一般的になってきた。この枚
葉式の処理装置では、生産性を上げるために、従来の多
数枚を一括処理する、いわゆるバッチ式装置に比較し、
処理速度を一桁上げる必要があった。このため、例え
ば、酸化膜のエッチング装置では、１Ｔｏｒｒ程度の比
較的高い圧力で、かつ、平行平板電極の電極間隔を１０
ｍｍ程度以下にして高い高周波電力密度でエッチングす
る、いわゆるナローギャップ式エッチング装置が、従
来、良く使われていた。このナローギャップ式エッチン
グ装置では、従来のバッチ式装置に比較して約１０倍ほ
どのエッチング速度が得られるため、生産性に関してほ
ぼ満足する性能が得られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このナ
ローギャップ式エッチング装置では、前記のように、高
い電力密度で高密度プラズマを発生させ、かつ、比較的
高い圧力で、エッチングを行うため、幾つかの問題が生
じていた。
ローギャップ式エッチング装置では、前記のように、高
い電力密度で高密度プラズマを発生させ、かつ、比較的
高い圧力で、エッチングを行うため、幾つかの問題が生
じていた。
【０００４】すなわち、高い電力密度の高密度プラズマ
を発生させるために、非常に大きな高周波電流が接地電
極側に帰還することになり、接地電極側の取り付け構造
が、高周波電力の効率に大きく影響する問題があった。
この種の装置では、一般に、高周波印加電極側に処理の
対象である基板を保持し、高周波印加電極と対向する電
極を接地電位としている。従って接地電極を、真空処理
室を構成した容器壁に弾性ゴム製のＯリングなどのシー
ル材を介在させて取り付けると、シール材の介在によっ
て接地抵抗が大きくなり、かつ、取り付け状態で接地抵
抗が変化するなどの傾向があった。この為、高周波電力
の効率が悪いばかりでなく、接地電極の取り付けの度に
効率が変化し、高周波電力効率に再現性が得られず、し
たがってエッチング特性も変化するなどの問題点が生じ
ていた。
を発生させるために、非常に大きな高周波電流が接地電
極側に帰還することになり、接地電極側の取り付け構造
が、高周波電力の効率に大きく影響する問題があった。
この種の装置では、一般に、高周波印加電極側に処理の
対象である基板を保持し、高周波印加電極と対向する電
極を接地電位としている。従って接地電極を、真空処理
室を構成した容器壁に弾性ゴム製のＯリングなどのシー
ル材を介在させて取り付けると、シール材の介在によっ
て接地抵抗が大きくなり、かつ、取り付け状態で接地抵
抗が変化するなどの傾向があった。この為、高周波電力
の効率が悪いばかりでなく、接地電極の取り付けの度に
効率が変化し、高周波電力効率に再現性が得られず、し
たがってエッチング特性も変化するなどの問題点が生じ
ていた。
【０００５】また、動作圧力が比較的高い領域で処理が
行われるために、処理対象である基板に入射するイオン
のうち、斜め方向から入射する成分が多くなる問題があ
った。半導体デバイスの高集積化によって、パターンの
微細化が進んでおり、酸化膜のエッチングにおいても、
開口径に比べてエッチング深さが開口径の２倍以上とな
るような高アスペクト比のものが多くなっているが、斜
め方向から入射するイオンが多いと、満足できるエッチ
ング形状が得られなかった。特に、開口径が０．６ミク
ロン以下になるとこの傾向が強かった。
行われるために、処理対象である基板に入射するイオン
のうち、斜め方向から入射する成分が多くなる問題があ
った。半導体デバイスの高集積化によって、パターンの
微細化が進んでおり、酸化膜のエッチングにおいても、
開口径に比べてエッチング深さが開口径の２倍以上とな
るような高アスペクト比のものが多くなっているが、斜
め方向から入射するイオンが多いと、満足できるエッチ
ング形状が得られなかった。特に、開口径が０．６ミク
ロン以下になるとこの傾向が強かった。
【０００６】前記のような問題点に対して、幾つかの試
みがなされている。一つは、動作圧力を下げてエッチン
グを行う試みである。しかしながら、圧力が下がるにし
たがって、２枚の平行平板電極の間に形成したプラズマ
が、電極間隙から外部にはみ出し、真空処理室内全体に
広がるようになり、このため、十分なプラズマ密度を電
極間隙に得ることが難しくなり、エッチング速度が著し
く低下するものであった。また、対向する電極に、位相
が１８０度ずれた高周波電圧を印加する試みも行われ
た。しかしながら、この試みでも、均一なプラズマを電
極間隙に閉じ込めることが難しかった。
みがなされている。一つは、動作圧力を下げてエッチン
グを行う試みである。しかしながら、圧力が下がるにし
たがって、２枚の平行平板電極の間に形成したプラズマ
が、電極間隙から外部にはみ出し、真空処理室内全体に
広がるようになり、このため、十分なプラズマ密度を電
極間隙に得ることが難しくなり、エッチング速度が著し
く低下するものであった。また、対向する電極に、位相
が１８０度ずれた高周波電圧を印加する試みも行われ
た。しかしながら、この試みでも、均一なプラズマを電
極間隙に閉じ込めることが難しかった。
【０００７】この発明は以上のような問題点に鑑みて成
されたもので、均一、高密度のプラズマを対向電極間隙
に閉じ込めることができるプラズマ処理装置を提供する
ことを目的としている。
されたもので、均一、高密度のプラズマを対向電極間隙
に閉じ込めることができるプラズマ処理装置を提供する
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するこの
発明の第１のプラズマ処理装置は、互いに平行に対向さ
せた、導電性材料でなる、２枚の電極と、絶縁性材料で
なる側壁とで、真空処理室が構成してあり、前記電極の
一方が被処理基板を保持する電極とされ、他方の電極に
は、反応性ガスを導入するための手段を備えていると共
に、前記側壁に排気口が設けられ、排気口の外側に、接
地電位にある排気導管が接続され、かつ、前記排気口内
に、前記２枚の電極及び排気導管から絶縁された、導電
性材料でなる網が設置してあることを特徴としたもので
ある。
発明の第１のプラズマ処理装置は、互いに平行に対向さ
せた、導電性材料でなる、２枚の電極と、絶縁性材料で
なる側壁とで、真空処理室が構成してあり、前記電極の
一方が被処理基板を保持する電極とされ、他方の電極に
は、反応性ガスを導入するための手段を備えていると共
に、前記側壁に排気口が設けられ、排気口の外側に、接
地電位にある排気導管が接続され、かつ、前記排気口内
に、前記２枚の電極及び排気導管から絶縁された、導電
性材料でなる網が設置してあることを特徴としたもので
ある。
【０００９】前記において、被処理基板を保持する電極
とされた、一方の電極に、高周波発振器を接続し、他方
の電極を接地すると共に、側壁の外面を接地電位の遮蔽
板で覆う様にしても良い。あるいは、対向させた２枚の
電極に、高周波の位相シフトを装置を介して、高周波発
振器を接続するようにしても良い。
とされた、一方の電極に、高周波発振器を接続し、他方
の電極を接地すると共に、側壁の外面を接地電位の遮蔽
板で覆う様にしても良い。あるいは、対向させた２枚の
電極に、高周波の位相シフトを装置を介して、高周波発
振器を接続するようにしても良い。
【００１０】上記の目的を達成するこの発明の第２のプ
ラズマ処理装置は、互いに平行に対向させた、導電性材
料でなる、２枚の電極と、導電性材料でなる側壁とで真
空処理室が構成してあり、前記電極の一方が被処理基板
を保持する電極とされ、他方の電極には、反応性ガスを
導入するための手段を備えていると共に、前記側壁は絶
縁性材料でなるスペーサによって電極と絶縁されている
ことを特徴としたものである。
ラズマ処理装置は、互いに平行に対向させた、導電性材
料でなる、２枚の電極と、導電性材料でなる側壁とで真
空処理室が構成してあり、前記電極の一方が被処理基板
を保持する電極とされ、他方の電極には、反応性ガスを
導入するための手段を備えていると共に、前記側壁は絶
縁性材料でなるスペーサによって電極と絶縁されている
ことを特徴としたものである。
【００１１】
【作用】この発明の第１のプラズマ処理装置によれば、
真空処理室の、電極以外の内壁が全て、絶縁性材料で形
成され、側壁に設けた排気口には、２枚の電極および接
地電位から絶縁されて、浮遊電位となる、導電性材料の
網を設けたので、２枚の電極間で発生させたプラズマ
は、排気口を通して接地電位にある排気導管側に漏れる
ことがなく、完全に２枚の電極間に閉じ込めることが可
能である。このため、非常に均一な高密度のプラズマを
２枚の電極間に得ることができる。排気口の開口面積を
大きくして排気速度を大きくした場合も同様で、低圧領
域でも、均一、高密度のプラズマを２枚の電極間に閉じ
込めることができる。
真空処理室の、電極以外の内壁が全て、絶縁性材料で形
成され、側壁に設けた排気口には、２枚の電極および接
地電位から絶縁されて、浮遊電位となる、導電性材料の
網を設けたので、２枚の電極間で発生させたプラズマ
は、排気口を通して接地電位にある排気導管側に漏れる
ことがなく、完全に２枚の電極間に閉じ込めることが可
能である。このため、非常に均一な高密度のプラズマを
２枚の電極間に得ることができる。排気口の開口面積を
大きくして排気速度を大きくした場合も同様で、低圧領
域でも、均一、高密度のプラズマを２枚の電極間に閉じ
込めることができる。
【００１２】真空処理室を構成した側壁の外面を接地電
位の遮蔽板で覆った場合、一方の電極を通して印加した
高周波が外部に漏れるのを防ぐことができる。この接地
電位の遮蔽板と、接地電位におかれる対向電極との間に
は、真空をシールする部材を必要としないので、両部材
の電気的な接触を十分にとることが可能で、高周波の帰
還電流の回路の電気抵抗を小さくすることができる。し
たがって、高周波電力のプラズマ処理に対する効率を高
くすることができ、かつ、電極の取り付け状態によっ
て、電気抵抗が変化することもないので、高周波電力効
率の再現性も良くすることができる。
位の遮蔽板で覆った場合、一方の電極を通して印加した
高周波が外部に漏れるのを防ぐことができる。この接地
電位の遮蔽板と、接地電位におかれる対向電極との間に
は、真空をシールする部材を必要としないので、両部材
の電気的な接触を十分にとることが可能で、高周波の帰
還電流の回路の電気抵抗を小さくすることができる。し
たがって、高周波電力のプラズマ処理に対する効率を高
くすることができ、かつ、電極の取り付け状態によっ
て、電気抵抗が変化することもないので、高周波電力効
率の再現性も良くすることができる。
【００１３】高周波の位相シフト装置を介して、２枚の
電極に、それぞれ高周波を印加した場合も、均一、高密
度のプラズマを閉じ込めることが可能である。
電極に、それぞれ高周波を印加した場合も、均一、高密
度のプラズマを閉じ込めることが可能である。
【００１４】また、この発明の第２のプラズマ処理装置
も、ほぼ同様で、真空処理室を構成した側壁がスペーサ
で絶縁されて浮遊電位となるので、プラズマを対向させ
た２枚の電極間に閉じ込めることができる。
も、ほぼ同様で、真空処理室を構成した側壁がスペーサ
で絶縁されて浮遊電位となるので、プラズマを対向させ
た２枚の電極間に閉じ込めることができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１６】図１は、酸化膜のエッチング装置に実施し
た例で、真空処理室は、それぞれアルミニウム製で内部
が、水その他の冷媒により冷却できるようにした試料載
置電極１および対向電極２と、絶縁性材料であるアクリ
ル樹脂製の筒状の側壁３により構成されている。試料載
置電極１は、下側に高周波導入パイプ４が接続されてお
り、高周波電源５よりコンデンサ６を介して高周波電力
が供給できるようになっている。試料載置電極１の上に
は被処理基板であるシリコンウェーハ７が載置される。
シリコンウェーハ７の周りにはエッチング速度の均一性
を改善し、かつ試料載置電極１のシリコンウェーハ７を
載置していない部分を保護するためにウェーハリング８
が置かれる。エッチング中は、試料載置電極１の内部は
冷媒によって冷却され、シリコンウェーハ７は試料載置
電極１に静電チャックにより吸着することが可能で、シ
リコンウェーハ７は所定の温度に保たれる。前記試料載
置電極１の下側は、電極絶縁体１５を介し接地電位であ
る電極シールド１６により覆われている。
た例で、真空処理室は、それぞれアルミニウム製で内部
が、水その他の冷媒により冷却できるようにした試料載
置電極１および対向電極２と、絶縁性材料であるアクリ
ル樹脂製の筒状の側壁３により構成されている。試料載
置電極１は、下側に高周波導入パイプ４が接続されてお
り、高周波電源５よりコンデンサ６を介して高周波電力
が供給できるようになっている。試料載置電極１の上に
は被処理基板であるシリコンウェーハ７が載置される。
シリコンウェーハ７の周りにはエッチング速度の均一性
を改善し、かつ試料載置電極１のシリコンウェーハ７を
載置していない部分を保護するためにウェーハリング８
が置かれる。エッチング中は、試料載置電極１の内部は
冷媒によって冷却され、シリコンウェーハ７は試料載置
電極１に静電チャックにより吸着することが可能で、シ
リコンウェーハ７は所定の温度に保たれる。前記試料載
置電極１の下側は、電極絶縁体１５を介し接地電位であ
る電極シールド１６により覆われている。
【００１７】対向電極２の大気側には、ガス導入管９が
接続されている。対向電極２の真空側の試料載置電極１
と対向する面には微細なガス穴を多数あけたカーボン製
のガス吹出板１０が取付けられており、ガス導入管９か
ら真空処理室へガスを供給できるようになっている。絶
縁材料であるアクリル製の側壁３には排気口１１が設け
られ、排気口の内部には導電性のカーボン網で構成され
たシールド１２が設置されている。更に、排気口１１は
ステンレス鋼製の排気導管１３が接続され、真空処理室
側を排気できるようにしてある。側壁３は試料載置電極
１および対向電極２とそれぞれＯリング１４を介して接
しており、真空に対してシールされている。更に、側壁
３の大気側はステンレス鋼製の遮蔽筒１８で側壁３の周
囲を覆っており、前記対向電極２は遮蔽筒１８に電気的
接触が充分とれるよう接続されており、接地電位に保持
されている。
接続されている。対向電極２の真空側の試料載置電極１
と対向する面には微細なガス穴を多数あけたカーボン製
のガス吹出板１０が取付けられており、ガス導入管９か
ら真空処理室へガスを供給できるようになっている。絶
縁材料であるアクリル製の側壁３には排気口１１が設け
られ、排気口の内部には導電性のカーボン網で構成され
たシールド１２が設置されている。更に、排気口１１は
ステンレス鋼製の排気導管１３が接続され、真空処理室
側を排気できるようにしてある。側壁３は試料載置電極
１および対向電極２とそれぞれＯリング１４を介して接
しており、真空に対してシールされている。更に、側壁
３の大気側はステンレス鋼製の遮蔽筒１８で側壁３の周
囲を覆っており、前記対向電極２は遮蔽筒１８に電気的
接触が充分とれるよう接続されており、接地電位に保持
されている。
【００１８】前記真空処理室を構成した筒状の側壁３
は、導電性材料で箱状に構成した搬送室１７上に、Ｏリ
ング１４を介して搭載され、側壁３の外壁を覆った遮蔽
筒１８は搬送室１７と電気的に接続されている。そし
て、電極シールド１６の下側筒状部が搬送室１７側に設
けた軸受体２２に挿通され、試料載置電極１は、高周波
導入パイプ４および電極シールド１６と共に、矢示２３
のように昇降できるようになっている。真空処理室およ
び搬送室１７の真空を維持する為に、シールが必要な部
分には夫々Ｏリングその他のシール材が介在してあり、
図中、それらは符号１４で示してある。
は、導電性材料で箱状に構成した搬送室１７上に、Ｏリ
ング１４を介して搭載され、側壁３の外壁を覆った遮蔽
筒１８は搬送室１７と電気的に接続されている。そし
て、電極シールド１６の下側筒状部が搬送室１７側に設
けた軸受体２２に挿通され、試料載置電極１は、高周波
導入パイプ４および電極シールド１６と共に、矢示２３
のように昇降できるようになっている。真空処理室およ
び搬送室１７の真空を維持する為に、シールが必要な部
分には夫々Ｏリングその他のシール材が介在してあり、
図中、それらは符号１４で示してある。
【００１９】上記実施例のプラズマ処理装置を動作する
には、まず試料載置電極１を電極シールド１６ごと搬送
室１７内部に下げ、真空処理室と搬送室１７で構成され
る空間をあらかじめ真空に排気する。次に図示されてい
ないロードロック機構を通しシリコンウェーハ７を試料
載置電極１の上に図示していない搬送機構により搬送す
る。シリコンウェーハ７が載置されたら試料載置電極１
と電極シールド１６で構成された試料電極を上部に引き
上げ、側壁３の下部に接触させＯリング１４をつぶすと
試料載置電極１、対向電極２および側壁３で構成される
真空処理室が形成され、搬送室１７とは分離される。次
に、この真空処理室にガス導入管９より、例えばＣＨＦ
3 とＣＦ4 の混合ガスのような、エッチング処理に必要
なガスを導入する。排気導管１３の途中に取り付けたス
ロットバルブ（図示していない）のコンダクタンスを調
整して、真空処理室の圧力を所定の作業圧力（例えば
０．５Ｔｏｒｒ程度）に保つ。次に高周波電源５よりコ
ンデンサ６と高周波導入パイプ４を通して高周波電圧を
試料載置電極１に印加すると、ＣＨＦ3 とＣＦ4 の混合
ガスのプラズマが真空容器内に生成し、プラズマによっ
て得られたイオンと、反応性ラジカルによりシリコンウ
ェーハ７上の酸化膜のエッチングが進行する。
には、まず試料載置電極１を電極シールド１６ごと搬送
室１７内部に下げ、真空処理室と搬送室１７で構成され
る空間をあらかじめ真空に排気する。次に図示されてい
ないロードロック機構を通しシリコンウェーハ７を試料
載置電極１の上に図示していない搬送機構により搬送す
る。シリコンウェーハ７が載置されたら試料載置電極１
と電極シールド１６で構成された試料電極を上部に引き
上げ、側壁３の下部に接触させＯリング１４をつぶすと
試料載置電極１、対向電極２および側壁３で構成される
真空処理室が形成され、搬送室１７とは分離される。次
に、この真空処理室にガス導入管９より、例えばＣＨＦ
3 とＣＦ4 の混合ガスのような、エッチング処理に必要
なガスを導入する。排気導管１３の途中に取り付けたス
ロットバルブ（図示していない）のコンダクタンスを調
整して、真空処理室の圧力を所定の作業圧力（例えば
０．５Ｔｏｒｒ程度）に保つ。次に高周波電源５よりコ
ンデンサ６と高周波導入パイプ４を通して高周波電圧を
試料載置電極１に印加すると、ＣＨＦ3 とＣＦ4 の混合
ガスのプラズマが真空容器内に生成し、プラズマによっ
て得られたイオンと、反応性ラジカルによりシリコンウ
ェーハ７上の酸化膜のエッチングが進行する。
【００２０】側壁３の唯一の接地電位に通じる排気口１
１は、浮遊電位によるシールド１２により電気的にシー
ルドされているため、プラズマは、排気口１１から接地
電位の排気導管１３の方へ流れ出ることはなく、全て対
向電極２と試料載置電極１で構成される空間内に閉じ込
められる。このため、この空間にプラズマを閉じ込める
ことが可能であり、プラズマ密度を高くすることができ
る。しかも両電極の間の間隔が広がっても、圧力が下が
っても、また、低圧でかつガス流量を大きく取ろうとし
て排気口１１の開口径を大きくしても、シールド１２の
効果により、プラズマ側からみて電極は試料載置電極１
と対向電極２に限られるため、プラズマが両電極間に閉
じ込められる状態はほとんど変化しない。従って、高周
波電力が両電極間で有効に消費されると共に、高周波電
力が比較的小さくとも、低い圧力で高速のエッチングが
実現できる。開口径０．５ミクロン以下でアスペクト比
４の微細なコンタクトホールを垂直から順テーパ形状に
エッチングすることも可能であった。
１は、浮遊電位によるシールド１２により電気的にシー
ルドされているため、プラズマは、排気口１１から接地
電位の排気導管１３の方へ流れ出ることはなく、全て対
向電極２と試料載置電極１で構成される空間内に閉じ込
められる。このため、この空間にプラズマを閉じ込める
ことが可能であり、プラズマ密度を高くすることができ
る。しかも両電極の間の間隔が広がっても、圧力が下が
っても、また、低圧でかつガス流量を大きく取ろうとし
て排気口１１の開口径を大きくしても、シールド１２の
効果により、プラズマ側からみて電極は試料載置電極１
と対向電極２に限られるため、プラズマが両電極間に閉
じ込められる状態はほとんど変化しない。従って、高周
波電力が両電極間で有効に消費されると共に、高周波電
力が比較的小さくとも、低い圧力で高速のエッチングが
実現できる。開口径０．５ミクロン以下でアスペクト比
４の微細なコンタクトホールを垂直から順テーパ形状に
エッチングすることも可能であった。
【００２１】側壁３は絶縁物であるため、側壁３の大気
側の面からは高周波が漏洩するが、側壁３の周囲に設け
た遮蔽筒１８を接地電位とすることにより、高周波の外
部への漏洩を防止することができるばかりでなく、この
遮蔽筒１８は大気側にあるため、通常のプラズマ処理装
置でみられるような、接地電位のシールドと電極の間で
放電するような現象も起こらない。さらには、対向電極
２の真空シールを接地電位に対して行う必要がないた
め、遮蔽筒１８と対向電極２との電気的な接触を充分に
取ることが可能であり、従来問題にされた、対向電極２
の高周波電流の帰還抵抗の変化による高周波電力効率の
変動によるエッチング特性の変化を極力小さく抑え、再
現性の良いエッチングを実現することができる。
側の面からは高周波が漏洩するが、側壁３の周囲に設け
た遮蔽筒１８を接地電位とすることにより、高周波の外
部への漏洩を防止することができるばかりでなく、この
遮蔽筒１８は大気側にあるため、通常のプラズマ処理装
置でみられるような、接地電位のシールドと電極の間で
放電するような現象も起こらない。さらには、対向電極
２の真空シールを接地電位に対して行う必要がないた
め、遮蔽筒１８と対向電極２との電気的な接触を充分に
取ることが可能であり、従来問題にされた、対向電極２
の高周波電流の帰還抵抗の変化による高周波電力効率の
変動によるエッチング特性の変化を極力小さく抑え、再
現性の良いエッチングを実現することができる。
【００２２】図２は、この発明をエッチング装置に適用
した第２の実施例である。図で、高周波発振器２１は、
位相シフタ１９に接続されており、高周波発振器２１で
発生した高周波電力を２つに分割し、更にそれぞれの位
相を可変できる構造となっている。真空処理室および搬
送室１７の構成は、前記実施例とほぼ同様であるが、対
向電極２と遮蔽筒１８は接続されることなく、側壁３を
介して絶縁されている。位相シフタ１９により２つに分
割された高周波電力は、それぞれ高周波増幅器２０によ
り適切な大きさに増幅され、試料載置電極１と対向電極
２にそれぞれ印加される。
した第２の実施例である。図で、高周波発振器２１は、
位相シフタ１９に接続されており、高周波発振器２１で
発生した高周波電力を２つに分割し、更にそれぞれの位
相を可変できる構造となっている。真空処理室および搬
送室１７の構成は、前記実施例とほぼ同様であるが、対
向電極２と遮蔽筒１８は接続されることなく、側壁３を
介して絶縁されている。位相シフタ１９により２つに分
割された高周波電力は、それぞれ高周波増幅器２０によ
り適切な大きさに増幅され、試料載置電極１と対向電極
２にそれぞれ印加される。
【００２３】この実施例においては、位相シフタ１９に
より、両電極の位相差を適切に調整することにより、プ
ラズマを両電極の間に効率よく閉じ込めることができ
る。この時、側壁３は絶縁体で出来ていると共に、浮遊
電位であるシールド１２が排気口１１の途中に設けてあ
るため、プラズマが側壁３の方向に広がることもない
し、また、排気口１１を通して、金属性の接地電位であ
る排気導管１３と両電極の間で放電することもない。こ
のため、低圧力領域でも更に効率よく高周波電力を利用
できるため、高速でアスペクト比の高い異方性エッチン
グが実現できる。
より、両電極の位相差を適切に調整することにより、プ
ラズマを両電極の間に効率よく閉じ込めることができ
る。この時、側壁３は絶縁体で出来ていると共に、浮遊
電位であるシールド１２が排気口１１の途中に設けてあ
るため、プラズマが側壁３の方向に広がることもない
し、また、排気口１１を通して、金属性の接地電位であ
る排気導管１３と両電極の間で放電することもない。こ
のため、低圧力領域でも更に効率よく高周波電力を利用
できるため、高速でアスペクト比の高い異方性エッチン
グが実現できる。
【００２４】なお各実施例では、シリコン酸化膜のエッ
チングを例に説明したが、エッチング材料はこれに限定
されることはなく、ポリシリコンであっても、アルミニ
ウム合金膜であっても良いことはいうまでもない。さら
には、処理ガスも前記の混合ガスに限定することはな
く、他のフッ化炭化水素系のガスであっても、塩素や臭
素が含まれたガスであっても良いことはいうまでもな
い。また、プラズマ処理すべきシリコンウェーハ７は試
料載置電極１上でなくても、接地電位である対向電極２
側に保持しても良いことはいうまでもない。更に、この
発明の構成要素に用いた材料は、これに限定することは
なく、例えばアルミニウムの代りにステンレス鋼など、
他の導電性材料を用いてもよく、また、アクリル樹脂製
の側壁３の代りに他の絶縁材料、例えば、ポリイミドや
アルミナ、石英等を用いても良いことはいうまでもな
い。また、実施例では、シリコンウェーハの搬送を真空
処理室の下部の搬送室１７で行っているが、シリコンウ
ェーハの搬送方法はこれに限定することなく、例えばゲ
ードバルブを用いて側壁３に搬入口を形成し、該部を通
して搬送しても良いことはいうまでもない。
チングを例に説明したが、エッチング材料はこれに限定
されることはなく、ポリシリコンであっても、アルミニ
ウム合金膜であっても良いことはいうまでもない。さら
には、処理ガスも前記の混合ガスに限定することはな
く、他のフッ化炭化水素系のガスであっても、塩素や臭
素が含まれたガスであっても良いことはいうまでもな
い。また、プラズマ処理すべきシリコンウェーハ７は試
料載置電極１上でなくても、接地電位である対向電極２
側に保持しても良いことはいうまでもない。更に、この
発明の構成要素に用いた材料は、これに限定することは
なく、例えばアルミニウムの代りにステンレス鋼など、
他の導電性材料を用いてもよく、また、アクリル樹脂製
の側壁３の代りに他の絶縁材料、例えば、ポリイミドや
アルミナ、石英等を用いても良いことはいうまでもな
い。また、実施例では、シリコンウェーハの搬送を真空
処理室の下部の搬送室１７で行っているが、シリコンウ
ェーハの搬送方法はこれに限定することなく、例えばゲ
ードバルブを用いて側壁３に搬入口を形成し、該部を通
して搬送しても良いことはいうまでもない。
【００２５】次に、プラズマを対向電極間に閉じ込める
ようにしたこの発明の更に別の実施例について説明す
る。
ようにしたこの発明の更に別の実施例について説明す
る。
【００２６】図３のプラズマ処理装置は、真空処理室が
アルミニウム製の試料載置電極１と対向電極２と、これ
らの電極１、２から絶縁材製のスペーサ２４、２５で電
気的に絶縁されたアルミニウム製の側壁３で構成したも
のである。側壁３は電気的に浮いた状態としてある。高
周波電源５とコンデンサ６は対向電極２に接続され、試
料載置電極１が接地電位としてあるが、前記の実施例と
同様に対向電極２を接地し、試料載置電極１側に高周波
電源５とコンデンサ６を接続するようにしても良い。
アルミニウム製の試料載置電極１と対向電極２と、これ
らの電極１、２から絶縁材製のスペーサ２４、２５で電
気的に絶縁されたアルミニウム製の側壁３で構成したも
のである。側壁３は電気的に浮いた状態としてある。高
周波電源５とコンデンサ６は対向電極２に接続され、試
料載置電極１が接地電位としてあるが、前記の実施例と
同様に対向電極２を接地し、試料載置電極１側に高周波
電源５とコンデンサ６を接続するようにしても良い。
【００２７】また、図４のプラズマ処理装置は、図３と
同様に構成した真空処理室の、試料載置電極１と対向電
極２の中間部に、グリッド電極２６を設置して三極構造
の装置としたものである。グリッド電極２６は設置電位
とし、試料載置電極１および対向電極２に夫々高周波電
源５とコンデンサ６が接続される。
同様に構成した真空処理室の、試料載置電極１と対向電
極２の中間部に、グリッド電極２６を設置して三極構造
の装置としたものである。グリッド電極２６は設置電位
とし、試料載置電極１および対向電極２に夫々高周波電
源５とコンデンサ６が接続される。
【００２８】これらの実施例においても、側壁３が浮遊
電位におかれるので、高周波電源５との間のインピーダ
ンスが非常に大きな値となって、電極１、２と側壁３の
間で放電を維持することは困難なので、結局、試料載置
電極１と対向電極２２の対向間隙に放電を閉じ込め、放
電の安定化を図ることができる。
電位におかれるので、高周波電源５との間のインピーダ
ンスが非常に大きな値となって、電極１、２と側壁３の
間で放電を維持することは困難なので、結局、試料載置
電極１と対向電極２２の対向間隙に放電を閉じ込め、放
電の安定化を図ることができる。
【００２９】以上、プラズマエッチングを例に、この発
明の実施例を説明したが、プラズマＣＶＤ装置に適用し
て同様の作用効果をあげることができる。
明の実施例を説明したが、プラズマＣＶＤ装置に適用し
て同様の作用効果をあげることができる。
【００３０】
【発明の効果】この発明によれば、プラズマを均一に効
率よく試料載置電極と対向電極の間に閉じ込めることが
出来るので、低圧力でも高周波電力を有効に利用でき、
かつ均一、高速のエッチングを再現性良く行うことが可
能である。
率よく試料載置電極と対向電極の間に閉じ込めることが
出来るので、低圧力でも高周波電力を有効に利用でき、
かつ均一、高速のエッチングを再現性良く行うことが可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の要部の概略断面図で
ある。
ある。
【図２】この発明の第２の実施例の要部の概略断面図で
ある。
ある。
【図３】この発明の第３の実施例の要部の概略断面図で
ある。
ある。
【図４】この発明の第４の実施例の要部の概略断面図で
ある。
ある。
１ 試料載置電極 ２ 対向電極 ３ 側壁 ５ 高周波電源 ７ シリコンウェーハ ９ ガス導入管 １０ ガス吹出板 １１ 排気口 １２ シールド １３ 排気導管 １７ 搬送室 １８ 遮蔽筒 １９ 位相シフタ ２０ 高周波増幅器 ２１ 高周波電源 ２４ スペーサ ２５ スペーサ
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに平行に対向させた、導電性材料で
なる、２枚の電極と、絶縁性材料でなる側壁とで、真空
処理室が構成してあり、前記電極の一方が被処理基板を
保持する電極とされ、他方の電極には、反応性ガスを導
入するための手段を備えていると共に、前記側壁に排気
口が設けられ、排気口の外側に、接地電位にある排気導
管が接続され、かつ、前記排気口内に、前記２枚の電極
及び排気導管から絶縁された、導電性材料でなる網が設
置してあることを特徴とするプラズマ処理装置 - 【請求項２】 被処理基板を保持する電極とされた、一
方の電極に、高周波発振器が接続され、他方の電極が接
地されていると共に、側壁の外面が接地電位の遮蔽板で
覆われていることを特徴とした請求項１記載のプラズマ
処理装置 - 【請求項３】 対向させた２枚の電極に、高周波の位相
シフト装置を介して、高周波発振器が接続されているこ
とを特徴とした請求項１記載のプラズマ処理装置 - 【請求項４】 互いに平行に対向させた、導電性材料で
なる、２枚の電極と、導電性材料でなる側壁とで真空処
理室が構成してあり、前記電極の一方が被処理基板を保
持する電極とされ、他方の電極には、反応性ガスを導入
するための手段を備えていると共に、前記側壁は絶縁性
材料でなるスペーサによって電極と絶縁されていること
を特徴とするプラズマ処理装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02054792A JP3239168B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02054792A JP3239168B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190500A true JPH05190500A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3239168B2 JP3239168B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=12030181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02054792A Expired - Lifetime JP3239168B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3239168B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032344A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nordson Corp | 超高速均一プラズマ処理装置 |
| JP2013177284A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-09-09 | Toyota Motor Corp | プラズマｃｖｄ装置及び基板加熱保持台並びにカーボンナノチューブの製造方法 |
| JP2025507198A (ja) * | 2022-03-15 | 2025-03-13 | 眉山博雅新材料股▲ふん▼有限公司 | 密封構造及び真空炉 |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP02054792A patent/JP3239168B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032344A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nordson Corp | 超高速均一プラズマ処理装置 |
| JP2013177284A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-09-09 | Toyota Motor Corp | プラズマｃｖｄ装置及び基板加熱保持台並びにカーボンナノチューブの製造方法 |
| JP2025507198A (ja) * | 2022-03-15 | 2025-03-13 | 眉山博雅新材料股▲ふん▼有限公司 | 密封構造及び真空炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3239168B2 (ja) | 2001-12-17 |
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