JPH054466U - ウエーハ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウェーハ近傍での反応ガスの流れを均一にし、
ウェーハ処理の均一性を改善する。 【構成】処理室１内に設けた試料台上にウェーハ６を装
填し、反応ガス雰囲気下で熱エネルギ・プラズマ放電等
で励起されたガス分子を利用し、ウェーハを処理するウ
ェーハ処理装置に於いて、前記処理室内をバッフルプレ
ート１５，１７，１８により、反応ガス導入側と、反応
ガス排出側に仕切り、前記バッフルプレートに排気コン
ダクタンス調整孔１６，２０を設け、該排気コンダクタ
ンス調整孔の流路断面積を位置により変化させ、反応ガ
スの導入位置、或は排出位置が処理室の中心に無く偏在
していてもウェーハに沿って流れる反応ガスをバッフル
プレートりより整流し、ウェーハ全面に亘って均一化す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体処理装置の１つであるウェーハ処理装置、特に１枚ずつ処理す る枚葉式ウェーハ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

半導体素子を製造する工程の中に、熱エネルギ・プラズマ放電等で励起された ガス分子を利用して試料台上のシリコンウェーハをエッチング、或は化学蒸着（ ＣＶＤ）等の処理を行う工程がある。

【０００３】 これは気密な処理室内に、ウェーハを装入し、真空に排気し、更に反応性ガス を導入し、高周波電力によって発生させたプラズマのイオン、又はラジカル（中 性活性種）を利用して、或はヒータ等の熱を利用してエッチング、或は化学蒸着 （ＣＶＤ）等の処理を行うものである。

【０００４】 従来のウェーハ処理装置の中の、特にカソード結合方式平行平板型プラズマエ ッチング装置の概略を図７により説明する。

【０００５】 処理室１の内部に相対向して電極２，３が設けられ該電極２には高周波電源４ が接続されている。前記電極の一方、カソード電極２側にウェーハ６が装填され る。前記電極２，３は冷却系５によって冷却されており、又前記電極の他方アノ ード電極３からはガス導入系７より反応ガスが導入される様になっている。

【０００６】 更に、前記処理室１には排気系８が接続されており、前記反応ガスを排気する 様になっている。図７中、９は流量調整弁、１０は排気ポンプである。

【０００７】 ウェーハ６のプラズマエッチング処理は、一般に次の様に行われる。ウェーハ ６が装入され、真空排気された前記処理室１内に反応性ガスを前記ガス導入系７ から前記アノード電極３の下面又はアノード電極３の外周より導入する。前記排 気系により処理室１内を所要の圧力にし、カソード電極２に高周波電力を印加し プラズマを発生させる。

【０００８】 前記ウェーハ６はプラズマ内のラジカル、高周波電極近傍に誘起されるセルス バイアス電圧により加速された反応性ガスイオンとの相乗効果でエッチングされ る。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

前記排気系８の前記処理室１に対する接続位置は、カソード電極２の中心部に 冷却系５等が設けられている為、該カソード電極２と同心の位置に設けることが 難しく、又構造的に複雑になる為、前記カソード電極２の中心から外れた位置に なっている。前記排気系８が前記処理室１と連通する排気孔１１が前記カソード 電極２と同心でない為、前記カソード電極２上に同心に装填されるウェーハ６近 傍の反応ガスの流れに偏りが生じる。この為、ウェーハ６のエッチング処理等、 ウェーハ処理の均一性に問題を生ずる。

【００１０】 図８で示す様に、排気孔１１が設けられたとして、ウェーハ６の中心を０、排 気孔１１側を−、反排気孔１１側を＋とすると、同一ウェーハのエッチング速度 をみると図９の様に排気孔１１側で速くなるという不均一性を示す。

【００１１】 本考案は斯かる実情を鑑み、ウェーハ近傍での反応ガスの流れを均一にし、ウ ェーハ処理の均一性を改善しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、処理室内に設けた試料台上にウェーハを装填し、反応ガス雰囲気下 で熱エネルギ・プラズマ放電等で励起されたガス分子を利用し、ウェーハを処理 するウェーハ処理装置に於いて、前記処理室内をバッフルプレートにより、反応 ガス導入側と、反応ガス排出側に仕切り、前記バッフルプレートに排気コンダク タンス調整孔を設け、該排気コンダクタンス調整孔の流路断面積を位置により変 化させたことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】

反応ガスの導入位置、或は排出位置が処理室の中心に無く偏在していてもウェ ーハに沿って流れる反応ガスは、バッフルプレートりより整流され、ウェーハ全 面に亘って均一化される。

【００１４】

【実施例】

以下、図１に基づき本考案の一実施例を説明する。

【００１５】 尚、図１中、図７中で示したものと同一のものには同符号を付してある。

【００１６】 カソード電極２の周囲、処理室１を上下に仕切るバッフルベース１４を設け、 該バッフルベース１４には所要ピッチ円上に沿って、同一径の分散孔１３を所要 数穿設する。各分散孔１３に対して、バッフルプレート１５ａ，１５ｂ，１５ｃ ，…を取付ける。各バッフルプレート１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…にはそれぞれ 排気コンダクタンス調整孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…が設けられており、該排 気コンダクタンス調整孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…はその位置によって、孔径 が異なっている。即ち、前記排気孔１１に近いバッフルプレート１５については 、排気コンダクタンス調整孔１６の径が小さく、前記排気孔１１に離れるに従い 排気コンダクタンス調整孔１６の径が大きくなっている。

【００１７】 而して、前記排気孔１１の近傍では、流路抵抗が大きくなり、排気孔１１から 離れるに従い流路抵抗が小さくなる。この為、排気孔１１近傍で該排気孔１１に 対して反応ガスが流れやすい傾向が改善され、反応ガスの流れはウェーハ６全面 に亘って、均一となる。

【００１８】 ここで、前記反応ガスの流れの偏りは、処理室１内の圧力、ガス流量、電極間 隔、電極外周から排気孔１１までの容積等、処理条件に影響される。従って、前 記バッフルプレート１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…の取付け位置は、必ずしも小径 の排気コンダクタンス調整孔１６のバッフルプレート１５が前記排気孔１１の近 傍に位置するとは限らない。要は、反応ガスの流れが均一になる様に、バッフル プレート１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…の位置を適宜選択すればよい。

【００１９】 図３は第２の実施例を示しており、前記第１の実施例で示した個々のバッフル プレート１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…を一体化したものである。即ち、ドーナッ ツ状のバッフルプレート１７を前記バッフルベース１４に重合させて設けるもの であり、該バッフルプレート１７には前記バッフルベース１４に穿設した分散孔 １３と同一ピッチで排気コンダクタンス調整孔１６を設けてある。

【００２０】 この場合、前記分散孔１３、排気コンダクタンス調整孔１６とも前記排気孔１ １に近付く程、孔径を小さく、又前記排気孔１１から遠ざかる程孔径を大きくし てあり、前記ドーナッツ状バッフルプレート１７を回転させることで、前記排気 コンダクタンス調整孔１６の開口率を変化させるものである。

【００２１】 上記第１の実施例、第２の実施例に於いて、分散孔、排気コンダクタンス調整 孔は必ずしも円である必要はなく、楕円であっても、矩形であってもよい。

【００２２】 更に、図４〜図６は第３の実施例を示しており、該実施例では前記バッフルプ レートとバッフルベースとを一体としたバッフルプレート１８を設けている。該 バッフルプレート１８には前記カソード電極２より充分大きな排気孔１９を偏心 させて穿設している。該排気孔１９の偏心で前記排気孔１９と前記カソード電極 ２とで形成されるリング状の排気コンダクタンス調整孔２０は電極中心に対して 対称ではなくなり、図５に示す様に排気孔１１側で狭く、反排気孔１１側で広く なり、反応ガスの流量調整がなされる。

【００２３】 更に、該バッフルプレート１８を回転させることで、前記排気コンダクタンス 調整孔２０の狭幅部、広幅部の位置が移動し、反応ガスの流量調整状態を変更す ることができる。

【００２４】 尚、上記実施例では、反応ガスの導入を上側電極（本実施例ではアノード電極 ）から導入することを想定しているが、下側電極（本実施例ではカソード電極） から導入する様にしてもよく、この場合排気孔は上側電極側に設けられ、排気系 も上側電極側に連通される。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べた如く本考案によれば、排気孔が中心以外の偏った位置に設けられた 場合でも、ウェーハ全面に亘って反応ガスの流れを均一にすることができ、ウェ ーハの均一処理を可能とし、歩留まりの向上、製品品質の向上に寄することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】他の実施例を示す説明図であり、図１のＡ−Ａ
矢視図相当図である。

【図４】更に他の実施例を示す概略断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視図である。

【図６】整流状態を変更した図４のＢ−Ｂ矢視図であ
る。

【図７】従来例の概略断面図である。

【図８】図７のＣ−Ｃ矢視図である。

【図９】従来例に於けるウェーハの各位置に於けるエッ
チング速度を示す線図である。

【符号の説明】

１ 処理室 ２ カソード電極 ３ アノード電極 ４ 高周波電源 ６ ウェーハ １４ バッフルベース １５ バッフルプレート １６ 排気コンダクタンス調整孔 １７ バッフルプレート １８ バッフルプレート ２０ 排気コンダクタンス調整孔

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 処理室内に設けた試料台上にウェーハを
   装填し、反応ガス雰囲気下で熱エネルギ・プラズマ放電
   等で励起されたガス分子を利用し、ウェーハを処理する
   ウェーハ処理装置に於いて、前記処理室内をバッフルプ
   レートにより、反応ガス導入側と反応ガス排出側に仕切
   り、前記バッフルプレートに排気コンダクタンス調整孔
   を設け、該排気コンダクタンス調整孔の流路断面積を位
   置により変化させたことを特徴とするウェーハ処理装
   置。