JPH0691024B2 - 乾式薄膜加工装置 - Google Patents
乾式薄膜加工装置Info
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- JPH0691024B2 JPH0691024B2 JP62255973A JP25597387A JPH0691024B2 JP H0691024 B2 JPH0691024 B2 JP H0691024B2 JP 62255973 A JP62255973 A JP 62255973A JP 25597387 A JP25597387 A JP 25597387A JP H0691024 B2 JPH0691024 B2 JP H0691024B2
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- Japan
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- power supply
- electrostatic chuck
- wafer
- electrodes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ECRプラズマを用いて特に半導体基板上に
薄膜を成長させるCVD（Chemical Vapour Deposition,ガ
ス状物質が反応して基板上に固体を析出する反応）成膜
装置に関するものであり、詳しくは、ほぼ一平面内に複
数の電極が対をなして配され各対の電極が直流電源から
互いに異なる極性に課電されるとともにこの課電時に前
記平面にほぼ平行に接近した平板状試料を静電的に吸
着，保持する静電チャックを備え、ECRプラズマを用い
て前記平板状試料の反吸着面側にエッチングまたは成膜
加工を施す乾式薄膜加工装置に関する。
薄膜を成長させるCVD（Chemical Vapour Deposition,ガ
ス状物質が反応して基板上に固体を析出する反応）成膜
装置に関するものであり、詳しくは、ほぼ一平面内に複
数の電極が対をなして配され各対の電極が直流電源から
互いに異なる極性に課電されるとともにこの課電時に前
記平面にほぼ平行に接近した平板状試料を静電的に吸
着，保持する静電チャックを備え、ECRプラズマを用い
て前記平板状試料の反吸着面側にエッチングまたは成膜
加工を施す乾式薄膜加工装置に関する。
近年、ECRプラズマを用いたプロセス技術が注目され、
研究開発が進められている。このCVD技術をLSIの微細な
配線の被膜の生成に用いたとき、配線の頂頭部と側壁と
で膜の成長速度や緻密さが異なり、とくに側壁における
膜質が悪い欠点があった。これの対応策として半導体ウ
エハ上に高周波電圧を印加しつつ成膜する方法があり、
この方法を用いると上述の欠点が除去されることが分か
っている。この方法はRFバイアスECRプラズマ法と呼ば
れる。基板にRFバイアス（RFはラジオ周波数13.56MHz）
を印加する方法としては第３図に例示する方法が試みら
れている。すなわち、たとえば乾式薄膜加工装置を構成
する反応槽８内で半導体ウエハ10を載置する水冷のウエ
ハステージ９をRF発生器12とマッチングボックス11とを
介して接地電位に接続し、半導体ウエハの電位を反応槽
に対して高周波数で正，負極性に変化させるものであ
る。他方、LSIの微細化にともないCVDプロセス中に発生
するごみによる歩留りの低下が重要な問題となってきて
いる。とくにRFバイアスECRプラズマ法はサブミクロン
ルールに有効な技術であると考えられるため、ごみの除
去は重要な課題である。
研究開発が進められている。このCVD技術をLSIの微細な
配線の被膜の生成に用いたとき、配線の頂頭部と側壁と
で膜の成長速度や緻密さが異なり、とくに側壁における
膜質が悪い欠点があった。これの対応策として半導体ウ
エハ上に高周波電圧を印加しつつ成膜する方法があり、
この方法を用いると上述の欠点が除去されることが分か
っている。この方法はRFバイアスECRプラズマ法と呼ば
れる。基板にRFバイアス（RFはラジオ周波数13.56MHz）
を印加する方法としては第３図に例示する方法が試みら
れている。すなわち、たとえば乾式薄膜加工装置を構成
する反応槽８内で半導体ウエハ10を載置する水冷のウエ
ハステージ９をRF発生器12とマッチングボックス11とを
介して接地電位に接続し、半導体ウエハの電位を反応槽
に対して高周波数で正，負極性に変化させるものであ
る。他方、LSIの微細化にともないCVDプロセス中に発生
するごみによる歩留りの低下が重要な問題となってきて
いる。とくにRFバイアスECRプラズマ法はサブミクロン
ルールに有効な技術であると考えられるため、ごみの除
去は重要な課題である。
ごみの除去に対しては、従来、ウエハの表面を下方へ向
けて膜成長させることにより、重力の影響によるウエハ
表面へのごみの落下を防止することができ、ごみの付着
が激減することが実験的に知られている。しかし、ウエ
ハ表面を下向きに保持することは、とくに、未処理のウ
エハを収納するロードカセット室からエッチングまたは
成膜加工が施される反応室へウエハを搬送するためのウ
エハ搬送系と、反応室内のウエハ保持部との受渡しが難
しいことか、ウエハ表面を下向きに保持する装置はまだ
実機として完成していない。その理由はつぎの通りであ
る。すなわち、ウエハを真空中で吸着しておく手段とし
て、静電気による吸引力を利用した静電チャックが知ら
れているが、その吸引力は、第４図に示すように、静電
チャックの吸着面とウエハの被吸着面との間のエアギャ
ップとともに激減する。なお、この図における静電チャ
ックは、静電チャックを構成する電極が平板状に形成さ
れて誘電体内に埋め込まれ、その埋込み深さすなわち電
極面上の吸着側絶縁層の厚さを100μｍとしたものであ
る。
けて膜成長させることにより、重力の影響によるウエハ
表面へのごみの落下を防止することができ、ごみの付着
が激減することが実験的に知られている。しかし、ウエ
ハ表面を下向きに保持することは、とくに、未処理のウ
エハを収納するロードカセット室からエッチングまたは
成膜加工が施される反応室へウエハを搬送するためのウ
エハ搬送系と、反応室内のウエハ保持部との受渡しが難
しいことか、ウエハ表面を下向きに保持する装置はまだ
実機として完成していない。その理由はつぎの通りであ
る。すなわち、ウエハを真空中で吸着しておく手段とし
て、静電気による吸引力を利用した静電チャックが知ら
れているが、その吸引力は、第４図に示すように、静電
チャックの吸着面とウエハの被吸着面との間のエアギャ
ップとともに激減する。なお、この図における静電チャ
ックは、静電チャックを構成する電極が平板状に形成さ
れて誘電体内に埋め込まれ、その埋込み深さすなわち電
極面上の吸着側絶縁層の厚さを100μｍとしたものであ
る。
このように、エアギャップによる吸着力の変化が大きい
ため、ウエハ搬送系から静電チャックへのウエハの受渡
しの際、ウエハの静電チャックへの押付けが平等にかつ
十分な接触圧力をもって行われないと吸着に失敗するお
それがある。したがって適当な手段により吸着を十分に
確認してから搬送系を退避させないと、ウエハが落下
し、破損し、そのかけらが容器内に散乱してしまい、こ
れの除去のために装置の分解，清掃が必要となる。この
ようなことがしばしば起こることは当然許されない。
ため、ウエハ搬送系から静電チャックへのウエハの受渡
しの際、ウエハの静電チャックへの押付けが平等にかつ
十分な接触圧力をもって行われないと吸着に失敗するお
それがある。したがって適当な手段により吸着を十分に
確認してから搬送系を退避させないと、ウエハが落下
し、破損し、そのかけらが容器内に散乱してしまい、こ
れの除去のために装置の分解，清掃が必要となる。この
ようなことがしばしば起こることは当然許されない。
吸着を確認する手段として、まず、市販の近接センサを
静電チャックに取りつけることが考えられる。しかし、
市販の近接センサには、その構成部材として有機物が使
用されており、一方、ECRプラズマを用いる乾式薄膜加
工装置では、装置の容器内が活性ガスで満ちていて、有
機物はすべて侵されてしまうという問題点がある。
静電チャックに取りつけることが考えられる。しかし、
市販の近接センサには、その構成部材として有機物が使
用されており、一方、ECRプラズマを用いる乾式薄膜加
工装置では、装置の容器内が活性ガスで満ちていて、有
機物はすべて侵されてしまうという問題点がある。
この発明の目的は、活性ガス中におけるウエハの吸着状
態の確認を、材質上の問題を生じることなく可能ならし
める乾式薄膜加工装置の構成を提供することである。
態の確認を、材質上の問題を生じることなく可能ならし
める乾式薄膜加工装置の構成を提供することである。
上記の目的を達成するために、この発明によれば、ほぼ
一平面内に複数の電極が対をなして配され各対の電極が
直流電源から互いに異なる極性に課電されるとともにこ
の課電時に前記平面にほぼ平行に接近した平板状試料を
静電的に吸着，保持する静電チャックを備え、ECRプラ
ズマを用いて前記平板状試料の反吸着面側にエッチング
または成膜加工を施す乾式薄膜加工装置において、前記
各対の電極に高周波電圧を同時に供給可能な高周波電源
と、この高周波電源から出力される高周波電流を測定す
る電流計測手段を備え、且つ、静電チャックの各対の電
極に対する直流電源からの課電は、該電源側に配された
高抵抗と前記電極側に配されたインダクタンスとを直列
に介して行われるとともに、高周波電源からの前記各対
の電極間への高周波電圧の供給は、前記高抵抗とインダ
クタンスとの接続点に高周波電源をコンデンサを介して
接続することにより行われるとともに、このコンデンサ
の静電容量と前記静電チャックと平板状試料とが形成す
る静電容量との合成の静電容量が前記高周波電源の周波
数において前記インダクタンスと直列共振状態となるよ
うに設定されているものとする。
一平面内に複数の電極が対をなして配され各対の電極が
直流電源から互いに異なる極性に課電されるとともにこ
の課電時に前記平面にほぼ平行に接近した平板状試料を
静電的に吸着，保持する静電チャックを備え、ECRプラ
ズマを用いて前記平板状試料の反吸着面側にエッチング
または成膜加工を施す乾式薄膜加工装置において、前記
各対の電極に高周波電圧を同時に供給可能な高周波電源
と、この高周波電源から出力される高周波電流を測定す
る電流計測手段を備え、且つ、静電チャックの各対の電
極に対する直流電源からの課電は、該電源側に配された
高抵抗と前記電極側に配されたインダクタンスとを直列
に介して行われるとともに、高周波電源からの前記各対
の電極間への高周波電圧の供給は、前記高抵抗とインダ
クタンスとの接続点に高周波電源をコンデンサを介して
接続することにより行われるとともに、このコンデンサ
の静電容量と前記静電チャックと平板状試料とが形成す
る静電容量との合成の静電容量が前記高周波電源の周波
数において前記インダクタンスと直列共振状態となるよ
うに設定されているものとする。
このような装置の構成は、静電チャックにウエハが十分
に吸着された場合と、静電チャックとウエハとの接触が
不完全もしくは接触圧力が小さい場合とで、静電チャッ
クとウエハとの間に形成されるコンデンサの静電容量が
顕著に異なるという実験結果に基づいてなされたもので
あり、すべての対の電極間に同時に電圧を供給可能な容
量を有する高周波電源から高周波電流を供給し、この供
給された電流を計測することにより、静電チャックにウ
エハが十分に吸着されているか否かを確認することが可
能になる。以下に実験結果の一例につき説明する。
に吸着された場合と、静電チャックとウエハとの接触が
不完全もしくは接触圧力が小さい場合とで、静電チャッ
クとウエハとの間に形成されるコンデンサの静電容量が
顕著に異なるという実験結果に基づいてなされたもので
あり、すべての対の電極間に同時に電圧を供給可能な容
量を有する高周波電源から高周波電流を供給し、この供
給された電流を計測することにより、静電チャックにウ
エハが十分に吸着されているか否かを確認することが可
能になる。以下に実験結果の一例につき説明する。
第５図は静電チャックとウエハとが非接触のとき、すな
わちここでは静電チャックの吸着面とウエハの被吸着面
との間のエアギャップが5mmのとき、静電チャックとウ
エハとの間に形成されているコンデンサに印加される高
周波電源の電圧とこの電源からこのコンデンサに供給さ
れる高周波電流との関係を示すオシログラムである。こ
のオシログラムにおいて振幅の大きい方が電圧であり、
小さい方が電流であって目盛りは電圧が１目盛り当り5
V,電流が0.5mA,時間軸が２μｓに設定されている。ま
た、当然のことながら、電流は電圧よりも位相が90゜進
んでいる。このオシログラムから静電チャックとウエハ
との間に形成されているコンデンサの静電容量を求める
と8pFとなる。
わちここでは静電チャックの吸着面とウエハの被吸着面
との間のエアギャップが5mmのとき、静電チャックとウ
エハとの間に形成されているコンデンサに印加される高
周波電源の電圧とこの電源からこのコンデンサに供給さ
れる高周波電流との関係を示すオシログラムである。こ
のオシログラムにおいて振幅の大きい方が電圧であり、
小さい方が電流であって目盛りは電圧が１目盛り当り5
V,電流が0.5mA,時間軸が２μｓに設定されている。ま
た、当然のことながら、電流は電圧よりも位相が90゜進
んでいる。このオシログラムから静電チャックとウエハ
との間に形成されているコンデンサの静電容量を求める
と8pFとなる。
第６図は静電チャックとウエハとが無荷重で接触してい
るときのオシログラムを示し、振幅の大きい方が電圧，
小さい方が電流であり、また目盛りの設定も第５図と同
じである。このオシログラムから静電容量を求めると15
pFとなる。
るときのオシログラムを示し、振幅の大きい方が電圧，
小さい方が電流であり、また目盛りの設定も第５図と同
じである。このオシログラムから静電容量を求めると15
pFとなる。
第７図は静電チャックとウエハとが十分な圧力で接触し
ている場合を示し、ここでは振幅の小さい方が電圧，大
きい方が電流である。このオシログラムから静電容量を
求めると146pFとなり、上記第５図，第６図の場合の静
電容量8pF,15pFと比較して顕著に大きくなる。なお、こ
の実験において使用した静電チャックは、誘電体内に埋
め込まれた円板状電極の直径が10cm、電極面の吸着側埋
込み深さが100μｍのものである。
ている場合を示し、ここでは振幅の小さい方が電圧，大
きい方が電流である。このオシログラムから静電容量を
求めると146pFとなり、上記第５図，第６図の場合の静
電容量8pF,15pFと比較して顕著に大きくなる。なお、こ
の実験において使用した静電チャックは、誘電体内に埋
め込まれた円板状電極の直径が10cm、電極面の吸着側埋
込み深さが100μｍのものである。
このように、一見同じように吸着されているように見え
ても、無荷重で辛うじて接触している場合と、十分な圧
力で接触している場合とでコンデンサの静電容量が顕著
に変化する。従って高周波電圧をこのコンデンサに印加
し、その際にコンデンサに流れる高周波電流の大きさを
計測することにより、吸着状態の良否を判別することが
容易に可能となる。
ても、無荷重で辛うじて接触している場合と、十分な圧
力で接触している場合とでコンデンサの静電容量が顕著
に変化する。従って高周波電圧をこのコンデンサに印加
し、その際にコンデンサに流れる高周波電流の大きさを
計測することにより、吸着状態の良否を判別することが
容易に可能となる。
第１図に本発明の一実施による乾式薄膜加工装置の構成
を示す。ECRプラズマの発生方法は従来と同じであり、
プラズマ室４の内部に、外部に配した磁気ソレノイド３
によって静磁場を発生させておき、導波管１により導い
たマイクロ波をマイクロ波窓２を通して送りこむ。プラ
ズマガス導入管路６を介してN2,O2などのガスを流す
と、プラズマ室４内にそれぞれのガスに応じたプラズマ
が発生し、磁気拡散効果によってこのプラズマが反応槽
８内に流出する。反応槽にシランなどの成膜原料ガスを
流すことにより、プラズマと原料ガスとの相互作用によ
り生じたイオンや活性種がウエハ表面で反応して窒化膜
や酸化膜等を形成することができる。
を示す。ECRプラズマの発生方法は従来と同じであり、
プラズマ室４の内部に、外部に配した磁気ソレノイド３
によって静磁場を発生させておき、導波管１により導い
たマイクロ波をマイクロ波窓２を通して送りこむ。プラ
ズマガス導入管路６を介してN2,O2などのガスを流す
と、プラズマ室４内にそれぞれのガスに応じたプラズマ
が発生し、磁気拡散効果によってこのプラズマが反応槽
８内に流出する。反応槽にシランなどの成膜原料ガスを
流すことにより、プラズマと原料ガスとの相互作用によ
り生じたイオンや活性種がウエハ表面で反応して窒化膜
や酸化膜等を形成することができる。
第１図の装置が従来と異なるところは、装置の配置を従
来と上下逆とするとともに、水冷ステージ９に静電チャ
ック13をその吸着面が重力方向下向きとなるように固定
した点である。この静電チャック13は、第２図に示すよ
うに、一平面内に配されて対をなす半円形状の板状電極
33,34をそれぞれ電極端子36,37とともに酸化アルミニウ
ムいわゆるアルミナからなる誘電体中に埋め込んでなる
円板状のものであり、この埋め込まれた板状電極33,34
のそれぞれの電極端子36,37からは電極リード38,39が引
き出されている。この電極リード38,39は、第１図に示
すように、0.1mHオーダのインダクタンスＬとＭΩオー
ダの高抵抗Ｒとを介して直流電源18に接続され、この直
流電源から静電チャックの電極33,34間にkVオーダの電
圧が供給されている。また、電極リード38,39はそれぞ
れコンデンサC2を介した後、共通にマッチング回路11を
介してRF発生器12の一方の端子に接続されるとともにRF
発生器の他方の端子は接地電位ならびに反応槽８に接続
されている。直流電源18とRF発生器12とをこのように接
続することにより、直流電源の電圧はコンデンサC2に遮
られかつC2の出口側すなわち図の右側は短絡されている
からRF発生器には全く侵入せず、また、RF発生器のラジ
オ周波数電圧は高抵抗Ｒを介しかつ同極性で直流電源の
両端子に印加されるから、直流電源には全く影響を及ぼ
さない。そして、直流電源側に接続された高抵抗Ｒとイ
ンダクタンスＬとの接続点には、本発明による高周波電
源14がコンデンサC1と電流計測手段15とを介して接続さ
れている。
来と上下逆とするとともに、水冷ステージ９に静電チャ
ック13をその吸着面が重力方向下向きとなるように固定
した点である。この静電チャック13は、第２図に示すよ
うに、一平面内に配されて対をなす半円形状の板状電極
33,34をそれぞれ電極端子36,37とともに酸化アルミニウ
ムいわゆるアルミナからなる誘電体中に埋め込んでなる
円板状のものであり、この埋め込まれた板状電極33,34
のそれぞれの電極端子36,37からは電極リード38,39が引
き出されている。この電極リード38,39は、第１図に示
すように、0.1mHオーダのインダクタンスＬとＭΩオー
ダの高抵抗Ｒとを介して直流電源18に接続され、この直
流電源から静電チャックの電極33,34間にkVオーダの電
圧が供給されている。また、電極リード38,39はそれぞ
れコンデンサC2を介した後、共通にマッチング回路11を
介してRF発生器12の一方の端子に接続されるとともにRF
発生器の他方の端子は接地電位ならびに反応槽８に接続
されている。直流電源18とRF発生器12とをこのように接
続することにより、直流電源の電圧はコンデンサC2に遮
られかつC2の出口側すなわち図の右側は短絡されている
からRF発生器には全く侵入せず、また、RF発生器のラジ
オ周波数電圧は高抵抗Ｒを介しかつ同極性で直流電源の
両端子に印加されるから、直流電源には全く影響を及ぼ
さない。そして、直流電源側に接続された高抵抗Ｒとイ
ンダクタンスＬとの接続点には、本発明による高周波電
源14がコンデンサC1と電流計測手段15とを介して接続さ
れている。
高周波電源14の周波数は、本実施例では、100KHzのオー
ダに設定され、コンデンサC1の静電容量と静電チャック
とウエハとが形成する静電容量との合成の静電容量はこ
の周波数においてインダクタンスＬと直流共振状態とな
る大きさ近くに設定されている。これにより、測定感度
が著しく向上するメリットが得られる。
ダに設定され、コンデンサC1の静電容量と静電チャック
とウエハとが形成する静電容量との合成の静電容量はこ
の周波数においてインダクタンスＬと直流共振状態とな
る大きさ近くに設定されている。これにより、測定感度
が著しく向上するメリットが得られる。
なお、高周波電源14と直流電源18とは高抵抗Ｒとコンデ
ンサC1とを介して接続されているから、直流電源の電圧
はコンデンサC1に遮られて高周波電源には侵入せず、高
周波電源の電圧は高抵抗Ｒにより直流電源に向かう電流
を抑制されて実質的な影響を直流電源に与えない。ま
た、高周波電源14からRF発生器12へ向かう電圧はコンデ
ンサC2の右側で短絡され、RF発生器12から高周波電源14
へ向かう電圧は同極性で高周波電源の両端子に印加され
るから、高周波電源14とRF発生器12とは互いに影響を及
ぼさない。従って、直流電源18とRF発生器12とを接続し
たままで、すなわち装置を運転状態に維持したままでこ
れらの電源に影響されることなく高周波電源14から流出
する電流すなわち静電チャック13とウエハ10との間に形
成さるコンデンサを通過する電流を計測することが可能
である。
ンサC1とを介して接続されているから、直流電源の電圧
はコンデンサC1に遮られて高周波電源には侵入せず、高
周波電源の電圧は高抵抗Ｒにより直流電源に向かう電流
を抑制されて実質的な影響を直流電源に与えない。ま
た、高周波電源14からRF発生器12へ向かう電圧はコンデ
ンサC2の右側で短絡され、RF発生器12から高周波電源14
へ向かう電圧は同極性で高周波電源の両端子に印加され
るから、高周波電源14とRF発生器12とは互いに影響を及
ぼさない。従って、直流電源18とRF発生器12とを接続し
たままで、すなわち装置を運転状態に維持したままでこ
れらの電源に影響されることなく高周波電源14から流出
する電流すなわち静電チャック13とウエハ10との間に形
成さるコンデンサを通過する電流を計測することが可能
である。
従ってこのように構成された装置の操作はつぎのように
行われる。まず、プラズマ発生の準備が整ったら反応室
８に設けられた，図示されないゲートバルブを開き、ロ
ードロック室に待機させた搬送系統を反応室内に導入
し、搬送系統によって反応槽内に運ばれたウエハを搬送
系統のメカニズムにより静電チャック13の吸着面に押し
付ける。この状態で直流電源18の電圧を、図示されない
スイッチをオンすることにより静電チャックの電極同志
の間に印加する。このとき押付けが正常であればウエハ
は静電チャックに吸着され、押付けが不十分であれば吸
着されない。そこで、高周波電源14の電圧を、図示され
ない該電源出口のスイッチをオンすることにより静電チ
ャックの各電極とウエハとの間に形成されているコンデ
ンサに印加し、コンデンサを通過する電流を電流計測手
段15を用いて計測する。電流計測手段15が十分な電流を
計測し、ウエハの吸着が確認されたら電源出口のスイッ
チをオフし、ウエハを押し付けている搬送系統のメカニ
ズムを解除し、搬送系統を反応槽からロードロック室に
退避させてゲートバルブを閉じることにより成膜の準備
が整う。
行われる。まず、プラズマ発生の準備が整ったら反応室
８に設けられた，図示されないゲートバルブを開き、ロ
ードロック室に待機させた搬送系統を反応室内に導入
し、搬送系統によって反応槽内に運ばれたウエハを搬送
系統のメカニズムにより静電チャック13の吸着面に押し
付ける。この状態で直流電源18の電圧を、図示されない
スイッチをオンすることにより静電チャックの電極同志
の間に印加する。このとき押付けが正常であればウエハ
は静電チャックに吸着され、押付けが不十分であれば吸
着されない。そこで、高周波電源14の電圧を、図示され
ない該電源出口のスイッチをオンすることにより静電チ
ャックの各電極とウエハとの間に形成されているコンデ
ンサに印加し、コンデンサを通過する電流を電流計測手
段15を用いて計測する。電流計測手段15が十分な電流を
計測し、ウエハの吸着が確認されたら電源出口のスイッ
チをオフし、ウエハを押し付けている搬送系統のメカニ
ズムを解除し、搬送系統を反応槽からロードロック室に
退避させてゲートバルブを閉じることにより成膜の準備
が整う。
特にLSIなどの微細な細線被膜の膜質を向上させるため
にRFバイアスをウエハに印加するような場合には、RF発
生器12に設けられた図示されないスイッチをオンするこ
とにより静電チャックの電極すべてにラジオ周波数電圧
を同極性で与えると、この電極とウエハとの間に形成さ
れた，比較的静電容量の大きいコンデンサと、ウエハと
反応槽との間に形成される，比較的静電容量の小さいコ
ンデンサとによりRFバイアス電圧が分圧電され、反応槽
に対しほぼフルにRFバイアスがウエハに印加される。
にRFバイアスをウエハに印加するような場合には、RF発
生器12に設けられた図示されないスイッチをオンするこ
とにより静電チャックの電極すべてにラジオ周波数電圧
を同極性で与えると、この電極とウエハとの間に形成さ
れた，比較的静電容量の大きいコンデンサと、ウエハと
反応槽との間に形成される，比較的静電容量の小さいコ
ンデンサとによりRFバイアス電圧が分圧電され、反応槽
に対しほぼフルにRFバイアスがウエハに印加される。
なお、このようにRFバイアスが印加されると、プラズマ
と交流との相互作用によりよく知られたセルフバイアス
電圧がウエハ表面に発生する。この電圧は負極性の直流
電圧であるから、直流電源18の正極性端子に接続された
静電チャックの電極位置ではウエハに対する吸引力が強
くなり、負極性端子に接続された電極位置では吸引力が
弱められることになるが、実用上害はない。
と交流との相互作用によりよく知られたセルフバイアス
電圧がウエハ表面に発生する。この電圧は負極性の直流
電圧であるから、直流電源18の正極性端子に接続された
静電チャックの電極位置ではウエハに対する吸引力が強
くなり、負極性端子に接続された電極位置では吸引力が
弱められることになるが、実用上害はない。
以上に述べたように、本発明によれば、ほぼ一平面内に
複数の電極が対をなして配され各対の電極が直流電源か
ら互いに異なる極性に課電されるとともにこの課電時に
前記平面にほぼ平行に接近した平板状試料を静電的に吸
着，保持する静電チャックを備え、ECRプラズマを用い
て前記平板状試料の反吸着面側にエッチングまたは成膜
加工を施す乾式薄膜加工装置において、平板状試料に対
する吸着が十分に行われている場合と、吸着が不十分な
場合たとえば平板状試料が辛うじて静電チャックの吸着
面に接触しているに過ぎない程度の吸着のされ方の場合
とでは、静電チャックと平板状試料との間に形成される
コンデンサの静電容量が顕著に異なるという実験結果に
基づき、乾式薄膜加工装置に、上記の構成を採用した結
果、薄膜加工に先立つ平板状試料の吸着時に、前記高周
波電源を前記各対の電極に接続し、静電チャックと平板
状試料との間に形成されるコンデンサを流れる電流すな
わち高周波電源から出力される高周波電流を計測するこ
とにより吸着状態の良否を容易に判別することができ、
従来のように、静電チャックが存在する活性ガス中に近
接センサのような，有機物を構成部材として有する判別
手段の装着を必要とすることなく静電チャックの吸着面
を重力方向下向きとした装置が可能となる結果、ごみの
付着の少ない成膜が可能となり、この装置を用いて加工
された平板状試料を組み込んだデバイスの歩留りや信頼
性が著しく向上する効果が得られる。
複数の電極が対をなして配され各対の電極が直流電源か
ら互いに異なる極性に課電されるとともにこの課電時に
前記平面にほぼ平行に接近した平板状試料を静電的に吸
着，保持する静電チャックを備え、ECRプラズマを用い
て前記平板状試料の反吸着面側にエッチングまたは成膜
加工を施す乾式薄膜加工装置において、平板状試料に対
する吸着が十分に行われている場合と、吸着が不十分な
場合たとえば平板状試料が辛うじて静電チャックの吸着
面に接触しているに過ぎない程度の吸着のされ方の場合
とでは、静電チャックと平板状試料との間に形成される
コンデンサの静電容量が顕著に異なるという実験結果に
基づき、乾式薄膜加工装置に、上記の構成を採用した結
果、薄膜加工に先立つ平板状試料の吸着時に、前記高周
波電源を前記各対の電極に接続し、静電チャックと平板
状試料との間に形成されるコンデンサを流れる電流すな
わち高周波電源から出力される高周波電流を計測するこ
とにより吸着状態の良否を容易に判別することができ、
従来のように、静電チャックが存在する活性ガス中に近
接センサのような，有機物を構成部材として有する判別
手段の装着を必要とすることなく静電チャックの吸着面
を重力方向下向きとした装置が可能となる結果、ごみの
付着の少ない成膜が可能となり、この装置を用いて加工
された平板状試料を組み込んだデバイスの歩留りや信頼
性が著しく向上する効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例による乾式薄膜加工装置の構
成を示す説明図、第２図は第１図に示す静電チャックま
わりの詳細構成図であって、（ａ）は正面断面図、
（ｂ）は平面図、第３図は特にLSIを対象とした乾式薄
膜加工装置の従来の構成例を示す説明断面図、第４図は
静電チャックの吸着面とウエハの被吸着面との間のエア
ギャップと吸着力との関係を示す線図、第５図は静電チ
ャックの吸着面とウエハの被吸着面との間にエアギャッ
プが存在するときの、静電チャックを構成する電極とウ
エハとの間に形成されるコンデンサに印加される高周波
電圧とこの電圧のもとでコンデンサを通過する高周波電
流とのそれぞれの波形を示すオシログラム、第６図は静
電チャックの吸着面とウエハの被吸着面とが辛うじて接
触している，無接触圧力時の高周波電圧，電流のそれぞ
れの波形を示すオシログラム、第７図は静電チャックの
吸着面とウエハの被吸着面とが十分な接触圧力のもとに
接触しているときの高周波電圧，電流のそれぞれの波形
を示すオシログラムである。 1:導波管、3:磁気ソレノイド、4:プラズマ室、6:プラズ
マガス導入管路、7:成膜原料ガス導入管路、8:反応槽、
10:ウエハ（平板状試料）、13:静電チャック、14:高周
波電源、15:電流計測手段、18:直流電源、33,34:電極、
R:高抵抗、L:インダクタンス、C1:コンデンサ。
成を示す説明図、第２図は第１図に示す静電チャックま
わりの詳細構成図であって、（ａ）は正面断面図、
（ｂ）は平面図、第３図は特にLSIを対象とした乾式薄
膜加工装置の従来の構成例を示す説明断面図、第４図は
静電チャックの吸着面とウエハの被吸着面との間のエア
ギャップと吸着力との関係を示す線図、第５図は静電チ
ャックの吸着面とウエハの被吸着面との間にエアギャッ
プが存在するときの、静電チャックを構成する電極とウ
エハとの間に形成されるコンデンサに印加される高周波
電圧とこの電圧のもとでコンデンサを通過する高周波電
流とのそれぞれの波形を示すオシログラム、第６図は静
電チャックの吸着面とウエハの被吸着面とが辛うじて接
触している，無接触圧力時の高周波電圧，電流のそれぞ
れの波形を示すオシログラム、第７図は静電チャックの
吸着面とウエハの被吸着面とが十分な接触圧力のもとに
接触しているときの高周波電圧，電流のそれぞれの波形
を示すオシログラムである。 1:導波管、3:磁気ソレノイド、4:プラズマ室、6:プラズ
マガス導入管路、7:成膜原料ガス導入管路、8:反応槽、
10:ウエハ（平板状試料）、13:静電チャック、14:高周
波電源、15:電流計測手段、18:直流電源、33,34:電極、
R:高抵抗、L:インダクタンス、C1:コンデンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】ほぼ一平面内に複数の電極が対をなして配
され各対の電極が直流電源から互いに異なる極性に課電
されるとともにこの課電時に前記平面にほぼ平行に接近
した平板状試料を静電的に吸着，保持する静電チャック
を備え、ECRプラズマを用いて前記平板状試料の反吸着
面側にエッチングまたは成膜加工を施す乾式薄膜加工装
置において、前記各対の電極間に高周波電圧を供給可能
な高周波電源と、この高周波電源から出力される高周波
電流を測定する電流計測手段を備え、且つ、静電チャッ
クの各対の電極に対する直流電源からの課電は、該電源
側に配された高抵抗と前記電極側に配されたインダクタ
ンスとを直列に介して行われるとともに、高周波電源か
らの前記各対の電極間への高周波電圧の供給は、前記高
抵抗とインダクタンスとの接続点に高周波電源をコンデ
ンサを介して接続することにより行われるとともに、こ
のコンデンサの静電容量と前記静電チャックと平板状試
料とが形成する静電容量との合成の静電容量が前記高周
波電源の周波数において前記インダクタンスと直列共振
状態となるように設定されていることを特徴とする乾式
薄膜加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255973A JPH0691024B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 乾式薄膜加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255973A JPH0691024B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 乾式薄膜加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198218A JPH0198218A (ja) | 1989-04-17 |
| JPH0691024B2 true JPH0691024B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=17286141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62255973A Expired - Fee Related JPH0691024B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 乾式薄膜加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691024B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2651597B2 (ja) * | 1988-06-27 | 1997-09-10 | 富士通株式会社 | ドライエッチング方法及び装置 |
| JPH02246327A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置 |
| JP2008277275A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置、計測装置、計測方法および制御装置 |
| US8817449B2 (en) | 2010-03-26 | 2014-08-26 | Ulvac, Inc. | Substrate holding device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979545A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Toshiba Corp | 静電チャック装置 |
| JPS60110133A (ja) * | 1983-01-24 | 1985-06-15 | Toshiba Corp | 静電チャックにおける異状確認装置 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62255973A patent/JPH0691024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0198218A (ja) | 1989-04-17 |
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Legal Events
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