JPH11186238A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH11186238A JPH11186238A JP9357542A JP35754297A JPH11186238A JP H11186238 A JPH11186238 A JP H11186238A JP 9357542 A JP9357542 A JP 9357542A JP 35754297 A JP35754297 A JP 35754297A JP H11186238 A JPH11186238 A JP H11186238A
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- plasma
- wafer
- plasma processing
- processing apparatus
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
-
- H—ELECTRICITY
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
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- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 半導体ウェハのエッチング処理を行う平行平
板型プラズマ処理装置におけるプラズマの生成領域をウ
ェハ表面より拡大し、かつプラズマの生成を安定にす
る。 【解決手段】 ウェハ８の直外周部に配置する半導体材
料からなるプラズマ補正部材４−１の比抵抗を一定の範
囲に規定し、かつプラズマ補正部材４−１の構造を規定
する。半導体であるプラズマ補正部材４−１は、プラズ
マから与えられる熱により比抵抗がプラズマ処理時間と
共に低下するが、常温で一定以上の比抵抗を持っていれ
ばプラズマ処理終了時まで一定以上の比抵抗を保つこと
ができ、また、プラズマ補正部材４−１が一定以下の比
抵抗を持っていれば下部電極６からの電界が透過するた
めウェハ８よりも広い面積にプラズマが生成する。
板型プラズマ処理装置におけるプラズマの生成領域をウ
ェハ表面より拡大し、かつプラズマの生成を安定にす
る。 【解決手段】 ウェハ８の直外周部に配置する半導体材
料からなるプラズマ補正部材４−１の比抵抗を一定の範
囲に規定し、かつプラズマ補正部材４−１の構造を規定
する。半導体であるプラズマ補正部材４−１は、プラズ
マから与えられる熱により比抵抗がプラズマ処理時間と
共に低下するが、常温で一定以上の比抵抗を持っていれ
ばプラズマ処理終了時まで一定以上の比抵抗を保つこと
ができ、また、プラズマ補正部材４−１が一定以下の比
抵抗を持っていれば下部電極６からの電界が透過するた
めウェハ８よりも広い面積にプラズマが生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
関し、特に半導体ウェハのプラズマエッチング処理に用
いる平行平板型プラズマ処理装置に関する。
関し、特に半導体ウェハのプラズマエッチング処理に用
いる平行平板型プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】平行平板型（平面電極型）プラズマ処理
装置において被処理ウェハ周縁の直外周部が絶縁物（セ
ラミックス、石英など）の場合、絶縁物の内径部がプラ
ズマのエッジ部となるため、ウェハの中心部と周縁部と
でプラズマの生成状態が異なり、ウェハ周縁部のプラズ
マ処理性能がウェハ中心部の処理性能より劣っていた。
そこで、ウェハの直外周部にウェハと同様な物質からな
るプラズマ補正部材を置くことにより、プラズマ処理性
能の均一性を得る工夫がなされている。
装置において被処理ウェハ周縁の直外周部が絶縁物（セ
ラミックス、石英など）の場合、絶縁物の内径部がプラ
ズマのエッジ部となるため、ウェハの中心部と周縁部と
でプラズマの生成状態が異なり、ウェハ周縁部のプラズ
マ処理性能がウェハ中心部の処理性能より劣っていた。
そこで、ウェハの直外周部にウェハと同様な物質からな
るプラズマ補正部材を置くことにより、プラズマ処理性
能の均一性を得る工夫がなされている。
【０００３】図５は、従来の平行平板型プラズマ処理装
置を示す説明用断面図である。プラズマ処理室１は接地
された上部電極３、上部電極を取り巻く上部電極絶縁材
２、上部電極と互に平行に配置され、ウェハ８を搭載す
るウェハステージとなり、高周波電源７より電力を供給
される下部電極６、下部電極を取り巻く下部電極絶縁材
５、下部電極６上のウェハ８の直外周に配置され、ウェ
ハ８表面のプラズマ処理均一性を向上する目的で用いら
れているリング形状の半導体材料からなるプラズマ補正
部材４により構成されている。ウェハ８が下部電極６の
表面に設置されるとプラズマ処理室１にプラズマ処理ガ
スが導入され、プラズマ処理室１内のプラズマ処理ガス
圧力が安定した後、高周波電源７より高周波電力を下部
電極６へ印加すると、下部電極６と上部電極３との間に
プラズマを生じる。このプラズマによりウェハ８表面は
プラズマエッチング処理される。
置を示す説明用断面図である。プラズマ処理室１は接地
された上部電極３、上部電極を取り巻く上部電極絶縁材
２、上部電極と互に平行に配置され、ウェハ８を搭載す
るウェハステージとなり、高周波電源７より電力を供給
される下部電極６、下部電極を取り巻く下部電極絶縁材
５、下部電極６上のウェハ８の直外周に配置され、ウェ
ハ８表面のプラズマ処理均一性を向上する目的で用いら
れているリング形状の半導体材料からなるプラズマ補正
部材４により構成されている。ウェハ８が下部電極６の
表面に設置されるとプラズマ処理室１にプラズマ処理ガ
スが導入され、プラズマ処理室１内のプラズマ処理ガス
圧力が安定した後、高周波電源７より高周波電力を下部
電極６へ印加すると、下部電極６と上部電極３との間に
プラズマを生じる。このプラズマによりウェハ８表面は
プラズマエッチング処理される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３および図４はウェ
ハのエッチング処理におけるプラズマのイオンシースで
の電界強度の分布をプラズマ処理装置の断面図（図５）
に重ねて表示したものであり、それぞれプラズマ補正部
材が４−３および４−４で示されている。
ハのエッチング処理におけるプラズマのイオンシースで
の電界強度の分布をプラズマ処理装置の断面図（図５）
に重ねて表示したものであり、それぞれプラズマ補正部
材が４−３および４−４で示されている。
【０００５】図３はプラズマ補正部材４−３の抵抗値が
大きく絶縁物に近い場合の電界強度分布を示して居り、
プラズマの生成領域はウェハの周縁まで延びず、ウェハ
周縁では均一な電界は得られず、従ってウェハ周縁部の
エッチング処理性能はウェハ中央部のエッチング処理性
能より劣ることになる。
大きく絶縁物に近い場合の電界強度分布を示して居り、
プラズマの生成領域はウェハの周縁まで延びず、ウェハ
周縁では均一な電界は得られず、従ってウェハ周縁部の
エッチング処理性能はウェハ中央部のエッチング処理性
能より劣ることになる。
【０００６】図４はプラズマ補正部材４−４の導電性が
高い場合の電界強度分布を示しており、プラズマの生成
領域はウェハの周縁より外方に、補正部材上に拡大して
いるが、ウェハ中央部で電界強度が下がり、ウェハ周縁
部での処理能力は向上するが、ウェハ中央部での処理力
は低下することになる。
高い場合の電界強度分布を示しており、プラズマの生成
領域はウェハの周縁より外方に、補正部材上に拡大して
いるが、ウェハ中央部で電界強度が下がり、ウェハ周縁
部での処理能力は向上するが、ウェハ中央部での処理力
は低下することになる。
【０００７】本発明の目的は、ウェハ表面の全域にわた
って均一な電解強度分布を示し、エッチング処理中に生
成領域が変化しない安定したプラズマを生成させ、ウェ
ハ全域にわたって良好かつ均一なエッチング処理性能を
有するプラズマ処理装置を提供することである。
って均一な電解強度分布を示し、エッチング処理中に生
成領域が変化しない安定したプラズマを生成させ、ウェ
ハ全域にわたって良好かつ均一なエッチング処理性能を
有するプラズマ処理装置を提供することである。
【０００８】
【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、ウェハステージとなる下部電極のウェハ周縁を囲
むウェハ直外周部に設けられるプラズマ補正部材の半導
体材料は一定の比抵抗を有する。
置は、ウェハステージとなる下部電極のウェハ周縁を囲
むウェハ直外周部に設けられるプラズマ補正部材の半導
体材料は一定の比抵抗を有する。
【０００９】プラズマ補正部材は、円形のウェハを囲む
リング形状に配置される。
リング形状に配置される。
【００１０】リング形状をなすプラズマ補正部材の上部
表面は前記ウェハの周辺から該ウェハ表面と同一レベル
で外方に延びる一定の幅を有する。
表面は前記ウェハの周辺から該ウェハ表面と同一レベル
で外方に延びる一定の幅を有する。
【００１１】リング形状をなすプラズマ補正部材の一定
の幅は、プラズマ生成領域の拡大幅に対応して定められ
る。
の幅は、プラズマ生成領域の拡大幅に対応して定められ
る。
【００１２】リング形状をなすプラズマ補正部材の内側
部分はウェハの下面内側に延び、下部電極がプラズマに
晒されない構造を有する。
部分はウェハの下面内側に延び、下部電極がプラズマに
晒されない構造を有する。
【００１３】プラズマ補正部材の母材となる半導体材料
の比抵抗は１Ωｃｍ以上かつ１５Ωｃｍ以下である。
の比抵抗は１Ωｃｍ以上かつ１５Ωｃｍ以下である。
【００１４】プラズマ補正部材の母材となる半導体材料
はシリコンであってもよい。
はシリコンであってもよい。
【００１５】半導体であるプラズマ補正部材は、プラズ
マから与えられる熱により比抵抗がプラズマ処理時間と
共に低下するが、常温で一定以上の比抵抗を持っていれ
ばプラズマ処理終了時まで一定以上の比抵抗を保つこと
ができ、また、プラズマ補正部材が一定以下の比抵抗を
持っていれば下部電極からの電界が透過するためウェハ
よりも広い面積にプラズマが生成する。補正部材につい
て一定範囲の比抵抗を有するとともに、形状・構造に工
夫を加えることによりウェハ表面の全域にわたり均一か
つ安定なプラズマを発生させることができる。
マから与えられる熱により比抵抗がプラズマ処理時間と
共に低下するが、常温で一定以上の比抵抗を持っていれ
ばプラズマ処理終了時まで一定以上の比抵抗を保つこと
ができ、また、プラズマ補正部材が一定以下の比抵抗を
持っていれば下部電極からの電界が透過するためウェハ
よりも広い面積にプラズマが生成する。補正部材につい
て一定範囲の比抵抗を有するとともに、形状・構造に工
夫を加えることによりウェハ表面の全域にわたり均一か
つ安定なプラズマを発生させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。図１は図５に示すプラ
ズマ処理装置と同様な構造を有する平行平板型プラズマ
処理装置の断面図に、生成されるプラズマのイオンシー
スでの電界強度の分布を重ねて表示した図であり、図
３、図４と異なり、プラズマ生成領域がウェハの表面か
らプラズマ補正部材の表面に適度に拡大され、プラズマ
がウェハ表面の全域にわたって均一、かつ安定に生成さ
れているこを示している。
図面を参照して詳細に説明する。図１は図５に示すプラ
ズマ処理装置と同様な構造を有する平行平板型プラズマ
処理装置の断面図に、生成されるプラズマのイオンシー
スでの電界強度の分布を重ねて表示した図であり、図
３、図４と異なり、プラズマ生成領域がウェハの表面か
らプラズマ補正部材の表面に適度に拡大され、プラズマ
がウェハ表面の全域にわたって均一、かつ安定に生成さ
れているこを示している。
【００１７】図１に断面を示すプラズマ処理装置におい
ては、プラズマ補正部材４−１の母材の半導体材料は、
その比抵抗値が１Ωｃｍ〜１５Ωｃｍの間にあるシリコ
ン材であり、この比抵抗値の範囲は実験の結果から求め
られたものである。比抵抗値が１Ωｃｍ未満の時は、図
３に示すようにプラズマ生成領域はウェハ周縁まで十分
に延びず、また比抵抗値が１５Ωｃｍを超える時は、図
４に示すようにプラズマ生成領域はウェハ周縁より外方
に必要以上に延び、いずれの場合も図１に示すようなウ
ェハ中心部から周縁迄均一な電界強度分布を得ることは
できなかった。プラズマ補正部材４−１は円形のウェハ
８の周辺を囲むリング形状に配置され、その表面はウェ
ハ８の表面と同じレベルで外方に延び、リングの幅は２
０ｍｍとなっている。補正部材４−１は、リング状に一
体として形成されてもよく、また複数の部材がリング状
に配置される構成でもよい。
ては、プラズマ補正部材４−１の母材の半導体材料は、
その比抵抗値が１Ωｃｍ〜１５Ωｃｍの間にあるシリコ
ン材であり、この比抵抗値の範囲は実験の結果から求め
られたものである。比抵抗値が１Ωｃｍ未満の時は、図
３に示すようにプラズマ生成領域はウェハ周縁まで十分
に延びず、また比抵抗値が１５Ωｃｍを超える時は、図
４に示すようにプラズマ生成領域はウェハ周縁より外方
に必要以上に延び、いずれの場合も図１に示すようなウ
ェハ中心部から周縁迄均一な電界強度分布を得ることは
できなかった。プラズマ補正部材４−１は円形のウェハ
８の周辺を囲むリング形状に配置され、その表面はウェ
ハ８の表面と同じレベルで外方に延び、リングの幅は２
０ｍｍとなっている。補正部材４−１は、リング状に一
体として形成されてもよく、また複数の部材がリング状
に配置される構成でもよい。
【００１８】また、図２に示す今一つの実施形態におい
ては、同様な比抵抗値を有するプラズマ補正部材４−２
の内側部分が階段状にウェハ８の厚さだけ薄くなってお
り、この部分がウェハ８の下側に延びている。これによ
り、ウェハ８の周縁とプラズマ補正部材４−２が接する
部分に隙間が生じる場合であっても下部電極６の表面が
プラズマに晒されるおそれはない。
ては、同様な比抵抗値を有するプラズマ補正部材４−２
の内側部分が階段状にウェハ８の厚さだけ薄くなってお
り、この部分がウェハ８の下側に延びている。これによ
り、ウェハ８の周縁とプラズマ補正部材４−２が接する
部分に隙間が生じる場合であっても下部電極６の表面が
プラズマに晒されるおそれはない。
【００１９】このプラズマ処理装置は、下部電極絶縁材
５で覆われ、表面を陰極酸化されたアルミニュームで形
成された下部電極６と、上部電極絶縁材２で覆われ、シ
リコンで形成され、下部電極６と平行に配置された上部
電極３を有し、プラズマ処理されるウェハ８を、下部電
極６上に設置し、プラズマ生成ガスとしてＣＦ4 、ＣＨ
Ｆ3 をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、７０ｓｃｃｍずつプラズ
マ処理室１へ導入し、プラズマ処理室１内の圧力が安定
した後に、高周波電源７より発振周波数１３．５６ＭＨ
ｚ、出力１５００ｗの高周波電力を下部電極６に印加す
ると、下部電極６と上部電極３で形成される空間にプラ
ズマが生成される。このときプラズマはプラズマ補正部
材４の表面上まで生成される。
５で覆われ、表面を陰極酸化されたアルミニュームで形
成された下部電極６と、上部電極絶縁材２で覆われ、シ
リコンで形成され、下部電極６と平行に配置された上部
電極３を有し、プラズマ処理されるウェハ８を、下部電
極６上に設置し、プラズマ生成ガスとしてＣＦ4 、ＣＨ
Ｆ3 をそれぞれ３０ｓｃｃｍ、７０ｓｃｃｍずつプラズ
マ処理室１へ導入し、プラズマ処理室１内の圧力が安定
した後に、高周波電源７より発振周波数１３．５６ＭＨ
ｚ、出力１５００ｗの高周波電力を下部電極６に印加す
ると、下部電極６と上部電極３で形成される空間にプラ
ズマが生成される。このときプラズマはプラズマ補正部
材４の表面上まで生成される。
【００２０】なお、プラズマ処理装置には、例えば下部
電極のみでなく上部電極にも高周波電力を印加する方式
の装置など、高周波電力の印加方式に各種あるが、これ
らの場合でも本発明のプラズマ補正部材を適用すること
ができる点に変りはない。
電極のみでなく上部電極にも高周波電力を印加する方式
の装置など、高周波電力の印加方式に各種あるが、これ
らの場合でも本発明のプラズマ補正部材を適用すること
ができる点に変りはない。
【００２１】
【発明の効果】プラズマ補正部材の半導体材料の比抵抗
を一定の範囲に定め、その形状に工夫を加えることによ
り、ウェハ表面の全域にわたって均一かつ安定したプラ
ズマを生成させ、ウェハ全域にわたって均一かつ良好な
エッチング処理性能を実現でき得る効果がある。
を一定の範囲に定め、その形状に工夫を加えることによ
り、ウェハ表面の全域にわたって均一かつ安定したプラ
ズマを生成させ、ウェハ全域にわたって均一かつ良好な
エッチング処理性能を実現でき得る効果がある。
【図１】本発明のプラズマ処理装置の実施の形態を示す
断面図に、処理中に生成するプラズマのイオンシースで
の電界強度の分布を重ねて表示した説明図である。
断面図に、処理中に生成するプラズマのイオンシースで
の電界強度の分布を重ねて表示した説明図である。
【図２】本発明のプラズマ処理装置の今一つの実施の形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図３】従来のプラズマ処理装置の断面図に、プラズマ
のイオンシースでの電界強度の分布の例を重ねて表示し
た説明図である。
のイオンシースでの電界強度の分布の例を重ねて表示し
た説明図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の断面図に、プラズマ
のイオンシースでの電界強度の分布の例を重ねて表示し
た説明図である。
のイオンシースでの電界強度の分布の例を重ねて表示し
た説明図である。
【図５】従来の平行平板型プラズマ処理装置の断面図を
例示する説明図である。
例示する説明図である。
１ プラズマ処理室 ２ 上部電極絶縁材 ３ 上部電極 ４、４−１、４−２、４−３、４−４ プラズマ補正
部材 ５ 下部電極絶縁材 ６ 下部電極 ７ 高周波電源 ８ ウェハ
部材 ５ 下部電極絶縁材 ６ 下部電極 ７ 高周波電源 ８ ウェハ
Claims (7)
- 【請求項１】 ウェハステージとなる下部電極のウェハ
周縁を囲むウェハ直外周部に半導体材料からなるプラズ
マ補正部材を有する平行平板型プラズマ処理装置におい
て、前記半導体材料は一定の比抵抗を有することを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記プラズマ補正部材は、円形のウェハ
の周縁を囲むリング形状に配置される請求項１に記載の
プラズマ処理装置。 - 【請求項３】 前記リング形状をなすプラズマ補正部材
の上部表面は前記ウェハの周縁から該ウェハ表面と同一
レベルで外方に延びる一定の幅を有する請求項２に記載
のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記一定の幅は、プラズマ生成領域の拡
大幅に対応して定められる請求項３に記載のプラズマ処
理装置。 - 【請求項５】 前記リング形状をなすプラズマ補正部材
の内側部分はウェハ下面内側に延び、下部電極がプラズ
マに晒されない構造を有する請求項４に記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項６】 前記半導体材料の比抵抗は１Ωｃｍ以上
かつ１５Ωｃｍ以下である請求項２乃至５のいずれか１
項に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 前記半導体材料はシリコンである請求項
１乃至６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9357542A JPH11186238A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | プラズマ処理装置 |
| TW087121261A TW442867B (en) | 1997-12-25 | 1998-12-19 | Plasma processing apparatus |
| KR1019980057465A KR100309524B1 (ko) | 1997-12-25 | 1998-12-23 | 플라즈마처리장치 |
| CNB981265537A CN1154161C (zh) | 1997-12-25 | 1998-12-25 | 等离子体处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9357542A JPH11186238A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186238A true JPH11186238A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18454669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9357542A Pending JPH11186238A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | プラズマ処理装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11186238A (ja) |
| KR (1) | KR100309524B1 (ja) |
| CN (1) | CN1154161C (ja) |
| TW (1) | TW442867B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4540926B2 (ja) * | 2002-07-05 | 2010-09-08 | 忠弘 大見 | プラズマ処理装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04196319A (ja) * | 1990-11-28 | 1992-07-16 | Toshiba Corp | 放電処理装置 |
| JP3210207B2 (ja) * | 1994-04-20 | 2001-09-17 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP9357542A patent/JPH11186238A/ja active Pending
-
1998
- 1998-12-19 TW TW087121261A patent/TW442867B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-12-23 KR KR1019980057465A patent/KR100309524B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-25 CN CNB981265537A patent/CN1154161C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW442867B (en) | 2001-06-23 |
| CN1154161C (zh) | 2004-06-16 |
| CN1226740A (zh) | 1999-08-25 |
| KR100309524B1 (ko) | 2002-04-24 |
| KR19990063352A (ko) | 1999-07-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040108 |