JPH0815149B2

JPH0815149B2 - プラズマ反応処理装置

Info

Publication number: JPH0815149B2
Application number: JP61221595A
Authority: JP
Inventors: 勇土方; 晃植原; 宗雄中山
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS63260031A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は半導体ウェハーのエッチング、ウェハー表面
に形成した有機膜の除去等に用いるプラズマ反応処理装
置に関する。

（従来の技術）半導体素子の製造に当たり、被処理体であるウェハー
（半導体基板）の上に形成した有機膜（ホトレジスト）
の剥離あるいはウェハーをエッチングする工程は不可欠
な工程である。斯る工程は通常化学製品を使用して湿式
に行うやり方とプラズマを使用して乾式に行うやり方の
２種類がある。ところで、現在ではその作業の仕方、安
全性等の点から後者のやり方が主流を占めている。この
プラズマを使用した乾式のやり方は、作用ガスを高周波
放電などにより励起し、これにより発生したプラズマに
ウェハーを曝し、プラズマ中のラジカルとの化学反応に
よりウェハーの所要部をガス状反応物質にして処理する
ようにしたものであるが、このような処理をする装置と
して、チャンバー内に平板状の上部電極と下部電極とを
平行に近接して配置した装置（特開昭52−113164号）及
びチャンバーの上部に高周波電源に接続される電極とア
ースされた電極とを対向配置した装置（特公昭54−3274
0号）がある。そして、前者の装置にあっては上下の電
極間がプラズマ発生部となり、このプラズマ発生部にお
いてウェハーを処理し、後者の装置にあっては一対の電
極によって囲まれたチャンバ上部がプラズマ発生部とな
り、チャンバー下部はプラズマ発生部からのラジカルに
よってウェハーを処理する反応処理部となっている。

（発明が解決しようとする問題点）上述した装置のうち、ウェハーをプラズマ発生部内に
載置して処理するものにあっては、プラズマ中に存在す
るイオンや荷電粒子によってウェハーがダメージを受け
る。

また、チャンバー内をプラズマ発生部と反応処理部と
に分離した装置にあっては、ウェハー表面に到達するラ
ジカルの量が少なく、例えばハイカレント、ハイドーズ
等のイオン注入の際にマスキングとして用いた有機膜を
除去できない。

またいずれの装置においても、ウェハー載置台の温度
を制御する手段を有しない場合は、ウェハーの反応処理
温度が100℃〜200℃の範囲を超え、不良品を生じること
がある。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決すべく本発明は、チャンバーの上部
に屈曲部を設け、この屈曲部の外周に高周波が印加され
る筒状上部電極を配設してチャンバー内上部をプラズマ
の主発生領域とし、前記上部電極と離間したチャンバー
底部にアースされた下部電極と排気口を設け、この排気
口によって前記プラズマの主発生領域によって発生した
プラズマを下方に吸引することでチャンバー下部を被処
理体の反応処理領域とした。

（作用）被処理体はプラズマが主に発生する領域から外れた位
置において処理されるため、イオン或いは荷電粒子によ
るダメージが少なく、また反応処理領域は上部電極と下
部電極との間の空間であるため反応に関与するラジカル
は被処理体に十分に到達する。

この際、チャンバーの上部に屈曲部を設け、この屈曲
部の外周にプラズマを発生させ上部電極を設けことで、
プラズマの主発生領域を反応処理領域から容易に分離さ
せることができ、しかもチャンバーの形状が一方向に長
くならないためスペース的にも有利である。

（実施例）以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係るプラズマ反応処理装置を適用し
た処理装置の全体縦断面図、第２図は同処理装置の平断
面図であり、ボックス状をなす装置（１）の上面には本
発明に係るプラズマ反応処理装置（２）が配設されてい
る。このプラズマ反応処理装置（２）はベルジャー型
（釣鐘型）チャンバー（３）の上部を屈曲部（４）と
し、この屈曲部（４）の周囲には、高周波発振器（５）
につながり導電体から成る筒状上部電極（６）が巻回さ
れ、屈曲部（４）内をプラズマの主発生領域（７）とし
ている。

一方、装置本体（１）内の支持板（８）上には、上下
方向のシリンダユニット（９）、（10）が固着され、シ
リンダユニット（９）のロッド上端にはアースされた下
部電極（11）が取りつけられ、また下部電極（11）の中
央を貫通するシリンダユニット（10）の上端にはサブテ
ーブル（12）が取付けられ、これら下部電極（11）及び
サブテーブル（12）内には冷却水通路（11a）、（12a）
が穿設されている。而して、シリンダユニット（９）、
（10）を作動することで下部電極（11）及びサブテーブ
ル（12）は独立して昇降動をなし、下部電極（11）が下
降した場合には本体（１）内に配設した搬送ベルト（1
3）よりも下方に位置し、上昇した本体（１）に形成し
た開口（14）を閉じ、チャンバー（３）底部を気密に閉
塞する。そして下部電極（11）によって開口（14）を閉
じた状態でチャンバー（３）下部に前記プラズマの主発
生領域からのプラズマ（ラジカル）が流れ込む反応処理
領域（15）が形成される。

また、本体（１）の両側には昇降部材（16）、（17）
を配置している。これら昇降部材（16）、（17）は４本
の支柱からなり、これら支柱間に複数のウェハー（Ｗ）
を保持したカセット（18）、（19）を取りつけ可能とし
ている。カセット（18）、（19）は一体の板体の対向面
にスリットを形成し、このスリットにウェハー（Ｗ）の
エッジを挿入することで、複数のウェハー（Ｗ）を上下
方向に離間して保持するようにしている。

さらに、装置本体（１）の両側で前記搬送ベルト（1
3）と同一高さ位置には搬送ベルト（20）、（21）を配
置し、カセット（18）内のウェハー（Ｗ）を開口（22）
を介して搬送ベルト（13）上に、また、搬送ベルト（1
3）上のウェハー（Ｗ）を開口（23）を介してカセット
（19）内に受け渡すようにしている。

以上のごとき構成からなるプラズマ反応処理装置を用
いて、ウェハー（Ｗ）表面に形成された有機膜等をアッ
シング除去する工程について以下に述べる。

まず、第３図に示すように昇降部材（16）を下降さ
せ、下部電極（11）を搬送ベルト（13）よりも下方に位
置させた状態で、カセット（18）内の最下段のウェハー
（Ｗ）を搬送ベルト（20）によって搬送ベルト（13）上
に受け渡し、搬送ベルト（13）の駆動で、ウェハー
（Ｗ）をサブテーブル（12）上まで搬送する。ついでシ
リンダユニット（10）を作動させてサブテーブル（12）
を上昇せしめ、搬送ベルト（13）上のウェハー（Ｗ）を
受け取り、続いて下部電極（11）が昇降動できる程度に
搬送ベルト（13）を相互に離反して開き、シリンダユニ
ット（９）を作動させて下部電極（11）を上昇せしめ、
開口（14）に嵌合気密とし、チャンバー（３）内の反応
処理領域（15）内に下部電極（11）を臨ませる。

この後、プラズマの主発生領域（７）内にC₂F₆を５容
量％、O₂を残部とした混合ガスをガス導入口（24）から
導入するとともに、図示しない真空ポンプにつながる排
気口（25）より減圧にして、チャンバー（３）内を1Tor
rとし250Wの高周波を上部電極（６）に印加して導入し
たガスをプラズマ化し、排気口（25）に向かってダウン
フロウする。すると、ウェハー（Ｗ）表面に形成された
有機膜は活性化した反応ガス（混合ガス）との反応によ
り科学的に除去される。

しかるのち、前記と逆の駆動で下部電極（11）を搬送
ベルド（13）よりも下方に位置せしめてからサグテーブ
ル（12）を下降させ、有機膜を除去したウェハー（Ｗ）
を搬送ベルト（13）上に移し、搬送ベルト（13）の駆動
でウェハー（Ｗ）を搬送ベルト（21）上に受け渡し、搬
送ベルト（21）の駆動でウェハー（Ｗ）をカセット（1
9）内に収納する。そしてこの工程を繰り返すことによ
り、一方のカセット（18）内のウェハー（Ｗ）を全て処
理し、他方のカセット（19）内に収納する。

（発明の効果）以上に説明した如く本発明によれば、チャンバー上部
に屈曲部を設け、この屈曲部の外周に上部電極を設ける
とともに、上部電極と離間したチャンバー底部に下部電
極を配置したので、チャンバー内上部をプラズマの主発
生領域とすることができ、したがって従来装置のうち、
上下の電極を平板状とし、これら電極を近接して平行に
配設したものに比べ、被処理体がイオンや荷電粒子によ
って損傷することがなく、またプラズマの主発生領域に
て発生したプラズマは下方の反応処理領域にそのまま吸
引されるため、従来装置のうち、チャンバー上部に一対
の電極を設け、プラズマの発生部と反応処理部とを明確
に分離したものに比べ、反応速度が速く且つ変質した有
機膜の除去も可能となる。しかも、チャンバー上部の屈
曲部によって装置のコンパクト化も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラズマ反応処理装置の縦断面
図、第２図は同装置の平断面図、第３図は同装置の作用
を説明した第１図と同様の縦断面図である。なお、図面中（１）は装置本体、（２）はプラズマ処理
装置、（３）はチャンバー、（６）は上部電極、（７）
はプラズマの主発生領域、（11）は下部電極、（９）、
（10）はシリンダユニット、（13）、（20）、（21）は
搬送ベルト、（15）は反応処理領域、（25）は排気口、
（Ｗ）はウェハーである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−4571（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−65420（ＪＰ，Ａ) 特公昭57−27183（ＪＰ，Ｂ２) 菅野卓雄編著「半導体プラズマプロセス技術」（昭和55−７−10）産業図書Ｐ. 198−199

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルジャー型チャンバーの上部に屈曲部を
設け、この屈曲部の外周に高周波が印加される筒状上部
電極を配設してチャンバー内上部をプラズマの主発生領
域とし、また前記上部電極と離間したチャンバー底部に
アースされた下部電極と排気口を設け、この排気口によ
って前記プラズマの主発生領域で発生したプラズマを下
方に吸引することでチャンバー下部を被処理体の反応処
理領域としたことを特徴とするプラズマ反応処理装置。
【請求項２】前記下部電極には冷却媒体の通路が形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
プラズマ反応処理装置。