Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP4610039B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4610039B2
JP4610039B2 JP2000099729A JP2000099729A JP4610039B2 JP 4610039 B2 JP4610039 B2 JP 4610039B2 JP 2000099729 A JP2000099729 A JP 2000099729A JP 2000099729 A JP2000099729 A JP 2000099729A JP 4610039 B2 JP4610039 B2 JP 4610039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
plasma
plasma processing
processing apparatus
protective member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000099729A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001284265A (ja
Inventor
州 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Priority to JP2000099729A priority Critical patent/JP4610039B2/ja
Priority to US09/608,132 priority patent/US6368452B1/en
Publication of JP2001284265A publication Critical patent/JP2001284265A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4610039B2 publication Critical patent/JP4610039B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • H01J37/32477Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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係り、特にプラズマエッチング装置やプラズマCVD装置等のプラズマを利用したプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造においてはエッチングプロセスやCVDプロセスにプラズマを用いたドライプロセスが多用されている。
真空チャンバ内にエッチャントガスを導入し、プラズマガスを形成し、発生したイオンで半導体ウエハをエッチングする反応性イオンエッチングが広く知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなプラズマ処理装置の真空チャンバの内壁面は通常プラズマ保護部材で被覆されて保護されている。このようなプラズマ保護部材として従来はアルミナが使用されていた。しかし真空チャンバ内にプラズマが発生すると、イオン等の発生種の一部が真空チャンバの内壁面に衝突し、アルミナ中からアルミニウムを分離してチャンバ内に放出してしまうという問題があった。
すなわちプラズマ中にアルミニウムが混入するとウエハにこれが汚染物質として導入されてしまうという問題があった。
【0004】
またアルミナはアルミニウムを放出するだけでなく、酸素ガスも放出するため、このプラズマ中に混入された酸素ガスがウエハのエッチングに際してのフォトレジストや加工形状に悪影響を及ぼすという問題もあった。
そこでこのような問題を解決するためにプラズマ保護部材としてアルミナに替えて焼結シリコンカーバイドの上にシリコンカーバイド被膜を堆積した二層構造のシリコンカーバイド製保護部材を使用することが提案されている。
【0005】
プラズマ保護部材にシリコンカーバイドを用いた一例は特開平10−139547号公報に開示されている。
しかし、このような二層構造を持ったシリコンカーバイドをプラズマ保護部材として真空チャンバの内壁面に使用した場合でも種々の問題が残っている。
一つの問題は、プラズマを生成するための高周波誘導電流によってシリコンカーバイド内に渦電流が発生し、この渦電流により電磁界が遮断され、チャンバ内のプラズマの密度分布に不具合を生じたり、内壁面が発熱するなどの問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、チャンバ内壁面からの汚染物質をチャンバ内に放出させることなく、しかもチャンバ内のプラズマの状態を安定に保つことのできるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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、内壁面をプラズマ保護部材で被覆したプラズマ反応チャンバを備えたプラズマ処理装置において、前記保護部材を、ボロンを添加して抵抗率を高めた焼結シリコンカーバイドと、前記焼結シリコンカーバイド上に堆積した高純度で低抵抗率のシリコンカーバイド被膜とから構成し、前記シリコンカーバイド被膜に、線条溝を形成し、この線条溝により前記シリコンカーバイド被膜を区画したことを特徴とする。
【0007】
また、前記プラズマ処理装置において、前記線条溝の幅は前記プラズマ反応チャンバ内で発生し得るプラズマのイオンシース厚の2倍より小さくすることが望ましい。さらに、前記シリコンカーバイド被膜の厚さを0.5mm〜6mmの範囲とすることが望ましい。また、前記焼結シリコンカーバイドはボロンの添加により抵抗率が102 3Ω・cmから107 9Ω・cmまで上昇するよう添加量を調整したものであることが望ましい。なお、前記保護部材はICPウィンドウに使用することが出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図2は本発明が適用されるプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
プラズマ処理装置100は側壁30と上面壁を形成するTCPウィンドウ20とによって内部に真空チャンバを形成し、ウィンドウ20の上方に設けた高周波コイル10に高周波電力を供給することによりチャンバ70内にプラズマを発生させるように構成されている。側壁30は、通常、導電材料で形成され接地されている。
【0009】
ICPウィンドウ20は高周波電力をチャンバ70内に誘導するため、通常誘電体材料で形成されている。チャンバ70の底面にはペデスタル50が設置され、その上面に被処理部材、例えば、半導体ウエハ60を載置する。側壁30およびTCPウィンドウ20の内壁面はプラズマ保護部材40で覆われている。このプラズマ保護部材40は焼結シリコンカーバイドの表面にシリコンカーバイド被膜を堆積して構成される。
【0010】
通常、焼結シリコンカーバイド自身はnタイプの半導体材料で、102 3Ω・cm程度の抵抗率を有している。この程度の抵抗率であると保護部材中に誘導電流が流れて内壁面に電位分布の差が発生するため抵抗率を上昇させる必要がある。このためpタイプの不純物であるボロンをドーピングして抵抗率を上昇させる。
通常、ボロンのドーピングはBN粉末を1〜2%添加することにより実現される。
このようなボロンの添加により焼結シリコンカーバイドの抵抗率は102 3Ω・cmから107 9Ω・cmまで上昇する。
【0011】
しかしここで添加されたボロンはこのままの状態では、プラズマ処理中に内壁面から汚染物質としてチャンバ70内に放出される可能性がある。そこでこの焼結シリコンカーバイド内に添加されたボロンの放出を防ぐためにその表面に高純度のシリコンカーバイド被膜を堆積して被着する。
通常CVD法でこのようなシリコンカーバイド被膜を堆積させると、極めて高純度の被膜が形成されることが知られている。
【0012】
このような高純度のシリコンカーバイド被膜を焼結シリコンカーバイドの表面に堆積すれば、焼結シリコンカーバイド中に含有されたボロンがプラズマ処理中に放出されることはなくなる。しかしこのようにして形成されたシリコンカーバイド被膜は、その抵抗率が必ずしも高くない。
そこでこのままの状態でプラズマ保護部材として用いると、シリコンカーバイド被膜内を高周波誘導電流による渦電流が発生し、これにより前述したような問題を引き起こす。
【0013】
図1は本発明で用いられるプラズマ保護部材の構造を示した断面図である。
ボロンの添加により抵抗率を102 3Ω・cmから107 9Ω・cmまで上昇させた焼結シリコンカーバイド42の表面に、CVD法で形成した低抵抗率のシリコンカーバイド被膜44が堆積された構造となっている。このような複合体構造の保護部材40が側壁30およびTCPウィンドウ20の内壁面にコーティングされている。
【0014】
本発明では低抵抗率のシリコンカーバイド被膜44上に渦電流の発生を阻止するために線条溝46を形成し、この線条溝46によりシリコンカーバイド被膜44を区画する。
このような構成にすると、線条溝46によりシリコンカーバイド被膜44が複数の区画に区分されるため、壁面全面に渡って渦電流が流れることが防止される。したがって、保護部材40の表面で渦電流によるエネルギーロスが発生することはなく、チャンバ内のプラズマの密度分布が変化することはない。
【0015】
ここで、シリコンカーバイド被膜44の厚さは種々の実験の結果0.5mm〜6mmの範囲に堆積すれば十分であることが判明した。また、線条溝46の幅はこの保護部材40に接して形成され得るプラズマのイオンシース厚の2倍よりも小さくなるように定める。
このように線条溝46の幅を定めると、プラズマは溝46の内部に入り込んで来ないため、溝46の底部から露出している焼結シリコンカーバイド42の表面をプラズマが攻撃して、ここからボロン等の不純物をチャンバ内に放出させることを防止できる。
なお本発明による線条溝を有する複合体のシリコンカーバイドからなる保護部材40は、側壁30の内壁面のみならずICP(Inductive Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)ウィンドウ20の内壁面にも用いられる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように本発明ではプラズマ処理装置の内壁面を保護するプラズマ保護部材を、ボロンを添加して抵抗率を高めた焼結シリコンカーバイドと、この表面に堆積された高純度で低抵抗率のシリコンカーバイド被膜とから構成し、このシリコンカーバイド被膜に線条溝を形成してシリコンカーバイド被膜を区画して内壁面全体に渡って渦電流が流れることを防止するようにしたため、電磁界が遮断され、チャンバ内のプラズマの密度分布に不具合を生じたり、チャンバ内壁面が発熱するなどの問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマ処理装置で用いられるプラズマ保護部材の構造を示す断面図。
【図2】本発明のプラズマ処理装置の断面構造を示す図。
【符号の説明】
20 ICPウィンドウ
40 プラズマ保護部材
42 焼結シリコンカーバイド
44 シリコンカーバイド被膜
46 線条溝

Claims (5)

  1. 内壁面をプラズマ保護部材で被覆したプラズマ反応チャンバを備えたプラズマ処理装置において、
    前記保護部材を、
    抵抗率を高めるためにボロンを添加した焼結シリコンカーバイドと、
    前記焼結シリコンカーバイド上に堆積したシリコンカーバイド被膜とから構成し、
    前記シリコンカーバイド被膜に、線条溝を形成し、この線条溝により前記シリコンカーバイド被膜を区画し、
    前記線条溝の幅は前記プラズマ反応チャンバ内で発生し得るプラズマのイオンシース厚の2倍より小さいことを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
    前記シリコンカーバイド被膜の厚さを0.5mm〜6mmの範囲とすることを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
    前記焼結シリコンカーバイドはボロンの添加により102Ω・cmであった抵抗率を109Ω・cmまで上昇するよう添加量を調整したものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
  4. 請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
    前記保護部材がICPウィンドウに使用されることを特徴とするプラズマ処理装置。
  5. 請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
    少なくとも一つの前記線条溝は、前記シリコンカーバイド被膜を貫通し、前記焼結シリコンカーバイドに達するまで伸長することを特徴とするプラズマ処理装置。
JP2000099729A 2000-03-31 2000-03-31 プラズマ処理装置 Expired - Lifetime JP4610039B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000099729A JP4610039B2 (ja) 2000-03-31 2000-03-31 プラズマ処理装置
US09/608,132 US6368452B1 (en) 2000-03-31 2000-06-30 Plasma treatment apparatus and method of semiconductor processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000099729A JP4610039B2 (ja) 2000-03-31 2000-03-31 プラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001284265A JP2001284265A (ja) 2001-10-12
JP4610039B2 true JP4610039B2 (ja) 2011-01-12

Family

ID=18614038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000099729A Expired - Lifetime JP4610039B2 (ja) 2000-03-31 2000-03-31 プラズマ処理装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6368452B1 (ja)
JP (1) JP4610039B2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE520968C2 (sv) * 2001-10-29 2003-09-16 Okmetic Oyj Högresistiv monokristallin kiselkarbid och metod för dess framställning
US20030198749A1 (en) * 2002-04-17 2003-10-23 Applied Materials, Inc. Coated silicon carbide cermet used in a plasma reactor
US20090314743A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Hong Ma Method of etching a dielectric layer
JP2010050188A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Panasonic Corp プラズマドーピング装置
CN101740329B (zh) * 2008-11-17 2012-12-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 等离子处理方法
JP5571996B2 (ja) * 2010-03-31 2014-08-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US20140097752A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Inductively Coupled Plasma ION Source Chamber with Dopant Material Shield
JP6662520B2 (ja) * 2015-10-02 2020-03-11 国立大学法人山形大学 内面コーティング方法及び装置
JP2020001947A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 株式会社アドマップ SiC部材およびその製造方法
WO2020072305A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Lam Research Corporation Plasma processing chamber
CN114078679B (zh) * 2020-08-14 2024-01-23 中微半导体设备(上海)股份有限公司 半导体零部件、复合涂层形成方法和等离子体反应装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888220A (ja) * 1994-06-23 1996-04-02 Applied Materials Inc プラズマ促進材料処理用の誘導結合型高密度プラズマリアクタ
JPH08335569A (ja) * 1995-06-08 1996-12-17 Kokusai Electric Co Ltd プラズマ処理装置
JPH1064883A (ja) * 1996-07-04 1998-03-06 Applied Materials Inc プラズマ装置
JPH10139547A (ja) * 1996-07-26 1998-05-26 Applied Materials Inc プラズマリアクタに特に有用な炭化珪素複合品
JPH11106263A (ja) * 1997-06-18 1999-04-20 Applied Materials Inc プラズマ反応装置における結合されたシリコンカーバイド部品
JP2000109989A (ja) * 1998-10-05 2000-04-18 Tokai Carbon Co Ltd プラズマ処理装置の内壁保護部材

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701427A (en) 1985-10-17 1987-10-20 Stemcor Corporation Sintered silicon carbide ceramic body of high electrical resistivity
JPH0741153Y2 (ja) * 1987-10-26 1995-09-20 東京応化工業株式会社 試料処理用電極
US5611955A (en) 1993-10-18 1997-03-18 Northrop Grumman Corp. High resistivity silicon carbide substrates for high power microwave devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0888220A (ja) * 1994-06-23 1996-04-02 Applied Materials Inc プラズマ促進材料処理用の誘導結合型高密度プラズマリアクタ
JPH08335569A (ja) * 1995-06-08 1996-12-17 Kokusai Electric Co Ltd プラズマ処理装置
JPH1064883A (ja) * 1996-07-04 1998-03-06 Applied Materials Inc プラズマ装置
JPH10139547A (ja) * 1996-07-26 1998-05-26 Applied Materials Inc プラズマリアクタに特に有用な炭化珪素複合品
JPH11106263A (ja) * 1997-06-18 1999-04-20 Applied Materials Inc プラズマ反応装置における結合されたシリコンカーバイド部品
JP2000109989A (ja) * 1998-10-05 2000-04-18 Tokai Carbon Co Ltd プラズマ処理装置の内壁保護部材

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001284265A (ja) 2001-10-12
US6368452B1 (en) 2002-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6178919B1 (en) Perforated plasma confinement ring in plasma reactors
JP4610039B2 (ja) プラズマ処理装置
EP1230668B1 (en) Plasma processing apparatus for producing uniform process rates
KR100322330B1 (ko) 재료의 이온 스퍼터링 방법 및 장치
KR100232040B1 (ko) 플라즈마 cvd장치 및 방법과 드라이에칭장치 및 방법
US5404079A (en) Plasma generating apparatus
JP5020817B2 (ja) Rfソース、プラズマ処理装置およびプラズマによるウェーハの処理方法
JP3714924B2 (ja) プラズマ処理装置
TWI286810B (en) Plasma chamber insert ring
US20030092278A1 (en) Plasma baffle assembly
KR20010089324A (ko) 이온화 물리적 증착 방법 및 장치
KR100842947B1 (ko) 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
JPH0851101A (ja) プラズマ処理システムにおけるアークの抑制
KR20020027520A (ko) 에칭 공정용 측벽 폴리머 형성 가스 첨가제
US10192750B2 (en) Plasma processing method
WO2006071816A2 (en) Window protector for sputter etching of metal layers
EP2148361A1 (en) Dry etching apparatus and dry etching method
Cho et al. More vertical etch profile using a Faraday cage in plasma etching
US4554047A (en) Downstream apparatus and technique
JP2761172B2 (ja) プラズマ発生装置
JP5033361B2 (ja) ドライエッチング方法
US20010049196A1 (en) Apparatus for improving etch uniformity and methods therefor
KR100557674B1 (ko) 낮은 플라즈마 소스 파워를 사용하여 높은 식각 선택비를구현하는 플라즈마 식각 방법
GB2049560A (en) Plasma etching
JP4990551B2 (ja) ドライエッチング方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070305

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100309

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100928

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101012

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4610039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term