JPH0358530B2 - - Google Patents

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JPH0358530B2
JPH0358530B2 JP58182009A JP18200983A JPH0358530B2 JP H0358530 B2 JPH0358530 B2 JP H0358530B2 JP 58182009 A JP58182009 A JP 58182009A JP 18200983 A JP18200983 A JP 18200983A JP H0358530 B2 JPH0358530 B2 JP H0358530B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明はウエハー処理方法及び装置、詳しくは
プラズマにより活性化された反応ガスによりウエ
ハーを浮上させた状態でエツチング又はアツシン
グ処理を行うウエハー処理方法及び装置に関す
る。
(2) 技術の背景 プラズマ処理は活性化された処理用ガスを用い
て例えばパターン形成におけるエツチングなどを
行う方法で高い精度を要求する半導体装置製造に
とつて重要な技術である。
プラズマ処理は、また上記エツチング処理のほ
かにアツシング処理にも用いられる。アツシング
処理は第１図を参照して説明すると、ウエハー１
上に例えばレジストを塗布し、次いで露光処理に
よつてレジストパターン２を形成した後、これを
用いて、エツチングなどを行なつた後不要となつ
たレジスト２を除去する処理である。
プラズマ処理によるエツチングまたはアツシン
グは、第２図に示し如く多数のウエハー１を直立
してウエハキヤリア３に搭載し、これを第３図に
簡略化して示すように処理室（真空チヤンバ）４
内に配設し、次いで所望の温度、圧力における処
理用ガス（アツシングの場合は酸素（O2）、エツ
チングの場合は四フツ化炭素（CF4）または四塩
化炭素（CCl4）等）のプラズマ雰囲気を形成し
て処理を行う。
(3) 従来技術と問題点 従来、前記プラズマ雰囲気の形成は、例えばア
ツシング装置においては(1)活性化されたガスをウ
エハー上に導く方式と、(2)プラズマ中にウエハー
を直接配置する方式のいずれかによつていた。と
ころが、上記(1)の方式においては、一枚当りの処
理時間が長くアツシング速度が遅いこと、またア
ツシング結果がウエハー上で均一でないという欠
点がある。他方(2)の方式では(1)の場合と同じく処
理がウエハーで均一でないのに加えて、ウエハー
間にバラツキがある欠点、およびプラズマ中に混
入している不純物がウエハーを衝撃してウエハー
が汚染させる問題がある。なお前記従来技術の問
題点はエツチング装置についても同様である。
(4) 発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、アツシング
またはエツチング速度が大きく、かつウエハー全
面にわたり処理が均一であり、また簡易にウエハ
ーのアツシングまたはエツチングを行なえるプラ
ズマ処理装置の提供を目的とする。
(5) 発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、被処理ウエ
ハーの被処理面にプラズマにより活性化された反
応ガスを噴射し、該被処理ウエハーを該反応ガス
により浮上させた状態で該被処理ウエハーの被処
理面に対して該反応ガスによるエツチング又はア
ツシング処理を行うことを特徴とするウエハー処
理方法およびプラズマにより活性化された反応ガ
スを用いてプラズマ処理を行うチヤンバと、前記
チヤンバの外部に設けられた反応ガスを活性化す
るプラズマ発生部と、前記チヤンバの内部に設け
られた被処理面が下側に向くように被処理ウエハ
ーを配置する処理基板と、処理基板に配設され前
記プラズマ発生部で活性化された前記反応ガスを
被処理ウエハーの被処理面に噴出させるガス吹出
し口とを有し、前記噴出された反応ガスにより該
被処理ウエハーを浮上させながら前記被処理面の
エツチング又はアツシング処理を行うことを特徴
とするウエハー処理装置を提供することによつて
達成される。
(6) 発明の実施例 以下本発明実施例をアツシングを例に図面によ
り詳説する。
本願の発明者は真空中に微小な口からガスを噴
出し、その上に試料例えばウエハーを置くと浮上
すること、および上記ガス吹出し口が形成されて
いる面とウエハーとの間に均一なガスの層流が形
成されることを利用して以下に示す半導体製造
（プラズマ処理）装置を提供する。
第４図は本発明の第１の実施例を説明するため
のプラズマ処理装置の構成図で、同図において１
１は真空チヤンバ、１２はプラズマ発生部、１３
はプラズマガス吹出し口、１４は試料例えばウエ
ハー１を保持するガイド、１５は処理基板、１６
は排気口、１７は排気装置を示す。
かかる構成のプラズマ処理装置であるから、プ
ラズマ発生部１２より供給される酸素プラズマガ
スは図中矢印で示す如く処理基板１５の内部に設
けられた空洞１５ａに導かれた後、当該空洞１５
ａの上面１５ｂと処理基板１５のガス吹出し面１
５ｃとを貫通して結ぶ細いガス吹出し口１３を通
つて噴出する。そしてウエハー１を集積回路など
の微細パターンが形成される面を上記ガス吹出し
面１５ｃに対向させて（反転して）配置すると、
ウエハー１は噴出するガスの圧力によつてわずか
に0.1〜1.00mm程度浮上し、処理基板１５の縁に
設けられたガイド１４によつてガス吹出し面１５
ｃ上に保持される。なおウエハーの配置は通常の
技術で容易に自動化できる。
他方、噴出したガスは図に矢印で示す如く、ウ
エハー１の表面をなでるように均一な層流となつ
てウエハー周辺部方向に流れ、ウエハー１とガイ
ド１４との間からチヤンバ１１へ拡散する。その
後は排気装置１７によつて排気口１６から排気さ
れる。なおチヤンバ１１内の酸素プラズマガスの
圧力は約1Torrとし、又、プラズマ発生部１２よ
り供給されるプラズマにより活性化された反応ガ
スの処理基板１５の内部に設けられた空洞１５ａ
内のガス圧は、真空チヤンバ１１の反応領域２６
と空洞１５ａとの間に圧力差が生じ、ガス吹出し
口１３から反応ガスが噴出されるように、約２〜
3Torrとすれば良い。
本願の発明者は上述した装置によれば、従来ウ
エハー１枚当たり１分ほど要したアツシング時間
が半分の30秒に短縮されることを確認した。かく
して高速で均一なアツシングが実現される。また
本発明の装置によれば、ウエハーの裏面に付着し
たレジストなどの膜も同時にアツシングできる利
点があり、後の処理におけるゴミの発生などが防
止できる。またガスはガス吹出し口１３からウエ
ハー表面へ直接噴出されて有効に使用されるた
め、従来に比べ使用するガスの量を少なくするこ
とができる。ところで以上のことはエツチングに
おいても同様であるが、その場合には処理用ガス
として四フツ化炭素ガスもしくは四塩化炭素ガス
等を用い、圧力は0.3Torrとする。
第５図は本発明の第２の実施例を説明するため
のプラズマ処理装置の構成図で、同図において第
４図と同じ部分は同じ符号を付して示す。
この装置は処理基板１５に設けられたガス吹出
し口１３の周囲にヒータ１８を配設し、かかるヒ
ータ１８を温度コントローラー１９を設けて制御
する。
かかる構成によりガス吹出し口１３を加熱し、
プラズマガスの熱伝導によつて試料例えばウエハ
ー１を所望の温度まで加熱することができ、また
加熱温度は温度コントローラー１９によつて制御
できるため、反応速度の向上、処理時間の短縮、
ガスの効率的な使用が実現される。
なお上述した加熱しながら処理を行う本実施例
はアツシングにおいて効果があり、この場合ウエ
ハーの加熱温度は150℃程度とする。
第６図は本発明の第３の実施例を説明するため
のプラズマ処理装置要部の図で、同図を参照する
と、処理基板１５に配設されているガス吹出し口
２１を傾斜して形成し、図中に矢印で示す如くガ
スを前方斜め上方向に噴出するようにする。な
お、前方斜め上方向に噴出させるには、例えばガ
ス吹出し口の軸を処理基板１５ガス吹出し面１５
ｃに対し90°より小、30°〜60°傾斜した角度とすれ
ばよい。
かくして、試料すなわちウエハー１は上記斜め
上方向に噴出すガスにより浮上し、かつ前方に押
し出されることになり、ウエハーを搬送しながら
アツシングまたはエツチング処理ができる。従つ
てウエハーの搬送機構（例えばエアベアリング）
を併用することにより連続した処理が行なえる利
点がある。
第７図は本発明の第４の実施例を説明するため
の処理基板２３の平面図で、同図を参照すると、
例えば処理基板２３を円形に形成し、その周囲に
ガイド２４を設ける。そしてガイド２４の試料例
えばウエハーを配置する部分（破線２５の内部）
には第６図に示す前方に傾斜したガス吹出し口を
処理基板２３と中心を同じくする同心円の円周上
に配設する。この実施例では大小二つの同心円の
円周上に、それぞれガス吹出口２２ａおよび２２
ｂ等間隔でしかもガスが図中矢印で示す円の接線
方向かつ斜め上方に例えば45°斜め上方に噴出す
るように配設する。かくすることによりウエハー
は処理中噴出するガスにより浮上するとともに噴
出方向回りに回転するため、アツシングまたはエ
ツチング処理をより均一にすることができる。
第６図と第７図に示す実施例は、加熱装置を併
置した場合と併置しない場合の双方に適用可能で
ある。
(7) 発明の効果 以上詳細に説明した如く本発明の半導体製造装
置によれば、従来に比べて少ないガス量で高速か
つ均一なプラズマ処理すなわちアツシングまたは
エツチング処理ができるため、半導体装置生産に
おける処理効率の向上およびコスト低減に効果が
あるだけでなく半導体装置の信頼性向上に効果大
である。
【図面の簡単な説明】
第１図レジストパターンを形成したウエハーの
側面図、第２図はウエハーを搭載したキヤリアの
斜視図、第３図は上記キヤリアを配置した真空チ
ヤンバの概略図、第４図および第５図は本発明実
施例を説明するためのプラズマ処理装置の構成
図、第６図および第７図は本発明実施例を説明す
るためのガス吹出し口の配置を示す図である。 １……ウエハー、１１……真空チヤンバ、１２
……プラズマ発生部、１３，２１，２２ａ，２２
ｂ……ガス吹出し口、１４，２４……ガイド、１
５，２３……処理基板、１６……排気口、１７…
…排気装置、１８……ヒータ、１９……温度コン
トローラー、２５……ウエハーを配置する部分、
２６……反応領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理ウエハーの被処理面にプラズマにより
    活性化された反応ガスを噴射し、該被処理ウエハ
    ーを該反応ガスにより浮上させた状態で該被処理
    ウエハーの被処理面に対して該反応ガスによるエ
    ツチング又はアツシング処理を行うことを特徴と
    するウエハー処理方法。 ２ プラズマにより活性化された反応ガスを用い
    てプラズマ処理を行うチヤンバと、 前記チヤンバの外部に設けられた反応ガスを活
    性化するプラズマ発生部と、 前記チヤンバの内部に設けられた被処理面が下
    側に向くように被処理ウエハーを配置する処理基
    板と、 処理基板に配設され前記プラズマ発生部で活性
    化された前記反応ガスを被処理ウエハーの被処理
    面に噴出させるガス吹出し口とを有し、 前記噴出された反応ガスにより該被処理ウエハ
    ーを浮上させながら前記被処理面のエツチング又
    はアツシング処理を行うことを特徴とするウエハ
    ー処理装置。 ３ 上記ガス吹出し口の軸を処理基板のガス吹出
    し面に対し傾斜して設け、当該噴出ガスにより被
    処理ウエハーを浮上させ、かつ搬送しながら処理
    を行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載のウエハー処理装置。 ４ 上記ガス吹出し口を円の円周上に配設し、か
    つ、上記ガス吹出し口の軸を前記円周の接線方向
    に傾斜して設け、当該噴出ガスによつて被処理ウ
    エハーを浮上させ、かつ回転させながら処理を行
    うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    ウエハー処理装置。 ５ 上記反応ガスはプラズマ発生部でプラズマに
    より活性化されて、上記ガス吹出し口が設けられ
    た処理基板の空洞に導入された後、該ガス吹出し
    口から噴出されることを特徴とする特許請求の範
    囲第２項記載のウエハー処理装置。 ６ 該ガス吹出し口を加熱する手段および当該加
    熱手段の制御装置を具備し、前記加熱手段により
    ガス吹出し口を加熱するとともに噴出ガスによつ
    て被処理ウエハーを浮上させながら処理を行うこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のウエ
    ハー処理装置。 ７ 該ガス吹出し口の軸を処理基板のガス吹出し
    面に対し傾斜して設け、当該噴出ガスにより被処
    理ウエハーをを浮上させ、かつ搬送しながら処理
    することを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
    のウエハー処理装置。 ８ 上記ガス吹出し口を円の円周上に配設し、か
    つ、このガス吹出し口の軸を前記円周の接線方向
    に傾斜して設け、当該噴出ガスによつて被処理ウ
    エハーを浮上させ、かつ回転させながら処理を行
    うことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
    ウエハー処理装置。
JP58182009A 1983-09-30 1983-09-30 ウエハー処理方法及び装置 Granted JPS6074626A (ja)

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