JP3079818B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波が導入さ
れる導波窓を備え、マイクロ波とプラズマ原料ガスとが
導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同軸に
囲みプラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴磁界を
形成する励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内部空間
が連通するとともに基板をその被成膜面をプラズマ生成
室に向けて保持する基板ホールダを内包する試料室と、
試料室の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面への薄膜
物質の付着を防止する筒状の防着板と、環状に形成され
て防着板と同軸に配されその環状の内部空間へ導入され
た反応性ガスを防着板の内側へ噴出するガス導入リング
と、外部の反応性ガス供給源からガス導入リングに至る
ガス導入管とを備えてなるＥＣＲ型プラズマ処理装置、
あるいは、マイクロ波とプラズマ原料ガスと反応性ガス
とが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同
軸に囲みプラズマ生成室内にマイクロ波との電子サイク
ロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プラズ
マ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその被成
膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホールダを
内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への成膜
中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防着板
と、環状に形成されてプラズマ生成室と同軸に配されそ
の環状の内部空間内へ導入された反応性ガスをプラズマ
生成室内へ噴出するガス導入リングと、外部の反応性ガ
ス供給源からガス導入リングに至るガス導入管とを備え
てなるＥＣＲ型プラズマ処理装置において、複数の基板
を連続して処理する際の処理枚数に依存しない成膜速
度，エッチング速度、あるいは装置内部をドライクリー
ニングするときのクリーニング速度向上を達成すること
のできる装置構成に関するものである。
れる導波窓を備え、マイクロ波とプラズマ原料ガスとが
導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同軸に
囲みプラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴磁界を
形成する励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内部空間
が連通するとともに基板をその被成膜面をプラズマ生成
室に向けて保持する基板ホールダを内包する試料室と、
試料室の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面への薄膜
物質の付着を防止する筒状の防着板と、環状に形成され
て防着板と同軸に配されその環状の内部空間へ導入され
た反応性ガスを防着板の内側へ噴出するガス導入リング
と、外部の反応性ガス供給源からガス導入リングに至る
ガス導入管とを備えてなるＥＣＲ型プラズマ処理装置、
あるいは、マイクロ波とプラズマ原料ガスと反応性ガス
とが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同
軸に囲みプラズマ生成室内にマイクロ波との電子サイク
ロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プラズ
マ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその被成
膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホールダを
内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への成膜
中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防着板
と、環状に形成されてプラズマ生成室と同軸に配されそ
の環状の内部空間内へ導入された反応性ガスをプラズマ
生成室内へ噴出するガス導入リングと、外部の反応性ガ
ス供給源からガス導入リングに至るガス導入管とを備え
てなるＥＣＲ型プラズマ処理装置において、複数の基板
を連続して処理する際の処理枚数に依存しない成膜速
度，エッチング速度、あるいは装置内部をドライクリー
ニングするときのクリーニング速度向上を達成すること
のできる装置構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】基板上に形成された配線等を覆う絶縁膜
のうちで酸化シリコン膜は、半導体装置の製造プロセス
において、層間絶縁膜として形成される場合が多いが、
この酸化シリコン膜には、低温で成膜できること、膜の
内部応力が小さいこと、エッチングレートが小さいこ
と、膜厚分布が良いこと、段差被覆性が良いこと、耐透
水性に優れていること等の特性が要求されており、成膜
装置としては、良好な膜特性を保ったままでの成膜速度
の向上が要求されている。
のうちで酸化シリコン膜は、半導体装置の製造プロセス
において、層間絶縁膜として形成される場合が多いが、
この酸化シリコン膜には、低温で成膜できること、膜の
内部応力が小さいこと、エッチングレートが小さいこ
と、膜厚分布が良いこと、段差被覆性が良いこと、耐透
水性に優れていること等の特性が要求されており、成膜
装置としては、良好な膜特性を保ったままでの成膜速度
の向上が要求されている。
【０００３】これらの諸条件を充足する成膜方法とし
て、電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ（以下、Ｅ
ＣＲプラズマＣＶＤという。）法がある。図１０にＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置構成の一例を示す。基板１０の表
面に薄膜を形成する際には、導波管１内を進行してきた
マイクロ波を導波窓２を介してプラズマ生成室３に導入
すると共に、励磁ソレノイド４によりプラズマ生成室３
内に磁場を形成することによって、第１ガス導入管５か
ら導入されたプラズマ原料ガスを電子サイクロトロン共
鳴を利用してプラズマ化する。励磁ソレノイド４は、プ
ラズマ引き出し窓６を介してプラズマ生成室３と繋がっ
ている試料室７に向かって発散磁場を形成しており、こ
の発散磁場によりプラズマ生成室３内のプラズマは試料
室７に引き出される。試料室７は内壁面への薄膜物質の
付着を防止するために、この例では内壁面が異径円筒２
段積み構成の防着板２４により覆われている。プラズマ
生成室３から引き出されたプラズマ流は反応性ガス供給
源３０から第２ガス導入管８および環状に形成され防着
板２４の小径円筒の外側に配されて汚損を防止されたガ
ス導入リング２２を介して導入された反応性ガスと反応
しながら基板ホールダ９上に置かれた基板１０に到達
し、基板１０の上に膜を形成することができる。ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置では、さらに、この例に示したよう
に、前記励磁ソレノイド４と同軸にかつ基板を挟む軸方
向の位置に第２の励磁ソレノイド（以下サブソレノイド
１３と記す）を配置し、このサブソレノイド１３に前記
励磁ソレノイド４と逆方向の磁界を生じさせるように電
流を流して基板近傍で双方の磁界が急激に外方へ広が
る，いわゆるカスプ磁界を形成させ、基板１０の上に形
成された膜の膜厚分布を均一にするカスプ磁界型ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置の使用がさかんになりつつある。な
お、図中の符号１１は高周波電源であり、基板ホールダ
９を介して基板１０に高周波電圧を印加し、基板１０の
表面に対地（対試料室）負極性の電位を生じさせること
により、凹凸状態にあるアルミ配線を覆う層間絶縁膜の
平坦化や最終保護絶縁膜の段差被覆性の改善等を行う。
また、符号１４は基板ホールダ９に埋め込まれたヒータ
に加熱電力を供給して基板１０を所定の温度に加熱する
ためのヒータ電源である。また符号１５は真空計であ
り、試料室７内のガス圧力を測定し、その測定出力をフ
ィードバック回路１６に入力してバリアブルオリフィス
１７の流路断面積を変化させることにより、試料室７内
のガス圧力を所定値に保持させる。
て、電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ（以下、Ｅ
ＣＲプラズマＣＶＤという。）法がある。図１０にＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置構成の一例を示す。基板１０の表
面に薄膜を形成する際には、導波管１内を進行してきた
マイクロ波を導波窓２を介してプラズマ生成室３に導入
すると共に、励磁ソレノイド４によりプラズマ生成室３
内に磁場を形成することによって、第１ガス導入管５か
ら導入されたプラズマ原料ガスを電子サイクロトロン共
鳴を利用してプラズマ化する。励磁ソレノイド４は、プ
ラズマ引き出し窓６を介してプラズマ生成室３と繋がっ
ている試料室７に向かって発散磁場を形成しており、こ
の発散磁場によりプラズマ生成室３内のプラズマは試料
室７に引き出される。試料室７は内壁面への薄膜物質の
付着を防止するために、この例では内壁面が異径円筒２
段積み構成の防着板２４により覆われている。プラズマ
生成室３から引き出されたプラズマ流は反応性ガス供給
源３０から第２ガス導入管８および環状に形成され防着
板２４の小径円筒の外側に配されて汚損を防止されたガ
ス導入リング２２を介して導入された反応性ガスと反応
しながら基板ホールダ９上に置かれた基板１０に到達
し、基板１０の上に膜を形成することができる。ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置では、さらに、この例に示したよう
に、前記励磁ソレノイド４と同軸にかつ基板を挟む軸方
向の位置に第２の励磁ソレノイド（以下サブソレノイド
１３と記す）を配置し、このサブソレノイド１３に前記
励磁ソレノイド４と逆方向の磁界を生じさせるように電
流を流して基板近傍で双方の磁界が急激に外方へ広が
る，いわゆるカスプ磁界を形成させ、基板１０の上に形
成された膜の膜厚分布を均一にするカスプ磁界型ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置の使用がさかんになりつつある。な
お、図中の符号１１は高周波電源であり、基板ホールダ
９を介して基板１０に高周波電圧を印加し、基板１０の
表面に対地（対試料室）負極性の電位を生じさせること
により、凹凸状態にあるアルミ配線を覆う層間絶縁膜の
平坦化や最終保護絶縁膜の段差被覆性の改善等を行う。
また、符号１４は基板ホールダ９に埋め込まれたヒータ
に加熱電力を供給して基板１０を所定の温度に加熱する
ためのヒータ電源である。また符号１５は真空計であ
り、試料室７内のガス圧力を測定し、その測定出力をフ
ィードバック回路１６に入力してバリアブルオリフィス
１７の流路断面積を変化させることにより、試料室７内
のガス圧力を所定値に保持させる。
【０００４】この方法では、１０-3〜１０-4Ｔｏｒｒの
低圧下で高密度のプラズマが得られ、基板１０を加熱す
ることなしに、内部応力が小さく、耐酸性の高い酸化シ
リコン膜を形成することができる。また、数十ｍＴｏｒ
ｒの圧力領域において、基板ホールダ９に印加した高周
波電力による高周波プラズマと、プラズマ生成室で形成
されたＥＣＲプラズマとの複合プラズマによっても低温
基板上に良質な酸化シリコン膜を形成することができ
る。
低圧下で高密度のプラズマが得られ、基板１０を加熱す
ることなしに、内部応力が小さく、耐酸性の高い酸化シ
リコン膜を形成することができる。また、数十ｍＴｏｒ
ｒの圧力領域において、基板ホールダ９に印加した高周
波電力による高周波プラズマと、プラズマ生成室で形成
されたＥＣＲプラズマとの複合プラズマによっても低温
基板上に良質な酸化シリコン膜を形成することができ
る。
【０００５】また同様に、絶縁膜として窒化シリコン膜
も形成できる。また、エッチングガスとして、６フッ化
イオウを使用することにより、多結晶シリコンのエッチ
ング処理もできる。また、以上のように構成されるＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置は、成膜装置として使用した場合
には、装置運用上、ドライクリーニングがウエットクリ
ーニングより有利である。
も形成できる。また、エッチングガスとして、６フッ化
イオウを使用することにより、多結晶シリコンのエッチ
ング処理もできる。また、以上のように構成されるＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置は、成膜装置として使用した場合
には、装置運用上、ドライクリーニングがウエットクリ
ーニングより有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の酸化シリコン膜の成膜においては、連続成膜を行う
と、膜の内部応力、エッチングレート，耐透水性等の膜
質が変化するという問題点があった。また、上記従来の
窒化シリコン膜の成膜においては、連続成膜を行うと屈
折率が低下するという問題点があった。
来の酸化シリコン膜の成膜においては、連続成膜を行う
と、膜の内部応力、エッチングレート，耐透水性等の膜
質が変化するという問題点があった。また、上記従来の
窒化シリコン膜の成膜においては、連続成膜を行うと屈
折率が低下するという問題点があった。
【０００７】また、多結晶シリコンのエッチングにおい
ては、連続処理を行うとエッチング速度が変化するとい
う問題点があった。また、ドライクリーニングは、装置
内壁の低温部分が遅いという問題点があった。本発明の
目的は、複数の基板を連続処理しても上述のごとき問題
点を生じることなく初期の成膜速度およびエッチング速
度を維持することができ、かつ装置内部のドライクリー
ニング時にはクリーニング速度が上昇する装置構成を提
供することである。
ては、連続処理を行うとエッチング速度が変化するとい
う問題点があった。また、ドライクリーニングは、装置
内壁の低温部分が遅いという問題点があった。本発明の
目的は、複数の基板を連続処理しても上述のごとき問題
点を生じることなく初期の成膜速度およびエッチング速
度を維持することができ、かつ装置内部のドライクリー
ニング時にはクリーニング速度が上昇する装置構成を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、マイクロ波とプラズマ原料ガス
とが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同
軸に囲みプラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴磁
界を形成する励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内部
空間が連通するとともに基板をその被成膜面をプラズマ
生成室に向けて保持する基板ホールダを内包する試料室
と、試料室の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面への
薄膜物質の付着を防止する筒状の防着板と、環状に形成
されて防着板と同軸に配されその環状の内部空間へ導入
された反応性ガスを防着板の内側へ噴出するガス導入リ
ングと、外部の反応性ガス供給源からガス導入リングに
至るガス導入管とを備えてなるＥＣＲ型プラズマ処理装
置、あるいは、マイクロ波とプラズマ原料ガスと反応性
ガスとが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室
を同軸に囲みプラズマ生成室内にマイクロ波との電子サ
イクロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プ
ラズマ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその
被成膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホール
ダを内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への
成膜中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防
着板と、環状に形成されてプラズマ生成室と同軸に配さ
れその環状の内部空間内へ導入された反応性ガスをプラ
ズマ生成室内へ噴出するガス導入リングと、外部の反応
性ガス供給源からガス導入リングに至るガス導入管とを
備えてなるＥＣＲ型プラズマ処理装置を、防着板と、ガ
ス導入リングと、ガス導入管のガス導入リング近傍とに
それぞれ加熱手段と温度制御手段とからなる一定温度制
御手段を持ち、基板への成膜中あるいは装置内部のドラ
イクリーニング中、それぞれ５０〜１５０℃範囲の一定
温度に保持する装置とする。
に、本発明においては、マイクロ波とプラズマ原料ガス
とが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同
軸に囲みプラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴磁
界を形成する励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内部
空間が連通するとともに基板をその被成膜面をプラズマ
生成室に向けて保持する基板ホールダを内包する試料室
と、試料室の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面への
薄膜物質の付着を防止する筒状の防着板と、環状に形成
されて防着板と同軸に配されその環状の内部空間へ導入
された反応性ガスを防着板の内側へ噴出するガス導入リ
ングと、外部の反応性ガス供給源からガス導入リングに
至るガス導入管とを備えてなるＥＣＲ型プラズマ処理装
置、あるいは、マイクロ波とプラズマ原料ガスと反応性
ガスとが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室
を同軸に囲みプラズマ生成室内にマイクロ波との電子サ
イクロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プ
ラズマ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその
被成膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホール
ダを内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への
成膜中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防
着板と、環状に形成されてプラズマ生成室と同軸に配さ
れその環状の内部空間内へ導入された反応性ガスをプラ
ズマ生成室内へ噴出するガス導入リングと、外部の反応
性ガス供給源からガス導入リングに至るガス導入管とを
備えてなるＥＣＲ型プラズマ処理装置を、防着板と、ガ
ス導入リングと、ガス導入管のガス導入リング近傍とに
それぞれ加熱手段と温度制御手段とからなる一定温度制
御手段を持ち、基板への成膜中あるいは装置内部のドラ
イクリーニング中、それぞれ５０〜１５０℃範囲の一定
温度に保持する装置とする。
【０００９】ここで、防着板，ガス導入リングおよびガ
ス導入管のガス導入リング近傍をそれぞれ５０〜１５０
℃範囲の一定温度に昇温させるための加熱手段は、それ
ぞれアルミ鋳塊中にシーズヒータを鋳込んでなるアルミ
鋳込みヒータまたは循環管路内を加熱流体を通流させる
流体ヒータとする。
ス導入管のガス導入リング近傍をそれぞれ５０〜１５０
℃範囲の一定温度に昇温させるための加熱手段は、それ
ぞれアルミ鋳塊中にシーズヒータを鋳込んでなるアルミ
鋳込みヒータまたは循環管路内を加熱流体を通流させる
流体ヒータとする。
【００１０】
【作用】プラズマにより、反応性ガスは活性化される
が、気相中で形成された活性種は、基板に到達するまで
の間、粒子間相互作用や粒子−壁間相互作用を起こす。
プラズマ処理を連続して行うと、活性種の発生領域を囲
んでいる装置内壁の温度（図１０の装置では防着板２４
の小径側円筒およびこれと接触状態に近接しているガス
導入リング２２の温度）が上昇する（図１１）。装置内
壁の温度が変化すると、化学吸着の温度依存性により、
粒子−壁間相互作用による活性種の失活の度合いが変化
し、気相中の活性種の濃度にも影響を与える。このた
め、成膜あるいはエッチング特性が、連続処理により変
動する。また、ドライクリーニングは、反応速度の温度
依存性により、装置内壁の温度を上昇させることによ
り、高速化できる。
が、気相中で形成された活性種は、基板に到達するまで
の間、粒子間相互作用や粒子−壁間相互作用を起こす。
プラズマ処理を連続して行うと、活性種の発生領域を囲
んでいる装置内壁の温度（図１０の装置では防着板２４
の小径側円筒およびこれと接触状態に近接しているガス
導入リング２２の温度）が上昇する（図１１）。装置内
壁の温度が変化すると、化学吸着の温度依存性により、
粒子−壁間相互作用による活性種の失活の度合いが変化
し、気相中の活性種の濃度にも影響を与える。このた
め、成膜あるいはエッチング特性が、連続処理により変
動する。また、ドライクリーニングは、反応速度の温度
依存性により、装置内壁の温度を上昇させることによ
り、高速化できる。
【００１１】従って、反応性ガスを導入するガス導入
管、ガス導入リングおよび防着板に加熱手段と温度制御
手段とを持つ装置として、それらを一定温度に制御する
ことにより、成膜あるいはエッチング特性の変動が無く
なり、ドライクリーニングも高速化できる。なお、一定
温度制御は、アルミ鋳塊中にシーズヒータを鋳込んだア
ルミ鋳込みヒータと被加熱体の温度を制御する温度制御
手段とを一体化した温度制御型アルミ鋳込みヒータある
いは、温度制御された流体を循環させることにより達成
される。
管、ガス導入リングおよび防着板に加熱手段と温度制御
手段とを持つ装置として、それらを一定温度に制御する
ことにより、成膜あるいはエッチング特性の変動が無く
なり、ドライクリーニングも高速化できる。なお、一定
温度制御は、アルミ鋳塊中にシーズヒータを鋳込んだア
ルミ鋳込みヒータと被加熱体の温度を制御する温度制御
手段とを一体化した温度制御型アルミ鋳込みヒータある
いは、温度制御された流体を循環させることにより達成
される。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の第１の実施例を添付図面を参
照して説明する。先ず、この実施例に用いたＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ装置の構成を図１を参照して説明する。図示
していないマイクロ波電源に接続された導波管１が導波
窓２を介してプラズマ生成室３に取りつけられており、
プラズマ生成室３の周囲には励磁ソレノイド４が設置さ
れ、さらに、プラズマ生成室３内にプラズマ原料ガスを
導入するための第１ガス導入管５が設けられている。プ
ラズマ生成室３の下部にはプラズマ引き出し窓６が設け
られ、このプラズマ引き出し窓６を通して、試料室７に
プラズマ流が引き出されるようになっている。試料室７
には反応性ガスを導入するための第２ガス導入管８が設
けられ、試料室７の内部には、ガス導入管８の導入口の
下流に当たる場所に基板ホールダ９が設置されている。
基板ホールダ９の背面側に前記励磁ソレノイド４と同軸
に配されたサブソレノイド１３がある。基板ホールダ９
は高周波電源１１と接続されており、基板ホールダ９の
下には，図示していない真空ポンプに接続する排気管１
２と、並列に接続されて試料室７内のガス圧力を調整す
る，開度が固定されたバルブ１２ａおよび開度可変のバ
リアブルオリフィス１７とを有する。図の符号１５は真
空計、１６はフィードバック回路であり、試料室７内の
ガス圧力が所定値を保持するようにバリアブルオリフィ
ス１７の開度を変化させる。なお、圧力調整は試料室７
の排気管の途中から排気管内へプラズマ生成室３に導入
する酸素源ガスあるいは窒素ガスあるいは不活性ガスを
導入しつつ行うことや、真空ポンプのコンダクタンス調
整によって行うことによってもできる。
照して説明する。先ず、この実施例に用いたＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ装置の構成を図１を参照して説明する。図示
していないマイクロ波電源に接続された導波管１が導波
窓２を介してプラズマ生成室３に取りつけられており、
プラズマ生成室３の周囲には励磁ソレノイド４が設置さ
れ、さらに、プラズマ生成室３内にプラズマ原料ガスを
導入するための第１ガス導入管５が設けられている。プ
ラズマ生成室３の下部にはプラズマ引き出し窓６が設け
られ、このプラズマ引き出し窓６を通して、試料室７に
プラズマ流が引き出されるようになっている。試料室７
には反応性ガスを導入するための第２ガス導入管８が設
けられ、試料室７の内部には、ガス導入管８の導入口の
下流に当たる場所に基板ホールダ９が設置されている。
基板ホールダ９の背面側に前記励磁ソレノイド４と同軸
に配されたサブソレノイド１３がある。基板ホールダ９
は高周波電源１１と接続されており、基板ホールダ９の
下には，図示していない真空ポンプに接続する排気管１
２と、並列に接続されて試料室７内のガス圧力を調整す
る，開度が固定されたバルブ１２ａおよび開度可変のバ
リアブルオリフィス１７とを有する。図の符号１５は真
空計、１６はフィードバック回路であり、試料室７内の
ガス圧力が所定値を保持するようにバリアブルオリフィ
ス１７の開度を変化させる。なお、圧力調整は試料室７
の排気管の途中から排気管内へプラズマ生成室３に導入
する酸素源ガスあるいは窒素ガスあるいは不活性ガスを
導入しつつ行うことや、真空ポンプのコンダクタンス調
整によって行うことによってもできる。
【００１３】反応性ガスを導入する第２ガス導入管８に
は、アルミ鋳込みヒータからなる加熱手段と温度制御手
段としてのフィードバック回路で構成された調温器とが
ユニット化された予熱機構２１が付いており、予熱機構
２１出口（装置側）の第２ガス導入管８の温度が一定に
保持される。第２ガス導入管８は試料室７の内部でガス
導入リング２２に接続しており、周方向均等に分布した
ガス量で反応性ガスを試料室７内へ導入できるようにな
っている。このガス導入リング２２を一定温度に昇温，
保持するための一定温度制御ユニット２３は、以下に説
明する温度制御型アルミ鋳込みヒータあるいは温度制御
された流体を循環させるユニットによって構成されてい
る。防着板２４もこの実施例では一定温度制御ユニット
２３によってガス導入リング２２と同じ一定温度に保た
れる。
は、アルミ鋳込みヒータからなる加熱手段と温度制御手
段としてのフィードバック回路で構成された調温器とが
ユニット化された予熱機構２１が付いており、予熱機構
２１出口（装置側）の第２ガス導入管８の温度が一定に
保持される。第２ガス導入管８は試料室７の内部でガス
導入リング２２に接続しており、周方向均等に分布した
ガス量で反応性ガスを試料室７内へ導入できるようにな
っている。このガス導入リング２２を一定温度に昇温，
保持するための一定温度制御ユニット２３は、以下に説
明する温度制御型アルミ鋳込みヒータあるいは温度制御
された流体を循環させるユニットによって構成されてい
る。防着板２４もこの実施例では一定温度制御ユニット
２３によってガス導入リング２２と同じ一定温度に保た
れる。
【００１４】予熱機構２１の構成例を図２に、また一定
温度制御ユニット２３の構成例を図２，３に示す。図２
のユニットはアルミ鋳込みヒータに熱電対を取り付け、
熱電対が測定した温度信号が入力されるフィードバック
回路で調温器を構成し、一定温度に制御するものであ
る。また図３のユニットは流体循環系にヒータと熱電対
とを取り付け、フィードバック回路で調温器を構成し、
一定温度の流体（例えば商品名−フロリナート等）を循
環させるもので、１４０℃までの加熱が可能である。
温度制御ユニット２３の構成例を図２，３に示す。図２
のユニットはアルミ鋳込みヒータに熱電対を取り付け、
熱電対が測定した温度信号が入力されるフィードバック
回路で調温器を構成し、一定温度に制御するものであ
る。また図３のユニットは流体循環系にヒータと熱電対
とを取り付け、フィードバック回路で調温器を構成し、
一定温度の流体（例えば商品名−フロリナート等）を循
環させるもので、１４０℃までの加熱が可能である。
【００１５】このカスプ磁界型ＥＣＲプラズマＣＶＤ装
置を用いた酸化シリコン膜の製造方法の実施例を説明す
る。導波管１，導波窓２を通して導入するマイクロ波
は、周波数２.45 ＧHz、電源電力０.5〜１.5ＫＷであ
り、励磁ソレノイド４により８７５ガウスの磁束密度を
プラズマ生成室３内に形成する。これらの条件のもと
で、第１ガス導入管５から１６〜２５０ＣＣＭのＯ2 ガ
スをプラズマ生成室３内に導入して、プラズマを発生さ
せる。このプラズマは励磁ソレノイド４が形成する発散
磁界により試料室７に引き出され、第２ガス導入管８か
ら流量２０〜５０ＣＣＭで導入されるシランガスをプラ
ズマのエネルギーで分解しつつ、励磁ソレノイド４とサ
ブソレノイド１３とにより、基板ホールダ９の近傍に形
成されたカスプ磁界領域で、基板ホールダ９の上にある
直径８インチの基板１０の表面に到達する。基板ホール
ダ９には、１３.56 ＭHzの高周波電力を１００〜１００
０Ｗの電力範囲で印加し、また排気管１２から排気する
ことにより、試料室７内を５〜１００ｍＴｏｒｒの範囲
内の圧力に調整する。なお上記のＯ2 ガスの代わりにＮ
2ＯまたはＮ2 ＯとＯ2 との混合ガスを用いることもで
きる。
置を用いた酸化シリコン膜の製造方法の実施例を説明す
る。導波管１，導波窓２を通して導入するマイクロ波
は、周波数２.45 ＧHz、電源電力０.5〜１.5ＫＷであ
り、励磁ソレノイド４により８７５ガウスの磁束密度を
プラズマ生成室３内に形成する。これらの条件のもと
で、第１ガス導入管５から１６〜２５０ＣＣＭのＯ2 ガ
スをプラズマ生成室３内に導入して、プラズマを発生さ
せる。このプラズマは励磁ソレノイド４が形成する発散
磁界により試料室７に引き出され、第２ガス導入管８か
ら流量２０〜５０ＣＣＭで導入されるシランガスをプラ
ズマのエネルギーで分解しつつ、励磁ソレノイド４とサ
ブソレノイド１３とにより、基板ホールダ９の近傍に形
成されたカスプ磁界領域で、基板ホールダ９の上にある
直径８インチの基板１０の表面に到達する。基板ホール
ダ９には、１３.56 ＭHzの高周波電力を１００〜１００
０Ｗの電力範囲で印加し、また排気管１２から排気する
ことにより、試料室７内を５〜１００ｍＴｏｒｒの範囲
内の圧力に調整する。なお上記のＯ2 ガスの代わりにＮ
2ＯまたはＮ2 ＯとＯ2 との混合ガスを用いることもで
きる。
【００１６】上記装置を用い、個々の成膜条件を次表記
載の範囲内で変化させて、酸化シリコン膜の形成を行っ
た。
載の範囲内で変化させて、酸化シリコン膜の形成を行っ
た。
【００１７】
【表１】 図４は、上記範囲の成膜条件にて形成した、成膜速度５
００Å／ｍｉｎ以上の酸化シリコン膜の、連続成膜時の
成膜速度の処理枚数依存性を示す。２５枚の連続成膜に
おいても、成膜速度は±２％の範囲内に納まっている。
反応性ガスを導入する第２のガス導入管８は予熱機構２
１により，また、ガス導入リング２２および防着板２４
は一定温度制御ユニット２３によって１４０℃に保っ
た。温度制御しない場合の成膜結果（図５）と比較し
て、成膜速度の再現性が向上している。 成膜活性種と
装置内壁との相互作用を一定に保つことによって、基板
への成膜活性種の到達量が一定となり、成膜速度が一定
となる。
００Å／ｍｉｎ以上の酸化シリコン膜の、連続成膜時の
成膜速度の処理枚数依存性を示す。２５枚の連続成膜に
おいても、成膜速度は±２％の範囲内に納まっている。
反応性ガスを導入する第２のガス導入管８は予熱機構２
１により，また、ガス導入リング２２および防着板２４
は一定温度制御ユニット２３によって１４０℃に保っ
た。温度制御しない場合の成膜結果（図５）と比較し
て、成膜速度の再現性が向上している。 成膜活性種と
装置内壁との相互作用を一定に保つことによって、基板
への成膜活性種の到達量が一定となり、成膜速度が一定
となる。
【００１８】次に、本発明の第２の実施例を図６を参照
して説明する。図６の装置構成は、高速成膜のために基
板をプラズマ生成室に近接させ、あるいはプラズマ生成
室内に挿入したときの成膜を可能にするために、反応性
ガスをプラズマ生成室内ヘ導入可能としたものである。
装置構成の大半は第１の実施例の場合と同様であるが、
一部異なるため、改めて全体を説明する。図示していな
いマイクロ波電源に接続された導波管１が導波窓２を介
してプラズマ生成室３に取りつけられており、プラズマ
生成室３の周囲には励磁ソレノイド４が設置され、さら
に、プラズマ生成室３内にプラズマ原料ガスを導入する
ための第１ガス導入管５が設けられている。また、反応
性ガスを導入するための第２ガス導入管８もプラズマ生
成室３に接続しており、ガス導入リング２２は、プラズ
マ生成室３の内壁面がマイクロ波の円筒空洞共振器を構
成しているため、プラズマ生成室３の外部に配し、断面
方形に形成された環状のガス導入リング２２の内側の壁
面および底面はプラズマ生成室３の周壁およびフランジ
に兼ねさせている。プラズマ生成室３に接続して試料室
７が設けられ、試料室７の内部には、第２ガス導入管８
の導入口の下流に当たる場所に基板ホールダ９が設置さ
れている。基板ホールダ９の背面側に前記励磁ソレノイ
ド４と同軸に配されたサブソレノイド１３がある。基板
ホールダ９は高周波電源１１と接続されており、基板ホ
ールダ９の下には，図示していない真空ポンプに接続す
る排気管１２と試料室７内のガス圧力調整を行うための
バルブ１２ａおよびバリアブルオリフィス１７とを有す
る。図の符号１５は真空計，１６はフィードバック回路
であり、試料室７内のガス圧力が所定値を保持するよう
にバリアブルオリフィス１７の開度を変化させる。な
お、圧力調整は試料室７の排気管の途中から排気管内へ
のプラズマ室に導入する酸素源ガスあるいは窒素ガスあ
るいは不活性ガスを導入しつつ行うことや、真空ポンプ
のコンダクタンス調整によって行うことによってもでき
る。
して説明する。図６の装置構成は、高速成膜のために基
板をプラズマ生成室に近接させ、あるいはプラズマ生成
室内に挿入したときの成膜を可能にするために、反応性
ガスをプラズマ生成室内ヘ導入可能としたものである。
装置構成の大半は第１の実施例の場合と同様であるが、
一部異なるため、改めて全体を説明する。図示していな
いマイクロ波電源に接続された導波管１が導波窓２を介
してプラズマ生成室３に取りつけられており、プラズマ
生成室３の周囲には励磁ソレノイド４が設置され、さら
に、プラズマ生成室３内にプラズマ原料ガスを導入する
ための第１ガス導入管５が設けられている。また、反応
性ガスを導入するための第２ガス導入管８もプラズマ生
成室３に接続しており、ガス導入リング２２は、プラズ
マ生成室３の内壁面がマイクロ波の円筒空洞共振器を構
成しているため、プラズマ生成室３の外部に配し、断面
方形に形成された環状のガス導入リング２２の内側の壁
面および底面はプラズマ生成室３の周壁およびフランジ
に兼ねさせている。プラズマ生成室３に接続して試料室
７が設けられ、試料室７の内部には、第２ガス導入管８
の導入口の下流に当たる場所に基板ホールダ９が設置さ
れている。基板ホールダ９の背面側に前記励磁ソレノイ
ド４と同軸に配されたサブソレノイド１３がある。基板
ホールダ９は高周波電源１１と接続されており、基板ホ
ールダ９の下には，図示していない真空ポンプに接続す
る排気管１２と試料室７内のガス圧力調整を行うための
バルブ１２ａおよびバリアブルオリフィス１７とを有す
る。図の符号１５は真空計，１６はフィードバック回路
であり、試料室７内のガス圧力が所定値を保持するよう
にバリアブルオリフィス１７の開度を変化させる。な
お、圧力調整は試料室７の排気管の途中から排気管内へ
のプラズマ室に導入する酸素源ガスあるいは窒素ガスあ
るいは不活性ガスを導入しつつ行うことや、真空ポンプ
のコンダクタンス調整によって行うことによってもでき
る。
【００１９】反応性ガスを導入する第２ガス導入管８に
は、第１の実施例の場合と同一構成による予熱機構２１
が付いている。ガス導入リング２２を一定温度に昇温保
持するための一定温度制御ユニット２３も、第１の実施
例の場合と同一機構による温度制御型アルミ鋳込みヒー
タあるいは温度制御された流体を循環させるユニットが
用いられている。防着板２４も一定温度制御ユニットに
よって一定温度に保たれるが、この装置構成では防着板
２４にガス導入リング２２が近接していないので、ガス
導入リング２２と異なる任意の温度に昇温，保持するこ
とが可能である。
は、第１の実施例の場合と同一構成による予熱機構２１
が付いている。ガス導入リング２２を一定温度に昇温保
持するための一定温度制御ユニット２３も、第１の実施
例の場合と同一機構による温度制御型アルミ鋳込みヒー
タあるいは温度制御された流体を循環させるユニットが
用いられている。防着板２４も一定温度制御ユニットに
よって一定温度に保たれるが、この装置構成では防着板
２４にガス導入リング２２が近接していないので、ガス
導入リング２２と異なる任意の温度に昇温，保持するこ
とが可能である。
【００２０】このように構成され、かつサブソレノイド
１３を利用しない発散磁界型ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
として装置運転を行ったときの酸化シリコン膜の製造方
法の実施例を説明する。導波管１、導波窓２を通して導
入するマイクロ波は、周波数２.45 ＧHz、電源電力０.5
〜１.5ＫＷであり、励磁ソレノイド４により８７５ガウ
スの磁束密度をプラズマ生成室３内に形成する。これら
の条件のもとで、第１ガス導入管５から２００〜４００
ＣＣＭのＯ2 ガスをプラズマ生成室３内に導入して、プ
ラズマを発生させる。このプラズマは励磁ソレノイド４
が形成する発散磁界により試料室７に引き出され、第２
ガス導入管８から流量１００〜２００ＣＣＭで導入され
るシランガスをプラズマのエネルギーで分解しつつ、基
板ホールダ９の上にある直径８インチの基板１０の表面
に到達する。基板ホールダ９には、１３.56 ＭHzの高周
波電力を１００〜２０００Ｗの電力範囲で印加し、また
排気管１２から排気することにより、試料室７内を５〜
１００ｍＴｏｒｒの範囲内の圧力に調整する。なお上記
のＯ2 ガスの代わりにＮ2 ＯまたはＮ2 ＯとＯ2 との混
合ガスを用いることもできる。
１３を利用しない発散磁界型ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
として装置運転を行ったときの酸化シリコン膜の製造方
法の実施例を説明する。導波管１、導波窓２を通して導
入するマイクロ波は、周波数２.45 ＧHz、電源電力０.5
〜１.5ＫＷであり、励磁ソレノイド４により８７５ガウ
スの磁束密度をプラズマ生成室３内に形成する。これら
の条件のもとで、第１ガス導入管５から２００〜４００
ＣＣＭのＯ2 ガスをプラズマ生成室３内に導入して、プ
ラズマを発生させる。このプラズマは励磁ソレノイド４
が形成する発散磁界により試料室７に引き出され、第２
ガス導入管８から流量１００〜２００ＣＣＭで導入され
るシランガスをプラズマのエネルギーで分解しつつ、基
板ホールダ９の上にある直径８インチの基板１０の表面
に到達する。基板ホールダ９には、１３.56 ＭHzの高周
波電力を１００〜２０００Ｗの電力範囲で印加し、また
排気管１２から排気することにより、試料室７内を５〜
１００ｍＴｏｒｒの範囲内の圧力に調整する。なお上記
のＯ2 ガスの代わりにＮ2 ＯまたはＮ2 ＯとＯ2 との混
合ガスを用いることもできる。
【００２１】上記装置を用い、個々の成膜条件を次表記
載の範囲内で変化させて、酸化シリコン膜の形成を行っ
た。
載の範囲内で変化させて、酸化シリコン膜の形成を行っ
た。
【００２２】
【表２】 図７は、上記範囲の成膜条件にて形成した、成膜速度５
０００Å／ｍｉｎ以上の酸化シリコン膜の、連続成膜時
の成膜速度の処理枚数依存性を示す。２５枚の連続成膜
においても、成膜速度は±２％の範囲内に納まってい
る。反応性ガスを導入する第２ガス導入管８は予熱機構
２１により，また、ガス導入リング２２および防着板２
４は一定温度制御ユニット２３によって１４０℃に保っ
た。温度制御しない場合の成膜結果（図８）と比較し
て、成膜速度の再現性が向上している。成膜活性種と装
置内壁との相互作用を一定に保つことによって、基板へ
の成膜活性種の到達量が一定となり、成膜速度が一定と
なる。
０００Å／ｍｉｎ以上の酸化シリコン膜の、連続成膜時
の成膜速度の処理枚数依存性を示す。２５枚の連続成膜
においても、成膜速度は±２％の範囲内に納まってい
る。反応性ガスを導入する第２ガス導入管８は予熱機構
２１により，また、ガス導入リング２２および防着板２
４は一定温度制御ユニット２３によって１４０℃に保っ
た。温度制御しない場合の成膜結果（図８）と比較し
て、成膜速度の再現性が向上している。成膜活性種と装
置内壁との相互作用を一定に保つことによって、基板へ
の成膜活性種の到達量が一定となり、成膜速度が一定と
なる。
【００２３】また、膜のエッチング液（バッファーフッ
酸）によるエッチング速度や内部応力などの再現性も、
向上することがわかった。成膜活性種と装置内壁との相
互作用を一定に保つことによって、基板への成膜活性種
の到達量が一定となり、膜特性が一定となる。なお、第
１の実施例による装置構成にて、酸化シリコン膜成膜後
のドライクリーニングを実施したところ、従来方法で
は、クリーニング速度が基板上膜厚換算で１５００Å／
ｍｉｎであったものが、第２ガス導入管８を予熱機構２
１、ガス導入リングおよび防着板を一定温度制御ユニッ
ト２３によって１４０℃に保ったところ３０００Å／ｍ
ｉｎに向上した。ドライクリーニング速度の温度依存性
を図９に示す。反応速度の温度依存性によるものであ
る。
酸）によるエッチング速度や内部応力などの再現性も、
向上することがわかった。成膜活性種と装置内壁との相
互作用を一定に保つことによって、基板への成膜活性種
の到達量が一定となり、膜特性が一定となる。なお、第
１の実施例による装置構成にて、酸化シリコン膜成膜後
のドライクリーニングを実施したところ、従来方法で
は、クリーニング速度が基板上膜厚換算で１５００Å／
ｍｉｎであったものが、第２ガス導入管８を予熱機構２
１、ガス導入リングおよび防着板を一定温度制御ユニッ
ト２３によって１４０℃に保ったところ３０００Å／ｍ
ｉｎに向上した。ドライクリーニング速度の温度依存性
を図９に示す。反応速度の温度依存性によるものであ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば本
発明が対象としたプラズマ処理装置として、マイクロ波
とプラズマ原料ガスとが導入されるプラズマ生成室と、
プラズマ生成室を同軸に囲みプラズマ生成室内に電子サ
イクロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プ
ラズマ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその
被成膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホール
ダを内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への
成膜中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防
着板と、環状に形成されて防着板と同軸に配されその環
状の内部空間へ導入された反応性ガスを防着板の内側へ
噴出するガス導入リングと、外部の反応性ガス供給源か
らガス導入リングに至るガス導入管とを備えてなる通常
構成のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置においても、また、マ
イクロ波とプラズマ原料ガスと反応性ガスとが導入され
るプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同軸に囲みプラ
ズマ生成室内にマイクロ波との電子サイクロトロン共鳴
磁界を形成する励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内
部空間が連通するとともに基板をその被成膜面をプラズ
マ生成室に向けて保持する基板ホールダを内包する試料
室と、試料室の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面へ
の薄膜物質の付着を防止する筒状の防着板と、環状に形
成されてプラズマ生成室と同軸に配されその環状の内部
空間内へ導入された反応性ガスをプラズマ生成室内へ噴
出するガス導入リングと、外部の反応性ガス供給源から
ガス導入リングに至るガス導入管とを備えてなる，高速
成膜を指向したＥＣＲプラズマＣＶＤ装置においても、
防着板，ガス導入リングおよびガス導入管のガス導入リ
ング近傍を一定温度に昇温，保持することにより、成膜
時には成膜活性種と装置内壁との相互作用が一定に保た
れ、基板への成膜活性種の到達量が一定となり、複数の
基板を連続処理しても一定の膜特性が得られ、膜品質へ
の信頼性が向上する。また、膜特性が一定となるため、
エッチング液によるエッチング速度も一定となり、エッ
チング作業が安定化する。また装置内部のドライクリー
ニング時にはクリーニング速度の温度依存性により、ク
リーニング速度が大幅に向上し、装置の稼働率が向上す
る効果が得られる。
発明が対象としたプラズマ処理装置として、マイクロ波
とプラズマ原料ガスとが導入されるプラズマ生成室と、
プラズマ生成室を同軸に囲みプラズマ生成室内に電子サ
イクロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プ
ラズマ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその
被成膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホール
ダを内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への
成膜中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防
着板と、環状に形成されて防着板と同軸に配されその環
状の内部空間へ導入された反応性ガスを防着板の内側へ
噴出するガス導入リングと、外部の反応性ガス供給源か
らガス導入リングに至るガス導入管とを備えてなる通常
構成のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置においても、また、マ
イクロ波とプラズマ原料ガスと反応性ガスとが導入され
るプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同軸に囲みプラ
ズマ生成室内にマイクロ波との電子サイクロトロン共鳴
磁界を形成する励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内
部空間が連通するとともに基板をその被成膜面をプラズ
マ生成室に向けて保持する基板ホールダを内包する試料
室と、試料室の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面へ
の薄膜物質の付着を防止する筒状の防着板と、環状に形
成されてプラズマ生成室と同軸に配されその環状の内部
空間内へ導入された反応性ガスをプラズマ生成室内へ噴
出するガス導入リングと、外部の反応性ガス供給源から
ガス導入リングに至るガス導入管とを備えてなる，高速
成膜を指向したＥＣＲプラズマＣＶＤ装置においても、
防着板，ガス導入リングおよびガス導入管のガス導入リ
ング近傍を一定温度に昇温，保持することにより、成膜
時には成膜活性種と装置内壁との相互作用が一定に保た
れ、基板への成膜活性種の到達量が一定となり、複数の
基板を連続処理しても一定の膜特性が得られ、膜品質へ
の信頼性が向上する。また、膜特性が一定となるため、
エッチング液によるエッチング速度も一定となり、エッ
チング作業が安定化する。また装置内部のドライクリー
ニング時にはクリーニング速度の温度依存性により、ク
リーニング速度が大幅に向上し、装置の稼働率が向上す
る効果が得られる。
【図１】本発明によるプラズマ処理装置構成の第１の実
施例を示す断面図
施例を示す断面図
【図２】本発明における一定温度制御手段構成の第１の
実施例を示す機能ブロック図
実施例を示す機能ブロック図
【図３】本発明における一定温度制御手段構成の第２の
実施例を示す機能ブロック図
実施例を示す機能ブロック図
【図４】図１に示したプラズマ処理装置を用い、カスプ
磁界を形成して複数の基板に連続成膜処理を行ったとき
の成膜枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
磁界を形成して複数の基板に連続成膜処理を行ったとき
の成膜枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
【図５】図１に示したプラズマ処理装置において、カス
プ磁界を形成するとともに防着板およびガス導入リング
の一定温度制御ユニットおよびガス導入管の予熱機構を
取り外して複数の基板に連続成膜処理を行ったときの成
膜枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
プ磁界を形成するとともに防着板およびガス導入リング
の一定温度制御ユニットおよびガス導入管の予熱機構を
取り外して複数の基板に連続成膜処理を行ったときの成
膜枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
【図６】本発明によるプラズマ処理装置構成の第２の実
施例を示す縦断面図
施例を示す縦断面図
【図７】図６に示したプラズマ処理装置を用い、発散磁
界を形成して複数の基板に連続成膜処理を行ったときの
成膜枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
界を形成して複数の基板に連続成膜処理を行ったときの
成膜枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
【図８】図６に示したプラズマ処理装置において、発散
磁界を形成するとともに防着板およびガス導入リングの
一定温度制御ユニットおよびガス導入管の予熱機構を取
り外して複数の基板に連続成膜処理を行ったときの成膜
枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
磁界を形成するとともに防着板およびガス導入リングの
一定温度制御ユニットおよびガス導入管の予熱機構を取
り外して複数の基板に連続成膜処理を行ったときの成膜
枚数による成膜速度の変化状況を示すプロット図
【図９】図１に示したプラズマ処理装置におけるドライ
クリーニング時のクリーニング速度の温度依存性を、こ
の装置における一定温度制御ユニットおよび予熱機構を
取り外した場合と対比させて示す線図
クリーニング時のクリーニング速度の温度依存性を、こ
の装置における一定温度制御ユニットおよび予熱機構を
取り外した場合と対比させて示す線図
【図１０】本発明が対象としたプラズマ処理装置の従来
の構成例を示す縦断面図
の構成例を示す縦断面図
【図１１】従来のプラズマ処理装置において、プラズマ
処理を連続して行ったときの防着板温度およびガス導入
リング温度の時間変化の状況を示す線図
処理を連続して行ったときの防着板温度およびガス導入
リング温度の時間変化の状況を示す線図
１ 導波管 ３ プラズマ生成室 ４ 励磁ソレノイド ５ 第１ガス導入管 ７ 試料室 ８ 第２ガス導入管（ガス導入管） ９ 基板ホールダ １０ 基板 １１ 高周波電源 １３ サブソレノイド ２１ 予熱機構（一定温度制御手段） ２２ ガス導入リング ２３ 一定温度制御ユニット（一定温度制御手段） ２４ 防着板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/3065 H01L 21/31
Claims (3)
- 【請求項１】マイクロ波とプラズマ原料ガスとが導入さ
れるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を同軸に囲みプ
ラズマ生成室内に電子サイクロトロン共鳴磁界を形成す
る励磁ソレノイドと、プラズマ生成室と内部空間が連通
するとともに基板をその被成膜面をプラズマ生成室に向
けて保持する基板ホールダを内包する試料室と、試料室
の内壁面を覆い基板への成膜中該内壁面への薄膜物質の
付着を防止する筒状の防着板と、環状に形成されて防着
板と同軸に配されその環状の内部空間内へ導入された反
応性ガスを防着板の内側へ噴出するガス導入リングと、
外部の反応性ガス供給源からガス導入リングに至るガス
導入管とを備えてなるプラズマ処理装置において、防着
板と、ガス導入リングと、ガス導入管のガス導入リング
近傍とにそれぞれ加熱手段と温度制御手段とからなる一
定温度制御手段を持ち、基板への成膜中あるいは装置内
部のドライクリーニング中、それぞれ５０〜１５０℃範
囲の一定温度に保持することを特徴とするプラズマ処理
装置。 - 【請求項２】マイクロ波とプラズマ原料ガスと反応性ガ
スとが導入されるプラズマ生成室と、プラズマ生成室を
同軸に囲みプラズマ生成室内にマイクロ波との電子サイ
クロトロン共鳴磁界を形成する励磁ソレノイドと、プラ
ズマ生成室と内部空間が連通するとともに基板をその被
成膜面をプラズマ生成室に向けて保持する基板ホールダ
を内包する試料室と、試料室の内壁面を覆い基板への成
膜中該内壁面への薄膜物質の付着を防止する筒状の防着
板と、環状に形成されてプラズマ生成室と同軸に配され
その環状の内部空間内へ導入された反応性ガスをプラズ
マ生成室内へ噴出するガス導入リングと、外部の反応性
ガス供給源からガス導入リングに至るガス導入管とを備
えてなるプラズマ処理装置において、防着板と、ガス導
入リングと、ガス導入管のガス導入リング近傍とにそれ
ぞれ加熱手段と温度制御手段とからなる一定温度制御手
段を持ち、基板への成膜中あるいは装置内部のドライク
リーニング中、それぞれ５０〜１５０℃範囲の一定温度
に保持することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】請求項第１項または第２項に記載のプラズ
マ処理装置において、防着板，ガス導入リングおよびガ
ス導入管のガス導入リング近傍をそれぞれ５０〜１５０
℃範囲の一定温度に昇温させるための加熱手段を、それ
ぞれアルミ鋳塊中にシーズヒータを鋳込んでなるアルミ
鋳込みヒータまたは循環管路内を加熱流体を通流させる
流体ヒータとすることを特徴とするプラズマ処理装置。
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| JP04344970A JP3079818B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=18373396
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| JP04344970A Expired - Fee Related JP3079818B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | プラズマ処理装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1992
- 1992-12-25 JP JP04344970A patent/JP3079818B2/ja not_active Expired - Fee Related
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