JP3123423B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法Info
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Description
グ、スパッタリング、プラズマCVD等のプラズマ処理
装置および方法に関し、特に高周波誘導方式のプラズマ
処理装置およびプラズマ処理方法に関するものである。
ライエッチング技術においては高アスペクト比の加工を
実現するために、またプラズマCVD技術においては高
アスペクト比の埋め込みを実現するために、より高真空
でプラズマ処理を行うことが求められている。
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、被
処理物である基板の表面に形成されるイオンシース中で
イオンが中性ガス粒子等と衝突する確率が小さくなるた
めに、イオンの方向性が被処理物の表面に垂直な方向に
揃うことになる。また、処理ガスの電離度が高いために
基板に到達するイオン入射粒子束の中性ラジカルに対す
る比率が大きくなる。したがって、エッチング異方性が
高められ、高アスペクト比の加工が可能となる。
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み・平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能となる。
ることができるプラズマ処理装置の1つとして、平面状
渦形放電コイルに高周波電圧を印加することによって真
空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式のプラ
ズマ処理装置がある。この方式のプラズマ処理装置は、
真空容器内に高周波磁界を発生させ、その高周波磁界に
よって真空容器内に誘導電界を発生させて電子の加速を
行い、プラズマを発生させるもので、放電コイル電流を
大きくすれば高真空においても高密度プラズマを発生す
ることができ、十分な処理速度を得ることができる。
の一例を図4に示す。図4は従来のプラズマ処理装置の
断面を示したものである。真空容器1の上壁は石英ガラ
スよりなる誘電板3で構成される。この誘電板3上には
図5の平面図に示す平面状渦形放電コイル9が配されて
いる。この平面状渦形放電コイル9に高周波電圧を印加
するために、平面状渦形放電コイル9の中心、点Aはコ
イル用高周波電源2に接続されており、また平面状渦形
放電コイル9の他端、点Bは接地されている。
に導入しながら、ガス排気口8より排気を行い、真空容
器1内を適当な圧力に保つ。このとき平面状渦形放電コ
イル9に高周波電圧を印加すると真空容器1内にプラズ
マが発生し、電極5上に載置されたシリコン基板6に対
してエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行
うことができる。このとき電極用高周波電源10を用い
て電極5にも高周波電圧を印加することにより、シリコ
ン基板6に到達するイオンエネルギーを制御することが
できる。
示した従来のプラズマ処理方法では、誘電板の内壁面の
うち、中心付近がスパッタリングされ、誘電板3を構成
する物質が基板6上に降り落ちたり、基板6の表面に不
純物として取り込まれてしまうという問題点や、誘電板
3の寿命が短いという問題点があった。これは誘電板3
の上に配される平面状渦形放電コイル9に印加される高
周波電圧の振幅が平面状渦形放電コイル9の中心点Aに
近いほど大きく、誘電板3の内壁面のうち、中心付近が
大きく負に帯電するためである。
すように誘電板3の中心付近を厚くして、平面状渦形放
電コイル9と誘電板3の内壁面との距離が、平面状渦形
放電コイル9の中心付近で大きくなるようにすることに
より、誘電板3の内壁面のうち、特に中心付近で発生す
る負の帯電を緩和することが考えられた。しかし、この
ような構成では誘電板3の内壁面に角部が存在してい
る。誘電板3に付着する処理ガスによる堆積物は、その
膜厚が一定以上になると剥がれ落ち、基板6を汚染して
しまうが、角部では平面部よりも膜厚が小さい段階で、
堆積物が剥がれ落ちてしまう。従って、角部が存在する
誘電板3にあっては、堆積物を取り除くメンテナンスを
行う頻度が高くなるという問題点がある。また、誘電板
3の内壁面の形状が複雑であるため、メンテナンス作業
の効率が悪いという問題点もある。
3の内壁面のうち、中心付近で特に発生するスパッタリ
ングを抑制するとともに、メンテナンス頻度が低く、メ
ンテナンス作業の効率に優れたプラズマ処理装置および
方法を提供することを目的としている。
めに本発明では、プラズマ処理装置において、真空容器
の上壁を構成する誘電板の内壁面および外壁面を平面と
し、誘電板の外側に設けられる渦形放電コイルは、中心
に近いほど誘電板の内壁面との距離が大きい構造(以
下、ドーム状渦形放電コイル)とする。これにより、誘
電板の内壁面のうち、中心付近が特にスパッタリングさ
れることを防ぐことができる。
ら、誘電板の堆積物を取り除くメンテナンス作業の頻度
が低く、かつメンテナンス作業の効率に優れたプラズマ
処理装置および方法を提供することが可能となる。
は、上壁を誘電板で構成した真空容器と、この誘電板の
外側に設けたドーム状渦形放電コイルと、この渦形放電
コイルの中心に高周波電圧を印加するための高周波電源
よりなるプラズマ処理装置である。なお、前記誘電板の
内壁面および外壁面は平面である。
特に中心付近がスパッタリングされることを防ぐことが
できる。また、誘電板の内壁面が平面であることから、
誘電板の堆積物を取り除くメンテナンス作業の頻度が低
く、かつメンテナンス作業の効率に優れたプラズマ処理
装置を提供することが可能となる。
誘電板で構成した真空容器と、この誘電板の外側に設け
たドーム状渦形放電コイルと、この渦形放電コイルの中
心に高周波電圧を印加するための高周波電源とを用いて
行うプラズマ処理方法であり、前記誘電板の内壁面およ
び外壁面は平面となっている。
特に中心付近がスパッタリングされることを防ぐことが
できる。また、誘電板の内壁面が平面であることから、
誘電板の堆積物を取り除くメンテナンス作業の頻度が低
く、かつメンテナンス作業の効率に優れたプラズマ処理
が可能となる。
電コイルの一部または全部を多重の渦形放電コイルで構
成するプラズマ処理装置である。
タンスが極めて小さくなるため、高周波電源と渦形放電
コイルのマッチング特性が優れたプラズマ処理装置を提
供することができる。
よび図2を用いて説明する。図1に本発明の実施の形態
であるプラズマ処理装置の断面図を示す。真空容器1の
上壁は石英ガラスよりなる誘電板3で構成される。この
誘電板3の外壁面上に沿ってドーム状渦形放電コイル4
が配されている。このドーム状渦形放電コイル4は図2
に示すように多重すなわち4つのドーム状渦形放電コイ
ルによって構成されている。これら4つのドーム状渦形
放電コイル4に高周波電圧を印加するために、それぞれ
のドーム状渦形放電コイル4の中心、点Aはコイル用高
周波電源2に接続されており、またドーム状渦形放電コ
イル4のそれぞれの他端、点B1ないしB4は接地され
ている。
2の混合ガスを真空容器1内に導入しながら、ガス排気
口8より排気を行い、真空容器1内の圧力を10mTo
rrに保つ。このときコイル用高周波電源2によりドー
ム状渦形放電コイル4に1000Wの高周波電圧を印加
することにより真空容器1内にプラズマを発生させ、電
極5上に載置されたシリコン基板6に対してエッチング
を行うことができる。このとき電極用高周波電源10を
用いて電極5にも300Wの高周波電圧を印加すること
により、シリコン基板6に到達するイオンエネルギーを
制御することができる。C4F8とH2の流量はそれぞれ
50sccm、15sccmである。
膜付きのシリコン基板6を、1枚当たり約1分30秒の
時間をかけて100枚連続でエッチングした。比較のた
めに図4および図6に示した従来のプラズマ処理装置を
用いて実験を行った。この結果、図4に示した従来のプ
ラズマ処理装置では誘電板3の内壁面の中心付近がスパ
ッタリングされ、また図6に示した従来のプラズマ処理
装置においては、誘電板3の内壁面に付着する堆積物で
あるフッ化炭素系ポリマーがシリコン基板6の上に落下
して付着したのに対して、本発明のプラズマ処理装置に
おいては誘電板3のスパッタリングや、シリコン基板6
への堆積物の落下は認められなかった。
ル4として、多重のドーム状渦形放電コイル4を用いた
が、図3(a)または(b)に示すような一部多重のド
ーム状渦形放電コイル、あるいは多重ではない単一のド
ーム状渦形放電コイル、すなわち図5に示した平面状渦
形放電コイル9をドーム状にしたものを用いてもよい。
電コイル4を、外壁がドーム形状である誘電板3で支え
る方法を示したが、誘電板3の内壁面が平面でかつ渦形
放電コイルがドーム状であれば、本発明の効果は得られ
る。従って、例えば誘電板3は内壁面および外壁面がと
もに平面で、ドーム状渦形放電コイル4が上方から吊り
下げられる構成でもよい。
装置において、真空容器の上壁を構成する誘電板の内壁
面を平面とし、誘電板の外側に設ける渦形放電コイルの
形状をドーム状とすることにより、誘電板の内壁面のう
ち、中心部分が特にスパッタリングされることを防ぐこ
とができる。
ために、付着した堆積物が剥がれにくく、誘電板の堆積
物を取り除くメンテナンス作業の頻度が低いという効果
を有する。さらに誘電板の内壁面が平面であることか
ら、メンテナンス作業の効率が優れているという効果も
併せもつ。
の断面図
形放電コイルの平面図
Claims (3)
- 【請求項1】 上壁を誘電板で構成した真空容器と、こ
の誘電板の外側に設けた渦形放電コイルと、この渦形放
電コイルの中心に高周波電圧を印加するための高周波電
源よりなるプラズマ処理装置であって、前記誘電板の内
壁面および外壁面は平面で、かつ前記渦形放電コイル
は、その中心に近いほど前記誘電板の内壁面との距離が
大きくなるように構成したプラズマ処理装置。 - 【請求項2】 上壁を誘電板で構成した真空容器と、こ
の誘電板の外側に設けた渦形放電コイルと、この渦形放
電コイルの中心に高周波電圧を印加するための高周波電
源とを用いてプラズマ処理をするプラズマ処理方法にお
いて、前記誘電板の内壁面および外壁面を平面として、
かつ前記渦形放電コイルが、その中心に近いほど前記誘
電板の内壁面との距離が大きくなるように構成してプラ
ズマ処理を行なうプラズマ処理方法。 - 【請求項3】 渦形放電コイルの一部または全部が多重
の渦形であることを特徴とする請求項1記載のプラズマ
処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08031564A JP3123423B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08031564A JP3123423B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09232282A JPH09232282A (ja) | 1997-09-05 |
JP3123423B2 true JP3123423B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=12334685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08031564A Expired - Lifetime JP3123423B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3123423B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100964398B1 (ko) | 2003-01-03 | 2010-06-17 | 삼성전자주식회사 | 유도결합형 안테나 및 이를 채용한 플라즈마 처리장치 |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP08031564A patent/JP3123423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09232282A (ja) | 1997-09-05 |
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