JPS611024A - 半導体回路製造装置 - Google Patents
半導体回路製造装置Info
- Publication number
- JPS611024A JPS611024A JP59122491A JP12249184A JPS611024A JP S611024 A JPS611024 A JP S611024A JP 59122491 A JP59122491 A JP 59122491A JP 12249184 A JP12249184 A JP 12249184A JP S611024 A JPS611024 A JP S611024A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- magnetic field
- vessel
- torus
- semiconductor substrate
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体回路製造装置に関し、特にプラズマエツ
チング、プラズマＣＶＤ、プラズマ沃化プラズマ直接窒
化膜形成などのプラズマを利用したプラズマプロセス装
置に関するものである。
チング、プラズマＣＶＤ、プラズマ沃化プラズマ直接窒
化膜形成などのプラズマを利用したプラズマプロセス装
置に関するものである。
従来のこの種の装置におけるプラズマとしては、主に磁
界を印加しない非磁化プラズマが用いられている。また
磁界を印加するものとしては、直線形磁界中の電子サイ
クロトロン共鳴（以下ＥＣＲと略す）プラズマがある。
界を印加しない非磁化プラズマが用いられている。また
磁界を印加するものとしては、直線形磁界中の電子サイ
クロトロン共鳴（以下ＥＣＲと略す）プラズマがある。
従来のプラズマ発生方法は、外部より磁界を印加しない
真空容器を真空ポンプにより減圧し、プラズマ発生用ガ
スを適当な圧力、流量において容器内に導入し、次いで
、容器の内部もしくは外部に設置されたコイル、平行平
板電極などのアンテナに高周波電力を印加することによ
りプラズマを発生させるというものである。そしてこの
プラズマにより発生した荷電粒子、フリーラジカルなど
−が、容器内に置かれ九半導体基板表面と物理的および
／もしくは化学的に反応することにより、所期の効果を
得るものである。
真空容器を真空ポンプにより減圧し、プラズマ発生用ガ
スを適当な圧力、流量において容器内に導入し、次いで
、容器の内部もしくは外部に設置されたコイル、平行平
板電極などのアンテナに高周波電力を印加することによ
りプラズマを発生させるというものである。そしてこの
プラズマにより発生した荷電粒子、フリーラジカルなど
−が、容器内に置かれ九半導体基板表面と物理的および
／もしくは化学的に反応することにより、所期の効果を
得るものである。
またプラズマの他の発生方法としては、直流放電による
もの、ＥＣＲ放電によるものなどがある。
もの、ＥＣＲ放電によるものなどがある。
また、荷電粒子の基板表面との反応を除去するため、金
属メソシュなどにより、プラズマを遮断し、荷電粒子の
反応領域への流入を阻止するものもある。
属メソシュなどにより、プラズマを遮断し、荷電粒子の
反応領域への流入を阻止するものもある。
従来のプラズマプロセス装置は以上のようなものであり
、プラズマの制御が容易でなく、反応粒子（例えば、陽
イオン、フリーラジカル）を選択的に半導体基板と反応
させることが出来ない。また、半導体基板表面のプラズ
マに対する電位の制御が難しい。このため、荷電粒子の
衝突による基板の損傷、絶縁膜形成時のチャージアンプ
による絶縁破壊などの欠点があった。
、プラズマの制御が容易でなく、反応粒子（例えば、陽
イオン、フリーラジカル）を選択的に半導体基板と反応
させることが出来ない。また、半導体基板表面のプラズ
マに対する電位の制御が難しい。このため、荷電粒子の
衝突による基板の損傷、絶縁膜形成時のチャージアンプ
による絶縁破壊などの欠点があった。
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、単純トーラス形磁界中のプラズマを
利用することにより、プラズマの制御が容易となり、半
導体基板表面のチャージアップを防止でき、かつ正イオ
ン、もしくは負イオン及び電子、もしくはフリーラジカ
ル等の中性粒子を選択的に半導体基板と反応させること
のできる半導体回路製造装置を提供することを目的とし
ている。
になされたもので、単純トーラス形磁界中のプラズマを
利用することにより、プラズマの制御が容易となり、半
導体基板表面のチャージアップを防止でき、かつ正イオ
ン、もしくは負イオン及び電子、もしくはフリーラジカ
ル等の中性粒子を選択的に半導体基板と反応させること
のできる半導体回路製造装置を提供することを目的とし
ている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例を示し、図において、１はトーラ
ス形真空容器であり、該容器１より上、下及び外向きに
出ている角ダクト１ａは、該容器１に半導体基板などを
導入するボートであり、該ボート１ａは容器１にプラズ
マを生成するためのマイクロ波電力を供給するマイクロ
波供給手段ともなっている。２はトロイダル磁界を発生
するトロイダルコイル、３はトーラスを含む面に垂直方
向の垂直磁界を発生する垂直磁場コイル、４はトーラス
１に沿う交流電界を電磁誘導により発生し、該電界をプ
ラズマに印加するトランスのコア、５はトランスの一次
巻線、６は半導体基板を保持するマニピュレーター、７
は半導体基板、８はプラズマである。
図は本発明の一実施例を示し、図において、１はトーラ
ス形真空容器であり、該容器１より上、下及び外向きに
出ている角ダクト１ａは、該容器１に半導体基板などを
導入するボートであり、該ボート１ａは容器１にプラズ
マを生成するためのマイクロ波電力を供給するマイクロ
波供給手段ともなっている。２はトロイダル磁界を発生
するトロイダルコイル、３はトーラスを含む面に垂直方
向の垂直磁界を発生する垂直磁場コイル、４はトーラス
１に沿う交流電界を電磁誘導により発生し、該電界をプ
ラズマに印加するトランスのコア、５はトランスの一次
巻線、６は半導体基板を保持するマニピュレーター、７
は半導体基板、８はプラズマである。
次に動作について説明する。トーラス形真空容器１はプ
ラズマの純度を高めるため高真空（約１Ｏ−８Ｔｏｒｒ
）に排気する。さらに、水素のグロー放電により表面の
酸素、炭素などを除去し、清浄化する。
ラズマの純度を高めるため高真空（約１Ｏ−８Ｔｏｒｒ
）に排気する。さらに、水素のグロー放電により表面の
酸素、炭素などを除去し、清浄化する。
また、真空容器１の内面はプラズマによるスパッター、
反応などを防ぐため、チタン窒化物などの耐スパツタ−
、耐反応物で被覆されている。次にプラズマ発生用のガ
スを真空容器１に導入する。
反応などを防ぐため、チタン窒化物などの耐スパツタ−
、耐反応物で被覆されている。次にプラズマ発生用のガ
スを真空容器１に導入する。
続いて、トロイダルコイル２に電流を流し、トロイダル
磁界を発生ずる０次に、高電力マグネトロンなどにより
生成されたマイクロ波をいずれかのボートより真空容器
１に入射する。入射マイクロ波の周波数が、トロイダル
磁場による電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）周波数と
一致すると、トーラス形真空容器ｌ内にプラズマ８が発
生する。
磁界を発生ずる０次に、高電力マグネトロンなどにより
生成されたマイクロ波をいずれかのボートより真空容器
１に入射する。入射マイクロ波の周波数が、トロイダル
磁場による電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）周波数と
一致すると、トーラス形真空容器ｌ内にプラズマ８が発
生する。
このプラズマの密度、電子温度は入射マイクロ波電力、
ガス圧力により制御される。またプラズマの径はトーラ
ス形真空容器１の内壁もしくは容器１内に設けるオリフ
ィスにより制御される。半導体基板７はロードロツタな
どを用い、容器１全体を大気圧にすることなしに、真空
容器ｌのボートに導入され、マニピュレーター６により
保持される。
ガス圧力により制御される。またプラズマの径はトーラ
ス形真空容器１の内壁もしくは容器１内に設けるオリフ
ィスにより制御される。半導体基板７はロードロツタな
どを用い、容器１全体を大気圧にすることなしに、真空
容器ｌのボートに導入され、マニピュレーター６により
保持される。
本発明の特徴は、単純トーラス形磁界配位における、プ
ラズマ粒子のドリフト運動を利用することにある。この
磁界配位では、磁力線の曲がり、及び磁界強度の傾きの
効果により、第２図に示すように、荷電粒子はいわゆる
トロイダルドリフトする。このドリフトは粒子の電荷の
符号によりそのドリフト方向が逆になるため、プラズマ
は上下に分極し、これにより上下方向の電界が発生する
。
ラズマ粒子のドリフト運動を利用することにある。この
磁界配位では、磁力線の曲がり、及び磁界強度の傾きの
効果により、第２図に示すように、荷電粒子はいわゆる
トロイダルドリフトする。このドリフトは粒子の電荷の
符号によりそのドリフト方向が逆になるため、プラズマ
は上下に分極し、これにより上下方向の電界が発生する
。
この電界とトロイダル磁界によるいわゆるＥＸＢドリフ
トにより、荷電粒子は電荷の符号、質量などによらず、
同し速度でトーラスの外側ヘトリフトする。このように
正に荷電した粒子１０と負に荷電した粒子９が同じ速度
をもってトーラスの外側の壁に入射するので、従来のプ
ラズマ発生法では必然的に生じていた、いわゆるシース
がほとんど生じない。これにより、シースの電界で加速
された粒子による基板の損傷、また、一方に荷電した粒
子が集まることによるチャージアンプが防止される。ま
たチャージアップを無視できる工程においてはトーラス
容器の上下に半導体基板を設置することにより負に荷電
した粒子もしくは正に荷電した粒子の一方を選択的に半
導体基板と反応させることが可能である。
トにより、荷電粒子は電荷の符号、質量などによらず、
同し速度でトーラスの外側ヘトリフトする。このように
正に荷電した粒子１０と負に荷電した粒子９が同じ速度
をもってトーラスの外側の壁に入射するので、従来のプ
ラズマ発生法では必然的に生じていた、いわゆるシース
がほとんど生じない。これにより、シースの電界で加速
された粒子による基板の損傷、また、一方に荷電した粒
子が集まることによるチャージアンプが防止される。ま
たチャージアップを無視できる工程においてはトーラス
容器の上下に半導体基板を設置することにより負に荷電
した粒子もしくは正に荷電した粒子の一方を選択的に半
導体基板と反応させることが可能である。
また、垂直磁界コイル３によりプラズマに垂直磁界を印
加することにより分極した電荷が磁力線に沿う電子流に
より短絡され、上下方向の電界が減少し、これにより径
方向のプラズマ流が減少することが知られている。この
現象を利用することにより半導体基板表向へのプラズマ
流量の制御が可能になる。また、トランス４，５を用い
、プラズマに交流電界を印加することにより、プラズマ
密度の上昇が可能となる。更にマイクロ波電力の増減と
交流電界とを併用することによりプラズマ諸量の制御が
容易になり、各種の半導体回路製造工程に適合させるこ
とが容易となる。
加することにより分極した電荷が磁力線に沿う電子流に
より短絡され、上下方向の電界が減少し、これにより径
方向のプラズマ流が減少することが知られている。この
現象を利用することにより半導体基板表向へのプラズマ
流量の制御が可能になる。また、トランス４，５を用い
、プラズマに交流電界を印加することにより、プラズマ
密度の上昇が可能となる。更にマイクロ波電力の増減と
交流電界とを併用することによりプラズマ諸量の制御が
容易になり、各種の半導体回路製造工程に適合させるこ
とが容易となる。
このように本実施例装置では、トーラス形真空容器の外
側に設置した半導体基板に対してはチ中−ジアップの防
止が可能であり、真空容器の上下に設置した半導体基板
に対しては、荷電粒子をその電荷により選択的に反応さ
せることが可能である。またプラズマの制御も容易にな
る。
側に設置した半導体基板に対してはチ中−ジアップの防
止が可能であり、真空容器の上下に設置した半導体基板
に対しては、荷電粒子をその電荷により選択的に反応さ
せることが可能である。またプラズマの制御も容易にな
る。
なお、上記実施例ではトーラスにおけるプラズマの発生
をＥＣＲ法により行なった場合を説明したが、ＲＦ放電
、ＤＣ放電を用いてもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。
をＥＣＲ法により行なった場合を説明したが、ＲＦ放電
、ＤＣ放電を用いてもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。
以上のように、この発明に係る半導体回路製造装置によ
れば、単純トーラス磁界中で生成したプラズマを利用す
るようにしたので、トーラス形真空容器の外側に設置し
た半導体基板に対してはチャージアップの防止が可能で
あり、上下に設置した半導体基板に対しては、荷電粒子
をその電荷により選択的に反応させることが可能であり
、またプラズマの制御も容易になるという効果が得られ
る。
れば、単純トーラス磁界中で生成したプラズマを利用す
るようにしたので、トーラス形真空容器の外側に設置し
た半導体基板に対してはチャージアップの防止が可能で
あり、上下に設置した半導体基板に対しては、荷電粒子
をその電荷により選択的に反応させることが可能であり
、またプラズマの制御も容易になるという効果が得られ
る。
第１図はこの発明の一実施例による半導体回路製造装置
を示す斜視図、第２図は単純トロイダル磁界中でのプラ
ズマ粒子の運動を示す概念図である。 １・・・トーラス形真空容器、１ａ・・・角ダクト（マ
イクロ波供給手段）、２・・・トロイダルコイル、３・
・・垂直磁界コイル、４・・・トランスのコア、５・・
・トランスの一次巻線、６・・・マニピュレーター、７
・・・半導体基板、８・・・プラズマ、９・・・負に荷
電した粒子、１０・・・正に荷電した粒子。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
を示す斜視図、第２図は単純トロイダル磁界中でのプラ
ズマ粒子の運動を示す概念図である。 １・・・トーラス形真空容器、１ａ・・・角ダクト（マ
イクロ波供給手段）、２・・・トロイダルコイル、３・
・・垂直磁界コイル、４・・・トランスのコア、５・・
・トランスの一次巻線、６・・・マニピュレーター、７
・・・半導体基板、８・・・プラズマ、９・・・負に荷
電した粒子、１０・・・正に荷電した粒子。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）プラズマを利用する半導体回路製造装置において
、単純トーラス形真空容器と、該真空容器内に垂直直流
磁界を作成するコイルと、上記真空容器内にマイクロ波
を供給しプラズマを生成するマイクロ波供給手段と、該
生成されたプラズマに交流電界を印加するトランスとを
備えたことを特徴とする半導体回路製造装置。 - （２）上記垂直直流磁界、マイクロ波または交流電界の
強度の制御によりプラズマの諸量を制御可能であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体回路製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122491A JPS611024A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 半導体回路製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122491A JPS611024A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 半導体回路製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611024A true JPS611024A (ja) | 1986-01-07 |
| JPH0252855B2 JPH0252855B2 (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=14837155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59122491A Granted JPS611024A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 半導体回路製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS611024A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722195A (ja) * | 1992-03-18 | 1995-01-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高密度プラズマ処理装置 |
| US5505780A (en) * | 1992-03-18 | 1996-04-09 | International Business Machines Corporation | High-density plasma-processing tool with toroidal magnetic field |
| JP2002507315A (ja) * | 1997-06-26 | 2002-03-05 | アプライド サイエンス アンド テクノロジー，インコーポレイテッド | トロイダル低電場反応性ガスソース |
| JP2014529163A (ja) * | 2011-08-01 | 2014-10-30 | プラズマート インコーポレーテッド | プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法 |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59122491A patent/JPS611024A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722195A (ja) * | 1992-03-18 | 1995-01-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 高密度プラズマ処理装置 |
| US5505780A (en) * | 1992-03-18 | 1996-04-09 | International Business Machines Corporation | High-density plasma-processing tool with toroidal magnetic field |
| JP2002507315A (ja) * | 1997-06-26 | 2002-03-05 | アプライド サイエンス アンド テクノロジー，インコーポレイテッド | トロイダル低電場反応性ガスソース |
| JP2007165304A (ja) * | 1997-06-26 | 2007-06-28 | Mks Instruments Inc | トロイダル・プラズマ・チャンバ |
| JP2008218431A (ja) * | 1997-06-26 | 2008-09-18 | Mks Instruments Inc | トロイダル・プラズマ・チャンバ |
| JP2014529163A (ja) * | 2011-08-01 | 2014-10-30 | プラズマート インコーポレーテッド | プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法 |
| US9960011B2 (en) | 2011-08-01 | 2018-05-01 | Plasmart Inc. | Plasma generation apparatus and plasma generation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252855B2 (ja) | 1990-11-14 |
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