JPS61258428A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JPS61258428A JPS61258428A JP10069685A JP10069685A JPS61258428A JP S61258428 A JPS61258428 A JP S61258428A JP 10069685 A JP10069685 A JP 10069685A JP 10069685 A JP10069685 A JP 10069685A JP S61258428 A JPS61258428 A JP S61258428A
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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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】
〔概要〕
マイクロ波導波管内を進行するマイクロ波の電場に対し
垂直方向に設けたマイクロ波透過窓を透過したマイクロ
波によりプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置
において、 マイクロ波透過窓を挟んで対向するマイクロ波導波管内
面と被処理体を載置するステージ表面との間隔を、マイ
クロ波の波長の１／２以下にすることにより、 整合領域を広げ、装置の取扱いを容易にならしめたもの
である。
垂直方向に設けたマイクロ波透過窓を透過したマイクロ
波によりプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置
において、 マイクロ波透過窓を挟んで対向するマイクロ波導波管内
面と被処理体を載置するステージ表面との間隔を、マイ
クロ波の波長の１／２以下にすることにより、 整合領域を広げ、装置の取扱いを容易にならしめたもの
である。
本発明は、半導体装置製造のウェーハプロセスなどに使
用されるマイクロ波プラズマ処理装置に関す。
用されるマイクロ波プラズマ処理装置に関す。
半導体装置製造のウェーハプロセスにおいて、パターン
の微細化に伴いドライプロセス技術が多用される傾向に
あるが、処理速度を速くすることや処理温度を低くする
ことが望まれている。
の微細化に伴いドライプロセス技術が多用される傾向に
あるが、処理速度を速くすることや処理温度を低くする
ことが望まれている。
その要望に応えるものとして、プラズマを利用した化学
的反応によりウェーハ表面のエツチングや膜生成を行う
マイクロ波プラズマ処理装置かあ、るが、処理速度、処
理温度などを一層向上させ然も取扱いが容易になること
が望まれている。
的反応によりウェーハ表面のエツチングや膜生成を行う
マイクロ波プラズマ処理装置かあ、るが、処理速度、処
理温度などを一層向上させ然も取扱いが容易になること
が望まれている。
従来のマイクロ波プラズマ処理装置は第２図の要部側断
面図に示す如くである。
面図に示す如くである。
即ち、中央の放電室２１はマイクロ波を透過させるため
に誘電体（石英またはアルミナ）の放電管２２で真空封
止され、放電室２１の下方にはウェーハなどの被処理体
Ａを載置するステージ２３が配置され、放電室２１から
被処理体Ａにかけてはソレノイドコイル２４と永久磁石
２５によりミラー磁場が印加され、放電室２１と処理室
２６は真空に近い所定の圧力に排気され、反応ガスはガ
ス導入口２７から導入され、マグネトロン２８で発生し
て矩形導波管２９および円形導波管３０を通った２、４
５ＧＨｚのマイクロ波３１は、放電管２２の上面２２ａ
をマイクロ波透過窓にして放電室２１に導入され、放電
室２１内にプラズマが発生して被処理体゛Ａの処理が行
われる（例えば、菅野卓雄編著二半導体プラズマプロセ
ス技術、昭和５５年、産業図書、１３９頁）。
に誘電体（石英またはアルミナ）の放電管２２で真空封
止され、放電室２１の下方にはウェーハなどの被処理体
Ａを載置するステージ２３が配置され、放電室２１から
被処理体Ａにかけてはソレノイドコイル２４と永久磁石
２５によりミラー磁場が印加され、放電室２１と処理室
２６は真空に近い所定の圧力に排気され、反応ガスはガ
ス導入口２７から導入され、マグネトロン２８で発生し
て矩形導波管２９および円形導波管３０を通った２、４
５ＧＨｚのマイクロ波３１は、放電管２２の上面２２ａ
をマイクロ波透過窓にして放電室２１に導入され、放電
室２１内にプラズマが発生して被処理体゛Ａの処理が行
われる（例えば、菅野卓雄編著二半導体プラズマプロセ
ス技術、昭和５５年、産業図書、１３９頁）。
なお図中３２は、放電管２２側から反射してくるマイク
ロ波を再度反射させ、マグネトロン２８のばらつきや変
動などに起因する整合外れを補正するための金属棒から
なるスタブで、導波管２９の中への挿入長を変化させて
上記補正を行う。
ロ波を再度反射させ、マグネトロン２８のばらつきや変
動などに起因する整合外れを補正するための金属棒から
なるスタブで、導波管２９の中への挿入長を変化させて
上記補正を行う。
従来、真空処理室にマイクロ波を導入し、プロセスを発
生させて被処理体を処理する装置は、マイクロ波を透過
させる石英またはアルミナからなり真空処理室を真空封
止するマイクロ波透過窓を、マイクロ波の進行方向に垂
直に設ける（以下かかる方式を垂直入射方式という）の
が一般的であり、その具体例は、特公昭５３−２４７７
９号公報、特公昭５３−３４４６１号公報、特開昭５３
−１１０３７８号公報などに見られる。
生させて被処理体を処理する装置は、マイクロ波を透過
させる石英またはアルミナからなり真空処理室を真空封
止するマイクロ波透過窓を、マイクロ波の進行方向に垂
直に設ける（以下かかる方式を垂直入射方式という）の
が一般的であり、その具体例は、特公昭５３−２４７７
９号公報、特公昭５３−３４４６１号公報、特開昭５３
−１１０３７８号公報などに見られる。
上述した垂直入射方式の装置では、マイクロ波を真空処
理室に導入する際に、マイクロ波は、導波管側の大気と
マイクロ波透過窓との界面およびマイクロ波透過窓と真
空処理室との界面の２個所で反射する。
理室に導入する際に、マイクロ波は、導波管側の大気と
マイクロ波透過窓との界面およびマイクロ波透過窓と真
空処理室との界面の２個所で反射する。
一方、マイクロ波の反射は、誘電率の小の領域から大の
領域に進む際の反射と大の領域から小の領域に進む際の
反射との間でλ／２ （λは波長）のずれが生ずる。
領域に進む際の反射と大の領域から小の領域に進む際の
反射との間でλ／２ （λは波長）のずれが生ずる。
そして、真空処理室の誘電率はプラズマの有無により大
幅に変化し、導波管側、マイクロ波透過窓、真空処理室
の誘電率をそれぞれ、ε１、ε２、ε、とすると、プラ
ズマの無い場合には、ε１くε２〉ε、となり、またプ
ラズマの有る場合には、＠１くε２くεコとなる。
幅に変化し、導波管側、マイクロ波透過窓、真空処理室
の誘電率をそれぞれ、ε１、ε２、ε、とすると、プラ
ズマの無い場合には、ε１くε２〉ε、となり、またプ
ラズマの有る場合には、＠１くε２くεコとなる。
このため、プラズマが無い際にマイクロ波がマイクロ波
透過窓を良く透過するように、即ち、プラズマが無い際
に前記２個所で反射する反射波の位相が逆になるように
マイクロ波透過窓の厚さを設定すれば、プラズマが発生
すると上記反射波の位相が揃ってマイクロ波の透過が悪
くなると言った具合に、プラズマ有無のどちらの際にも
マイクロ波の透過を良くすることは事実上不可能であり
、スタブを如何様に調整してもプラズマ発生に対するマ
イクリ波の利用効率が悪い問題がある。
透過窓を良く透過するように、即ち、プラズマが無い際
に前記２個所で反射する反射波の位相が逆になるように
マイクロ波透過窓の厚さを設定すれば、プラズマが発生
すると上記反射波の位相が揃ってマイクロ波の透過が悪
くなると言った具合に、プラズマ有無のどちらの際にも
マイクロ波の透過を良くすることは事実上不可能であり
、スタブを如何様に調整してもプラズマ発生に対するマ
イクリ波の利用効率が悪い問題がある。
更に、プラズマが発生しているとき、マイクロ波はマイ
クロ波透過窓から真空処理室の内部に向けて急速に減衰
し、それに伴いプラズマの密度も低下する。
クロ波透過窓から真空処理室の内部に向けて急速に減衰
し、それに伴いプラズマの密度も低下する。
そこで、処理速度を速くするためプラズマ密度の高い処
を狙って、被処理体をマイクロ波透過窓の近くに配置す
ると、被処理体や被処理体を載置するステージが導電性
のものである場合、これらの面が電場のフシ（電場が最
小）になり、マイクロ波透過窓からの距離によっては有
効にプラズマを発生させることが難しくなる。
を狙って、被処理体をマイクロ波透過窓の近くに配置す
ると、被処理体や被処理体を載置するステージが導電性
のものである場合、これらの面が電場のフシ（電場が最
小）になり、マイクロ波透過窓からの距離によっては有
効にプラズマを発生させることが難しくなる。
このため、従来の垂直入射方式においては、マイクロ波
透過窓とステージとの間の距ｍ ＜ｉ＞を例えばλ／４
以上と言ったように大きくする必要があるが、こうする
とステージ近傍のプラズマ密度が低くなって処理速度が
遅くなる問題がある。
透過窓とステージとの間の距ｍ ＜ｉ＞を例えばλ／４
以上と言ったように大きくする必要があるが、こうする
とステージ近傍のプラズマ密度が低くなって処理速度が
遅くなる問題がある。
具体的には、酸素ラジカルによるレジストの沃化に際し
て、４ Ｔｏｒｒではｌが２ＣＩＩ＋以上の場合、また
、Ｉ Ｔｏｒｒではｌが４ｃｍ以上の場合には灰化が一
応出来るものの速度が遅い。
て、４ Ｔｏｒｒではｌが２ＣＩＩ＋以上の場合、また
、Ｉ Ｔｏｒｒではｌが４ｃｍ以上の場合には灰化が一
応出来るものの速度が遅い。
第１図は本発明によるマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例の要部側断面図である。
施例の要部側断面図である。
上記問題点は、第１図に示すように、マイクロ波１２の
電場に垂直方向に設けたマイクロ波透過窓１３を有する
マイクロ波導波管１１とマイクロ波透過窓１３によって
真空封止される真空処理室１４とからなり、真空処理室
１４にはマイクロ波透過窓１３に対向し被処理体Ａを載
置するステージ１５と排気口１６およびガス導入口１７
が設けられ、マイクロ波透過窓１３を挟んで対向するマ
イクロ波導波管ｌｌ内面とステージ１５表面との間隔ａ
が、マイクロ波１２の波長の１／２以下である本発明の
マイクロ波プラズマ処理装置によって解決される。
電場に垂直方向に設けたマイクロ波透過窓１３を有する
マイクロ波導波管１１とマイクロ波透過窓１３によって
真空封止される真空処理室１４とからなり、真空処理室
１４にはマイクロ波透過窓１３に対向し被処理体Ａを載
置するステージ１５と排気口１６およびガス導入口１７
が設けられ、マイクロ波透過窓１３を挟んで対向するマ
イクロ波導波管ｌｌ内面とステージ１５表面との間隔ａ
が、マイクロ波１２の波長の１／２以下である本発明の
マイクロ波プラズマ処理装置によって解決される。
上記マイクロ波プラズマ処理装置の主体は本願の発明者
が先に特願昭５９−２５２９０９号にて開示したもので
、マイクロ波１２の電場に垂直方向にマイクロ波透過窓
１３を設けることにより、マイクロ波１２のモードを乱
すことなく真空処理室１４にマイクロ波１２を導入して
、効率良くプラズマを発生させると共にそのプラズマを
被処理体Ａの処理に寄与させることが出来、然も装置の
大きさが従来より小型になる特徴を有する。
が先に特願昭５９−２５２９０９号にて開示したもので
、マイクロ波１２の電場に垂直方向にマイクロ波透過窓
１３を設けることにより、マイクロ波１２のモードを乱
すことなく真空処理室１４にマイクロ波１２を導入して
、効率良くプラズマを発生させると共にそのプラズマを
被処理体Ａの処理に寄与させることが出来、然も装置の
大きさが従来より小型になる特徴を有する。
本発明は、この装置にマイクロ波透過窓１３を挟んで対
向するマイクロ波導波管ｌｌ内面とステージ１５表面と
の間隔ａに関する要件を付加したものである。
向するマイクロ波導波管ｌｌ内面とステージ１５表面と
の間隔ａに関する要件を付加したものである。
マイクロ波導波管ｌｌ内のマイクロ波１２には、マイク
ロ波透過窓１３に対し平行な成分と垂直な成分がある。
ロ波透過窓１３に対し平行な成分と垂直な成分がある。
プラズマ発生の前後において、上記平行成分はモードに
変化を来さないが、上記垂直成分はプラズマ発生領域の
状態変化の影響を受けてモードに変化が生ずる。
変化を来さないが、上記垂直成分はプラズマ発生領域の
状態変化の影響を受けてモードに変化が生ずる。
そこで、マイクロ波透過窓１３を挟んで対向するマイク
ロ波導波管ｌｌ内面とステージ１５表面との間隔ａをマ
イクロ波１２０波長の１／２以下にすれば、その領域に
は上記垂直成分が殆どなくなり、マイクロ波１２のモー
ド全体がプラズマ発生の前後に渡って極めて安定する。
ロ波導波管ｌｌ内面とステージ１５表面との間隔ａをマ
イクロ波１２０波長の１／２以下にすれば、その領域に
は上記垂直成分が殆どなくなり、マイクロ波１２のモー
ド全体がプラズマ発生の前後に渡って極めて安定する。
そしてこのことは、装置の整合領域を広くして、整合を
とるためのスタブ１８の調整を容易にさせるなど、装置
の取扱いを容易にさせる。
とるためのスタブ１８の調整を容易にさせるなど、装置
の取扱いを容易にさせる。
第１図に示す実施例において、２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波１２を用い、マイクロ波導波管１１の土壁内面とス
テージ１５の表面との間隔ａを４抛ｍ、マイクロ波透過
窓１３の下面とステージ１５の表面との間隔すを３１Ｍ
ＩＩ＋に設定し、真空処理室１４内に酸素を３００ｃｃ
Ｚ分で導入、０．３ Ｔｏｒｒの真空度にして、１．５
ＫＨのパワーで被処理体Ａなるウェーハ上のレジストを
灰化したところ、スタブ１８の調整位置が約１０ｍｌ１
１の範囲に渡って、従来例より５倍程度のエツチングレ
ートで灰化することが出来、然もレジストに変質層が含
まれていても奇麗に除去することが出来た。
ロ波１２を用い、マイクロ波導波管１１の土壁内面とス
テージ１５の表面との間隔ａを４抛ｍ、マイクロ波透過
窓１３の下面とステージ１５の表面との間隔すを３１Ｍ
ＩＩ＋に設定し、真空処理室１４内に酸素を３００ｃｃ
Ｚ分で導入、０．３ Ｔｏｒｒの真空度にして、１．５
ＫＨのパワーで被処理体Ａなるウェーハ上のレジストを
灰化したところ、スタブ１８の調整位置が約１０ｍｌ１
１の範囲に渡って、従来例より５倍程度のエツチングレ
ートで灰化することが出来、然もレジストに変質層が含
まれていても奇麗に除去することが出来た。
またこの際、本装置で可能になったステージ１５の冷却
を行ったところ、被処理体Ａの温度は１００℃以下にな
り、通常のプラズマ処理の場合２００℃以上であるのに
比較して一層低温での処理が可能であった。
を行ったところ、被処理体Ａの温度は１００℃以下にな
り、通常のプラズマ処理の場合２００℃以上であるのに
比較して一層低温での処理が可能であった。
なお、間隔ａを８０＋ｎｍに設定した場合には、上記と
同様な灰化を得るためのスタブ１８の調整位置範囲は約
５Ｉｌｌ＋であった。
同様な灰化を得るためのスタブ１８の調整位置範囲は約
５Ｉｌｌ＋であった。
このことと比較すると、間隔ａをマイクロ波１２の波長
の１／２以下にすることば、スタブ１８の調整を容易に
させている。
の１／２以下にすることば、スタブ１８の調整を容易に
させている。
以上説明したように、本発明の構成によれば、マイクロ
波に対して効率良く然も取扱いが容易で、且つ被処理体
を低温で処理することが出来る小型のマイクロ波プラズ
マ処理装置が提供出来て、処理品質および処理速度′の
向上を可能にさせる効果がある。
波に対して効率良く然も取扱いが容易で、且つ被処理体
を低温で処理することが出来る小型のマイクロ波プラズ
マ処理装置が提供出来て、処理品質および処理速度′の
向上を可能にさせる効果がある。
第１図は本発明によるマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例の要部側断面図、 第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の要部側断
面図、である。 図において、 １１．２９．３０はマイクロ波導波管、１２．３１はマ
イクロ波、 １３．２２ａはマイクロ波透過窓、 １４．２６は真空処理室、 １５１．２３はステージ、 １６は排気口、 １７．２７はガス導入口、 １８．３２はスタブ、 Ａは被処理体、である。 ４引（ｑ）＠＊ｋＭＩ ｃｈ （！ツｍｉテＣ≧１＄１
図 従来伊１０使１Ｍ、ｆ７１Ｕ ＄２Ｚ
施例の要部側断面図、 第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の要部側断
面図、である。 図において、 １１．２９．３０はマイクロ波導波管、１２．３１はマ
イクロ波、 １３．２２ａはマイクロ波透過窓、 １４．２６は真空処理室、 １５１．２３はステージ、 １６は排気口、 １７．２７はガス導入口、 １８．３２はスタブ、 Ａは被処理体、である。 ４引（ｑ）＠＊ｋＭＩ ｃｈ （！ツｍｉテＣ≧１＄１
図 従来伊１０使１Ｍ、ｆ７１Ｕ ＄２Ｚ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マイクロ波（１２）の電場に垂直方向に設けたマイクロ
波透過窓（１３）を有するマイクロ波導波管（１１）と
該マイクロ波透過窓（１３）によって真空封止される真
空処理室（１４）とからなり、 該真空処理室（１４）には該マイクロ波透過窓（１３）
に対向し被処理体（Ａ）を載置するステージ（１５）と
排気口（１６）およびガス導入口（１７）が設けられ、
該マイクロ波透過窓（１３）を挟んで対向する該マイク
ロ波導波管（１１）内面と該ステージ（１５）表面との
間隔（ａ）が、該マイクロ波（１２）の波長の１／２以
下であることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100696A JPH0614521B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100696A JPH0614521B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258428A true JPS61258428A (ja) | 1986-11-15 |
| JPH0614521B2 JPH0614521B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=14280887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60100696A Expired - Fee Related JPH0614521B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614521B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9093874B2 (en) | 2004-10-25 | 2015-07-28 | Novatorque, Inc. | Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053732A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Kubota Corp | 毛管水耕栽培装置 |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP60100696A patent/JPH0614521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053732A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Kubota Corp | 毛管水耕栽培装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614521B2 (ja) | 1994-02-23 |
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