JPS63103088A - エッチング方法及びその装置 - Google Patents
エッチング方法及びその装置Info
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- JPS63103088A JPS63103088A JP24741286A JP24741286A JPS63103088A JP S63103088 A JPS63103088 A JP S63103088A JP 24741286 A JP24741286 A JP 24741286A JP 24741286 A JP24741286 A JP 24741286A JP S63103088 A JPS63103088 A JP S63103088A
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Classifications
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- 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
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
- H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
- H01J37/32238—Windows
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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-
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は低温プラズマを用いた半導体素子の製造に係り
、特にＣＶＤ 、エツチング２スパツタ。
、特にＣＶＤ 、エツチング２スパツタ。
アッシング等の各技術の高速処理に好適なプラズマ処理
装置に関する。
装置に関する。
低温プラズマを用いた装置を大別すれば、真空中で平行
平板の電極の一方に１０ＫＨｚ〜３０■２程度の高周波
電圧を印加して、プラズマを発生させる技術を用いるも
の（半導体研究１８ ； Ｐ１２１〜Ｐ１７０ 、半導
体研究１９ ； Ｐ２２５〜Ｐ２６７ ）と、２．４５
ＧＨｚのマイクロ波を真空室へ導入してプラズマを発
生させる技術を用いるものがある。従来、これらの内で
平行平板電極による技術が主として用いられてきた。
平板の電極の一方に１０ＫＨｚ〜３０■２程度の高周波
電圧を印加して、プラズマを発生させる技術を用いるも
の（半導体研究１８ ； Ｐ１２１〜Ｐ１７０ 、半導
体研究１９ ； Ｐ２２５〜Ｐ２６７ ）と、２．４５
ＧＨｚのマイクロ波を真空室へ導入してプラズマを発
生させる技術を用いるものがある。従来、これらの内で
平行平板電極による技術が主として用いられてきた。
一方、半導体素子の微細化に伴い、プラズマ処理時に発
生するイオンの衝撃により素子特性が影響を受けること
が問題になってきた。更に、処理能力の向上のために処
理速度を上げることが要請されている。
生するイオンの衝撃により素子特性が影響を受けること
が問題になってきた。更に、処理能力の向上のために処
理速度を上げることが要請されている。
処理速度を高める場合、単にプラズマの密度あるいはラ
ジカル（イオン化直前の活性粒子）濃度を高めるだけで
は不十分である。プラズマ処理によるドライエツチング
や、プラズマＣＶＤではイオンのエネルギーが重要な役
割をはたしている。
ジカル（イオン化直前の活性粒子）濃度を高めるだけで
は不十分である。プラズマ処理によるドライエツチング
や、プラズマＣＶＤではイオンのエネルギーが重要な役
割をはたしている。
ドライエツチングの場合、イオンのエネルギーが大きす
ぎると、下地の膜が削られたり結晶構造に影響を与え、
素子特性が劣化する。また小さすぎるとエツチング面に
形成されるポリマーの除去が十分行われず、エツチング
速度が低下する。または逆にポリマーによる保護膜が形
成されず、パターンの側面がエツチングされ、パターン
の寸法精度が悪くなるといった問題を発生する。
ぎると、下地の膜が削られたり結晶構造に影響を与え、
素子特性が劣化する。また小さすぎるとエツチング面に
形成されるポリマーの除去が十分行われず、エツチング
速度が低下する。または逆にポリマーによる保護膜が形
成されず、パターンの側面がエツチングされ、パターン
の寸法精度が悪くなるといった問題を発生する。
プラズマＣＶＤでもイオンのエネルギーが弱いと膜組成
が粗となり、エネルギーが強いと密になるというように
イオンエネルギーが成膜に影響する。
が粗となり、エネルギーが強いと密になるというように
イオンエネルギーが成膜に影響する。
したがってプラズマの高密度化と、イオンエネルギーを
適正に制御することが、今後のプラズマ処理に不可欠で
ある。公知例として特開昭５６−１３４８０ 、特開昭
５６−９６８４１に示されるようなマイクロ波を用いた
方式が提案されている。
適正に制御することが、今後のプラズマ処理に不可欠で
ある。公知例として特開昭５６−１３４８０ 、特開昭
５６−９６８４１に示されるようなマイクロ波を用いた
方式が提案されている。
マイクロ波によりプラズマを発生させる場合、マグネト
ロンにより発生したマイクロ波を低圧にしたプラズマ発
生室に放射しても、マイクロ波の電界強度が十分でない
ため電子に十分なエネルギーが供給されず、プラズマを
発生させることは困難である。したがってマイクロ波に
よりプラズマを発生させるためには、電子が磁場と垂直
な平面を回転するサイクロトロン周波数とマイクロ波の
周波数を合致させ共鳴状態にして電子にエネルギーを供
給する方法と、マイクロ波を空胴共振器に放射してマイ
クロ波の振幅を大きくし、電界強度な強めて電子にエネ
ルギーを供給する方法の２つがある。前者が特開昭５６
−１３４８０に示されたもので有磁場マイクロ波、ある
いはＥ ＣＲ（Ｅｌｅｃｔ−ｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏ
ｎ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ ）法とよばれている。後者は
特開昭５６−９６８４１に示されたものである。
ロンにより発生したマイクロ波を低圧にしたプラズマ発
生室に放射しても、マイクロ波の電界強度が十分でない
ため電子に十分なエネルギーが供給されず、プラズマを
発生させることは困難である。したがってマイクロ波に
よりプラズマを発生させるためには、電子が磁場と垂直
な平面を回転するサイクロトロン周波数とマイクロ波の
周波数を合致させ共鳴状態にして電子にエネルギーを供
給する方法と、マイクロ波を空胴共振器に放射してマイ
クロ波の振幅を大きくし、電界強度な強めて電子にエネ
ルギーを供給する方法の２つがある。前者が特開昭５６
−１３４８０に示されたもので有磁場マイクロ波、ある
いはＥ ＣＲ（Ｅｌｅｃｔ−ｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏ
ｎ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ ）法とよばれている。後者は
特開昭５６−９６８４１に示されたものである。
マイクロ波により発生したプラズマはマイクロ波より電
子へ直接エネルギーを供給されるために、プラズマと基
板との間に形成されるシース間電圧はほとんど変化しな
い。したがって基板を載せる電極に高周波電圧を印加し
、シース間電圧を任意にコントロールすることにより、
高速化に必要な高いプラズマ密度と適正なイオンエネル
ギーに制御できる。
子へ直接エネルギーを供給されるために、プラズマと基
板との間に形成されるシース間電圧はほとんど変化しな
い。したがって基板を載せる電極に高周波電圧を印加し
、シース間電圧を任意にコントロールすることにより、
高速化に必要な高いプラズマ密度と適正なイオンエネル
ギーに制御できる。
プラズマ処理ではイオンのエネルギーが重要な役割をは
だすことをさきに述べた。
だすことをさきに述べた。
従来技術の中でＥＣＲ方式では、％閤昭５６−１３４８
０に示されるように、基板を載せた電極に高周波電圧を
印加すると、この電極の対向する側にはアース電極がな
いため、高周波電流は周囲臭理室との間に流れ、基板上
でのイオンエネルギーの効果が基板周囲で強く中心部で
弱くなり、基板全体を均一な条件で処理できないという
問題かあった。
０に示されるように、基板を載せた電極に高周波電圧を
印加すると、この電極の対向する側にはアース電極がな
いため、高周波電流は周囲臭理室との間に流れ、基板上
でのイオンエネルギーの効果が基板周囲で強く中心部で
弱くなり、基板全体を均一な条件で処理できないという
問題かあった。
また空胴共振器を使った方式では、共振器の中でプラズ
マを発生させる構造のため、プラズマが発生すると、マ
イクロ波の波長がプラズマの密度により変化するため、
共振条件が満たされず、プラズマが不安定になるという
問題があった。即ち、プラズマが発生するまでは共振条
件が満足されているためマイクロ波の電界強度が強くな
りプラズマが発生する。しかしプラズマが発生しプラズ
マ密度が篩くなると、マイクロ波の波長が変わり共振条
件が満たされなくなって電界強度が小さくなる。そして
電子へのエネルギーの供給が低下しプラズマ密度が低下
する。プラズマ密度が低下すると共振条件が満たされ、
ふたたびプラズマ密度が高まる。このような現象のため
プラズマを安定に発生させることは困難であった。
マを発生させる構造のため、プラズマが発生すると、マ
イクロ波の波長がプラズマの密度により変化するため、
共振条件が満たされず、プラズマが不安定になるという
問題があった。即ち、プラズマが発生するまでは共振条
件が満足されているためマイクロ波の電界強度が強くな
りプラズマが発生する。しかしプラズマが発生しプラズ
マ密度が篩くなると、マイクロ波の波長が変わり共振条
件が満たされなくなって電界強度が小さくなる。そして
電子へのエネルギーの供給が低下しプラズマ密度が低下
する。プラズマ密度が低下すると共振条件が満たされ、
ふたたびプラズマ密度が高まる。このような現象のため
プラズマを安定に発生させることは困難であった。
また、これらのプラズマから基板に入射するイオンのエ
ネルギーを制御するため、高周波電圧印加電極を空胴共
振器内に設けると、マイクロ波の反射等が発生し、プラ
ズマさらに不安定になるという問題があった。
ネルギーを制御するため、高周波電圧印加電極を空胴共
振器内に設けると、マイクロ波の反射等が発生し、プラ
ズマさらに不安定になるという問題があった。
本発明の目的は、安定で高密度なプラズマを発生させる
とともに、基板に入射するイオンのエネルギーが、基板
全体で均一にできるようにすることである。
とともに、基板に入射するイオンのエネルギーが、基板
全体で均一にできるようにすることである。
一般に、導波管あるいは導波管の一種と考えられる空胴
共振器内をマイクロ波が進行する場合、導波管の表面に
は、電場、磁場に対応した電流が流れる。
共振器内をマイクロ波が進行する場合、導波管の表面に
は、電場、磁場に対応した電流が流れる。
したがってこの電流を横切るように導波管の一部にスリ
ットを設けると、スリットの両端に電荷がたまり、これ
がマイクロ波の進行に伴って変化することからスリット
両端間の電界が変化し導波管の外部にマイクロ波が放射
される。
ットを設けると、スリットの両端に電荷がたまり、これ
がマイクロ波の進行に伴って変化することからスリット
両端間の電界が変化し導波管の外部にマイクロ波が放射
される。
前記目的はこの原理により導波管に設けたスリットより
マイクロ波をプラズマ発生室に供給する構成とすること
、または導波管を空胴共振器に接続し、この空胴共振器
にマイクロ波を放射するスリットを設け、プラズマ発生
室にマイクロ波を供給する構成とすることで達成される
。
マイクロ波をプラズマ発生室に供給する構成とすること
、または導波管を空胴共振器に接続し、この空胴共振器
にマイクロ波を放射するスリットを設け、プラズマ発生
室にマイクロ波を供給する構成とすることで達成される
。
従来のＥＣＲ方式では導波管の開口部より直接マイクロ
波をプラズマ発生室に放射する構成となっている。この
ためプラズマ発生室と導波管の開口部の間にアース電極
を設置すると、マイクロ波がアース電極で反射され、プ
ラズマ発生室に供給できない。
波をプラズマ発生室に放射する構成となっている。この
ためプラズマ発生室と導波管の開口部の間にアース電極
を設置すると、マイクロ波がアース電極で反射され、プ
ラズマ発生室に供給できない。
本発明では導波管の端面を閉じた構造とし、この端面に
マイクロ波を放射するスリットを設けた。
マイクロ波を放射するスリットを設けた。
そして必要に応じて、この導波管の端面をアース電位に
なるようにした。
なるようにした。
スリットの開口面積は導波管の端面全体の１／３程にす
ることができる。したがって基板を載せた電極に高周波
電圧を印加した場合、高周波電流は導波管の端面と電極
間に均等に流れ、イオンの効果を基板全面に対し均等に
発生させることができる。またスリットを通して十分な
量のマイクロ波が供給でき、高密度のプラズマを発生さ
せることができる。
ることができる。したがって基板を載せた電極に高周波
電圧を印加した場合、高周波電流は導波管の端面と電極
間に均等に流れ、イオンの効果を基板全面に対し均等に
発生させることができる。またスリットを通して十分な
量のマイクロ波が供給でき、高密度のプラズマを発生さ
せることができる。
一方、導波管に空胴共振器を接続した場合には空胴共振
器内で共振により振幅を大きくしたマイクロ波がスリッ
トを通してプラズマ発生室に放射される。そのためプラ
ズマ発生室を従来のように空胴共振器構造にしなくとも
、高密度のプラズマを発生させることができる。
器内で共振により振幅を大きくしたマイクロ波がスリッ
トを通してプラズマ発生室に放射される。そのためプラ
ズマ発生室を従来のように空胴共振器構造にしなくとも
、高密度のプラズマを発生させることができる。
このため本発明に係る電極構造は従来のように空胴共振
器との関連による制約を受けない。また空胴共振器内で
はプラズマが発生しないため、共振状態の変化がなく、
プラズマを安定に発生させることができる。さらに空胴
共振器をアース電位に接続することで、Ｆ、 ＣＲ方式
の場合と同様に、電極に平行な対向電極とすることがで
き、イオンの効果も基板全体に均一に発生させることが
できる。
器との関連による制約を受けない。また空胴共振器内で
はプラズマが発生しないため、共振状態の変化がなく、
プラズマを安定に発生させることができる。さらに空胴
共振器をアース電位に接続することで、Ｆ、 ＣＲ方式
の場合と同様に、電極に平行な対向電極とすることがで
き、イオンの効果も基板全体に均一に発生させることが
できる。
［実施例］
以下本発明の実施例を第１図により説明する。
空胴共振器１はＥＯＩモードの円形空胴共振器であり、
導波管２を通してマグネトロン３からマイクロ波が供給
される。導波管２の取付けはＥＯＩモードとの結合をよ
くするため、円形空胴共振器１に対し偏心して取り付け
られている。円形空胴共振器１のもう一方の側にはセラ
ミックス板４とスリット板５が固定しである。その下に
はプラズマ発生室６が接続しである。尚、セラミックス
板４により真空に封止した構造となっている。
導波管２を通してマグネトロン３からマイクロ波が供給
される。導波管２の取付けはＥＯＩモードとの結合をよ
くするため、円形空胴共振器１に対し偏心して取り付け
られている。円形空胴共振器１のもう一方の側にはセラ
ミックス板４とスリット板５が固定しである。その下に
はプラズマ発生室６が接続しである。尚、セラミックス
板４により真空に封止した構造となっている。
スリット板５の平面構造は第２図５ｂに示すようＥ旧モ
ードの電界に対し、直角方向にリング状のスリット開口
部がある。各スリット５ｃの長さは２．４５ ＧＨｚの
マイクロ波を用いた場合、スリットからのマイクロ波の
放射をよくするため、マイクロ波の１／２波長に当る６
０顛以上の寸法としている。
ードの電界に対し、直角方向にリング状のスリット開口
部がある。各スリット５ｃの長さは２．４５ ＧＨｚの
マイクロ波を用いた場合、スリットからのマイクロ波の
放射をよくするため、マイクロ波の１／２波長に当る６
０顛以上の寸法としている。
プラズマ発生室６（第１図）には電極７．ガス供給管９
．ガス排気管１０が設けである。電極７は絶縁材８を介
してプラズマ発生室６に固定されており、さらに高周波
電源１１が接続しである。
．ガス排気管１０が設けである。電極７は絶縁材８を介
してプラズマ発生室６に固定されており、さらに高周波
電源１１が接続しである。
ガス供給管９には図示しないガス源からプラズマ処理用
ガスが設定流量だけ供給できるようになっている。
ガスが設定流量だけ供給できるようになっている。
ガス排気管１０には図示しない真空排気ポンプが接続し
てあり、プラズマ発生室内を１〜１０”Ｔｏｒｒの圧力
にコントロールできるようになっている。
てあり、プラズマ発生室内を１〜１０”Ｔｏｒｒの圧力
にコントロールできるようになっている。
マグネトロン３を動作させマイクロ波を発振させ、導波
管２により空胴共振器１に供給する。空胴共振器内で振
幅を大きくしたマイクロ波のエネルギーはスリット板５
のスリットよりプラズマ発生室に放射される。プラズマ
発生室に放射されたマイクロ波の振幅は空胴共振器１で
大きくなっているため、プラズマ発生室６が空胴共振器
構造でなくともプラズマが点灯し、維持される。
管２により空胴共振器１に供給する。空胴共振器内で振
幅を大きくしたマイクロ波のエネルギーはスリット板５
のスリットよりプラズマ発生室に放射される。プラズマ
発生室に放射されたマイクロ波の振幅は空胴共振器１で
大きくなっているため、プラズマ発生室６が空胴共振器
構造でなくともプラズマが点灯し、維持される。
まずエツチングの場合について説明す、る。ガス供給管
９よりエツチングガスを供給し、ガス排気管１０より排
気し一定圧力として、マイクロ波ヲ供給して、スリット
板５と電極７の間にマイクロ波によるプラズマを発生さ
せる。マイクロ波はプラズマ中の電子に直接作用するた
め、このプラズマと電極７０間の電位差は２０〜３０Ｖ
のレベルである。
９よりエツチングガスを供給し、ガス排気管１０より排
気し一定圧力として、マイクロ波ヲ供給して、スリット
板５と電極７の間にマイクロ波によるプラズマを発生さ
せる。マイクロ波はプラズマ中の電子に直接作用するた
め、このプラズマと電極７０間の電位差は２０〜３０Ｖ
のレベルである。
電極７上に処理ウェハ１２を置き、高周波電源１１より
電極７に高周波電圧を印加する。電極７とスリット板５
は平行に設置されており、高周波電流は電極７とスリッ
ト５の間に均等に流れる。そのため電極とプラズマ間に
発生する電界は均等になり、ウェハ１２には全面均一な
エネルギーのエツチングガスのイオンが高周波電圧印加
により制御され、入射する。
電極７に高周波電圧を印加する。電極７とスリット板５
は平行に設置されており、高周波電流は電極７とスリッ
ト５の間に均等に流れる。そのため電極とプラズマ間に
発生する電界は均等になり、ウェハ１２には全面均一な
エネルギーのエツチングガスのイオンが高周波電圧印加
により制御され、入射する。
これらエツチングガスのイオンやプラズマ中で励起され
たエツチングガスの活性種（ラジカル）とウェハ１２上
の被処理膜が反応しエツチングが進行する。
たエツチングガスの活性種（ラジカル）とウェハ１２上
の被処理膜が反応しエツチングが進行する。
この時入射するイオンのエネルギーが均等であるため、
ウェハ全面で均一なエツチングができる。
ウェハ全面で均一なエツチングができる。
次に本装置によるプラズマＣＶＤへの適用を説明する。
ＳｉＨ４およびＮ２ 、 Ｎ２０の混合ガスをガス供給
管９より供給し、プラズマによりＮ２０ 、 ＳｉＨ４
を分解しＳ ｉ０４を生成し、ウェハ１２上に成膜する
。さらにプラズマからのイオンの入射により膜質が制御
される。この時イオンの入射エネルギーが均等化できる
ため、ウェハ全面に均質な成膜が行える。
管９より供給し、プラズマによりＮ２０ 、 ＳｉＨ４
を分解しＳ ｉ０４を生成し、ウェハ１２上に成膜する
。さらにプラズマからのイオンの入射により膜質が制御
される。この時イオンの入射エネルギーが均等化できる
ため、ウェハ全面に均質な成膜が行える。
本実施例では円形導波管内のマイクロ波モードがＥＯＩ
モードである場合につい【説明したが、本発生はこれに
限定されるものではない。ただしスリットが空胴共振器
の表面に流れる電流に対し直角方向であるとマイクロ波
放射の効率がよいため、ＨＯＩモードの場合は第３図に
示す構造となり、 Ｈ１ｌモードの場合は第４図に示す
構造となる。
モードである場合につい【説明したが、本発生はこれに
限定されるものではない。ただしスリットが空胴共振器
の表面に流れる電流に対し直角方向であるとマイクロ波
放射の効率がよいため、ＨＯＩモードの場合は第３図に
示す構造となり、 Ｈ１ｌモードの場合は第４図に示す
構造となる。
このように本発明によればプラズマ処理に不可欠なイオ
ンの効果が均等化でき、かつ安定なプラズマを発生させ
ることができる効果がある。
ンの効果が均等化でき、かつ安定なプラズマを発生させ
ることができる効果がある。
第１図に示す実抱例ではプラズマ発生室にマイクロ波を
放射するだけであるため、発生するプラズマ密度が１０
１１ｃＷＬ−３以上になるとマイクロ波が反射され、そ
れ以上プラズマ密度を高めることはできない。プラズマ
密度か１０ ！ 以上必要な場合は第５図に示すように
コイル１３．コイル１４により、マイクロ波の放射方向
と平行な磁場１５を設ける。
放射するだけであるため、発生するプラズマ密度が１０
１１ｃＷＬ−３以上になるとマイクロ波が反射され、そ
れ以上プラズマ密度を高めることはできない。プラズマ
密度か１０ ！ 以上必要な場合は第５図に示すように
コイル１３．コイル１４により、マイクロ波の放射方向
と平行な磁場１５を設ける。
本実施例の場合、マイクロ波の振幅は空胴共振器１によ
り高められているため、電子サイクロトロンレゾナンス
の状態にする必要はなく、必要なプラズマ密度により磁
場強度を選択することかできる。またマイクロ波の振幅
が従来のレゾナンス方式より大きくなるため、より真空
度の高い領域で安定な放電を立てられる効果もある。
り高められているため、電子サイクロトロンレゾナンス
の状態にする必要はなく、必要なプラズマ密度により磁
場強度を選択することかできる。またマイクロ波の振幅
が従来のレゾナンス方式より大きくなるため、より真空
度の高い領域で安定な放電を立てられる効果もある。
第６図に本発明をアッシング処理に適用した実施例を示
す。
す。
本実施例は第１図に示すものと同一番号の部分は同じで
あるため、異なる部分のみ説明する。
あるため、異なる部分のみ説明する。
プラズマ処理室６の内部にはメツシュ板２０がありウェ
ハ１２はテーブル２１の上に置かれている。
ハ１２はテーブル２１の上に置かれている。
ガス供給管９より酸素ガスを供給し、マグネトロン３を
動作させ、マイクロ波を供給し、スリット板５とメツシ
ュ板２０の間にプラズマを発生させる。
動作させ、マイクロ波を供給し、スリット板５とメツシ
ュ板２０の間にプラズマを発生させる。
メツシュ板２０はマイクロ波が透過しない寸法となって
いるため、プラズマはメツシュ板５とスリットの間にと
じ込められる。酸素ガスはプラズマによりラジカル状態
となり、メツシュ板２ｏを通してウェハ１２上に供給さ
れる。この酸素ラジカルによリ、ウェハ上のレジスト膜
がアッシング処理される。
いるため、プラズマはメツシュ板５とスリットの間にと
じ込められる。酸素ガスはプラズマによりラジカル状態
となり、メツシュ板２ｏを通してウェハ１２上に供給さ
れる。この酸素ラジカルによリ、ウェハ上のレジスト膜
がアッシング処理される。
以上水した実施例では円形空胴共振器とスリット板を組
合せたものについて説明してきたが、本発明はこれに限
定されるものではない。
合せたものについて説明してきたが、本発明はこれに限
定されるものではない。
第７図にスパッタ装置に適用した例を説明する。
処理室３３はセラミックス製であり図示しないガス供給
口、ガス排気口により処理室内を１０” Ｔｏｒｒ〜１
０−２Ｔｏｒｒの圧力に制御できるよう罠なっている。
口、ガス排気口により処理室内を１０” Ｔｏｒｒ〜１
０−２Ｔｏｒｒの圧力に制御できるよう罠なっている。
処理室３３内にはターゲット３４とウェハテーブル３６
がある。ターゲットには高周波電源３５が接続されてお
り、ウェハテーブル３６はアースに接続されている。処
理室３３の外側にはシールド室４０と矩形リング状の共
振器３１ａが設けられている。
がある。ターゲットには高周波電源３５が接続されてお
り、ウェハテーブル３６はアースに接続されている。処
理室３３の外側にはシールド室４０と矩形リング状の共
振器３１ａが設けられている。
リング状共振器は矩形導波管をリングにしたもので、リ
ングの周長を管内波長の１／２の整数倍にしている。リ
ング状導波管の一部には終端壁を設け、共振するマイク
ロ波の位相がずれないようにしている。
ングの周長を管内波長の１／２の整数倍にしている。リ
ング状導波管の一部には終端壁を設け、共振するマイク
ロ波の位相がずれないようにしている。
リング状共振器３１ａの平面構造を第８図に示す。
共振器３１にはマグネトロン３２．導波管３０よりマイ
クロ波が供給される。シールド室４０（第７図）の外側
にはコイル３７．コイル３８があり、カブス磁場４２を
発生する。シールド室はアルミまたはステンレス製であ
りマイクロ波を外に出さないが、磁場は通す材料を用い
ている。
クロ波が供給される。シールド室４０（第７図）の外側
にはコイル３７．コイル３８があり、カブス磁場４２を
発生する。シールド室はアルミまたはステンレス製であ
りマイクロ波を外に出さないが、磁場は通す材料を用い
ている。
リング状共振器の内側には全周スリット４３が設けられ
ている。マイクロ波をリング状共振器に供給すると、共
振器内でマイクロ波の振幅が増幅され、振幅の大きいマ
イクロ波がスリット４３より処理室３３内に放射される
。
ている。マイクロ波をリング状共振器に供給すると、共
振器内でマイクロ波の振幅が増幅され、振幅の大きいマ
イクロ波がスリット４３より処理室３３内に放射される
。
処理室３３内にアルゴンガスな導入し１０ Ｔｏｒｒ
レベルに保つと、カプス磁ｆ＃Ｊ４２にとじ込められた
プラズマがターゲット３４とウェハテーブル３６の間に
発生する。次に高周波電源３５より高周波電圧を印。
レベルに保つと、カプス磁ｆ＃Ｊ４２にとじ込められた
プラズマがターゲット３４とウェハテーブル３６の間に
発生する。次に高周波電源３５より高周波電圧を印。
加しアルゴンガスのイオンをターゲットに入射させ、タ
ーゲツト材をスパッタしてウエノＳ３９上に成膜する。
ーゲツト材をスパッタしてウエノＳ３９上に成膜する。
本方式では第５図に示す実施例でも述べたように振幅の
大きなマイクロ波により、より真空度の高い条件でも安
定してプラズマを発生することができ、膜質をよ（でき
る効果がある。
大きなマイクロ波により、より真空度の高い条件でも安
定してプラズマを発生することができ、膜質をよ（でき
る効果がある。
このリング状共振器とスリットを組合せた方式はスパッ
タリングのみならず、エツチング、プラズマＣＶＤにも
用いることができる。
タリングのみならず、エツチング、プラズマＣＶＤにも
用いることができる。
第９図にエツチングに応用した実施例を示す。
基本構成は第７図に説明したスパッタリング装置と同じ
であるため、異なる点のみ説明する。
であるため、異なる点のみ説明する。
処理室３３内には下部電極４６．上部電極４５があり下
部電極は絶縁物４１を介して処理室に固定され、高周波
電源４７より高周波電圧が印加斥きるようになっている
。上部電極４５はアースに接続されている。
部電極は絶縁物４１を介して処理室に固定され、高周波
電源４７より高周波電圧が印加斥きるようになっている
。上部電極４５はアースに接続されている。
エツチングガスな導入し、処理室３３内を１Ｏ−２Ｔｏ
ｒｒレベルの圧力に保ち、マイクロ波をリング状共振器
３１に供給する。マイクロ波の振幅は増幅されスリット
４３より処理室内に放射され、上部電極４５と下部電極
４６の間にマイクロ波によるプラズマが発生する。
ｒｒレベルの圧力に保ち、マイクロ波をリング状共振器
３１に供給する。マイクロ波の振幅は増幅されスリット
４３より処理室内に放射され、上部電極４５と下部電極
４６の間にマイクロ波によるプラズマが発生する。
下部電極４６に高周波電圧を印加すると、平行な電極間
に高周波電流が均等に流れ、ウェハ３９に入射するイオ
ンは均等なシース間電位差で加速されウェハ全面で均一
なエツチング処理特性を得ることができる。
に高周波電流が均等に流れ、ウェハ３９に入射するイオ
ンは均等なシース間電位差で加速されウェハ全面で均一
なエツチング処理特性を得ることができる。
以上述べたように不発明によれば、マイクロ波を用いて
プラズマを発生させる際に、ウェハな処理する電極と対
向する面にも電極を設置することができる。このため均
一なプラズマ処理が可能となる。更に、プラズマ発生室
を空胴共振器の構造にする必要がないため、電極構造、
プラズマ発生室の構造に制約がなくなる効果がある。
プラズマを発生させる際に、ウェハな処理する電極と対
向する面にも電極を設置することができる。このため均
一なプラズマ処理が可能となる。更に、プラズマ発生室
を空胴共振器の構造にする必要がないため、電極構造、
プラズマ発生室の構造に制約がなくなる効果がある。
本発明によりマイクロ波を用いたプラズマの発生が安定
する効果がある。
する効果がある。
本発明によれば空胴共振器との関連による装置構成上の
制約を受けない効果がある。従って空胴共振器をアース
電位に接続することで処理対象を載置した電極に平行な
対向電極を構成できる。この結果、対向電極に設けられ
たスリットを通してマイＣａ波のエネルギーを伝播でき
るので、このエネルギ°−により生じるイオンやラジカ
ルの効果を均一に処理対象に与えることができる。
制約を受けない効果がある。従って空胴共振器をアース
電位に接続することで処理対象を載置した電極に平行な
対向電極を構成できる。この結果、対向電極に設けられ
たスリットを通してマイＣａ波のエネルギーを伝播でき
るので、このエネルギ°−により生じるイオンやラジカ
ルの効果を均一に処理対象に与えることができる。
またイオンやラジカルの影響を均一に発生させることが
できる。この結果、高速で最適なイオンエネルギーによ
るプラズマ処理ができる。更に、半導体ウニへの微細パ
ターンを高精度、高速にかつ低損傷で形成できる。更に
また均一な成膜を高速に行える効果がある。
できる。この結果、高速で最適なイオンエネルギーによ
るプラズマ処理ができる。更に、半導体ウニへの微細パ
ターンを高精度、高速にかつ低損傷で形成できる。更に
また均一な成膜を高速に行える効果がある。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、！４２図は第１図
の実施例で用いられるスリットの平面図、第３図は第２
図のスリットの別の実施例の平面図、第４図は第２図の
スリットの第３の実施例の平面図、第５図は本発明の別
の実施例の断面図、第６図は本発明を灰化装置に適用し
たときの一実施例の断面図、第７図は本発明をスパッタ
装置に適用したときの一実施例の断面図、第８図は第７
図のスパッタ装置で用いられた共振器の平面図、第９図
は本発明をエツチング又はＣＶＤ装置に適用したときの
一実施例を示す断面図である。 １・・・空胴共振器、 ５・・・スリット板、６・
・・プラズマ発生室、 ７・・・電極、１１・・・高周
波電源、 ３１・・・リング状共振器、３３・・・
処理室、 ３４・・・ターゲット、３６・・・
ウェハテーブル、３５・・・高周波電源。
の実施例で用いられるスリットの平面図、第３図は第２
図のスリットの別の実施例の平面図、第４図は第２図の
スリットの第３の実施例の平面図、第５図は本発明の別
の実施例の断面図、第６図は本発明を灰化装置に適用し
たときの一実施例の断面図、第７図は本発明をスパッタ
装置に適用したときの一実施例の断面図、第８図は第７
図のスパッタ装置で用いられた共振器の平面図、第９図
は本発明をエツチング又はＣＶＤ装置に適用したときの
一実施例を示す断面図である。 １・・・空胴共振器、 ５・・・スリット板、６・
・・プラズマ発生室、 ７・・・電極、１１・・・高周
波電源、 ３１・・・リング状共振器、３３・・・
処理室、 ３４・・・ターゲット、３６・・・
ウェハテーブル、３５・・・高周波電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、空胴共振器の一部にスリットを設け、当該スリット
をプラズマ発生室に向けて設置したことを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記空胴共振器は円筒状であり、当該円筒の底部に前記
スリットを設け、前記プラズマ発生室の隔壁の１つとし
たプラズマ処理装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記プラズマ発生室は、プラズマを発生させるための磁
界を生じさせる磁界発生手段を含むプラズマ処理装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記プラズマ発生室は、プラズマ中のイオンを抑制する
グリッド格子を含むプラズマ処理装置。 ５、特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記空胴共振器はリング状であり、当該リングの前記プ
ラズマ発生室に面する側壁に前記スリットを設けたプラ
ズマ処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24741286A JP2569019B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | エッチング方法及びその装置 |
| DE3750115T DE3750115T2 (de) | 1986-10-20 | 1987-10-20 | Plasmabearbeitungsgerät. |
| EP87115349A EP0264913B1 (en) | 1986-10-20 | 1987-10-20 | Plasma processing apparatus |
| US07/110,368 US4776918A (en) | 1986-10-20 | 1987-10-20 | Plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24741286A JP2569019B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | エッチング方法及びその装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5257993A Division JP2738810B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | プラズマ処理装置 |
| JP5257994A Division JP2666697B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103088A true JPS63103088A (ja) | 1988-05-07 |
| JP2569019B2 JP2569019B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=17163049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24741286A Expired - Fee Related JP2569019B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | エッチング方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569019B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122273A (ja) * | 1989-10-06 | 1991-05-24 | Hitachi Ltd | マイクロ波を用いた成膜装置 |
| JPH03140470A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Hitachi Ltd | プラズマｃｖｄ装置およびその反応室内クリーニング方法 |
| JPH03158471A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-08 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| US5134965A (en) * | 1989-06-16 | 1992-08-04 | Hitachi, Ltd. | Processing apparatus and method for plasma processing |
| WO1996019096A1 (fr) * | 1994-12-16 | 1996-06-20 | Hitachi, Ltd. | Procede et dispositif de traitement au plasma |
| US6497783B1 (en) | 1997-05-22 | 2002-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus provided with microwave applicator having annular waveguide and processing method |
| CN106505022A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-03-15 | 江西比太科技有限公司 | 载板及使用该载板的太阳能电池生产设备 |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24741286A patent/JP2569019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5134965A (en) * | 1989-06-16 | 1992-08-04 | Hitachi, Ltd. | Processing apparatus and method for plasma processing |
| JPH03122273A (ja) * | 1989-10-06 | 1991-05-24 | Hitachi Ltd | マイクロ波を用いた成膜装置 |
| JPH03140470A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Hitachi Ltd | プラズマｃｖｄ装置およびその反応室内クリーニング方法 |
| JPH03158471A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-08 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| WO1996019096A1 (fr) * | 1994-12-16 | 1996-06-20 | Hitachi, Ltd. | Procede et dispositif de traitement au plasma |
| US6497783B1 (en) | 1997-05-22 | 2002-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus provided with microwave applicator having annular waveguide and processing method |
| CN106505022A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-03-15 | 江西比太科技有限公司 | 载板及使用该载板的太阳能电池生产设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2569019B2 (ja) | 1997-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |