JPS6327022A - 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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- JPS6327022A JPS6327022A JP16974786A JP16974786A JPS6327022A JP S6327022 A JPS6327022 A JP S6327022A JP 16974786 A JP16974786 A JP 16974786A JP 16974786 A JP16974786 A JP 16974786A JP S6327022 A JPS6327022 A JP S6327022A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマイクロ波プラズマ処理装置に係り、特に試料
をプラズマ処理するときの静電気的損傷を防止し、かつ
処理の均一化を図るの曇こ好適なマイクロ波処理!A′
Rに関するものである。
をプラズマ処理するときの静電気的損傷を防止し、かつ
処理の均一化を図るの曇こ好適なマイクロ波処理!A′
Rに関するものである。
半導体集積回路の集積度は年々高くなってきており、今
やサブミクロンの時代に突入している。
やサブミクロンの時代に突入している。
こうした中で、低ダメージ性や寸法加工精度に優れたマ
イクロ波プラズマ処理装置が、デバイスの製造工程にお
いて、増々重要な役割を果すようになっている。
イクロ波プラズマ処理装置が、デバイスの製造工程にお
いて、増々重要な役割を果すようになっている。
特えば、特公昭58−13627号公報に記載されてい
るように、磁場を用いて電子サイクロトロン共鳴(以下
「ECR」と呼ぶ)でプラズマを発生させ、かつ試料台
にRFまたはDCバイアスを印加することにより、寸法
加工精度が良(、高速で、かつ低ダメージなエツチング
を実現したものがある。
るように、磁場を用いて電子サイクロトロン共鳴(以下
「ECR」と呼ぶ)でプラズマを発生させ、かつ試料台
にRFまたはDCバイアスを印加することにより、寸法
加工精度が良(、高速で、かつ低ダメージなエツチング
を実現したものがある。
また、エツチング処理後のレジストアッシング月しじて
、例えば特開昭60−16424号公報に記載されてい
るように、マイクロ波導波管の管壁に細孔を明けるか、
または導波管壁孔に金網を設ける二とにより、プラズマ
イオンな遮蔽し、活性種のみでフォトレフストとをエツ
チングして、半導体素子のダメージのないレジストアッ
シング処理を行うようにしたものがある。
、例えば特開昭60−16424号公報に記載されてい
るように、マイクロ波導波管の管壁に細孔を明けるか、
または導波管壁孔に金網を設ける二とにより、プラズマ
イオンな遮蔽し、活性種のみでフォトレフストとをエツ
チングして、半導体素子のダメージのないレジストアッ
シング処理を行うようにしたものがある。
上記従来技術のうち、前者は有磁場マイグロ波放電管に
てECR条件を満してプラズマを発生させるため、比較
的低圧でも密度の高いプラズマを発生させることができ
るため、これをレジストアッシャ−に応用する場合に、
高速アッシングが容易に実現できるという利点があるが
、一方、処理の均一化を図るためには、放電室の大きさ
をウェハ径と同等以上に太き(する必要があり、このた
め、磁場発生用のコイルも大形化し、近年のように、ウ
ェハ径が200mや、250nといった大径化の傾向を
強める中で、装置コストの増大は避けられないという欠
点がある。また、ウェハがプラズマにさらされるため、
特1こエツチング後のアッシング速度においては、素子
が静電気的損傷を受けやすいという問題があった。
てECR条件を満してプラズマを発生させるため、比較
的低圧でも密度の高いプラズマを発生させることができ
るため、これをレジストアッシャ−に応用する場合に、
高速アッシングが容易に実現できるという利点があるが
、一方、処理の均一化を図るためには、放電室の大きさ
をウェハ径と同等以上に太き(する必要があり、このた
め、磁場発生用のコイルも大形化し、近年のように、ウ
ェハ径が200mや、250nといった大径化の傾向を
強める中で、装置コストの増大は避けられないという欠
点がある。また、ウェハがプラズマにさらされるため、
特1こエツチング後のアッシング速度においては、素子
が静電気的損傷を受けやすいという問題があった。
また後者の例では、プラズマを発生させる手段として、
マイクロ波による電場のみな利用しているため、プラズ
マの発生効率が悪鳴、アッシング速度の向上には限界が
あり、また処理の均一化を図ることが困難となる問題が
あった。
マイクロ波による電場のみな利用しているため、プラズ
マの発生効率が悪鳴、アッシング速度の向上には限界が
あり、また処理の均一化を図ることが困難となる問題が
あった。
本発明の目的は、上記欠点を無くし、素子にダメージを
与えず、高処理レートが得られ、かつ、均一処理が可能
な、小形で安価なマイクロ波プラズマ処理装置を提供す
ることにある。
与えず、高処理レートが得られ、かつ、均一処理が可能
な、小形で安価なマイクロ波プラズマ処理装置を提供す
ることにある。
上記目的は、マイクロ波を導入できる最小必要寸法の放
電室と、該放電室内に導入される処理ガスをBCR放電
によりプラズマ化させるプラズマ発生手段と、該放電室
に発生したプラズマ中のラジカルを分離する分離手段と
、該分離手段によって分離したラジカルによって試料を
処理する試料処理室と、前記放電室の中心暑こ対して偏
心して、回転可能として試料台とで構成し、ECRを利
用して放電室内に導入される処理ガスをプラズマ化し、
前記放電室内のプラズマ中よりムシカルのみを分離し、
分離したラジカルにより、偏心位置で回転する試料台に
設置された試料を処理することにより達成される。
電室と、該放電室内に導入される処理ガスをBCR放電
によりプラズマ化させるプラズマ発生手段と、該放電室
に発生したプラズマ中のラジカルを分離する分離手段と
、該分離手段によって分離したラジカルによって試料を
処理する試料処理室と、前記放電室の中心暑こ対して偏
心して、回転可能として試料台とで構成し、ECRを利
用して放電室内に導入される処理ガスをプラズマ化し、
前記放電室内のプラズマ中よりムシカルのみを分離し、
分離したラジカルにより、偏心位置で回転する試料台に
設置された試料を処理することにより達成される。
放電室内に処理ガスを導入し、マイクロ波による電界と
、該電界に直交する磁界とを作用させてBCR放電を起
こさせ、処理ガスを効率よくプラズマ化させる。このと
き放電室部での磁場の強度に、試料から放電室に向って
減少する勾配をもたせ、プラズマ中の電子およびイオン
を試料とは反対の方向に移動させる。残りの中性ラジカ
ルは、試料方向に排気され試料に到達して試料面の被処
理膜を化学的にエツチングする。
、該電界に直交する磁界とを作用させてBCR放電を起
こさせ、処理ガスを効率よくプラズマ化させる。このと
き放電室部での磁場の強度に、試料から放電室に向って
減少する勾配をもたせ、プラズマ中の電子およびイオン
を試料とは反対の方向に移動させる。残りの中性ラジカ
ルは、試料方向に排気され試料に到達して試料面の被処
理膜を化学的にエツチングする。
この時、試料台を放電管軸心から偏心させて回転させて
いるため、放電管の開口面積よりも大きい基板上の被処
理膜を均一に処理することができる。
いるため、放電管の開口面積よりも大きい基板上の被処
理膜を均一に処理することができる。
以下、本発明の一実施例を第1図と第2図とにより説明
する。
する。
第1図において、試料処理室l内には試料、例えばウェ
ハ14を配置する試料台2が設置しである。
ハ14を配置する試料台2が設置しである。
試料処理室1の上部には円形導波管を兼ねる放電室3が
連通して設けである。4は真空シール材である。放電室
3の上部には、石英またはアルミナ等のマイクロ波を透
過する絶縁材、この場合は石英でなる絶縁窓5を介して
、変換導波管6が設けられる。18は真空シール材であ
る。変換導波管6の他方には矩形導波管7が取付けられ
、矩形導波管の端部にはマグネトロン8が設けである。
連通して設けである。4は真空シール材である。放電室
3の上部には、石英またはアルミナ等のマイクロ波を透
過する絶縁材、この場合は石英でなる絶縁窓5を介して
、変換導波管6が設けられる。18は真空シール材であ
る。変換導波管6の他方には矩形導波管7が取付けられ
、矩形導波管の端部にはマグネトロン8が設けである。
放電室3内には、マイクロ波を反射する反射端15が取
付けである。放電室3の外側には、マイクロ波による電
界と直交する磁界を発生する円筒形の電磁・コイル9が
設けである。電磁コイル9の外側および内側の一部に、
高透磁部材でなるシールド璧10およびシールドカバー
11が具備しである。
付けである。放電室3の外側には、マイクロ波による電
界と直交する磁界を発生する円筒形の電磁・コイル9が
設けである。電磁コイル9の外側および内側の一部に、
高透磁部材でなるシールド璧10およびシールドカバー
11が具備しである。
放電室3には、絶縁窓5と反射端15との間に、ガス導
入口鵞が設けである。処理室lの反放電室側には、図示
しない排気装置に継ながった排気口13が設けである。
入口鵞が設けである。処理室lの反放電室側には、図示
しない排気装置に継ながった排気口13が設けである。
試料台2には、これを加熱するための熱源、例えばヒー
タ16が取付けられている。
タ16が取付けられている。
また、試料台2は、真空シールが可能な回転シ−ル軸受
、例えば磁性流体シール軸受19で、回転可能に試料処
理室1の底部薯こ、放電室3の中心とは偏心させて取付
けられ、該試料台下部の軸冴部に設けたギヤ加と、これ
と噛み合うピニオン乙を駆動することにより回転させる
ことができるようになりでいる。nはピニオン乙を駆動
する回転駆動装置である。ヒータ16の給電線は、軸冴
の中空部を通り、軸あの端部に設けた回転スリップリン
グクを介して固定部5に取出され、端子加から図示しな
い電源部に接続される。
、例えば磁性流体シール軸受19で、回転可能に試料処
理室1の底部薯こ、放電室3の中心とは偏心させて取付
けられ、該試料台下部の軸冴部に設けたギヤ加と、これ
と噛み合うピニオン乙を駆動することにより回転させる
ことができるようになりでいる。nはピニオン乙を駆動
する回転駆動装置である。ヒータ16の給電線は、軸冴
の中空部を通り、軸あの端部に設けた回転スリップリン
グクを介して固定部5に取出され、端子加から図示しな
い電源部に接続される。
17はマイクロ波の反射波をとらえてマグネトロン側へ
戻らないようにするためのアイソレータである。
戻らないようにするためのアイソレータである。
前記構成部品中の円形導波管を兼ねる放電室3は、最小
必要限の寸法とするため、例えば、マグネトロン8の発
振周波数を2.45 G Hzとし、共振モードをTB
112モードとした場合、発振波長が、12.245(
”11に対して、内径を10.9cmとすれば遮断波長
は18,58cIILなので、マイクロ波電力を放電室
3内に導入することができる。このときの放電室3の長
さは16,2αとなる。また、放電室3の管内波長は、
プラズマの状態によって変化するので、放電室長を決定
する反射端15の位置は、調整可能としておくのが望ま
しい。
必要限の寸法とするため、例えば、マグネトロン8の発
振周波数を2.45 G Hzとし、共振モードをTB
112モードとした場合、発振波長が、12.245(
”11に対して、内径を10.9cmとすれば遮断波長
は18,58cIILなので、マイクロ波電力を放電室
3内に導入することができる。このときの放電室3の長
さは16,2αとなる。また、放電室3の管内波長は、
プラズマの状態によって変化するので、放電室長を決定
する反射端15の位置は、調整可能としておくのが望ま
しい。
また、該反射端は、ラジカルを通過させるため、マイク
ロ波を遮断できる大きさの一つ又は複数個の穴が設けら
れている。
ロ波を遮断できる大きさの一つ又は複数個の穴が設けら
れている。
例えばTBllモードでは、該穴径を7.183以下と
することにより、遮断波長が、発振波長の12.245
cIn以下となるため、マイクロ波の透過が防止され、
ユニで反射して再び放電室3内を通過し処理ガスのプラ
ズマ化を助ける。この場合は、反射端巧の穴径を1cr
nとして2m間隔で設けている。
することにより、遮断波長が、発振波長の12.245
cIn以下となるため、マイクロ波の透過が防止され、
ユニで反射して再び放電室3内を通過し処理ガスのプラ
ズマ化を助ける。この場合は、反射端巧の穴径を1cr
nとして2m間隔で設けている。
また第2図に示すように、電磁コイル9を囲んで設けた
シールド壁10の端を、電磁コイル9の内側に廻り込ま
せて設ける。これにより、図示しない直流電源装置によ
って電磁コイル9で発生された磁界は、シールドm1o
の内側端部とシールドカバー11の内側端面との間に集
中する。この集中した磁界強度の最大位置は反射端15
の下方に位置させ、Z軸方向すなわちウェハ14から遠
ざかる方向に磁束密度B(z)を減少させる。
シールド壁10の端を、電磁コイル9の内側に廻り込ま
せて設ける。これにより、図示しない直流電源装置によ
って電磁コイル9で発生された磁界は、シールドm1o
の内側端部とシールドカバー11の内側端面との間に集
中する。この集中した磁界強度の最大位置は反射端15
の下方に位置させ、Z軸方向すなわちウェハ14から遠
ざかる方向に磁束密度B(z)を減少させる。
ここで、この場合のプラズマ発生手段は、マグネトロン
8と矩形導波管7と変換導波管6と、放電室3と絶縁窓
5と反射端15と電−コイル9とシールドtJ10とシ
ールドカバー11とで構成される。
8と矩形導波管7と変換導波管6と、放電室3と絶縁窓
5と反射端15と電−コイル9とシールドtJ10とシ
ールドカバー11とで構成される。
マグネトロン8で発生させられたマイクロ波は、矩形導
波管7から変換導波管6を介して放電室3内に入ってき
たマイクロ波は、放電室3内に入ってきた処理ガスをプ
ラズマ化し、消費される。またこの時消費されなかった
一部のマイクロ波は。
波管7から変換導波管6を介して放電室3内に入ってき
たマイクロ波は、放電室3内に入ってきた処理ガスをプ
ラズマ化し、消費される。またこの時消費されなかった
一部のマイクロ波は。
反射端15で反射され、再びプラズマ中を通過するので
、マイクロ波の吸収効率が向上し、プラズマ化率が上が
る。
、マイクロ波の吸収効率が向上し、プラズマ化率が上が
る。
また合せて磁気コイル9により磁界が発生させられ、第
2図に示すマイクロ波電界g(z)の最大となる付近の
磁界強度が約875ガウスとなるようにすることで、発
振周波数2.45 GHzに対するECR条件を満して
いる。
2図に示すマイクロ波電界g(z)の最大となる付近の
磁界強度が約875ガウスとなるようにすることで、発
振周波数2.45 GHzに対するECR条件を満して
いる。
今、マイクロ波の再速度をω、静磁JB中の電子のサイ
クロトロン運動の再速度をω。= e B 7mとする
と、ω=ω0を満足する時に電子サイクロトロン共鳴(
ECR)l起こし、ω=ω。のご(近傍でマイクロ波の
電力は効率よ曵電子運動のために吸収される。
クロトロン運動の再速度をω。= e B 7mとする
と、ω=ω0を満足する時に電子サイクロトロン共鳴(
ECR)l起こし、ω=ω。のご(近傍でマイクロ波の
電力は効率よ曵電子運動のために吸収される。
放電室3内に発生させられたプラズマは、次に分離手段
によってラジカルのみが分離され、試料処理室lに出て
行(。
によってラジカルのみが分離され、試料処理室lに出て
行(。
ここで、この場合のラジカル分離手段は、電磁コイル9
とシールド壁10とシールドカバー11と、図示しない
直流電源装置とで構成される。
とシールド壁10とシールドカバー11と、図示しない
直流電源装置とで構成される。
一般に、静磁場中でのプラズマ中の電子は、Z軸方向に
力を受け、その大きさをP(z)とすると、で与えられ
ることが知られている。ここで、eは電子の電荷、mは
電子の質量である。上式(1)によれば、プラズマ発生
部の磁束密度B(2)がZ軸方向に減少しているので、
プラズマ中の電子はZ軸のウェハ14から遠ざかる方向
に力を受ける。これにより、プラズマ中の電子が放電室
3の上部方向に移動し、プラズマ中では一時的に電子と
イオンが分離し電界を生じる。これによりイオンも電子
に引張られて放電室の上部に輸送される。すなわち、プ
ラズマ中の電子とイオンとがウェハ14とは反対の方向
に加速されて、電気的、磁気的に影響を受けない中性ラ
ジカルのみが反射端巧の穴を通って試料処理室l側へ出
て行く。
力を受け、その大きさをP(z)とすると、で与えられ
ることが知られている。ここで、eは電子の電荷、mは
電子の質量である。上式(1)によれば、プラズマ発生
部の磁束密度B(2)がZ軸方向に減少しているので、
プラズマ中の電子はZ軸のウェハ14から遠ざかる方向
に力を受ける。これにより、プラズマ中の電子が放電室
3の上部方向に移動し、プラズマ中では一時的に電子と
イオンが分離し電界を生じる。これによりイオンも電子
に引張られて放電室の上部に輸送される。すなわち、プ
ラズマ中の電子とイオンとがウェハ14とは反対の方向
に加速されて、電気的、磁気的に影響を受けない中性ラ
ジカルのみが反射端巧の穴を通って試料処理室l側へ出
て行く。
試料処理室1に入ってきたラリカルは、排気口う
13に向って流れて行く。このとき、嘉ジヵルがウェハ
14の表面に接触し、化学反応を起こしてウェハ14を
エツチングする。このように、エツチングはラジカルに
よる化学反応だけなので、化学反応を促進させエツチン
グ速度をさらに高めるために、この場合、ヒーター6に
よって試料台を50℃〜200℃に温度制御できるよう
にしである。
14の表面に接触し、化学反応を起こしてウェハ14を
エツチングする。このように、エツチングはラジカルに
よる化学反応だけなので、化学反応を促進させエツチン
グ速度をさらに高めるために、この場合、ヒーター6に
よって試料台を50℃〜200℃に温度制御できるよう
にしである。
−万うクカルは、一般に、プラズマ中の他の気体分子や
、放電室側壁との衝突によって消滅する。
、放電室側壁との衝突によって消滅する。
したがって、放電室3から出てきたラジカルは試料処理
室上部の開口部の周辺では、中心部と比べて密度が低く
なってしまう。
室上部の開口部の周辺では、中心部と比べて密度が低く
なってしまう。
このため、つ、ハ全体を均一な速度でエツチングを行う
には、ウェハ径よりも大きい開口面積をもった放電管を
用いる必要があり、このことは、装置の大形化につなが
り経済的ではない。
には、ウェハ径よりも大きい開口面積をもった放電管を
用いる必要があり、このことは、装置の大形化につなが
り経済的ではない。
本発明では、この問題を解決するため、試料台2を放電
室3の中心軸から偏心させて、かつ回転させることを可
能とした。偏心させる方向は、排気口13寄りに放電室
3を設け、少なくとも放電室3の外周の反排気口側の端
がウェハ14の回転中心以上にあることが望ましい。
室3の中心軸から偏心させて、かつ回転させることを可
能とした。偏心させる方向は、排気口13寄りに放電室
3を設け、少なくとも放電室3の外周の反排気口側の端
がウェハ14の回転中心以上にあることが望ましい。
第3図に、試料台2の取り付けの詳細を示す。
試料台2にはヒータ16と、試料台2の一部1こ温度セ
ンサー(が取付けてあり、試料台2はi24の端面フラ
シジ部に真空シール材27aを挾んでボルト丞にて固定
されている。
ンサー(が取付けてあり、試料台2はi24の端面フラ
シジ部に真空シール材27aを挾んでボルト丞にて固定
されている。
ウェハ14は試料台2の上面の座りり部に載置されるよ
う、図示しない搬送装置により、試料処理室l内に搬入
される。
う、図示しない搬送装置により、試料処理室l内に搬入
される。
軸ツは、試料処理室lに対して、回転可能に、かつ、試
料処理室l内部の減圧状態な保つため真空シール可能な
磁性流体シール軸受19で支持されている。磁性流体シ
ール軸受19は、0リングなどの真空シール材と通常の
転り軸受を組合せたものでも良い。
料処理室l内部の減圧状態な保つため真空シール可能な
磁性流体シール軸受19で支持されている。磁性流体シ
ール軸受19は、0リングなどの真空シール材と通常の
転り軸受を組合せたものでも良い。
ドーナツ状の導体リング23bおよびZ3cは、軸冴の
他端フランジ部と7ランジ切の間に、ドーナツ状の絶縁
リングZ3aを挾んで、軸スおよびフランジ初と電気的
に絶縁された状態で、軸4の回転中心軸と同心軸上にボ
ルトおにより固定されている。
他端フランジ部と7ランジ切の間に、ドーナツ状の絶縁
リングZ3aを挾んで、軸スおよびフランジ初と電気的
に絶縁された状態で、軸4の回転中心軸と同心軸上にボ
ルトおにより固定されている。
試料台2とフランク伯の中心には、ウェハ14を試料台
2より持ち上げるためのロッドnを上下動可能に支持す
るブツシュ(至)およびmが組込まれている。ブツシュ
(至)の上部には真空シール材27bが設けられ、ロッ
ドaと接して真空シールを行っている。ロッドMの最上
部にはウェハ14の支持金回が取付けられている。ロッ
ド剪の下部には、ケース々が、ナツト431こで固定さ
れており、ケース42とフランジ伯の間に、圧縮バネ4
1が挿入され、ロッドごが常に下方に引張られた状態で
セットされている。
2より持ち上げるためのロッドnを上下動可能に支持す
るブツシュ(至)およびmが組込まれている。ブツシュ
(至)の上部には真空シール材27bが設けられ、ロッ
ドaと接して真空シールを行っている。ロッドMの最上
部にはウェハ14の支持金回が取付けられている。ロッ
ド剪の下部には、ケース々が、ナツト431こで固定さ
れており、ケース42とフランジ伯の間に、圧縮バネ4
1が挿入され、ロッドごが常に下方に引張られた状態で
セットされている。
ナツト招の下部には、エンドピース4と適切な空隙を設
けて配置され、エンドピース4を上下動させるための駆
動部であるシリンダ6が、ブラケット柘を介して固定さ
れている。シリンダ柘が伸びると、エンドピース偏はナ
ツトCと接触し、さらに圧縮バネ41の圧縮力に抗して
ロッドごを持ち上げ、第3図中の2点鎖線で示す如くウ
ェハ14を持ち上げる。シリンダ柘が縮むと、エンドピ
ースIとナツトCは適切な空隙(例えば2〜5 am
)を作るように設定されている。 。
けて配置され、エンドピース4を上下動させるための駆
動部であるシリンダ6が、ブラケット柘を介して固定さ
れている。シリンダ柘が伸びると、エンドピース偏はナ
ツトCと接触し、さらに圧縮バネ41の圧縮力に抗して
ロッドごを持ち上げ、第3図中の2点鎖線で示す如くウ
ェハ14を持ち上げる。シリンダ柘が縮むと、エンドピ
ースIとナツトCは適切な空隙(例えば2〜5 am
)を作るように設定されている。 。
また、軸スの中間部には、ギヤ加がボルトあにて固定さ
れており、回転駆動装!Inに取り付けたビニオンガと
噛み合っている。
れており、回転駆動装!Inに取り付けたビニオンガと
噛み合っている。
導体リング23bおよび23cの外周部には、バネ等に
より適切なる押付力で導体ブラシ2ia、2sbが接触
しており、端子26aおよび26bはそれぞれ、ヒータ
用電源およびA度セシサー人力信号源として、図示しな
い外部機器に接続される。
より適切なる押付力で導体ブラシ2ia、2sbが接触
しており、端子26aおよび26bはそれぞれ、ヒータ
用電源およびA度セシサー人力信号源として、図示しな
い外部機器に接続される。
ヒータ16の電源線あは、軸Uとは絶縁されるように、
絶縁材であるフィートスルーあを介して導体リング23
bに、また、温度センサー冨からの信号練具も同様に、
フィードスルーおを介して導体リング23Cに接続され
ている。フィードスルー蕊および(は、真空シール材2
7Cおよび27dにて真空シールされるように取付けで
ある。
絶縁材であるフィートスルーあを介して導体リング23
bに、また、温度センサー冨からの信号練具も同様に、
フィードスルーおを介して導体リング23Cに接続され
ている。フィードスルー蕊および(は、真空シール材2
7Cおよび27dにて真空シールされるように取付けで
ある。
上記構成により、試料処理室1を減圧下に保った状態で
、試料台2を回転させることが可能となり、回転中にお
いても、試料台3に直接固定したヒータ16により良好
なM&制御ができ、かつウェハ上下機構の駆動部が回転
部とは切り離されているため、駆#Jsへの空気譚の接
続が容易となる。
、試料台2を回転させることが可能となり、回転中にお
いても、試料台3に直接固定したヒータ16により良好
なM&制御ができ、かつウェハ上下機構の駆動部が回転
部とは切り離されているため、駆#Jsへの空気譚の接
続が容易となる。
第3図は、例えば、6インチのシリコンウェハに、MO
8ゲート素子を作りゲート絶縁膜が露出した状態で、第
1図に示す装置により、レジストをエツチング(アッシ
ング)した時の結果を示したものである。処理条件は、
処理ガスとして02を50 scCM流し、放電室内圧
力を2mTorr〜100 mTorrの間で変えた。
8ゲート素子を作りゲート絶縁膜が露出した状態で、第
1図に示す装置により、レジストをエツチング(アッシ
ング)した時の結果を示したものである。処理条件は、
処理ガスとして02を50 scCM流し、放電室内圧
力を2mTorr〜100 mTorrの間で変えた。
但し、2mTorrの時は02を308CCMとした。
マイクロ波出力は500Wで、試料台は80℃に温度制
御した。
御した。
第3図から明らかなように、第1図の装置はBCRを利
用しているので、従来のBCRを用いない例えば平行平
板式の放電方式が0.5〜3 Torrという高圧力域
で実用的なエツチング速度が得られるのに対し、0.0
1〜0.1Torrという比較的低圧域で高速エツチン
グが可能である。
用しているので、従来のBCRを用いない例えば平行平
板式の放電方式が0.5〜3 Torrという高圧力域
で実用的なエツチング速度が得られるのに対し、0.0
1〜0.1Torrという比較的低圧域で高速エツチン
グが可能である。
また2 mTorr 以下の低圧域では、ラジカルの発
生量が少なく、実用的なエッチ−ジグ速度は得られなか
った。
生量が少なく、実用的なエッチ−ジグ速度は得られなか
った。
第4図は、第1図の装置による別の効果を実験にて確認
したもので、前述と同様のウェハな用い放電室に02を
508CCM流し、放電室内圧力を50mTorrに制
御し、マイクロ波出力を500Wとして、レジストのア
ッシングを行ない、ウェハ内布 のアッシング速度分矛な調べたものである。
したもので、前述と同様のウェハな用い放電室に02を
508CCM流し、放電室内圧力を50mTorrに制
御し、マイクロ波出力を500Wとして、レジストのア
ッシングを行ない、ウェハ内布 のアッシング速度分矛な調べたものである。
第4図かられかるように、試料台を固定し、放電管の軸
心上に設置した場合は、ウェハ中央部に比べて周辺部の
アッシングレートが低くなっており均一性が悪い。また
、速度分布も非対象となっており、排気口に近い側の方
が7プシング速度が早い。
心上に設置した場合は、ウェハ中央部に比べて周辺部の
アッシングレートが低くなっており均一性が悪い。また
、速度分布も非対象となっており、排気口に近い側の方
が7プシング速度が早い。
一方、試料台を放電管軸心から偏心させて回転させる方
式では、上述の問題が解決され、ウェハ周辺部でのアッ
シングレートが向上し、アッシング速度の均一性が著し
く改善されていることがわかろ。また、これに伴って、
ウェハ全面のレジストを完全にアッシングするのに要す
る実質処理時間は、約40チも短縮された。
式では、上述の問題が解決され、ウェハ周辺部でのアッ
シングレートが向上し、アッシング速度の均一性が著し
く改善されていることがわかろ。また、これに伴って、
ウェハ全面のレジストを完全にアッシングするのに要す
る実質処理時間は、約40チも短縮された。
なお、本実験により、ゲート部の耐圧劣化等の素子ダメ
ージが発生することはなかった。
ージが発生することはなかった。
以上、本−実施例によれば、電気的、磁気的Gこ影響な
受けないラジカルのみによって、ウェハ14をエツチン
グ(アッシング)できるので、ウェハ14の素子に、電
子やイオンのチャージアップがなく、素子の静電気的損
傷を防止することができる。
受けないラジカルのみによって、ウェハ14をエツチン
グ(アッシング)できるので、ウェハ14の素子に、電
子やイオンのチャージアップがなく、素子の静電気的損
傷を防止することができる。
また、放電室をマイクロ波の導入できる最小必要限の寸
法とじ又も、試料台を該放電室軸心と偏心させた位置で
回転させる二とにより、処理の均一化が計れるとともに
、処理時間を短縮することができる。さらに、前述の如
啜、ウェハ径に比べて小さい放電室3や電磁コイル9に
よって装置を構成することができるので、装置を小形で
安価に製作できるという効果がある。
法とじ又も、試料台を該放電室軸心と偏心させた位置で
回転させる二とにより、処理の均一化が計れるとともに
、処理時間を短縮することができる。さらに、前述の如
啜、ウェハ径に比べて小さい放電室3や電磁コイル9に
よって装置を構成することができるので、装置を小形で
安価に製作できるという効果がある。
また、磁場を利用しない従来のものと比べて、ECRの
電子サイクロトロン運動の相乗効果により、高密度のプ
ラズマを発生することができるので、高処理レートを得
ることができる。
電子サイクロトロン運動の相乗効果により、高密度のプ
ラズマを発生することができるので、高処理レートを得
ることができる。
さらに、試料台2にヒータ16を設けることによって、
ウェハの処理速度を速くすることができる。
ウェハの処理速度を速くすることができる。
また、ウェハ押し上げ機構をその駆動部とは切り離して
設けられ、試料台2に直接ヒータ16や温度センサー冨
を取り付け、これらの配線を軸スと中心軸線上で該軸冴
とは絶縁された導体リングに接続し、外部固定の導電ブ
ラシにより供電または信号を取り出すことができるので
、試料台を回転させながら、良好な温度制御ができ、処
理の均一化を図ることができるという効果がある。
設けられ、試料台2に直接ヒータ16や温度センサー冨
を取り付け、これらの配線を軸スと中心軸線上で該軸冴
とは絶縁された導体リングに接続し、外部固定の導電ブ
ラシにより供電または信号を取り出すことができるので
、試料台を回転させながら、良好な温度制御ができ、処
理の均一化を図ることができるという効果がある。
また、ウェハ押し上げ機構と、試料台の回転機構とを組
み合わせることができるので、処理の均一化を因るとと
もに、ウェハの自動搬送を容易着こすることができると
いう効果がある。
み合わせることができるので、処理の均一化を因るとと
もに、ウェハの自動搬送を容易着こすることができると
いう効果がある。
また、ウェハ押し上げ機構の駆動部への空気源の接続が
容易となる効果もある。
容易となる効果もある。
また、本実施例では、処理ガスを02単体のみで行った
が、10チ程度のCF4ガスを混合すれば、さらに処理
強度を向上させることができる。
が、10チ程度のCF4ガスを混合すれば、さらに処理
強度を向上させることができる。
また、この混合ガスに、下地の膜質に応じて、下地をエ
ツチングしにくいガス、例えばCHF3や02F6.S
F6等のガスを混合しても同様の効果がある。
ツチングしにくいガス、例えばCHF3や02F6.S
F6等のガスを混合しても同様の効果がある。
本発明によれば、マイクロ波を導入でき得る最小限の放
電室内で、BCR放電をさせるとともに、磁束密度を試
料から遠ざかる方向に減少させることによって、ラジカ
ルの発生量を多くできるとともに、ラジカルのみで試料
を処理することができるので、素子ダメージを与えず、
高処理レートを巧。
電室内で、BCR放電をさせるとともに、磁束密度を試
料から遠ざかる方向に減少させることによって、ラジカ
ルの発生量を多くできるとともに、ラジカルのみで試料
を処理することができるので、素子ダメージを与えず、
高処理レートを巧。
得ることができるという効果が1#
また、試料台を、放電室の軸心とは偏心させた位置で回
転可能としているので、処理の均一化が計れ、処理時間
の短縮ができる他、ウェハ径に比べて小さい放電管や電
磁コイルで装置を構成できるので、装置を小形で安価に
製作できるという効果がある。
転可能としているので、処理の均一化が計れ、処理時間
の短縮ができる他、ウェハ径に比べて小さい放電管や電
磁コイルで装置を構成できるので、装置を小形で安価に
製作できるという効果がある。
第1図は本発明の一実施例であるマイクロ波プラズマ処
理装置を示す縦断面図、第2図は第1図の装置によるマ
イグロ波電界および磁束密度を示す図、第3図は第1図
の試料台部分の詳細を示す縦断面図、第4図は第1図の
装置による実験例を示す図、第5図は第1図の装置と試
料台固定式との処理結果の比較を示す図である。 l・・・・・・試料処理室、2・・・・・・試料台、3
・・面放電室、5・・・・・・絶縁室、8・・・・・・
マグネトロン、9 ・曲・電磁コイル、10・・・・・
・シールド壁、11・四・シールドカバー、14・・・
・・・ウェハ、b・・・・・・反射端、加・・・・・・
ギヤ、A・・・・・・ビニオン、n・・・・・・回転駆
動装置代理人 弁理士 小 川 勝 男 ■ 第2図 才3図
理装置を示す縦断面図、第2図は第1図の装置によるマ
イグロ波電界および磁束密度を示す図、第3図は第1図
の試料台部分の詳細を示す縦断面図、第4図は第1図の
装置による実験例を示す図、第5図は第1図の装置と試
料台固定式との処理結果の比較を示す図である。 l・・・・・・試料処理室、2・・・・・・試料台、3
・・面放電室、5・・・・・・絶縁室、8・・・・・・
マグネトロン、9 ・曲・電磁コイル、10・・・・・
・シールド壁、11・四・シールドカバー、14・・・
・・・ウェハ、b・・・・・・反射端、加・・・・・・
ギヤ、A・・・・・・ビニオン、n・・・・・・回転駆
動装置代理人 弁理士 小 川 勝 男 ■ 第2図 才3図
Claims (1)
- 1、放電室内に導入される処理ガスをECR放電により
プラズマ化させるプラズマ発生手段と、前記放電室内に
発生したプラズマの中のラジカルを分離する分離手段と
、該分離手段によって試料を処理する試料処理室と、該
試料処理室内に前記放電室の中心より偏心して設けられ
前記試料を載置して前記偏心部を中心として回転可能な
試料台とから成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 |
---|---|---|---|
JP16974786A JPS6327022A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16974786A JPS6327022A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6327022A true JPS6327022A (ja) | 1988-02-04 |
Family
ID=15892094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16974786A Pending JPS6327022A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6327022A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH025523A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-10 | Anelva Corp | プラズマ成膜装置 |
JPH077003A (ja) * | 1994-01-31 | 1995-01-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 処理方法 |
WO2004084289A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Tokyo Electron Limited | 基板処理装置および基板処理方法 |
CN102468159A (zh) * | 2010-10-28 | 2012-05-23 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理设备和制造半导体器件的方法 |
WO2016009781A1 (ja) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP2017195407A (ja) * | 2017-07-06 | 2017-10-26 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP16974786A patent/JPS6327022A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH025523A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-10 | Anelva Corp | プラズマ成膜装置 |
JPH077003A (ja) * | 1994-01-31 | 1995-01-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 処理方法 |
WO2004084289A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Tokyo Electron Limited | 基板処理装置および基板処理方法 |
CN100459061C (zh) * | 2003-03-17 | 2009-02-04 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和基板处理方法 |
CN102468159A (zh) * | 2010-10-28 | 2012-05-23 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理设备和制造半导体器件的方法 |
JP2012109527A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-06-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
US8486222B2 (en) | 2010-10-28 | 2013-07-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method of manufacturing a semiconductor device |
WO2016009781A1 (ja) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP2016021524A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP2017195407A (ja) * | 2017-07-06 | 2017-10-26 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
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