JPH01102931A - プラズマ酸化方法 - Google Patents
プラズマ酸化方法Info
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- JPH01102931A JPH01102931A JP26091887A JP26091887A JPH01102931A JP H01102931 A JPH01102931 A JP H01102931A JP 26091887 A JP26091887 A JP 26091887A JP 26091887 A JP26091887 A JP 26091887A JP H01102931 A JPH01102931 A JP H01102931A
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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
〔概要〕
本発明はプラズマ酸化方法、特に酸素を含むガスプラズ
マにより直接被加工物を酸化するプラズマ酸化方法に関
し、 直流バイアス印加等によるプラズマ陽極酸化操作の複雑
化と、被加工物の一面処理による処理能力の低下を防止
して、プラズマ励起媒体により直接酸素イオンを被加工
物に注入して、同時に、その二面処理をすることを目的
とし、 酸化を含むガスプラズマを励起する交番電場かつ、被加
工物の被加工面に垂直な成分を存する交番電場内に、被
加工物を設置してその酸化処理をすることを含み構成す
る。 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマ酸化方法に関するものであり、更に詳
しく言えば酸素を含むガスプラズマにより直接、被加工
物を酸化するプラズマ酸化方法に藺するものである。
マにより直接被加工物を酸化するプラズマ酸化方法に関
し、 直流バイアス印加等によるプラズマ陽極酸化操作の複雑
化と、被加工物の一面処理による処理能力の低下を防止
して、プラズマ励起媒体により直接酸素イオンを被加工
物に注入して、同時に、その二面処理をすることを目的
とし、 酸化を含むガスプラズマを励起する交番電場かつ、被加
工物の被加工面に垂直な成分を存する交番電場内に、被
加工物を設置してその酸化処理をすることを含み構成す
る。 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマ酸化方法に関するものであり、更に詳
しく言えば酸素を含むガスプラズマにより直接、被加工
物を酸化するプラズマ酸化方法に藺するものである。
ところで従来例によるプラズマ酸化方法によれば、高周
波やμ波のプラズマエネルギー源により生成されたＯｔ
ガスプラズマから直流バイアス印加法により半導体ウェ
ハｌや１１に導き、酸素を導入している。また、その直
流バイアスとプラズマ持続の関係上、アノード電極６や
サセプタ１６に直接、電子ｅ−を流入させないようにす
るため該電極等と０□ガスプラズマの発生部とを離隔し
て、その酸化処理をし、かつ半導体ウェハｌや１１を正
に帯電するためにアノード電＄１６やサセプタ１６に電
気的、物理的に固定している。 このため、プラズマ発生部と半導体ウェハの位置関係の
例をとってもプラズマ酸化装置の構成を複雑化し、また
その構成の？！！雑な割りには半導体ウェハｌや１１の
片面の酸化処理をすることのみであり、その処理能力が
悪いという問題がある。 本発明はかかる従来の問題に鑑み創作されたものであり
、直流バイアス印書■等によるプラズマ陽橿酸化操作の
複雑化と、被加工物の一面処理による処理能力の低下を
防止して、プラズマ励起媒体に直接、酸素イオンを被加
工物に注入して、同時にその二面処理することを可能上
するプラズマ酸化方法の提供を目的とする。 （問題点を解決するための手段〕 本発明のプラズマ酸化方法は、その原理図を第１図に、
その一実施例を第２．３図に示すように酸素を含むガス
プラズマを励起する交番電場かつ、被加工物の被加工面
に垂直な成分を有する交番電場内に、被加工物を設置し
てその酸化処理をすることを特徴とし、上記目的を達成
する。 〔作用〕 本発明によれば０□ガスプラズマを生成するための交番
電場を形成する高周波やμ波等の電気力線（電場）を、
被加工物に導入する酸素の拡散加速媒体として兼用する
こと、その交番電場内に設定される被加工物の被加工面
に直交させることにより被加工物をプラズマ温度下にお
いて酸化処理することが可能となる。 これにより、酸素イオンの注入を筒略化すること、また
、被加工物を正に帯電することがないのでチャージアッ
プ現象の発生を阻止できること、及び被加工物の二面を
同時に酸化処理することが可能となる。 〔実施例〕 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。 第２図は本発明の第１の実施例に係るプラズマ酸化方法
を説明する図であり、同図（ａ）はその装置を示してい
る０図において、まず、加工処理容器３２ａ内を不図示
の真空ポンプ等により排気口３４を介して真空引きをす
る０次に高周波電源Ｅ、（周波数１３．５６ＭＨｚ）を
対向電極３５ａ。 ３５ｂに印加して交番電場を形成し、さらにプラズマ化
する０２ガス３３ａを加工処理容器３２内に導入し、０
２ガスプラズマ３３ｂを発生する。 なお、被加工物である半導体ウェハ３１は対向電極３５
ａ、３５ｂ間に支持部３２ｂを介して設置され、また、
高周波電源Ｅ４に形成される交番電場の電気力線のうち
、半導体ウェハ３１の被加工面に垂直に入射する成分を
多くする。 次いで、高周波電源Ｅ、の電圧電流等の出力を制御する
ことにより半導体ウェハ３１の酸化処理をする。 同図（ｂ）は、半導体ウェハ３１をプラズマ酸化法によ
り酸化処理をしている断面図である０図において、３３
ｃ、３３ｄは半導体ウェハ３１のＳｉ基板３１ａの表裏
に０．ガスプラズマ３３ｂを導入して形成される酸素で
あり、同時にＳｉｎｇ膜３１ｂ、３１ｃを形成される。 例えば、０□ガス３３ａを２５０ｃｃ／ｍｉｎ。 真空度を０．３ｔｏｒｒ、高周波電源（周波数１３．５
６Ｍ七）Ｅ、の出力をＩＫＷの条件により、半導体ウェ
ハ３１を１０分間プラズマ酸化したところ、厚さ１００
０人酸化程度のＦ１ａ ｌ ｂ。 ３１ｃを両面に形成することができた。 これにより、半導体ウェハ３１に０２ガスプラズマ３３
ｂを導入して酸素を成膜する加速電場に高周波電源Ｅ４
の交番電場を兼用することにより、該半導体ウェハ３１
の表裏二面壱同時にプラズマ温度下において酸化処理す
ることが可能となる。 第３図は本発明の第２の実施例に係るプラズマ酸化方法
を説明する図であり、同図（ａ）はその装置を示してい
る０図において、まず加工処理容器４２ａ内を不図示の
真空ポンプ等により排気口４４を介して真空引きをする
０次に不図示のマグネトロン等によりμ波（周波数２．
４５ＧＨｚ）を導波管４７ａを介して加工処理容器４
２ａに導入し、ｐ波の進行波により、交番電場を形成し
、さらに０！ガス４３ａ＠Ｍ１人して、Ｏｚガスプラズ
マ４３ｂ、４３ｃを発生する。なお、４５はμ波通過窓
であり、４７ｂはμ波の反射波の発生を阻止する無反射
終端部である。 なお、ｐ波の進行波により形成される交番電場の電気力
線のうち半導体ウェハ４１の被加工面に垂直に入射する
成分を多く受けるように、半導体ウェハ４１を該電場内
に支持部４２ｃを介して設置する。 次いで、不図示のマグネトロン等のμ波の出力等を制御
することにより半導体ウェハ４１の酸化処理をする。 同図（ｂ）は半導体ウェハ４１をプラズマ酸化法により
酸化処理をしている断面図である０図において、４３ｃ
、４３ｄは半導体ウェハ４１のＳｉ基板４１ａに０．ガ
スプラズマ４３ｂを導入して形成される酸素であり、半
導体ウェハ４１の表裏に同時Ｓｉｎ、膜４１ｂ、４１ｃ
を形成され例えば、０□ガス４３ａを２５０ｃｃ／ｍｉ
ｎ。 真空度を０．３ｔｏｒｒ、μ波の出力をＩＫＷの条件に
より半導体ウェハ４１を１０分間プラズマ酸化したとこ
ろ厚さ１５００人程度０酸化膜４１ｂ、４１ｃを両面に
形成することができた。また、同条件において２０分間
では２１００人程度０酸化ｔｌｆｉ４１ｂ、４１ｃを形
成することができた。 これにより半導体ウェハ４１にＯｔガスプラズマ４３ｂ
を導入して酸素を成長する加速電場にμ波の交番電場を
兼用することにより該半導体ウェハ４１の表裏二面を同
時にプラズマ温度下において酸化処理することが可能と
なる。また、第１の実施例に比べて第２の実施例では、
その加速媒体にｐ波を用いているので、酸化処理を高速
にすることが可能となる。 このようにして％Ｏｉガスプラズマ３３ｂ。 ４３ｂを生成するための交番電場３６．４８を形成する
高周波（１３，５６ＭＨｚ）やμ波（２，４５ＧＩｈ）
４６等のプラズマ励起用の電場を酸化膜を成長する及び
加速電場として兼用することと、その交番電場を３６．
４８内に設置される半導体ウェハ３１，４１の被加工面
に直交させることによりその両面にＳｉｎ、膜３１ｂ、
４１ｂ及び３１ｃ、４１Ｃをそれぞれプラズマ温度下に
おいて形成することが可能となる。 （発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、プラズマ励起の為
の電場と酸化膜を成長する加速電場とを兼ねているので
直流電源やサセプタ等の構成を省略すること、被加工物
を正に帯電することがないのでチャージアップ現象を阻
止できること、及び片面処理による被加工物の変形（そ
り）を阻止することができ、同時にその二面をプラズマ
温度下において酸化処理することが可能となる。
波やμ波のプラズマエネルギー源により生成されたＯｔ
ガスプラズマから直流バイアス印加法により半導体ウェ
ハｌや１１に導き、酸素を導入している。また、その直
流バイアスとプラズマ持続の関係上、アノード電極６や
サセプタ１６に直接、電子ｅ−を流入させないようにす
るため該電極等と０□ガスプラズマの発生部とを離隔し
て、その酸化処理をし、かつ半導体ウェハｌや１１を正
に帯電するためにアノード電＄１６やサセプタ１６に電
気的、物理的に固定している。 このため、プラズマ発生部と半導体ウェハの位置関係の
例をとってもプラズマ酸化装置の構成を複雑化し、また
その構成の？！！雑な割りには半導体ウェハｌや１１の
片面の酸化処理をすることのみであり、その処理能力が
悪いという問題がある。 本発明はかかる従来の問題に鑑み創作されたものであり
、直流バイアス印書■等によるプラズマ陽橿酸化操作の
複雑化と、被加工物の一面処理による処理能力の低下を
防止して、プラズマ励起媒体に直接、酸素イオンを被加
工物に注入して、同時にその二面処理することを可能上
するプラズマ酸化方法の提供を目的とする。 （問題点を解決するための手段〕 本発明のプラズマ酸化方法は、その原理図を第１図に、
その一実施例を第２．３図に示すように酸素を含むガス
プラズマを励起する交番電場かつ、被加工物の被加工面
に垂直な成分を有する交番電場内に、被加工物を設置し
てその酸化処理をすることを特徴とし、上記目的を達成
する。 〔作用〕 本発明によれば０□ガスプラズマを生成するための交番
電場を形成する高周波やμ波等の電気力線（電場）を、
被加工物に導入する酸素の拡散加速媒体として兼用する
こと、その交番電場内に設定される被加工物の被加工面
に直交させることにより被加工物をプラズマ温度下にお
いて酸化処理することが可能となる。 これにより、酸素イオンの注入を筒略化すること、また
、被加工物を正に帯電することがないのでチャージアッ
プ現象の発生を阻止できること、及び被加工物の二面を
同時に酸化処理することが可能となる。 〔実施例〕 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明する
。 第２図は本発明の第１の実施例に係るプラズマ酸化方法
を説明する図であり、同図（ａ）はその装置を示してい
る０図において、まず、加工処理容器３２ａ内を不図示
の真空ポンプ等により排気口３４を介して真空引きをす
る０次に高周波電源Ｅ、（周波数１３．５６ＭＨｚ）を
対向電極３５ａ。 ３５ｂに印加して交番電場を形成し、さらにプラズマ化
する０２ガス３３ａを加工処理容器３２内に導入し、０
２ガスプラズマ３３ｂを発生する。 なお、被加工物である半導体ウェハ３１は対向電極３５
ａ、３５ｂ間に支持部３２ｂを介して設置され、また、
高周波電源Ｅ４に形成される交番電場の電気力線のうち
、半導体ウェハ３１の被加工面に垂直に入射する成分を
多くする。 次いで、高周波電源Ｅ、の電圧電流等の出力を制御する
ことにより半導体ウェハ３１の酸化処理をする。 同図（ｂ）は、半導体ウェハ３１をプラズマ酸化法によ
り酸化処理をしている断面図である０図において、３３
ｃ、３３ｄは半導体ウェハ３１のＳｉ基板３１ａの表裏
に０．ガスプラズマ３３ｂを導入して形成される酸素で
あり、同時にＳｉｎｇ膜３１ｂ、３１ｃを形成される。 例えば、０□ガス３３ａを２５０ｃｃ／ｍｉｎ。 真空度を０．３ｔｏｒｒ、高周波電源（周波数１３．５
６Ｍ七）Ｅ、の出力をＩＫＷの条件により、半導体ウェ
ハ３１を１０分間プラズマ酸化したところ、厚さ１００
０人酸化程度のＦ１ａ ｌ ｂ。 ３１ｃを両面に形成することができた。 これにより、半導体ウェハ３１に０２ガスプラズマ３３
ｂを導入して酸素を成膜する加速電場に高周波電源Ｅ４
の交番電場を兼用することにより、該半導体ウェハ３１
の表裏二面壱同時にプラズマ温度下において酸化処理す
ることが可能となる。 第３図は本発明の第２の実施例に係るプラズマ酸化方法
を説明する図であり、同図（ａ）はその装置を示してい
る０図において、まず加工処理容器４２ａ内を不図示の
真空ポンプ等により排気口４４を介して真空引きをする
０次に不図示のマグネトロン等によりμ波（周波数２．
４５ＧＨｚ）を導波管４７ａを介して加工処理容器４
２ａに導入し、ｐ波の進行波により、交番電場を形成し
、さらに０！ガス４３ａ＠Ｍ１人して、Ｏｚガスプラズ
マ４３ｂ、４３ｃを発生する。なお、４５はμ波通過窓
であり、４７ｂはμ波の反射波の発生を阻止する無反射
終端部である。 なお、ｐ波の進行波により形成される交番電場の電気力
線のうち半導体ウェハ４１の被加工面に垂直に入射する
成分を多く受けるように、半導体ウェハ４１を該電場内
に支持部４２ｃを介して設置する。 次いで、不図示のマグネトロン等のμ波の出力等を制御
することにより半導体ウェハ４１の酸化処理をする。 同図（ｂ）は半導体ウェハ４１をプラズマ酸化法により
酸化処理をしている断面図である０図において、４３ｃ
、４３ｄは半導体ウェハ４１のＳｉ基板４１ａに０．ガ
スプラズマ４３ｂを導入して形成される酸素であり、半
導体ウェハ４１の表裏に同時Ｓｉｎ、膜４１ｂ、４１ｃ
を形成され例えば、０□ガス４３ａを２５０ｃｃ／ｍｉ
ｎ。 真空度を０．３ｔｏｒｒ、μ波の出力をＩＫＷの条件に
より半導体ウェハ４１を１０分間プラズマ酸化したとこ
ろ厚さ１５００人程度０酸化膜４１ｂ、４１ｃを両面に
形成することができた。また、同条件において２０分間
では２１００人程度０酸化ｔｌｆｉ４１ｂ、４１ｃを形
成することができた。 これにより半導体ウェハ４１にＯｔガスプラズマ４３ｂ
を導入して酸素を成長する加速電場にμ波の交番電場を
兼用することにより該半導体ウェハ４１の表裏二面を同
時にプラズマ温度下において酸化処理することが可能と
なる。また、第１の実施例に比べて第２の実施例では、
その加速媒体にｐ波を用いているので、酸化処理を高速
にすることが可能となる。 このようにして％Ｏｉガスプラズマ３３ｂ。 ４３ｂを生成するための交番電場３６．４８を形成する
高周波（１３，５６ＭＨｚ）やμ波（２，４５ＧＩｈ）
４６等のプラズマ励起用の電場を酸化膜を成長する及び
加速電場として兼用することと、その交番電場を３６．
４８内に設置される半導体ウェハ３１，４１の被加工面
に直交させることによりその両面にＳｉｎ、膜３１ｂ、
４１ｂ及び３１ｃ、４１Ｃをそれぞれプラズマ温度下に
おいて形成することが可能となる。 （発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、プラズマ励起の為
の電場と酸化膜を成長する加速電場とを兼ねているので
直流電源やサセプタ等の構成を省略すること、被加工物
を正に帯電することがないのでチャージアップ現象を阻
止できること、及び片面処理による被加工物の変形（そ
り）を阻止することができ、同時にその二面をプラズマ
温度下において酸化処理することが可能となる。
第１図は本発明のプラズマ酸化法の原理図、第２図は本
発明の第１の実施例に係るプラズマ酸化法の説明図、 第３図は本発明の第２の実施例に係る説明図、第４図は
従来例に係る説明図である。 （符号の説明） １．１１，２１．３１．４１・・・半導体ウェハ（被加
工物）、 ２．１２，３２ａ、４２ａ・・・加工処理容器、３２ｂ
、４２ｃ・・・・・・・・支持部、３ａ、１３ａ、３３
ａ、４３ａ・・・０８ガス、３ｂ、１３ｂ、３３ｂ、４
３ｂ・・・０８ガスプラズマ、 ３ｃ、１３ｃ、３３ｃ、３３ｄ、４３ｃ、４３ｄ・・・
酸素、 ４．１４．３４．４４・・・排気口、 ５・・・・・・・・・・・・カソード電極、６・・・・
・・・・・・・・アノード電極、７ａ、７ｂ、３５ａ、
３５ｂ−・一対向電極、Ｅ＋ 、Ｅｌ ・・・・・・
・・直流電源、Ｅｌ 、 Ｅａ ”高周波電源（１３
，５６ＭＨｚ）、ｌａ、ｌｌａ、３１ａ、４１ａ・・Ｓ
ｉ基板、ｌｂ、ｌｌｂ、２２ａ、２２ｂ、３１ｂ、３１
ｃ、Ｏｌｂ、４１ｃ・・・５ｉＯｘｌ１２（酸化ｌＩ！
Ｊ）、１５．４６・・・・μ波（２，４５（ｄ［ｚ）、
１６・・・・・・・・・・・サセプタ、１７．４７・・
・・・・・・導波管、 ２３・・・・・・酸素を含むガスプラズマ、２４・・・
被加工面に垂直な成分の交番電場、３６・・・高周波電
源Ｅ、による交番電場、４５・・・β波通過窓、 ４７ａ・・・・・無反射終端部、 ４８・・・・・・μ波４６による交番電場。 、−＋＋＋−４苧セ？町４７゛こ、ズン第３図 Ｑ− 哨
発明の第１の実施例に係るプラズマ酸化法の説明図、 第３図は本発明の第２の実施例に係る説明図、第４図は
従来例に係る説明図である。 （符号の説明） １．１１，２１．３１．４１・・・半導体ウェハ（被加
工物）、 ２．１２，３２ａ、４２ａ・・・加工処理容器、３２ｂ
、４２ｃ・・・・・・・・支持部、３ａ、１３ａ、３３
ａ、４３ａ・・・０８ガス、３ｂ、１３ｂ、３３ｂ、４
３ｂ・・・０８ガスプラズマ、 ３ｃ、１３ｃ、３３ｃ、３３ｄ、４３ｃ、４３ｄ・・・
酸素、 ４．１４．３４．４４・・・排気口、 ５・・・・・・・・・・・・カソード電極、６・・・・
・・・・・・・・アノード電極、７ａ、７ｂ、３５ａ、
３５ｂ−・一対向電極、Ｅ＋ 、Ｅｌ ・・・・・・
・・直流電源、Ｅｌ 、 Ｅａ ”高周波電源（１３
，５６ＭＨｚ）、ｌａ、ｌｌａ、３１ａ、４１ａ・・Ｓ
ｉ基板、ｌｂ、ｌｌｂ、２２ａ、２２ｂ、３１ｂ、３１
ｃ、Ｏｌｂ、４１ｃ・・・５ｉＯｘｌ１２（酸化ｌＩ！
Ｊ）、１５．４６・・・・μ波（２，４５（ｄ［ｚ）、
１６・・・・・・・・・・・サセプタ、１７．４７・・
・・・・・・導波管、 ２３・・・・・・酸素を含むガスプラズマ、２４・・・
被加工面に垂直な成分の交番電場、３６・・・高周波電
源Ｅ、による交番電場、４５・・・β波通過窓、 ４７ａ・・・・・無反射終端部、 ４８・・・・・・μ波４６による交番電場。 、−＋＋＋−４苧セ？町４７゛こ、ズン第３図 Ｑ− 哨
Claims (2)
- （１）酸素を含むガスプラズマ（２３）を励起する交番
電場（２４）かつ、被加工物（２１）の被加工面に垂直
な成分を有する交番電場（２４）内に、被加工物（２１
）を設置してその酸化処理をすることを特徴とするプラ
ズマ酸化方法。 - （２）前記交番電場（２４）が１３．５６±１ＭＨｚの
高周波電源Ｅ＿４による交番電場（３６）又は２．４５
±０．１ＧＨｚのμ波（４６）による交番電場（４８）
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載す
るプラズマ酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26091887A JPH01102931A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | プラズマ酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26091887A JPH01102931A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | プラズマ酸化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102931A true JPH01102931A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17354563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26091887A Pending JPH01102931A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | プラズマ酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102931A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100839914B1 (ko) * | 2008-03-10 | 2008-06-20 | 세메스 주식회사 | 플라즈마 처리 방법 |
| JP2008186994A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | プラズマ洗浄装置 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP26091887A patent/JPH01102931A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008186994A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | プラズマ洗浄装置 |
| KR100839914B1 (ko) * | 2008-03-10 | 2008-06-20 | 세메스 주식회사 | 플라즈마 처리 방법 |
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