JPH01107539A - 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
- Publication number
- JPH01107539A JPH01107539A JP62264536A JP26453687A JPH01107539A JP H01107539 A JPH01107539 A JP H01107539A JP 62264536 A JP62264536 A JP 62264536A JP 26453687 A JP26453687 A JP 26453687A JP H01107539 A JPH01107539 A JP H01107539A
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- JP
- Japan
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- substrate
- magnetic field
- sample
- plasma
- chamber
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- Pending
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- 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、いわゆるＥＣＲに代表されるマイクロ波を使
ったプラズマ処理装置に間し、半導体デバイスの製造等
において、基板表面への薄膜形成、基板表面のエツチン
グ、表面改質等の製造プロセスに適用して特に効果があ
る。
ったプラズマ処理装置に間し、半導体デバイスの製造等
において、基板表面への薄膜形成、基板表面のエツチン
グ、表面改質等の製造プロセスに適用して特に効果があ
る。
（従来の技術）
従来のこの種の技術は、冷陰極放電を使いながら太いビ
ーム（イオン、電子、ラジカルあるいはこれらの組合わ
せ）を取り出すことができるので、多方面に使用されて
きた。第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置を示
したものである。符号１５は真空容器であり、当該真空
容器１５は、試料室１と放電室２とから構成されている
。放電室２内には、ガス導入系９から所定のガズを導入
するとともに、導波管８から導入窓１６を介して２．４
５ Ｇ Ｈｚのマイクロ波を導入する。そして、放電室
２の周囲に設けた磁気コイル３による磁場の強度が８７
５ガウスのとき、この磁場とマイクロ波の電場との相互
作用により、放電室２内において電子サイクロトロン共
鳴（ＥＣＲ）が起こり、高密度プラズマが生成する。そ
して、この生成したプラズマは、磁気コイル３により形
成される発散磁界の勾配と相互作用して、上記試料室１
と上記放電室２との境界付近に設けたプラズマ引き出し
窓１２から試料室１に引き出される。そして、このプラ
ズマが試料台５に載置された基板６の表面に入射し、例
えばエツチング等の所定の表面処理が行われる。
ーム（イオン、電子、ラジカルあるいはこれらの組合わ
せ）を取り出すことができるので、多方面に使用されて
きた。第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置を示
したものである。符号１５は真空容器であり、当該真空
容器１５は、試料室１と放電室２とから構成されている
。放電室２内には、ガス導入系９から所定のガズを導入
するとともに、導波管８から導入窓１６を介して２．４
５ Ｇ Ｈｚのマイクロ波を導入する。そして、放電室
２の周囲に設けた磁気コイル３による磁場の強度が８７
５ガウスのとき、この磁場とマイクロ波の電場との相互
作用により、放電室２内において電子サイクロトロン共
鳴（ＥＣＲ）が起こり、高密度プラズマが生成する。そ
して、この生成したプラズマは、磁気コイル３により形
成される発散磁界の勾配と相互作用して、上記試料室１
と上記放電室２との境界付近に設けたプラズマ引き出し
窓１２から試料室１に引き出される。そして、このプラ
ズマが試料台５に載置された基板６の表面に入射し、例
えばエツチング等の所定の表面処理が行われる。
なお、符号４は試料室１内を所定の圧力に排気する排気
装置、１０は試料室１内に所定のガスを導入するガス導
入系、１１は放電室２を冷却するための冷却水人出口で
ある。
装置、１０は試料室１内に所定のガスを導入するガス導
入系、１１は放電室２を冷却するための冷却水人出口で
ある。
上記マイクロ波プラズマ処理装置は、以下のような秀れ
た特徴を持っている。すなわち、ＥＣＲで活性度が非常
に高くなったプラズマを、発散磁界を活用して適度に調
整されたエネルギーで取り出し基板６に入射させている
ので、プラズマの高活性と、限定されたエネルギーを有
するイオン、電子の基板６への入射による複合効果によ
り、効率良く基板表面上に損傷の少ないエツチングなど
の表面処理を行うことができる。
た特徴を持っている。すなわち、ＥＣＲで活性度が非常
に高くなったプラズマを、発散磁界を活用して適度に調
整されたエネルギーで取り出し基板６に入射させている
ので、プラズマの高活性と、限定されたエネルギーを有
するイオン、電子の基板６への入射による複合効果によ
り、効率良く基板表面上に損傷の少ないエツチングなど
の表面処理を行うことができる。
また、当該処理装置は、１０−３〜ＩＰａの範囲のガス
圧力で処理を行うため、方向性の良いエツチングが可能
であり、微細パターンの形成に有効である。
圧力で処理を行うため、方向性の良いエツチングが可能
であり、微細パターンの形成に有効である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記従来の装置ではエツチング形状の面
内均一性やエツチング速度の面内均一性など基板上の処
理の均一性に関しては必ずしも十分ではない面があり、
特に基板６の面積が大きくなるにつれてこの傾向が顕著
であった。
内均一性やエツチング速度の面内均一性など基板上の処
理の均一性に関しては必ずしも十分ではない面があり、
特に基板６の面積が大きくなるにつれてこの傾向が顕著
であった。
この点について第３図に従って説明する。すなわち、Ｅ
ＣＲ条件を得るための前記磁気コイル３による磁界は、
放電室２内でＥＣＲ条件を満たすだけでなく、試料室１
内に有用な発散磁界を形成する。しかし、試料台５上で
の磁界を考えた場合、第３図（ａ）に示すように、試料
台５の中心位置Ｏと端部Ｑとでは磁力線方向が同一では
ない。即ち、基板６の中心位置Ｏでは、第２図の矢印Ｈ
７のように基板６に垂直になるような磁界が形成され、
一方、基板６の端部Ｑては、第２図の矢印Ｈ２のように
基板６に斜めになるような磁界が形成されている。その
結果、放電室２から発散磁界により引き出された電子、
イオンは形成された磁力線に沿って基板に入射する。
ＣＲ条件を得るための前記磁気コイル３による磁界は、
放電室２内でＥＣＲ条件を満たすだけでなく、試料室１
内に有用な発散磁界を形成する。しかし、試料台５上で
の磁界を考えた場合、第３図（ａ）に示すように、試料
台５の中心位置Ｏと端部Ｑとでは磁力線方向が同一では
ない。即ち、基板６の中心位置Ｏでは、第２図の矢印Ｈ
７のように基板６に垂直になるような磁界が形成され、
一方、基板６の端部Ｑては、第２図の矢印Ｈ２のように
基板６に斜めになるような磁界が形成されている。その
結果、放電室２から発散磁界により引き出された電子、
イオンは形成された磁力線に沿って基板に入射する。
このときのエツチング断面形状を示したのが第３図（１
））、（Ｃ）である。ここで符号１７はフォトレジスト
等のマスク材であり、１８はポリシリコン等の被エツチ
ング物質である。第３図（ｂ）は基板６の中心位置０の
エツチング断面形状を示しており、垂直になっている。
））、（Ｃ）である。ここで符号１７はフォトレジスト
等のマスク材であり、１８はポリシリコン等の被エツチ
ング物質である。第３図（ｂ）は基板６の中心位置０の
エツチング断面形状を示しており、垂直になっている。
また、第３図（Ｃ）は、基板６の端部Ｑでのエツチング
断面形状を示しており、斜めにエツチングされているた
め実用上使用できなくなる。
断面形状を示しており、斜めにエツチングされているた
め実用上使用できなくなる。
このような現象は基板面積が大きくなるにつれて顕著と
なり、基板面積に対して使用できる部分が中心部分に限
られてしまうという問題がある。
なり、基板面積に対して使用できる部分が中心部分に限
られてしまうという問題がある。
また、１つの放電室２に対して１つの試料台５しか持っ
ておらず、複数個の基板を一度に処理するためには、放
電室２のキャビティの径やＥＣＲ条件を得るための磁気
コイル３を大きくしなければならず、装置の大型化につ
ながるともに高価になるという問題があった。
ておらず、複数個の基板を一度に処理するためには、放
電室２のキャビティの径やＥＣＲ条件を得るための磁気
コイル３を大きくしなければならず、装置の大型化につ
ながるともに高価になるという問題があった。
（本発明の目的）
本発明の目的は、基板へ入射する電子、イオンなどの荷
電粒子の方向を制御して基板表面を均一に処理できるよ
うにしたマイクロ波プラズマ処理装置の提供にある。
電粒子の方向を制御して基板表面を均一に処理できるよ
うにしたマイクロ波プラズマ処理装置の提供にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記目的を達成するために次のように構成さ
れている。すなわち、マイクロ波発生手段と、磁場発生
手段と、放電室とから成るプラズマ発生手段と、処理す
る基板を設置した試料室とを備え、前記マイクロ波発生
手段からマイクロ波をプラズマ発生室に導入する一方、
磁場発生手段により磁場を印加することによってマイク
ロ波による電場と磁場との相互作用により放電室内にお
いて電子サイクロトロン共鳴を起こさせ高密度プラズマ
を生成し、この生成したプラズマを発散磁界によって試
料室に引出し、該プラズマを用いて前記試料室内に設け
た試料台に載置した基板の表面を処理するマイクロ波プ
ラズマ処理装置において、前記発散磁界に係る磁力線が
基板表面に対して垂直方向を向くように、前記試料台内
部に強磁性体からなる補正板を配置したことを特徴とし
ている。
れている。すなわち、マイクロ波発生手段と、磁場発生
手段と、放電室とから成るプラズマ発生手段と、処理す
る基板を設置した試料室とを備え、前記マイクロ波発生
手段からマイクロ波をプラズマ発生室に導入する一方、
磁場発生手段により磁場を印加することによってマイク
ロ波による電場と磁場との相互作用により放電室内にお
いて電子サイクロトロン共鳴を起こさせ高密度プラズマ
を生成し、この生成したプラズマを発散磁界によって試
料室に引出し、該プラズマを用いて前記試料室内に設け
た試料台に載置した基板の表面を処理するマイクロ波プ
ラズマ処理装置において、前記発散磁界に係る磁力線が
基板表面に対して垂直方向を向くように、前記試料台内
部に強磁性体からなる補正板を配置したことを特徴とし
ている。
（作用）
上記のように構成することによって、放電室２の周囲に
設けられた磁気コイル３により形成される発散磁界の磁
力線の方向を、試料台５内部に設けた強磁性体からなる
補正板３１によって試料６表面での中心位置０と端部Ｑ
で基板６表面のほぼ前面に対して共に垂直方向に制御さ
れこれによフて放電室２において生成され発散磁界７の
勾配により試料室ｌ内に取り出されるプラズマは、この
磁力線に沿って基板６．６′表面に垂直に入射する。
設けられた磁気コイル３により形成される発散磁界の磁
力線の方向を、試料台５内部に設けた強磁性体からなる
補正板３１によって試料６表面での中心位置０と端部Ｑ
で基板６表面のほぼ前面に対して共に垂直方向に制御さ
れこれによフて放電室２において生成され発散磁界７の
勾配により試料室ｌ内に取り出されるプラズマは、この
磁力線に沿って基板６．６′表面に垂直に入射する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお
、マイクロ波の電場と磁場との相互作用により電子サイ
クロトロン共鳴を起こしプラズマを生成する過程につい
ては従来と同様であるので１、これについての説明は省
略するとと←に、従来技術と同一の構成部材については
同一符号をもって説明する。
、マイクロ波の電場と磁場との相互作用により電子サイ
クロトロン共鳴を起こしプラズマを生成する過程につい
ては従来と同様であるので１、これについての説明は省
略するとと←に、従来技術と同一の構成部材については
同一符号をもって説明する。
第１図は、本発明の１実施例を示したものである。
本実施例の装置構成上の特徴の一つは、発散磁界の勾配
によって試料室１内に取り出されたプラズマが試料室１
内に設置した試料台５上の基板表面の全面に渡って同一
方向に入射できるように制御するために、試料台５の内
部に磁力線方向を調節することができる強磁性体からな
る補正板３１を配置した点にある。
によって試料室１内に取り出されたプラズマが試料室１
内に設置した試料台５上の基板表面の全面に渡って同一
方向に入射できるように制御するために、試料台５の内
部に磁力線方向を調節することができる強磁性体からな
る補正板３１を配置した点にある。
当該補正板３１は、ポールピースの役目を果たし、形成
された発散磁界に係る磁力線は、補正板３１方向に向っ
て形成されるので、基板表面に対して広範囲に渡って垂
直方向になり、したがって磁力線に沿って基板に入射す
るプラズマ中の荷電粒子は基板６に対して垂直に入射す
るようになる。
された発散磁界に係る磁力線は、補正板３１方向に向っ
て形成されるので、基板表面に対して広範囲に渡って垂
直方向になり、したがって磁力線に沿って基板に入射す
るプラズマ中の荷電粒子は基板６に対して垂直に入射す
るようになる。
実験によれば従来のマイクロ波プラズマ処理装置では、
基板表面の全面に対し、エツチング形状において実用上
問題なく使用できる部分は、基板の中心部分５０％程度
であったが、本構成によれば、基板表面の全面に渡って
エツチング形状は均一となり、実用上使用できる部分は
ほぼ全面にまで拡大することが分かった。
基板表面の全面に対し、エツチング形状において実用上
問題なく使用できる部分は、基板の中心部分５０％程度
であったが、本構成によれば、基板表面の全面に渡って
エツチング形状は均一となり、実用上使用できる部分は
ほぼ全面にまで拡大することが分かった。
上記実施例においてはエツチングを主体に説明したが、
基板表面のエツチング処理に限定されるものではなく、
電子サイクロトロン共鳴により生成されたプラズマを利
用するものであれば、半導体デバイスの製造等において
、基板表面への薄膜形成、表面改質等の製造プロセスお
いても本発明を適用することができる。
基板表面のエツチング処理に限定されるものではなく、
電子サイクロトロン共鳴により生成されたプラズマを利
用するものであれば、半導体デバイスの製造等において
、基板表面への薄膜形成、表面改質等の製造プロセスお
いても本発明を適用することができる。
（発明の効果）
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置によれば、基板へ
入射する荷電粒子の方向を垂直に制御することができる
ため、基板表面のほぼ全面に渡って均一な処理を行うこ
とができる。きる。
入射する荷電粒子の方向を垂直に制御することができる
ため、基板表面のほぼ全面に渡って均一な処理を行うこ
とができる。きる。
第１図は本発明の実施例を示したマイクロ波プラズマ処
理装置の概略図、第２図は従来のマイクロ波プラズマ処
理装置の概略図、第３図（ａ）は処理される基板の表面
図、第３図（ｂ）及び（Ｃ）はエツチング形状を示した
部分断面図である。 １・・・試料室、２・・・放電室、３・・・磁気コイル
、５・・・試料台、６・・・基板、７、発散磁界、８・
・・導波管、１４・・・プラズマ発生手段、３１・・・
補正板。 Ａ −ｐ： Ｓ７ Ｂ −Ｂ’
理装置の概略図、第２図は従来のマイクロ波プラズマ処
理装置の概略図、第３図（ａ）は処理される基板の表面
図、第３図（ｂ）及び（Ｃ）はエツチング形状を示した
部分断面図である。 １・・・試料室、２・・・放電室、３・・・磁気コイル
、５・・・試料台、６・・・基板、７、発散磁界、８・
・・導波管、１４・・・プラズマ発生手段、３１・・・
補正板。 Ａ −ｐ： Ｓ７ Ｂ −Ｂ’
Claims (1)
- マイクロ波発生手段と、磁場発生手段と、放電室とか
ら成るプラズマ発生手段と、処理する基板を設置した試
料室とを備え、前記マイクロ波発生手段からマイクロ波
を放電室に導入する一方、磁場発生手段により磁場を印
加することによってマイクロ波による電場と磁場との相
互作用により放電室内において電子サイクロトロン共鳴
を起こさせ高密度プラズマを生成し、この生成したプラ
ズマを発散磁界によって試料室に引出し、該プラズマを
用いて前記試料室内に設けた試料台に載置した基板の表
面を処理するマイクロ波プラズマ処理装置において、前
記発散磁界に係る磁力線が基板表面に対して垂直方向を
向くように、前記試料台内部に強磁性体からなる補正板
を配置した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 |
|---|---|---|---|
| JP62264536A JPH01107539A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264536A JPH01107539A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107539A true JPH01107539A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17404627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62264536A Pending JPH01107539A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107539A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5213658A (en) * | 1990-10-26 | 1993-05-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing method |
| US5228940A (en) * | 1990-10-03 | 1993-07-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Fine pattern forming apparatus |
| US5246532A (en) * | 1990-10-26 | 1993-09-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264536A patent/JPH01107539A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5228940A (en) * | 1990-10-03 | 1993-07-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Fine pattern forming apparatus |
| US5292401A (en) * | 1990-10-03 | 1994-03-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of forming a fine pattern |
| US5213658A (en) * | 1990-10-26 | 1993-05-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing method |
| US5246532A (en) * | 1990-10-26 | 1993-09-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus |
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