JPH0160913B2 - - Google Patents
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- JPH0160913B2 JPH0160913B2 JP58046638A JP4663883A JPH0160913B2 JP H0160913 B2 JPH0160913 B2 JP H0160913B2 JP 58046638 A JP58046638 A JP 58046638A JP 4663883 A JP4663883 A JP 4663883A JP H0160913 B2 JPH0160913 B2 JP H0160913B2
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- JP
- Japan
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- plasma
- pulse
- microwave
- magnetron
- film
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はマイクロ波によりプラズマを発生させ
て試料を処理するマイクロ波処理方法及びマイク
ロ波処理装置の改良に関するものである。
て試料を処理するマイクロ波処理方法及びマイク
ロ波処理装置の改良に関するものである。
(b) 技術の背景
一例としてIC，LSI等の半導体装置の形成の
際、一般にシリコン（Si）基板上に二酸化シリコ
ン（SiO2）膜を形成し、該SiO2膜を所定のパタ
ーンに窓開きして、該窓開きした開孔部分へ半導
体素子形成用不純物原子を導入して半導体装置を
形成する方法が採られている。
際、一般にシリコン（Si）基板上に二酸化シリコ
ン（SiO2）膜を形成し、該SiO2膜を所定のパタ
ーンに窓開きして、該窓開きした開孔部分へ半導
体素子形成用不純物原子を導入して半導体装置を
形成する方法が採られている。
ところでこのようなSiO2膜を所定パターンに
エツチングして開孔部を形成する際、該SiO2膜
上にレジスト膜を塗布し、該レジスト膜をホトリ
ソグラフイ法で所定のパターンに形成した後、該
パターニングせるレジスト膜をマスクとして四弗
化炭素（CF4）ガスと酸素（O2）ガスとの混合ガ
スプラズマ等によるドライエツチング法を用い
る。
エツチングして開孔部を形成する際、該SiO2膜
上にレジスト膜を塗布し、該レジスト膜をホトリ
ソグラフイ法で所定のパターンに形成した後、該
パターニングせるレジスト膜をマスクとして四弗
化炭素（CF4）ガスと酸素（O2）ガスとの混合ガ
スプラズマ等によるドライエツチング法を用い
る。
このようなドライエツチング法として、最近前
記エツチングすべきSiO2膜を形成したSi基板を
反応室内へ導入し、該反応室内を排気した後、該
室内へCF4ガスとO2ガスの反応ガスを導入し、該
反応ガスにマイクロ波を照射して反応ガスのマイ
クロ波プラズマを形成し、このマイクロ波プラズ
マによつて基板上のSiO2膜を所定のパターンに
形成する方法が採られるようになつている。
記エツチングすべきSiO2膜を形成したSi基板を
反応室内へ導入し、該反応室内を排気した後、該
室内へCF4ガスとO2ガスの反応ガスを導入し、該
反応ガスにマイクロ波を照射して反応ガスのマイ
クロ波プラズマを形成し、このマイクロ波プラズ
マによつて基板上のSiO2膜を所定のパターンに
形成する方法が採られるようになつている。
このようなマイクロ波プラズマによるエツチン
グは、反応ガスを高周波電力で励起するプラズマ
エツチング法に比べて生成されるプラズマ粒子の
密度が高い、又複雑なインピーダンス整合回路も
不要なため装置が簡単で、しかもプラズマエツチ
ングにおけるより基板にエツチングガスのイオン
ラジカル等の衝突の度合が緩やかになり基板表面
を損傷する度合が少ないので最近この方法が注目
されている。
グは、反応ガスを高周波電力で励起するプラズマ
エツチング法に比べて生成されるプラズマ粒子の
密度が高い、又複雑なインピーダンス整合回路も
不要なため装置が簡単で、しかもプラズマエツチ
ングにおけるより基板にエツチングガスのイオン
ラジカル等の衝突の度合が緩やかになり基板表面
を損傷する度合が少ないので最近この方法が注目
されている。
更にその例としてマイクロ波プラズマによるド
ライエツチング技術は、ポリシリコンのエツチン
グやホトレジスト膜のアツシングにも応用されて
いる。
ライエツチング技術は、ポリシリコンのエツチン
グやホトレジスト膜のアツシングにも応用されて
いる。
(c) 従来技術と問題点
ところで従来このようなマイクロ波プラズマを
形成するためのマイクロ波発生方法としては、第
１図に示すように100〜200Vの交流電圧を電源ト
ランス１によつて４〜5kVの高圧にし、それを更
に整流回路２を用いて両波整流となし、この高圧
の両波整流された電流をマグネトロンへ入力し
て、第２図に示すようなマグネトロンの陽極電流
の出力波形を得ていた。
形成するためのマイクロ波発生方法としては、第
１図に示すように100〜200Vの交流電圧を電源ト
ランス１によつて４〜5kVの高圧にし、それを更
に整流回路２を用いて両波整流となし、この高圧
の両波整流された電流をマグネトロンへ入力し
て、第２図に示すようなマグネトロンの陽極電流
の出力波形を得ていた。
ここで第２図の縦軸はマグネトロンの出力の陽
極電流を示し、横軸はマグネトロンの駆動時間を
示す。
極電流を示し、横軸はマグネトロンの駆動時間を
示す。
図示するように従来の方法を用いてマグネトロ
ンを動作させると出力の陽極電流値がマグネトロ
ンの作動時間と共に急激に上昇し、更にその後、
作動時間と共に急激に降下し、定常状態の箇所が
存在しない。
ンを動作させると出力の陽極電流値がマグネトロ
ンの作動時間と共に急激に上昇し、更にその後、
作動時間と共に急激に降下し、定常状態の箇所が
存在しない。
又、出力の陽極電流が作動時間に対して、交流
電源の２倍のサイクルで間欠的になり、出力の陽
極電流値が零となる停止時間ｔが存在する。
電源の２倍のサイクルで間欠的になり、出力の陽
極電流値が零となる停止時間ｔが存在する。
このような従来のマグネトロンの作動方法で
は、該マグネトロンの出力マイクロ波を前述の反
応ガスに照射して反応ガスのマイクロ波プラズマ
を形成し、このマイクロ波プラズマを利用して
SiO2膜を除去する際、SiO2膜のエツチング除去
に要する時間が長く掛り過ぎる欠点が生じる。
は、該マグネトロンの出力マイクロ波を前述の反
応ガスに照射して反応ガスのマイクロ波プラズマ
を形成し、このマイクロ波プラズマを利用して
SiO2膜を除去する際、SiO2膜のエツチング除去
に要する時間が長く掛り過ぎる欠点が生じる。
又前述の駆動方法では交流電源周波数の２倍の
脈流でマグネトロンを駆動しているためマグネト
ロンの陽極、陰極に対する電子衝撃回数が多くマ
グネトロンの劣化が早いといつた欠点を生じる。
脈流でマグネトロンを駆動しているためマグネト
ロンの陽極、陰極に対する電子衝撃回数が多くマ
グネトロンの劣化が早いといつた欠点を生じる。
(d) 発明の目的
本発明は上述した欠点を除去しマグネトロンの
出力の陽極電流波形を一定な形或いはパルス状波
形となし、マイクロ波プラズマを用いたSiO2膜
のエツチング処理に要する時間を短縮し、マグネ
トロンの寿命を長寿命とするような新規なマイク
ロ波処理方法、及びマイクロ波処理装置の提供を
目的とするものである。
出力の陽極電流波形を一定な形或いはパルス状波
形となし、マイクロ波プラズマを用いたSiO2膜
のエツチング処理に要する時間を短縮し、マグネ
トロンの寿命を長寿命とするような新規なマイク
ロ波処理方法、及びマイクロ波処理装置の提供を
目的とするものである。
(e) 発明の構成
かかる目的を達成するために、マイクロ波を照
射してプラズマを発生し、そのプラズマにて試料
処理を行う本発明のマイクロ波処理方法は、マイ
クロ波出力波形を、パルス幅、パルス高及びパル
ス発生間隔の内、少なくともパルス高を変化させ
た断続する矩形パルス状として、プラズマ粒子の
状態を制御し、該プラズマ粒子によつて試料処理
を行うことを特徴とする方法である。
射してプラズマを発生し、そのプラズマにて試料
処理を行う本発明のマイクロ波処理方法は、マイ
クロ波出力波形を、パルス幅、パルス高及びパル
ス発生間隔の内、少なくともパルス高を変化させ
た断続する矩形パルス状として、プラズマ粒子の
状態を制御し、該プラズマ粒子によつて試料処理
を行うことを特徴とする方法である。
更には、マイクロ波発生手段と、マイクロ波出
力波形を、パルス幅、パルス高及びパルス発生間
隔の内、少なくともパルス高を変化させた断続す
る矩形パルス状とする出力波形制御手段とを有す
ることを特徴とするマイクロ波処理装置である。
力波形を、パルス幅、パルス高及びパルス発生間
隔の内、少なくともパルス高を変化させた断続す
る矩形パルス状とする出力波形制御手段とを有す
ることを特徴とするマイクロ波処理装置である。
(f) 発明の実施例
以下図面を用いながら本発明の実施例につき詳
細に説明する。
細に説明する。
第３図は本実施例を用いた場合の適用例を示す
装置の概略図、第４図は本発明のマイクロ波の発
生方法に用いるマグネトロンの駆動回路のブロツ
ク図であり、第５図は本実施例の方法によるマグ
ネトロンの出力波形と作動時間の一例の関連図
で、第６図は同じく他の例の関連図であり、第７
図は本実施例を用いた他の適用例を示す装置の概
略図である。
装置の概略図、第４図は本発明のマイクロ波の発
生方法に用いるマグネトロンの駆動回路のブロツ
ク図であり、第５図は本実施例の方法によるマグ
ネトロンの出力波形と作動時間の一例の関連図
で、第６図は同じく他の例の関連図であり、第７
図は本実施例を用いた他の適用例を示す装置の概
略図である。
本実施例を用いた場合の適用例は、マイクロ波
を用いてCF4ガスとO2ガスの反応ガスのマイクロ
波プラズマを形成して、Si基板上のSiO2膜を所
定のパターンにエツチングする、プラズマエツチ
ング装置であり、装置構成の概略図は第３図に示
す如くである。
を用いてCF4ガスとO2ガスの反応ガスのマイクロ
波プラズマを形成して、Si基板上のSiO2膜を所
定のパターンにエツチングする、プラズマエツチ
ング装置であり、装置構成の概略図は第３図に示
す如くである。
図示するようにSi基板設置台２１上には、
SiO2膜及びパターニングされたレジスト膜を有
するSi基板２２が設置されており、該基板設置台
２１は可動するベルト２３の上に設置され、基板
設置台２１の挿入ラツク２４より順次取り出せる
ようになつている。
SiO2膜及びパターニングされたレジスト膜を有
するSi基板２２が設置されており、該基板設置台
２１は可動するベルト２３の上に設置され、基板
設置台２１の挿入ラツク２４より順次取り出せる
ようになつている。
前記基板設置台２１上の基板２２は減圧室２
５，２６，２７間の開閉蓋２８，２９を開閉して
移動するようになつており、減圧室２６へ基板設
置台２１が到着すると該基板設置台２１はマイク
ロ波プラズマ処理室３０内へ移行するようになつ
ている。
５，２６，２７間の開閉蓋２８，２９を開閉して
移動するようになつており、減圧室２６へ基板設
置台２１が到着すると該基板設置台２１はマイク
ロ波プラズマ処理室３０内へ移行するようになつ
ている。
そして該マイクロ波プラズマ処理室３０内は
10-2Torr以上の真空度に排気されており、該室
内へはガス導入管３１より反応ガスが導入され、
マグネトロン３２よりマイクロ波が照射され、該
マイクロ波が導波管３３を介してプラズマ処理室
３０へ導入され、前記導入されている反応ガスを
マイクロ波プラズマ化する。
10-2Torr以上の真空度に排気されており、該室
内へはガス導入管３１より反応ガスが導入され、
マグネトロン３２よりマイクロ波が照射され、該
マイクロ波が導波管３３を介してプラズマ処理室
３０へ導入され、前記導入されている反応ガスを
マイクロ波プラズマ化する。
ここで後述の方法でマグネトロン３２を作動さ
せマイクロ波を照射することでSi基板２２上の
SiO2膜をエツチングすれば、エツチング時間が
短縮化出来るメリツトがあり、且つマグネトロン
３２の長命化が図れる。
せマイクロ波を照射することでSi基板２２上の
SiO2膜をエツチングすれば、エツチング時間が
短縮化出来るメリツトがあり、且つマグネトロン
３２の長命化が図れる。
本実施例のマイクロ波の処理方法に用いるマグ
ネトロン３２の駆動回路は、第４図に示すように
200Vの交流電圧を高圧の直流電源４１を用いて
４〜7kVの高圧の直流となし、このようにして得
られた高圧の直流を高圧パルス発生回路４２を用
いて高圧の直流パルスとする。
ネトロン３２の駆動回路は、第４図に示すように
200Vの交流電圧を高圧の直流電源４１を用いて
４〜7kVの高圧の直流となし、このようにして得
られた高圧の直流を高圧パルス発生回路４２を用
いて高圧の直流パルスとする。
一方該高圧パルス発生回路４２を構成する四極
管のグリツド回路へパルス幅１〜10msで繰り返
しパルスを10〜500パルス／ｓとし、−20〜−
140Vの電圧のグリツドバイアスをパルス発生器
４３により印加し、出力電流値を所望の値に変化
させ、且つ所定の時間単位で出力電流値を所望の
パルス状態の形にしてオン・オフさせマグネトロ
ンに入力する。
管のグリツド回路へパルス幅１〜10msで繰り返
しパルスを10〜500パルス／ｓとし、−20〜−
140Vの電圧のグリツドバイアスをパルス発生器
４３により印加し、出力電流値を所望の値に変化
させ、且つ所定の時間単位で出力電流値を所望の
パルス状態の形にしてオン・オフさせマグネトロ
ンに入力する。
このようにしたマグネトロン３２の出力電流値
は一例として第５図、又、他の例として第６図に
示す如くで、パルス高を変化させながら、パルス
幅及びパルス発生間隔を所定値に設定、或いは時
間経過と共に変動するように設定して制御するす
ることで、マグネトロンより出力されるマイクロ
波の発生を精密、且つ自由に制御することが出来
る。
は一例として第５図、又、他の例として第６図に
示す如くで、パルス高を変化させながら、パルス
幅及びパルス発生間隔を所定値に設定、或いは時
間経過と共に変動するように設定して制御するす
ることで、マグネトロンより出力されるマイクロ
波の発生を精密、且つ自由に制御することが出来
る。
第５図はパルス高を時間経過で変動させた場合
であり、第６図は時間経過と共にパルス高、パル
ス幅及びパルス発生間隔の凡てを変動させた場合
を示しており、かような高精度、且つ自由に出力
の調整をして、プラズマエツチングを行う必要が
ある。
であり、第６図は時間経過と共にパルス高、パル
ス幅及びパルス発生間隔の凡てを変動させた場合
を示しており、かような高精度、且つ自由に出力
の調整をして、プラズマエツチングを行う必要が
ある。
次に、本実施例を用いた他の適用例のプラズマ
エツチング装置として第７図の概略図を用いて説
明する。
エツチング装置として第７図の概略図を用いて説
明する。
第７図に示す石英容器の反応室５１内の基板設
置台５２上にはホトレジスト膜を塗布したSi基板
５３が設置されており、該反応室５１内は
10-2Torr以上の真空度に排気されている。そし
て該反応室５１にはマグネトロン５４より、上述
の如く本発明の適用例で発生したマイクロ波が照
射され、このマイクロ波によつて基板５３上のレ
ジスト膜が所定の温度でベーキングされる。
置台５２上にはホトレジスト膜を塗布したSi基板
５３が設置されており、該反応室５１内は
10-2Torr以上の真空度に排気されている。そし
て該反応室５１にはマグネトロン５４より、上述
の如く本発明の適用例で発生したマイクロ波が照
射され、このマイクロ波によつて基板５３上のレ
ジスト膜が所定の温度でベーキングされる。
ここで上述した方法でマグネトロン５４を動作
させると出力電流値は容易に制御出来るので、基
板５３を徐々に任意の温度勾配で加熱することが
出来、レジスト膜を溶解している溶剤が十分徐々
に排出された状態でベーキング出来、レジスト膜
中の溶剤が急激に蒸発することでレジスト膜が変
質する現象を避けることが出来る。
させると出力電流値は容易に制御出来るので、基
板５３を徐々に任意の温度勾配で加熱することが
出来、レジスト膜を溶解している溶剤が十分徐々
に排出された状態でベーキング出来、レジスト膜
中の溶剤が急激に蒸発することでレジスト膜が変
質する現象を避けることが出来る。
その後レジスト膜が十分ベーキングできた段階
で該レジスト膜を露光現像後、該基板５３を再び
反応室５１へ導入し、該反応室５１内を排気後ガ
ス導入管５５よりCF4ガスを導入してSiO2膜を所
定パターンにエツチング除去する。
で該レジスト膜を露光現像後、該基板５３を再び
反応室５１へ導入し、該反応室５１内を排気後ガ
ス導入管５５よりCF4ガスを導入してSiO2膜を所
定パターンにエツチング除去する。
このようにすればSiO2膜が精度良くパターニ
ングできる利点を生じる。
ングできる利点を生じる。
(g) 発明の効果
以上述べたように、本発明の方法を用いてマイ
クロ波を発生させ、該発生したマイクロ波を用い
てSiO2膜等の被膜をプラズマエツチングすれば、
エツチング時間が短縮され、且つマグネトロンの
長寿命化が図れる。
クロ波を発生させ、該発生したマイクロ波を用い
てSiO2膜等の被膜をプラズマエツチングすれば、
エツチング時間が短縮され、且つマグネトロンの
長寿命化が図れる。
又本発明の方法で発生したマイクロ波を用いて
レジスト膜をベーキングすれば、レジスト膜が変
質しない状態でベーキング出来、従つて、その後
正確なSiO2パターンが得られる利点を生じる。
レジスト膜をベーキングすれば、レジスト膜が変
質しない状態でベーキング出来、従つて、その後
正確なSiO2パターンが得られる利点を生じる。
第１図は従来のマイクロ波発生方法に用いる回
路図、第２図は従来のマイクロ波発生方法による
出力波形、第３図は本実施例を用いた場合の適用
例を示す装置の概略図、第４図は本実施例のマイ
クロ波の発生方法に用いるマグネトロンの駆動回
路のブロツク図であり、第５図は本実施例の方法
によるマグネトロンの出力波形と作動時間の一例
の関連図で、第６図は同じく他の例の関連図であ
り、第７図は本実施例を用いた他の適用例を示す
装置の概略図である。 図において１はトランス、２は整流器、２１，
５２は基板設置台、２２，５３は基板、２３はベ
ルト、２５〜２７は減圧室、２８，２９は開閉
蓋、３０はプラズマ処理室、３１，５５はガス導
入管、３２，５４はマグネトロン、３３は導波
管、４１は直流電源、４２は高圧パルス発生回
路、４３はパルス発生器、５１は反応室を示す。
路図、第２図は従来のマイクロ波発生方法による
出力波形、第３図は本実施例を用いた場合の適用
例を示す装置の概略図、第４図は本実施例のマイ
クロ波の発生方法に用いるマグネトロンの駆動回
路のブロツク図であり、第５図は本実施例の方法
によるマグネトロンの出力波形と作動時間の一例
の関連図で、第６図は同じく他の例の関連図であ
り、第７図は本実施例を用いた他の適用例を示す
装置の概略図である。 図において１はトランス、２は整流器、２１，
５２は基板設置台、２２，５３は基板、２３はベ
ルト、２５〜２７は減圧室、２８，２９は開閉
蓋、３０はプラズマ処理室、３１，５５はガス導
入管、３２，５４はマグネトロン、３３は導波
管、４１は直流電源、４２は高圧パルス発生回
路、４３はパルス発生器、５１は反応室を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波を照射してプラズマを発生し、該
プラズマにて試料処理を行うマイクロ波処理方法
であつて、 マイクロ波出力波形を、パルス幅、パルス高及
びパルス発生間隔の内、少なくともパルス高を変
化させた断続する矩形パルス状として、 プラズマ粒子の状態を制御し、該プラズマ粒子
によつて試料処理を行うことを特徴とするマイク
ロ波処理方法。 ２ マイクロ波を照射してプラズマを発生し、該
プラズマにて試料処理を行うマイクロ波処理装置
であつて、 マイクロ波出力波形を、パルス幅、パルス高及
びパルス発生間隔の内、少なくともパルス高を変
化させた断続する矩形パルス状とする出力波形制
御手段とを有することを特徴とするマイクロ波処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4663883A JPS59171491A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | マイクロ波処理方法及び処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4663883A JPS59171491A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | マイクロ波処理方法及び処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59171491A JPS59171491A (ja) | 1984-09-27 |
| JPH0160913B2 true JPH0160913B2 (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=12752843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4663883A Granted JPS59171491A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | マイクロ波処理方法及び処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59171491A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8431422D0 (en) * | 1984-12-13 | 1985-01-23 | Standard Telephones Cables Ltd | Plasma reactor vessel |
| JPH0695500B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1994-11-24 | 富士通株式会社 | マイクロ波プラズマ処理方法と装置 |
| JPH0789517B2 (ja) * | 1985-09-19 | 1995-09-27 | 松下電器産業株式会社 | マグネトロン用インバ−タ電源の高周波出力制御方法 |
| JP2598274B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1997-04-09 | 三菱電機株式会社 | プラズマ応用装置 |
| JP2792558B2 (ja) * | 1987-12-07 | 1998-09-03 | 株式会社日立製作所 | 表面処理装置および表面処理方法 |
| JPH01214122A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-28 | Tel Sagami Ltd | プラズマ処理方法 |
| JP2687966B2 (ja) * | 1990-08-20 | 1997-12-08 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007126749A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Applied Films Corp | 新しい膜特性を達成するためのｐｅｃｖｄ放電源の電力及び電力関連ファンクションの変調のためのシステム及び方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53107765A (en) * | 1977-03-02 | 1978-09-20 | Sharp Corp | Output control device of microwave oven |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4663883A patent/JPS59171491A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59171491A (ja) | 1984-09-27 |
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