JPH02168540A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH02168540A JPH02168540A JP32252988A JP32252988A JPH02168540A JP H02168540 A JPH02168540 A JP H02168540A JP 32252988 A JP32252988 A JP 32252988A JP 32252988 A JP32252988 A JP 32252988A JP H02168540 A JPH02168540 A JP H02168540A
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- Japan
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- plasma processing
- chamber
- magnetic field
- field
- coils
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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〕
この発明は、プラズマを利用して半導体ウェハ等の試料
にエツチング、ケミカル・ベーパー・デポジション（略
してＣＶＤ）、クリーニング等を行うプラズマ処理装置
に関するものである。
にエツチング、ケミカル・ベーパー・デポジション（略
してＣＶＤ）、クリーニング等を行うプラズマ処理装置
に関するものである。
第２図（ａｌは、従来のプラズマ処理装置を示す断面側
面図である。図において、１は処理室、２はこの処理室
ｌ内に設けられた真空引き口、３は処理室ｌ内にガスを
導入する為のガス導入口、４はマイクロ波発振器、５は
このマイクロ波発振器４で発生させたマイクロ波をチャ
ンバー内へ伝える為の導波管、６はその導波管５の先端
に当たる開口部、７は処理室ｌの上部にあるチャンバー
８と処理室１をシールする為の０リング、８はチャンバ
ー、９はチャンバー８の外周に同心状に設置されたコイ
ル、１０は処理されるべき試料、１１は試料１０を配置
するための下部電極（単一電極）である。又、第２図（
ｂ）は、第２図（ａ）において導波管、マイクロ波発振
器などを除いたプラズマ処理装置の平面図である。
面図である。図において、１は処理室、２はこの処理室
ｌ内に設けられた真空引き口、３は処理室ｌ内にガスを
導入する為のガス導入口、４はマイクロ波発振器、５は
このマイクロ波発振器４で発生させたマイクロ波をチャ
ンバー内へ伝える為の導波管、６はその導波管５の先端
に当たる開口部、７は処理室ｌの上部にあるチャンバー
８と処理室１をシールする為の０リング、８はチャンバ
ー、９はチャンバー８の外周に同心状に設置されたコイ
ル、１０は処理されるべき試料、１１は試料１０を配置
するための下部電極（単一電極）である。又、第２図（
ｂ）は、第２図（ａ）において導波管、マイクロ波発振
器などを除いたプラズマ処理装置の平面図である。
次に動作について説明する。処理室ｌ内のガスを真空引
き口２より排気し、所望の真空度に達した時点で、ガス
導入口３より所定のガスを導入し、その後マイクロ波発
振器４により発生させたマイクロ波電力を導波管５を用
いて、導波管の開口部６へ導くことにより、処理室１の
上部にＯリング７を介して存在する絶縁物のチャンバー
ク８内にプラズマを発生させる。（なおマイクロ波は、
絶縁物は透過する。）その時、マイクロ波と同時に、コ
イル９にて形成されている電磁石により発生させ半導体
ウェハなどの試料１ｏに垂直な磁場（磁界）Ｂｌ−セン
バー８内にかけることによりマイクロ波の吸収効率が上
がり、プラズマ密度が上がる。最も吸収効率が上がるの
が、エレクトロ・スピン・レゾナンス状態（ＥＣＲ条件
という）に近くなったときで、磁場Ｂの磁界強度が８７
５Ｇａｕｓｓを若干こえた場合である。（第２５回半導
体専門講習会予稿集Ｐ１２０参照）。この効率の良いプ
ラズマにより下部電極ｌｌ上の試料１ｏは、エツチング
等のプラズマ処理がなされる。ＥＣＲポイントを満す点
の集合は、斜線１３に示すような面となる。
き口２より排気し、所望の真空度に達した時点で、ガス
導入口３より所定のガスを導入し、その後マイクロ波発
振器４により発生させたマイクロ波電力を導波管５を用
いて、導波管の開口部６へ導くことにより、処理室１の
上部にＯリング７を介して存在する絶縁物のチャンバー
ク８内にプラズマを発生させる。（なおマイクロ波は、
絶縁物は透過する。）その時、マイクロ波と同時に、コ
イル９にて形成されている電磁石により発生させ半導体
ウェハなどの試料１ｏに垂直な磁場（磁界）Ｂｌ−セン
バー８内にかけることによりマイクロ波の吸収効率が上
がり、プラズマ密度が上がる。最も吸収効率が上がるの
が、エレクトロ・スピン・レゾナンス状態（ＥＣＲ条件
という）に近くなったときで、磁場Ｂの磁界強度が８７
５Ｇａｕｓｓを若干こえた場合である。（第２５回半導
体専門講習会予稿集Ｐ１２０参照）。この効率の良いプ
ラズマにより下部電極ｌｌ上の試料１ｏは、エツチング
等のプラズマ処理がなされる。ＥＣＲポイントを満す点
の集合は、斜線１３に示すような面となる。
従来のプラズマ処理装置は、以上のように構成されてい
るので、ＥＣＲ条件を満す点の集合が試料より遠い所に
存在するようになり、試料上のプラズマ密度が上がらな
いという問題点があった。
るので、ＥＣＲ条件を満す点の集合が試料より遠い所に
存在するようになり、試料上のプラズマ密度が上がらな
いという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、試料面上にＥＣＲ条件が来るようにし、試
料面上のプラズマを高密度に均一性良く発生させること
ができるプラズマ処理装置を得ることを目的とする。
れたもので、試料面上にＥＣＲ条件が来るようにし、試
料面上のプラズマを高密度に均一性良く発生させること
ができるプラズマ処理装置を得ることを目的とする。
この発明に係るプラズマ処理装置は、チャンバー８内に
試料１０を載置する電極（下部電極１１）と、試料ｌＯ
の上面に平行な回転磁場を発生させる回転磁場発生手段
４０と、チャンバー８内に導くマイクロ波を発生するマ
イクロ波発振器４とを備え、上記回転磁場の磁場面に垂
直な方向に、上記マイクロ波を導くことにより試料１０
をプラズマ処理することを特徴とするものである。
試料１０を載置する電極（下部電極１１）と、試料ｌＯ
の上面に平行な回転磁場を発生させる回転磁場発生手段
４０と、チャンバー８内に導くマイクロ波を発生するマ
イクロ波発振器４とを備え、上記回転磁場の磁場面に垂
直な方向に、上記マイクロ波を導くことにより試料１０
をプラズマ処理することを特徴とするものである。
このプラズマ処理装置では、電極（下部電極１１）上の
試料１０に平行な回転磁場が回転磁場発生手段４０によ
り発生され、その磁場面に垂直な進行方向をとったマイ
クロ波がチャンバー８内に導かれ、試料ＩＯはプラズマ
処理される。
試料１０に平行な回転磁場が回転磁場発生手段４０によ
り発生され、その磁場面に垂直な進行方向をとったマイ
クロ波がチャンバー８内に導かれ、試料ＩＯはプラズマ
処理される。
第１図（ａ）はこの発明の一実施例に係るプラズマ処理
装置の断面側面図である。第１図（ａ）において、第２
図（ａ）に示す構成要素に対応するものには同一の符号
を付し、その説明を省略する。第１図ｆａｔにおいて、
９ａ、９ｂは磁場Ｂ、を発生させる一対のコイルである
。コイル９ａとコイル９ｂとはチャンバー８を挟んで平
行に配置されている。第１図（ａ）には表記していない
が、これはプラズマ処理装置（導波管、マイクロ波発振
器などを除く）の平面図である第１１山）中に示す。第
１図（ｂ）において、１２ａ、１２ｂは磁場ＢＩ２を発
生させる一対のコイルであり、コイル１２ａとコイル１
２ｂとはチャンバー８を挟んで平行に配置されている。
装置の断面側面図である。第１図（ａ）において、第２
図（ａ）に示す構成要素に対応するものには同一の符号
を付し、その説明を省略する。第１図ｆａｔにおいて、
９ａ、９ｂは磁場Ｂ、を発生させる一対のコイルである
。コイル９ａとコイル９ｂとはチャンバー８を挟んで平
行に配置されている。第１図（ａ）には表記していない
が、これはプラズマ処理装置（導波管、マイクロ波発振
器などを除く）の平面図である第１１山）中に示す。第
１図（ｂ）において、１２ａ、１２ｂは磁場ＢＩ２を発
生させる一対のコイルであり、コイル１２ａとコイル１
２ｂとはチャンバー８を挟んで平行に配置されている。
コイル１２ａ、１２ｂは、コイ／Ｌｚ９ａ、９ｂに対し
て直角に配置されている。これ等コイル９ａ。
て直角に配置されている。これ等コイル９ａ。
９ｂ、１２ａ、１２ｂによって回転磁場発生手段４０が
構成される。ここで、時間をｔ、角周波数をωとし、磁
場Ｂ、と磁場Ｂ１．とを合成して形成される磁場をＢ、
とすると、 Ｂ；’ −（ｋｃｏｓωｔ、 ０） −
（１）へ Ｂ Ｉｚ＝ （０、ｋｓｉｎ ωｔ ）
、−（２）−一→ Ｂｙ −（ｋｃｏｓ ωｔ、 ｋｓｉｎ ωｔ
） −（３）となり、１Ｂｙｌ＝にで８丁の
位相はωｔとなる。
構成される。ここで、時間をｔ、角周波数をωとし、磁
場Ｂ、と磁場Ｂ１．とを合成して形成される磁場をＢ、
とすると、 Ｂ；’ −（ｋｃｏｓωｔ、 ０） −
（１）へ Ｂ Ｉｚ＝ （０、ｋｓｉｎ ωｔ ）
、−（２）−一→ Ｂｙ −（ｋｃｏｓ ωｔ、 ｋｓｉｎ ωｔ
） −（３）となり、１Ｂｙｌ＝にで８丁の
位相はωｔとなる。
つまり（１１，（２１式を満たすような強度及び方向と
なるように磁場Ｂｑ、Ｂ＋ｚを発生させると、磁場Ｂ、
は強度にで一定で、角周波数ωで定回転を行い、ここに
回転磁場が得られる。
なるように磁場Ｂｑ、Ｂ＋ｚを発生させると、磁場Ｂ、
は強度にで一定で、角周波数ωで定回転を行い、ここに
回転磁場が得られる。
次に動作について説明する。基本的動作は、従来装置の
所で説明したので省略する。第１図（ｂｌにおいて、一
対のコイル９ａ、９ｂにより磁場Ｂ。
所で説明したので省略する。第１図（ｂｌにおいて、一
対のコイル９ａ、９ｂにより磁場Ｂ。
が発生し、又一対のコイル１２ａ、１２ｂにより磁場Ｂ
１２が発生する。この２対のコイル９ａ。
１２が発生する。この２対のコイル９ａ。
９ｂと１２ａ、１２ｂとの磁場Ｂ、とＢｌ２との強度と
、それらの方向とを時間的に前述の如く変化させること
により、第１図（ｂ）の平面上を回転する回転磁場を発
生させる。チャンバー８へは、従来装置と同様にマイク
ロ波発振器４からのマイクロ波電力とガス導入口３より
ガスを導入することにより、チャンバー８内でプラズマ
を発生させる。
、それらの方向とを時間的に前述の如く変化させること
により、第１図（ｂ）の平面上を回転する回転磁場を発
生させる。チャンバー８へは、従来装置と同様にマイク
ロ波発振器４からのマイクロ波電力とガス導入口３より
ガスを導入することにより、チャンバー８内でプラズマ
を発生させる。
この時、マイクロ波は回転磁場の磁場面に垂直に進行方
向をとるよう導入され、このマイクロ波と回転磁場との
相互作用により、マイクロ波の吸収効率が上がり、プラ
ズマ密度が上がる。従来装置の項で説明したように、Ｅ
ＣＲ条件（磁場強度が３７５Ｇａｕｓｓの場合）より若
干高い磁場をかけた状態のときである。また、この時の
マイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚである。磁場が回
転することにより、プラズマ密度が空間的に均一化され
る。磁場の回転数については、我々の実験によれば０．
５Ｃ／ｓｅｃ −１０Ｃ／ｓｅｃ程度が均一なプラズマ
処理の可能な回転数であり、より高回転では、試料ＩＯ
側に渦電流が発生し、プラズマ処理特性が劣化する。
向をとるよう導入され、このマイクロ波と回転磁場との
相互作用により、マイクロ波の吸収効率が上がり、プラ
ズマ密度が上がる。従来装置の項で説明したように、Ｅ
ＣＲ条件（磁場強度が３７５Ｇａｕｓｓの場合）より若
干高い磁場をかけた状態のときである。また、この時の
マイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚである。磁場が回
転することにより、プラズマ密度が空間的に均一化され
る。磁場の回転数については、我々の実験によれば０．
５Ｃ／ｓｅｃ −１０Ｃ／ｓｅｃ程度が均一なプラズマ
処理の可能な回転数であり、より高回転では、試料ＩＯ
側に渦電流が発生し、プラズマ処理特性が劣化する。
このようにチャンバー８内で８７５Ｇａｕｓｓ以上にな
る磁場強度を有する点が存在し、かつマイクロ波の周波
数が２．４５ＧＨｚであるとき、下部電極ｌｌ上の試料
１０は最も効率よくプラズマ処理される。
る磁場強度を有する点が存在し、かつマイクロ波の周波
数が２．４５ＧＨｚであるとき、下部電極ｌｌ上の試料
１０は最も効率よくプラズマ処理される。
なお、上記実施例では一対のコイルを２組で構成する場
合を示したが回転磁場が発生できるならば３＆Ｉｌより
構成してもよい。そして、マイクロ波の導入方式として
は導波型で説明したが、一部同軸ケーブルになっている
ような型のマイクロ波給電方式であっても、マイクロ波
さえ伝われば、同様の効果を奏する。また、上記実施例
では、一般的なプラズマ処理を目的とする装置について
説明したが、具体的な目的、用途としては、プラズマエ
ツチング、ＣＶＤ、 クリーニング等の為の装置に対し
ても、本発明は上記実施例と同様の効果を奏する。さら
に上記実施例では、試料１０側の電位はグランド電位と
したが、第１図（Ｃ）に示したように、適当な高周波電
力１５をブロッキングコンデンサ１４を介して下部型ａ
ｌｌに印加すれば、いわゆるＶｄｃ（セルフバイアス電
位）が得られ、より異方性の高い処理が得られる。
合を示したが回転磁場が発生できるならば３＆Ｉｌより
構成してもよい。そして、マイクロ波の導入方式として
は導波型で説明したが、一部同軸ケーブルになっている
ような型のマイクロ波給電方式であっても、マイクロ波
さえ伝われば、同様の効果を奏する。また、上記実施例
では、一般的なプラズマ処理を目的とする装置について
説明したが、具体的な目的、用途としては、プラズマエ
ツチング、ＣＶＤ、 クリーニング等の為の装置に対し
ても、本発明は上記実施例と同様の効果を奏する。さら
に上記実施例では、試料１０側の電位はグランド電位と
したが、第１図（Ｃ）に示したように、適当な高周波電
力１５をブロッキングコンデンサ１４を介して下部型ａ
ｌｌに印加すれば、いわゆるＶｄｃ（セルフバイアス電
位）が得られ、より異方性の高い処理が得られる。
以上のように本発明によれば、試料の上面に平行な回転
磁場を発生させ、その磁場面に垂直に進行するマイクロ
波を試料の内在するチャンバーに導くように構成したの
で０、試料面上にＥＣＲ条件が来るようになり、試料面
上のプラズマを高密度に均一性良く発生させることがで
き、プラズマ処理能力が高まるという効果が得られる。
磁場を発生させ、その磁場面に垂直に進行するマイクロ
波を試料の内在するチャンバーに導くように構成したの
で０、試料面上にＥＣＲ条件が来るようになり、試料面
上のプラズマを高密度に均一性良く発生させることがで
き、プラズマ処理能力が高まるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図ｆａｔはこの発明の一実施例に係るプラズマ処理
装置を示す断面側面図、第１図（ｂ）は第１図ｆａ）に
示す導波管、マイクロ波発振器などを除いたプラズマ処
理装置の平面図、第１図（Ｃ）はこの実施例において高
周波電力を印加する例を示す図、第２図（ａｌは従来の
プラズマ処理装置を示す断面側面図、第２図（ｂ）は第
２図（ａｌに示ず導波管、マイクロ波発振器などを除い
たプラズマ処理装置の平面図である。 ４・・・マイクロ波発振器、８・・・チャンバ９ａ、９
ｂ、１２ａ、 １２ｂ・−・コイル、１０・・・試料
、１１・・・下部電極（単一電極）４０・・・回転磁場
発生手段。 第１図（ａ） 第１図（１）） 躬１ 図 （Ｃン 代理人 大 岩 増 Ｍ（ばか２名）第２図（
ａ） 第２図（ｂ） ６、Ｍ正の内容 （１）明細書第１頁第１５行目「ベーパー」とあるσを
「ペーパー」と補正する。 （２）同書第３頁第３行目乃至第４行目「発生させ）ｉ
導体」とあるのを「発生させた半導体」と補正する。 以上 書 （自り９
装置を示す断面側面図、第１図（ｂ）は第１図ｆａ）に
示す導波管、マイクロ波発振器などを除いたプラズマ処
理装置の平面図、第１図（Ｃ）はこの実施例において高
周波電力を印加する例を示す図、第２図（ａｌは従来の
プラズマ処理装置を示す断面側面図、第２図（ｂ）は第
２図（ａｌに示ず導波管、マイクロ波発振器などを除い
たプラズマ処理装置の平面図である。 ４・・・マイクロ波発振器、８・・・チャンバ９ａ、９
ｂ、１２ａ、 １２ｂ・−・コイル、１０・・・試料
、１１・・・下部電極（単一電極）４０・・・回転磁場
発生手段。 第１図（ａ） 第１図（１）） 躬１ 図 （Ｃン 代理人 大 岩 増 Ｍ（ばか２名）第２図（
ａ） 第２図（ｂ） ６、Ｍ正の内容 （１）明細書第１頁第１５行目「ベーパー」とあるσを
「ペーパー」と補正する。 （２）同書第３頁第３行目乃至第４行目「発生させ）ｉ
導体」とあるのを「発生させた半導体」と補正する。 以上 書 （自り９
Claims (1)
- チャンバー内に試料を載置する電極と、試料の上面に平
行な回転磁場を発生させる回転磁場発生手段と、上記チ
ャンバー内に導くマイクロ波を発生するマイクロ波発振
器とを備え、上記回転磁場の磁場面に垂直な方向に、上
記マイクロ波を導くことにより上記試料をプラズマ処理
することを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32252988A JPH02168540A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32252988A JPH02168540A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168540A true JPH02168540A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=18144685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32252988A Pending JPH02168540A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168540A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045855A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | Akashic Memories Corporation | Highly tetrahedral amorphous carbon films and methods for their production |
| US5858477A (en) * | 1996-12-10 | 1999-01-12 | Akashic Memories Corporation | Method for producing recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP32252988A patent/JPH02168540A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045855A1 (en) * | 1996-05-31 | 1997-12-04 | Akashic Memories Corporation | Highly tetrahedral amorphous carbon films and methods for their production |
| US6537668B1 (en) | 1996-05-31 | 2003-03-25 | United Module Corporation, Inc. | Recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon and methods for their production |
| US6544627B1 (en) | 1996-05-31 | 2003-04-08 | United Modular Corporation | Method of producing recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon |
| US6740384B2 (en) | 1996-05-31 | 2004-05-25 | Vijayen Veerasamy | Recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon and methods for their production |
| US6805891B2 (en) | 1996-05-31 | 2004-10-19 | United Mobile Corporation | Recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon and methods for their production |
| US7402350B2 (en) | 1996-05-31 | 2008-07-22 | Stormedia Texas, Llc | Highly tetrahedral amorphous carbon coatings and systems and methods for their production |
| US7513215B2 (en) | 1996-05-31 | 2009-04-07 | Stormedia Texas, Llc | Systems and methods for the production of highly tetrahedral amorphous carbon coatings |
| US7544397B2 (en) | 1996-05-31 | 2009-06-09 | Stormedia Texas, Llc | Recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon and methods for their production |
| US7604881B2 (en) | 1996-05-31 | 2009-10-20 | Stormedia Texas, Llc | Highly tetrahedral amorphous carbon coatings and systems and methods for their production |
| US7931748B2 (en) | 1996-05-31 | 2011-04-26 | Stormedia Texas, Llc | Systems and methods for the production of highly tetrahedral amorphous carbon coatings |
| US5858477A (en) * | 1996-12-10 | 1999-01-12 | Akashic Memories Corporation | Method for producing recording media having protective overcoats of highly tetrahedral amorphous carbon |
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