JPH0227718A - プラズマ処理方法およびそれに用いるプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法およびそれに用いるプラズマ処理装置Info
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- JPH0227718A JPH0227718A JP63177511A JP17751188A JPH0227718A JP H0227718 A JPH0227718 A JP H0227718A JP 63177511 A JP63177511 A JP 63177511A JP 17751188 A JP17751188 A JP 17751188A JP H0227718 A JPH0227718 A JP H0227718A
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- H05H1/24—Generating plasma
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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、半導体装置の製造工程のうち、特にエツチ
ング工程あるいは薄膜形成工程などに２いて用いられる
プラズマ処理方法及びそれに用いるプラズマ処理装置に
関するものである。
ング工程あるいは薄膜形成工程などに２いて用いられる
プラズマ処理方法及びそれに用いるプラズマ処理装置に
関するものである。
第３図は従来のプラズマ処理装置の一例を示す断面図で
あり、図１ｃ２いて、イｌ）ｄ処理容器、（２）は処理
室、（３）は処理容器１１）内に設置され友試料保持台
、（４）は試料、例えばウェハ、（５ａ）、 （５ｂ）
は高周波ｉｔｉ、（６）は高周波電源、ｆ７） ｒｉガ
ス導入口、（８）は排気口、（９）は処理容器ｒｌｌ内
に設置され友金属グリンドである。
あり、図１ｃ２いて、イｌ）ｄ処理容器、（２）は処理
室、（３）は処理容器１１）内に設置され友試料保持台
、（４）は試料、例えばウェハ、（５ａ）、 （５ｂ）
は高周波ｉｔｉ、（６）は高周波電源、ｆ７） ｒｉガ
ス導入口、（８）は排気口、（９）は処理容器ｒｌｌ内
に設置され友金属グリンドである。
次に動作につい・て説明する。反応性ガス全ガス導入口
（？）より導入し、同時に排気口（８）工り排気するこ
とにエリ処理室【２）内を所定圧力の反応性ガスで満九
す。次いで、前記の状態を保ちながら高周波電極（５ａ
）、 （５ｂ）間に高周波電源（６）により発生させ７
’Ｃ高周波電圧？印加することにエリ、処理室１２１内
にプラズマを発生させる。
（？）より導入し、同時に排気口（８）工り排気するこ
とにエリ処理室【２）内を所定圧力の反応性ガスで満九
す。次いで、前記の状態を保ちながら高周波電極（５ａ
）、 （５ｂ）間に高周波電源（６）により発生させ７
’Ｃ高周波電圧？印加することにエリ、処理室１２１内
にプラズマを発生させる。
処理室（２）内が上記プラズマ状態になると処理室（２
）内にイオン、電子及び活性化された反応性分子及び原
子が発生し、これらが試料（４）の表面で物理化学反応
？起こすことにエリエツチングや４膜形成が行われる。
）内にイオン、電子及び活性化された反応性分子及び原
子が発生し、これらが試料（４）の表面で物理化学反応
？起こすことにエリエツチングや４膜形成が行われる。
ここで、エツチング加工の場合にひいて、試料（４）の
被エツチング面に上記イオンの一部が打込まれ被エツチ
ング面に損傷を発生させる。−万薄膜形成の場合ＶＣＰ
いても、薄膜生成過程でその膜中に上記イオンの一部が
打込ＩＡ、損傷を内在しｔ薄膜が形成される。
被エツチング面に上記イオンの一部が打込まれ被エツチ
ング面に損傷を発生させる。−万薄膜形成の場合ＶＣＰ
いても、薄膜生成過程でその膜中に上記イオンの一部が
打込ＩＡ、損傷を内在しｔ薄膜が形成される。
エツチングと８ｇ形成の使い分けは、処理条件として、
例えばガスの種類、ガス圧力、印加する高周波電力の大
きさを適切に設定することにＬり行う。
例えばガスの種類、ガス圧力、印加する高周波電力の大
きさを適切に設定することにＬり行う。
従来のプラズマ処理方法や処理装置では前記の様に、エ
ツチングに用いる場合には試料（４）の被エツチング面
に、まｔ薄膜形成時には試料（４）上に形成した薄膜中
にイオン入射による損傷が発生し、試料（４）の表面部
や形成薄膜部に結晶欠陥などが生じるため半導体素子の
電気的特性が悪化するなどの問題点があった。
ツチングに用いる場合には試料（４）の被エツチング面
に、まｔ薄膜形成時には試料（４）上に形成した薄膜中
にイオン入射による損傷が発生し、試料（４）の表面部
や形成薄膜部に結晶欠陥などが生じるため半導体素子の
電気的特性が悪化するなどの問題点があった。
この問題を避けるものの一つに、従来第３図に示すよう
に反応容器（１）中に金属グリッド（９）？設け。
に反応容器（１）中に金属グリッド（９）？設け。
その中に試料（４）を配設式せることにエリ１、試料表
面へのイオン入射を抑える方法がとられているものかあ
つ之０ところが、この方法に工れば、エツチング速度や
薄膜形成速度が大きく減小するなどの＃友な問題が発生
するものであつ之ばかりか、損傷を抑制させるには不十
分なものであつ之。
面へのイオン入射を抑える方法がとられているものかあ
つ之０ところが、この方法に工れば、エツチング速度や
薄膜形成速度が大きく減小するなどの＃友な問題が発生
するものであつ之ばかりか、損傷を抑制させるには不十
分なものであつ之。
この＠ＢＡは上記の様な問題全解消するｔめになさｎｆ
ｔもので、エツチングや薄膜形成の速度の向上ｋｒｉか
るとともに、イオン入射損傷が極めて小さく電気的特性
の同上がはかられるプラズマ処理方法及びそれに用いる
プラズマ処理装置？得ることを目的とする。
ｔもので、エツチングや薄膜形成の速度の向上ｋｒｉか
るとともに、イオン入射損傷が極めて小さく電気的特性
の同上がはかられるプラズマ処理方法及びそれに用いる
プラズマ処理装置？得ることを目的とする。
この発明に係るプラズマ処理方法に、被処理基板の一主
面な磁場中心を有するミラー磁場を形成し、その形成領
域にマイクロ波を導入することに工ってプラズマを発生
させ、そのプラズマで生成される活性化さｎた中性成分
を上記基板１こ供給させて、上記基板の処理を行つＬう
にしｔものである０ まｔ、この発明に係るグラズマ処理装置は、被処理基板
の一主面に平行な磁場中心を有するずラー磁場の形成手
段と、上記ミラー磁場にマイクロ波を供給し、７゛ラズ
マを発生させるマイクロ波発生手段とを備えたものであ
る。
面な磁場中心を有するミラー磁場を形成し、その形成領
域にマイクロ波を導入することに工ってプラズマを発生
させ、そのプラズマで生成される活性化さｎた中性成分
を上記基板１こ供給させて、上記基板の処理を行つＬう
にしｔものである０ まｔ、この発明に係るグラズマ処理装置は、被処理基板
の一主面に平行な磁場中心を有するずラー磁場の形成手
段と、上記ミラー磁場にマイクロ波を供給し、７゛ラズ
マを発生させるマイクロ波発生手段とを備えたものであ
る。
この発明ｖｃ ｈ−いて磁場の中心軸が試料面に平行な
ミラー磁場に、電子及びイオンｉｓ場中に閉じ込め、試
＠表面には中性ラジカルのみ到達できる様にするため、
低損儲なエツチングや薄膜形成が行える様になる。
ミラー磁場に、電子及びイオンｉｓ場中に閉じ込め、試
＠表面には中性ラジカルのみ到達できる様にするため、
低損儲なエツチングや薄膜形成が行える様になる。
さらに、この発明ｖｃ２いて装置中に印加した高周波電
界はプラズマ中の電子が電子サイクロトセン共鳴（以下
ＥＣａと略す）面？単位時間中に横切る回数を増大させ
、これにＬリプラズマのマイクロ波吸収効率を増大″：
５ぜるため、工す高エネルギーのプラズマが得られ、反
応にあずかる中性ラジカルの量が増大し、高速のエツチ
ング及び薄膜形成が可能となる。
界はプラズマ中の電子が電子サイクロトセン共鳴（以下
ＥＣａと略す）面？単位時間中に横切る回数を増大させ
、これにＬリプラズマのマイクロ波吸収効率を増大″：
５ぜるため、工す高エネルギーのプラズマが得られ、反
応にあずかる中性ラジカルの量が増大し、高速のエツチ
ング及び薄膜形成が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例を示す図である。
図に′ｉ？いて、αＱ（／ｉグラズマ生成室、（２）は
試料室、ａ４は試＠室Ｏｐ内に設置されｍ試料台、（Ｌ
ｌは試料台０オ上に配置された被処理基板である試料、
例えばウェハ、α尋はマイクロ波導入口、αυはマイク
ロ電源、αＧはガス導入口、ａηは排気口、（ｔ８ａ）
、 （１簡）は磁気コイルであるっ （１９ａ）、
（１９ｂ） はフラズマ生成室αＱ中に高周波電界を
印加するための高周波電極、田は高周波電極（１９ａ）
、 （ｘ％）Ｋ高周波電圧を印加するための高周波電源
である。
試料室、ａ４は試＠室Ｏｐ内に設置されｍ試料台、（Ｌ
ｌは試料台０オ上に配置された被処理基板である試料、
例えばウェハ、α尋はマイクロ波導入口、αυはマイク
ロ電源、αＧはガス導入口、ａηは排気口、（ｔ８ａ）
、 （１簡）は磁気コイルであるっ （１９ａ）、
（１９ｂ） はフラズマ生成室αＱ中に高周波電界を
印加するための高周波電極、田は高周波電極（１９ａ）
、 （ｘ％）Ｋ高周波電圧を印加するための高周波電源
である。
第２図は第１図のｎ−ｕｓ上での磁束密度分布を示しに
図である。
図である。
次に動作について説明する。まず、プラズマ生成室０ｑ
及び試料至ａ〃内部を排気ロ印エリ十分に排気する。次
に、ガス導入口αＱ工り反応性のガスを導入し、同時に
排気口り工り排気することにＬす、プラズマ生成室萌及
び試料室ａη内部を所定のガス圧力に保つ。
及び試料至ａ〃内部を排気ロ印エリ十分に排気する。次
に、ガス導入口αＱ工り反応性のガスを導入し、同時に
排気口り工り排気することにＬす、プラズマ生成室萌及
び試料室ａη内部を所定のガス圧力に保つ。
この状態で、磁気コイル（１８ａ） 、 （１８ｂ）
にエリプラズマ生成室α１中にミラー磁場で発生させ
、マイクロ波源明にエリ発生しｔマイクロ波を、マイク
ロ波導入口α４エリプラズマ生成室ａｑ中に導入すると
、第２図に示すＩＣＲ発生面ｆａｔ、 ｆｂｌ、 ｌｅ
ｔ、 ［ｄｌの部分で電子がマイクロ波エリエネルギー
を吸収しガス分子を電離させる。この工うにして、プラ
ズマ生成室αＱ中に反応性ガスＶｃ＝るプラズマ状態が
生成される。同時に、このプラズマ中のイオンはミラー
磁場に工りその大部分が閉じ込められ、試料室（６）及
び試ａ（ｔ１表面にはほとんど入射しない。
にエリプラズマ生成室α１中にミラー磁場で発生させ
、マイクロ波源明にエリ発生しｔマイクロ波を、マイク
ロ波導入口α４エリプラズマ生成室ａｑ中に導入すると
、第２図に示すＩＣＲ発生面ｆａｔ、 ｆｂｌ、 ｌｅ
ｔ、 ［ｄｌの部分で電子がマイクロ波エリエネルギー
を吸収しガス分子を電離させる。この工うにして、プラ
ズマ生成室αＱ中に反応性ガスＶｃ＝るプラズマ状態が
生成される。同時に、このプラズマ中のイオンはミラー
磁場に工りその大部分が閉じ込められ、試料室（６）及
び試ａ（ｔ１表面にはほとんど入射しない。
このｔめ試＠Ｑ３表面にはもっばらプラズマにＬり活性
化された中性ラジカルのみが到達することになり、損傷
の櫃めて小さいエツチングが可能となる。ま之、薄膜形
成の鳩舎に２いても同様に損傷の櫃めて小さい薄膜形成
か可能となる。
化された中性ラジカルのみが到達することになり、損傷
の櫃めて小さいエツチングが可能となる。ま之、薄膜形
成の鳩舎に２いても同様に損傷の櫃めて小さい薄膜形成
か可能となる。
高層ａ這極（１９ａ）、 （ｔ％）及び高周波電源囚は
上記までで得られ７’ｃ）ＥＣＲプラズマをさらに高エ
ネルギー化、高解離化させる作用を受は持つ。−７″な
りも、高周波ｍ極（１９ａ）、 （１９ｂ）及び高周波
電源■に工りプラズマ生成室ｌｌ）中に高周波電界を印
加する０ この高周波電界にＬす、プラズマ中のｔ子に第１図の■
−■線に沿つｔ方向の運動量を与え、電子が第２図に示
すＥＣＲ発生面ｆａｔ、 ｆｂｌ、 Ｉｃ１． ｆｄｌ
ｋ単位時間当り横切る回数を増大させる。このＥＣＲ
発生面１ａ）、 Ｉｂ）、 Ｉｃ１． ｌｄ） ｋ横切
る時、を子はマイクロ波工りエネルギーを受は取るｔめ
、上記に示す様に高周波電界を印加することＶＣ工って
プラズマ中の電子がマイクロ波エリエネルギーを受は取
る効率が増大し、高解離プラズマが得られ、これにより
高４のエツチング及び薄膜形成が可能となる０ な２．上記実施例でに高周波電極（１９ａ）、 （１９
ｂ）及び磁気コイル（ｔ８ａ）、 （ｔａｂ） ｋプラ
ズマ生成室０ｑの外偏に配置しているが、これらをプラ
ズマ生成室中に配置してもよい。
上記までで得られ７’ｃ）ＥＣＲプラズマをさらに高エ
ネルギー化、高解離化させる作用を受は持つ。−７″な
りも、高周波ｍ極（１９ａ）、 （１９ｂ）及び高周波
電源■に工りプラズマ生成室ｌｌ）中に高周波電界を印
加する０ この高周波電界にＬす、プラズマ中のｔ子に第１図の■
−■線に沿つｔ方向の運動量を与え、電子が第２図に示
すＥＣＲ発生面ｆａｔ、 ｆｂｌ、 Ｉｃ１． ｆｄｌ
ｋ単位時間当り横切る回数を増大させる。このＥＣＲ
発生面１ａ）、 Ｉｂ）、 Ｉｃ１． ｌｄ） ｋ横切
る時、を子はマイクロ波工りエネルギーを受は取るｔめ
、上記に示す様に高周波電界を印加することＶＣ工って
プラズマ中の電子がマイクロ波エリエネルギーを受は取
る効率が増大し、高解離プラズマが得られ、これにより
高４のエツチング及び薄膜形成が可能となる０ な２．上記実施例でに高周波電極（１９ａ）、 （１９
ｂ）及び磁気コイル（ｔ８ａ）、 （ｔａｂ） ｋプラ
ズマ生成室０ｑの外偏に配置しているが、これらをプラ
ズマ生成室中に配置してもよい。
ま之、上記実施例では、ミラー磁場形成用に磁気コイル
（１８ａ） 、 （ｔａｂ） ｋ用いているが、これに
永久磁石を用いてもよい。
（１８ａ） 、 （ｔａｂ） ｋ用いているが、これに
永久磁石を用いてもよい。
さらに、上記実施例では試料台＠上に試料（至）が−枚
のみ配置されて処理が行われる枚葉処理構造のものを示
しているが、これが−度に多数枚配置されて処理が行わ
れるバンチ処理構造を用いても工い。
のみ配置されて処理が行われる枚葉処理構造のものを示
しているが、これが−度に多数枚配置されて処理が行わ
れるバンチ処理構造を用いても工い。
以丘の様Ｖこ、この発明にＬればマイクロ波放電ｌこ工
り発生しｔプラズマをミラー磁場にエリ閉じ込め、試料
表前にはプラズマ中で活性化され文中性ラジカルのみが
多量に供給される工うになさ九るため、低損傷かつ高速
の薄膜形成やエツチングが行える効果がある。
り発生しｔプラズマをミラー磁場にエリ閉じ込め、試料
表前にはプラズマ中で活性化され文中性ラジカルのみが
多量に供給される工うになさ九るため、低損傷かつ高速
の薄膜形成やエツチングが行える効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるプラズマ処理装置を
示す断面′１ｗ１面図、第２図は第１図の１１−１１
ａｖｃｊｌｐけるプラズマ生成室中１ｃ発生された磁場
強度分布を示す図、第３図は従来のプラズマ処理装置を
示す断面１面図である。 図ｖｃ２−いて、榊は試料、α４ｒｉマイクロ波導入口
。 ａＲはマイクロ波源である。 な２、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
示す断面′１ｗ１面図、第２図は第１図の１１−１１
ａｖｃｊｌｐけるプラズマ生成室中１ｃ発生された磁場
強度分布を示す図、第３図は従来のプラズマ処理装置を
示す断面１面図である。 図ｖｃ２−いて、榊は試料、α４ｒｉマイクロ波導入口
。 ａＲはマイクロ波源である。 な２、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）被処理基板の一主面に平行な磁場中心を有するミ
ラー磁場を形成し、その形成領域にマイクロ波を導入す
ることによつてプラズマを発生させ、そのプラズマで生
成される活性化された中性成分を上記基板に供給させて
上記基板の処理を行うようにしたことを特徴とするプラ
ズマ処理方法。 - （２）被処理基板の一主面に平行な磁場中心を有するミ
ラー磁場の形成手段と、上記ミラー磁場にマイクロ波を
供給し、プラズマを発生させるマイクロ波発生手段とを
備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - （３）プラズマの発生領域に所定電界を印加させる電界
印加手段が、ミラー磁場の形成手段の外側に配置される
構成を有することを特徴とする請求項２記載のプラズマ
処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177511A JPH0227718A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | プラズマ処理方法およびそれに用いるプラズマ処理装置 |
| US07/325,917 US4891095A (en) | 1988-07-15 | 1989-03-20 | Method and apparatus for plasma treatment |
| DE3913463A DE3913463A1 (de) | 1988-07-15 | 1989-04-24 | Verfahren und vorrichtung zur plasmabehandlung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177511A JPH0227718A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | プラズマ処理方法およびそれに用いるプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227718A true JPH0227718A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16032184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63177511A Pending JPH0227718A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | プラズマ処理方法およびそれに用いるプラズマ処理装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4891095A (ja) |
| JP (1) | JPH0227718A (ja) |
| DE (1) | DE3913463A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02192720A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 薄膜形成方法 |
| JPH04327280A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-16 | Kao Corp | 脱墨剤 |
| JPH0554817U (ja) * | 1991-11-06 | 1993-07-23 | テイエチケー株式会社 | 曲線摺動用ベアリング |
| JPH0822979A (ja) * | 1994-07-07 | 1996-01-23 | Nec Corp | 基板処理方法および基板処理装置 |
| WO2015145486A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JPWO2016186143A1 (ja) * | 2015-05-20 | 2018-03-29 | 国立大学法人東北大学 | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および半導体製造方法 |
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| US5115167A (en) * | 1988-04-05 | 1992-05-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processor |
| KR910002310A (ko) * | 1988-06-29 | 1991-01-31 | 미다 가쓰시게 | 플라즈마 처리장치 |
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| JPH0775226B2 (ja) * | 1990-04-10 | 1995-08-09 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | プラズマ処理方法及び装置 |
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