JPH0312923A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH0312923A JPH0312923A JP14682989A JP14682989A JPH0312923A JP H0312923 A JPH0312923 A JP H0312923A JP 14682989 A JP14682989 A JP 14682989A JP 14682989 A JP14682989 A JP 14682989A JP H0312923 A JPH0312923 A JP H0312923A
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- Japan
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- plasma
- sample
- magnetic field
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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〕
本発明は、プラズマ処理装置に係り、特に半導体素子基
板等の試料をマイクロ波電界と磁界の作用で発生するプ
ラズマを利用ｌノでエブチング等を行なうプラズマ処理
装置に関するものである。
板等の試料をマイクロ波電界と磁界の作用で発生するプ
ラズマを利用ｌノでエブチング等を行なうプラズマ処理
装置に関するものである。
半導体素子基板等の試料を少なくともマイクロ波電界の
作用によるプラズマを利用して処理する技術としては、
例えば、特公昭５８−１３６２７号公報等に記載のよう
なものが知られている。
作用によるプラズマを利用して処理する技術としては、
例えば、特公昭５８−１３６２７号公報等に記載のよう
なものが知られている。
例えば、シリコン酸化膜等の絶縁物のエツチング処理で
は、プラズマ中のラジカル等の活性中性粒子よりも高エ
ネルギ粒子であるイオンの寄与度合が大きい。しかし、
イオンエネルギが高過ぎると試料にイオン損傷を与え好
まし４ない。従って、プラズマは、処理ガスをイオン１
ヒする程度のエネルギが好ましく、処理速度を向上させ
るためには、イオン化率の向上、つまり、プラズマ密度
向上が必要となる。また、試料の被処理面上でプラズマ
密度を均一にしないと、試料の処理の均一性を確保でき
ない。
は、プラズマ中のラジカル等の活性中性粒子よりも高エ
ネルギ粒子であるイオンの寄与度合が大きい。しかし、
イオンエネルギが高過ぎると試料にイオン損傷を与え好
まし４ない。従って、プラズマは、処理ガスをイオン１
ヒする程度のエネルギが好ましく、処理速度を向上させ
るためには、イオン化率の向上、つまり、プラズマ密度
向上が必要となる。また、試料の被処理面上でプラズマ
密度を均一にしないと、試料の処理の均一性を確保でき
ない。
上記従来技術においては、試料の被処理面上でのプラズ
マ中のイオン種を均一にする点についての配慮がされて
おらず、試料の処理の均一性な確保する上で問題があっ
た。
マ中のイオン種を均一にする点についての配慮がされて
おらず、試料の処理の均一性な確保する上で問題があっ
た。
本発明の目的は、マイクロ波電界と磁場の作用によるプ
ラズマを利用して処理される試料の処理均一性を確保す
るとともに処理速度の高いプラズマ処理装置を提供する
ことにある。
ラズマを利用して処理される試料の処理均一性を確保す
るとともに処理速度の高いプラズマ処理装置を提供する
ことにある。
上記目的は、プラズマ処理装置を、マイクロ波電界と磁
界との相乗作用によりプラズマが発生されるプラズマ発
生部と、該プラズマ発生部と近接配置され前記プラズマ
を利用して試料が処理されるプラズマ処理部と、該プラ
ズマ処理部への前記磁界を遮へいする手段とを具備した
ものとすることにより、達成される。
界との相乗作用によりプラズマが発生されるプラズマ発
生部と、該プラズマ発生部と近接配置され前記プラズマ
を利用して試料が処理されるプラズマ処理部と、該プラ
ズマ処理部への前記磁界を遮へいする手段とを具備した
ものとすることにより、達成される。
プラズマ発生部では、マイクロ波電界と磁界との相乗作
用によりプラズマが発生させられる。該プラズマは、プ
ラズマ発生部に近接配置されたプラズマ処理部に入り、
該プラズマを利用して試料はここでエツチング処理、成
膜処理等処理される。
用によりプラズマが発生させられる。該プラズマは、プ
ラズマ発生部に近接配置されたプラズマ処理部に入り、
該プラズマを利用して試料はここでエツチング処理、成
膜処理等処理される。
この場合、プラズマ処理部への磁界は、磁界遮へい手段
により遮へいされる。つまり、プラズマ発生部でのプラ
ズマは、磁界が印加されているため、プラズマ中の荷電
粒子は、磁力線を中心に回転運動を行うと共に、磁気勾
配に沿ってプラズマは移動する。一方、磁界遮へい手段
によりプラズマ処理部には、磁界が印加されていないた
め、プラズマ処理部のプラズマ中の荷電粒子は自由に拡
散し、これにより、プラズマ処理部は、均一なプラズマ
で満たされる。
により遮へいされる。つまり、プラズマ発生部でのプラ
ズマは、磁界が印加されているため、プラズマ中の荷電
粒子は、磁力線を中心に回転運動を行うと共に、磁気勾
配に沿ってプラズマは移動する。一方、磁界遮へい手段
によりプラズマ処理部には、磁界が印加されていないた
め、プラズマ処理部のプラズマ中の荷電粒子は自由に拡
散し、これにより、プラズマ処理部は、均一なプラズマ
で満たされる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図で放電空間７０を形成する手段は、この場合放電
管１０である。放電管１０の形状は、この場合、一端が
半球状閉鎖端で、他端が円形凹口の開放端の形状であり
、石英等の絶縁物で形成される。
管１０である。放電管１０の形状は、この場合、一端が
半球状閉鎖端で、他端が円形凹口の開放端の形状であり
、石英等の絶縁物で形成される。
マイクロ波発振手段であるマグネトロン加からのマイク
ロ波は、マイクロ波伝播手段である導波管加、３１を介
して放電管１０へ伝播される。前記放電管１０の外周に
は磁場印加手段である空芯コイル伯、４１がこの場合、
２段に設けである。試料保持手段は表面に試料設置面を
有する試料台間であり、前記放電管１０の鉛直下方に試
料を水平に載置できるよう配置しである。
ロ波は、マイクロ波伝播手段である導波管加、３１を介
して放電管１０へ伝播される。前記放電管１０の外周に
は磁場印加手段である空芯コイル伯、４１がこの場合、
２段に設けである。試料保持手段は表面に試料設置面を
有する試料台間であり、前記放電管１０の鉛直下方に試
料を水平に載置できるよう配置しである。
第１図で、容器６０はその頂壁が開放させられており、
放電管１０の開放端に合致させている。
放電管１０の開放端に合致させている。
容器６０の底壁には前記試料台５０が設けてあり、試料
台軸５１は容器６０と気密絶縁されて（図示なし）容器
ω外へ突出されており、試料台へのバイアス電源、この
場合、高周波電源間が接続されている。
台軸５１は容器６０と気密絶縁されて（図示なし）容器
ω外へ突出されており、試料台へのバイアス電源、この
場合、高周波電源間が接続されている。
また容器６０には真空排気装置１００が排気管１０１を
介して接続されている。ここで、試料空間頒は容器口で
囲まれた試料台間と放電管１０の下端との空間を呼ぶ。
介して接続されている。ここで、試料空間頒は容器口で
囲まれた試料台間と放電管１０の下端との空間を呼ぶ。
この試料空間（３）の上部には、容器口の外部から処理
ガス導入装置ｔ（図示なし）、処理ガス導入管１１０を
介して処理ガスが供給される。
ガス導入装置ｔ（図示なし）、処理ガス導入管１１０を
介して処理ガスが供給される。
磁場印加手段である上部空芯コイル和および下部空芯コ
イル４１は放電管１０とほぼ対応した位置にあり、磁場
遮へい手段である純鉄等の磁気シールド１２０〜１２２
により、上部コイル伯の上面、下部コイル４１の下面お
よび上部コイル初、下部コイル４１の外周面を遮へいし
ており、放電管１０の球形頂部から開放端に向って磁場
強度が弱まるよ５ｉ慮され、その強度は放電管内で電子
サイクロトロン共鳴条件が存在するよう設定されており
、特に下部コイル４１の下面の磁気シールド１２２によ
り試料空間（社）には磁場が加わらない構造となってい
る。
イル４１は放電管１０とほぼ対応した位置にあり、磁場
遮へい手段である純鉄等の磁気シールド１２０〜１２２
により、上部コイル伯の上面、下部コイル４１の下面お
よび上部コイル初、下部コイル４１の外周面を遮へいし
ており、放電管１０の球形頂部から開放端に向って磁場
強度が弱まるよ５ｉ慮され、その強度は放電管内で電子
サイクロトロン共鳴条件が存在するよう設定されており
、特に下部コイル４１の下面の磁気シールド１２２によ
り試料空間（社）には磁場が加わらない構造となってい
る。
次に、作用を説明する。第１図において、放電空間７０
および試料空間間は、真空排気装置 ｉｏｏにより減圧
排気され、処理ガス供給装置から所定の処理ガス、例え
ばエツチングガスが所定流量で導入される。放電空間７
０および試料空間頒に導入されたガスの一部は、真空排
気装置１００により排気され、これにより前記空間７０
．９０の圧力は所定のエツチングガスに調節される。一
方、試料台間の試料設置面には、試料１３０が被処理面
上向き姿勢で設置される。マグネトロン加で発振された
マイクロ波は、導波管３１．３０により放電管１０に伝
播され、空芯コイル伯、４１によって発生した磁界との
相互作用により放電管１０内にあるエッチングガスはプ
ラズマ比される。生成されたプラズマ中の荷電粒子は放
電空間７０内の強い磁場作用により、磁場と直角方向へ
の拡散が抑制され、磁場の弱い放電管１０の開放端側へ
拡散してゆく。放電空間７０に生成するプラズマは、導
波管（資）の寸法で決まるマイクロ波の電界モード分布
に近い密度の不均一が発生しており、上述理由により密
度不均一のプラズマが放電管１０の開放端から試料空間
間へ放出される。一方、試料空間間は磁気シールド１２
２により磁場が存在しな゛いため、試料空間頒へ放出さ
れたプラズマは、試料空間（社）内で速やかに拡散が進
行し、均一１ヒされたプラズマが試料台間に載置された
試料１３０の被処理面上を覆い、試料１３０の被処理面
は該プラズマ螢こより均一性良くエツチング処理される
。この時、高周波電源（資）から試料台間に高周波バイ
アス電圧を印加することにより、プラズマ中のイオン種
は、高周波バイアスの負の周期に試料１３０へ吸引され
てその処理面上に入射させられ、均一なイオンエツチン
グを行なうことができる。また、放電空間と処理空間と
が異っているため、放電空間において放電エネルギの異
ったプラズマ、つまり、イオン種やラジカル種な変「ヒ
させたプラズマを処理空間に影響なく発生させることが
できる。
および試料空間間は、真空排気装置 ｉｏｏにより減圧
排気され、処理ガス供給装置から所定の処理ガス、例え
ばエツチングガスが所定流量で導入される。放電空間７
０および試料空間頒に導入されたガスの一部は、真空排
気装置１００により排気され、これにより前記空間７０
．９０の圧力は所定のエツチングガスに調節される。一
方、試料台間の試料設置面には、試料１３０が被処理面
上向き姿勢で設置される。マグネトロン加で発振された
マイクロ波は、導波管３１．３０により放電管１０に伝
播され、空芯コイル伯、４１によって発生した磁界との
相互作用により放電管１０内にあるエッチングガスはプ
ラズマ比される。生成されたプラズマ中の荷電粒子は放
電空間７０内の強い磁場作用により、磁場と直角方向へ
の拡散が抑制され、磁場の弱い放電管１０の開放端側へ
拡散してゆく。放電空間７０に生成するプラズマは、導
波管（資）の寸法で決まるマイクロ波の電界モード分布
に近い密度の不均一が発生しており、上述理由により密
度不均一のプラズマが放電管１０の開放端から試料空間
間へ放出される。一方、試料空間間は磁気シールド１２
２により磁場が存在しな゛いため、試料空間頒へ放出さ
れたプラズマは、試料空間（社）内で速やかに拡散が進
行し、均一１ヒされたプラズマが試料台間に載置された
試料１３０の被処理面上を覆い、試料１３０の被処理面
は該プラズマ螢こより均一性良くエツチング処理される
。この時、高周波電源（資）から試料台間に高周波バイ
アス電圧を印加することにより、プラズマ中のイオン種
は、高周波バイアスの負の周期に試料１３０へ吸引され
てその処理面上に入射させられ、均一なイオンエツチン
グを行なうことができる。また、放電空間と処理空間と
が異っているため、放電空間において放電エネルギの異
ったプラズマ、つまり、イオン種やラジカル種な変「ヒ
させたプラズマを処理空間に影響なく発生させることが
できる。
上記一実施例では、プラズマ処理装置としてエツチング
装置を例により説明したが、その他に、例えばＣＶＤ装
置においても同様に適用できる。
装置を例により説明したが、その他に、例えばＣＶＤ装
置においても同様に適用できる。
第２図は、本発明の第２の実施例を示すもので、上記一
実施例を示す第１図と異なる点は、容器ω′を磁気遮へ
い材で形成した点である。つまり、この場合、第１図で
の磁気シールド１２０〜１２２は不用である。なお、第
２図で、その他第１図と同一装置２部品等は同一符号で
示し説明を省略する。
実施例を示す第１図と異なる点は、容器ω′を磁気遮へ
い材で形成した点である。つまり、この場合、第１図で
の磁気シールド１２０〜１２２は不用である。なお、第
２図で、その他第１図と同一装置２部品等は同一符号で
示し説明を省略する。
本実施例では、上記一実施例での作用と同様の作用が生
じ、同様の効果が得られる。
じ、同様の効果が得られる。
第３図は、本発明の第３の実施例を示すもので、上記一
実施例を示す第１図と異なる点は、試料１２０を囲み試
料合印に磁気遮へい材で形成された多孔円筒１２３が配
設されている点である。なお、第３図で、その他第１図
と同一装置１部品等は同一符号で示し説明を省略する。
実施例を示す第１図と異なる点は、試料１２０を囲み試
料合印に磁気遮へい材で形成された多孔円筒１２３が配
設されている点である。なお、第３図で、その他第１図
と同一装置１部品等は同一符号で示し説明を省略する。
本実施例でも、上記一実施例での作用、効果と同様の作
用、効果を奏し得る。なお、本実施例での多孔円筒に替
えてメツシュ状円筒等を用いても良（、また、必ずしも
円筒である必要はない。
用、効果を奏し得る。なお、本実施例での多孔円筒に替
えてメツシュ状円筒等を用いても良（、また、必ずしも
円筒である必要はない。
本発明によれば、磁場とマイクロ波の相互作用による高
密度プラズマを発生させ、その密度分布を均一化できる
ので、プラズマ処理される試料の処理の高速化と均一性
を確保できる効果がある。
密度プラズマを発生させ、その密度分布を均一化できる
ので、プラズマ処理される試料の処理の高速化と均一性
を確保できる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例のプラズマ処理装置の構成
図、第２図は、本発明の第２の実施例のプラズマ処理装
置の構成図、第３図は、本発明の第３の実施例のプラズ
マ処理装置の要部構成図である。 １０・・・・・・放電管、加・・・・・・マグネトロン
、初、 ３１・・・導波管、伯、４１・・・・・・空
芯コイル、関・・・・・・試料台、６０、６０’・・・
・・・容器、（資）・・・・・・高周波電源、１００・
・・・・・真空排気装置、１１０・・・・・・処理ガス
導入管、１２０〜１２２π−一一一一放重竹
図、第２図は、本発明の第２の実施例のプラズマ処理装
置の構成図、第３図は、本発明の第３の実施例のプラズ
マ処理装置の要部構成図である。 １０・・・・・・放電管、加・・・・・・マグネトロン
、初、 ３１・・・導波管、伯、４１・・・・・・空
芯コイル、関・・・・・・試料台、６０、６０’・・・
・・・容器、（資）・・・・・・高周波電源、１００・
・・・・・真空排気装置、１１０・・・・・・処理ガス
導入管、１２０〜１２２π−一一一一放重竹
Claims (2)
- １．マイクロ波電界と磁界との相乗作用によりプラズマ
が発生されるプラズマ発生部と、該プラズマ発生部と近
接配置され前記プラズマを利用して試料が処理されるプ
ラズマ処理部と、該プラズマ処理部への前記磁界を遮へ
いする手段とを具備したことを特徴とするプラズマ処理
装置。 - ２．前記磁界の印加領域を前記プラズマ発生部に限定可
能に、前記磁界を発生する手段に磁気シールド部材を設
けた第１請求項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146829A JP2515885B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146829A JP2515885B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312923A true JPH0312923A (ja) | 1991-01-21 |
| JP2515885B2 JP2515885B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=15416459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1146829A Expired - Lifetime JP2515885B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515885B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100294529B1 (ko) * | 1993-03-06 | 2001-10-24 | 히가시 데쓰로 | 플라즈마처리장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6265423A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | バリアン・アソシエイツ・インコ−ポレイテツド | 磁石配列及び垂直シ−ルドを有する半導体エツチング装置 |
| JPH02156088A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-15 | Anelva Corp | バイアスｅｃｒ装置 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1146829A patent/JP2515885B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6265423A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | バリアン・アソシエイツ・インコ−ポレイテツド | 磁石配列及び垂直シ−ルドを有する半導体エツチング装置 |
| JPH02156088A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-15 | Anelva Corp | バイアスｅｃｒ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100294529B1 (ko) * | 1993-03-06 | 2001-10-24 | 히가시 데쓰로 | 플라즈마처리장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2515885B2 (ja) | 1996-07-10 |
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