JPH0525536B2 - - Google Patents
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- JPH0525536B2 JPH0525536B2 JP61061395A JP6139586A JPH0525536B2 JP H0525536 B2 JPH0525536 B2 JP H0525536B2 JP 61061395 A JP61061395 A JP 61061395A JP 6139586 A JP6139586 A JP 6139586A JP H0525536 B2 JPH0525536 B2 JP H0525536B2
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- Japan
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- anode
- plasma
- cathode
- magnetic field
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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処理装置に関し、例えばエ
ツチング装置、スパツタ装置、CVD装置、表面
酸化装置、アツシヤーなどに代表される諸装置に
おいて、被処理物（本願においては単に基板と云
う）の表面を改質、エツチング、薄膜形成する場
合に適用して効果が著しい。
ツチング装置、スパツタ装置、CVD装置、表面
酸化装置、アツシヤーなどに代表される諸装置に
おいて、被処理物（本願においては単に基板と云
う）の表面を改質、エツチング、薄膜形成する場
合に適用して効果が著しい。
（従来の技術）
従来の上述するプラズマ処理装置については、
すでに多くの文献に詳しく述べられている。例え
ば日刊工業新聞社刊、麻蒔立男著“薄膜作成の基
礎”にはこれらの様々な形態について詳しい記述
があり、直流、交流、高周波、マイクロウエーブ
などを使つて作るプラズマが用いられている。
すでに多くの文献に詳しく述べられている。例え
ば日刊工業新聞社刊、麻蒔立男著“薄膜作成の基
礎”にはこれらの様々な形態について詳しい記述
があり、直流、交流、高周波、マイクロウエーブ
などを使つて作るプラズマが用いられている。
（発明が解決しようとする問題点）
これら従来のプラズマ処理装置においては、プ
ラズマ中の各種粒子が定常的に基板に流入し、こ
の粒子の持つエネルギーが熱に変わり基板の温度
を上昇させている。そしてこの温度上昇がプラズ
マの秀れた処理能力の発揮を制限している。例え
ば温度上昇に起因して生ずる処理速度の制限、基
板に対する各種の損傷、処理の不均一性などがそ
れである。
ラズマ中の各種粒子が定常的に基板に流入し、こ
の粒子の持つエネルギーが熱に変わり基板の温度
を上昇させている。そしてこの温度上昇がプラズ
マの秀れた処理能力の発揮を制限している。例え
ば温度上昇に起因して生ずる処理速度の制限、基
板に対する各種の損傷、処理の不均一性などがそ
れである。
（問題を解決するための手段と作用）
本発明の作用と効果の関係にはよく解つていな
いところがある。しかし、物体に強力なレーザー
光を当てると、その局所においてプラズマが発生
し、いろいろな反応が起きたり、蒸発と思われる
現象により小さな穴があいたりすることゝ深い関
係があるように思われる。
いところがある。しかし、物体に強力なレーザー
光を当てると、その局所においてプラズマが発生
し、いろいろな反応が起きたり、蒸発と思われる
現象により小さな穴があいたりすることゝ深い関
係があるように思われる。
この発明においては、プラズマ処理用の電力を
間欠的あるいはパルス的に供給する。
間欠的あるいはパルス的に供給する。
この断続的に供給される大電力により基板の表
面において従来知られていないプラズマ状態が発
生し、処理速度を飛躍的に増大させることが出来
ることが、本願の発明者によつて発見された。も
し処理速度を従来と同程度にするなら、基板の温
度上昇や基板の損傷を飛躍的に小さくすることが
出来る。
面において従来知られていないプラズマ状態が発
生し、処理速度を飛躍的に増大させることが出来
ることが、本願の発明者によつて発見された。も
し処理速度を従来と同程度にするなら、基板の温
度上昇や基板の損傷を飛躍的に小さくすることが
出来る。
（実施例）
次にこの発明を図面により詳しく説明する。
第１図（正面断面図）、第２図（平面断面図）
および第３図（概要図）の実施例において、１０
は真空容器、１１が処理室、１２が排気管、１３
が排気方向を示す矢印である。２０が処理系、２
１が陰極、２２が陽極である。２３及び２４は両
電極間に放電を起させたりそれを制御したりする
ための陰極電源及び陽極電源である。２５は基板
であつて、これは目的により、２６（仮線）の位
置、２８（仮線）の位置あるいはその他容器と電
極の間など任意の位置におくことが出来る。また
筒状突起２７（仮線）はプラズマを陽極２２の近
くに閉じ込めるため設置されることのある補助電
極であつて、図では陽極２２に接続されている
が、これは陰極側に設けてもよい。又は陽極、陰
極の何れとも接続せず、浮遊電位にし若くは別に
設けた電源に接続してもよい。３０は磁場の設定
手段で、３１はポールピース、３２はコイル、３
３はヨークである。３４は発生する磁力線の１例
を示す。３５及び３６は電磁コイル用交流電源
で、この実施例においては電源３５と３６の位相
を90度ずらし、作られる磁場３８が、陽極２２の
表面にそつた方向の面内で回転磁場を発生するよ
うにしている。３７は必要により磁場の方向を制
御するため設けられる補助ヨークである。４０は
この発明の特徴とする間欠的に電力を供給するた
めの電源であつて、第３図に見るように、４１は
直流電源、４２は安定抵抗であり、コイル４３と
コンデンサ４４は、高周波電源２３、マツチング
ボツクス２３１、ストツプコンデンサ２３２から
送られる高周波電力（13.56MHz）のストツパー
である。４５は主コンデンサであつて主放電用の
（直流）電力がいつたんこれに蓄えられるもの、
４６はスイツチであつて、このON−OFFで直流
パルス電力による主放電を間欠的に行う仕組みに
なつている。この主放電は、陰、陽極間の電場と
磁場が直交するいわゆるマグネトロン放電である
ので、放電インピーダンスは低く、大電力による
特殊なプラズマ状態を発生させるのに有効であ
る。
および第３図（概要図）の実施例において、１０
は真空容器、１１が処理室、１２が排気管、１３
が排気方向を示す矢印である。２０が処理系、２
１が陰極、２２が陽極である。２３及び２４は両
電極間に放電を起させたりそれを制御したりする
ための陰極電源及び陽極電源である。２５は基板
であつて、これは目的により、２６（仮線）の位
置、２８（仮線）の位置あるいはその他容器と電
極の間など任意の位置におくことが出来る。また
筒状突起２７（仮線）はプラズマを陽極２２の近
くに閉じ込めるため設置されることのある補助電
極であつて、図では陽極２２に接続されている
が、これは陰極側に設けてもよい。又は陽極、陰
極の何れとも接続せず、浮遊電位にし若くは別に
設けた電源に接続してもよい。３０は磁場の設定
手段で、３１はポールピース、３２はコイル、３
３はヨークである。３４は発生する磁力線の１例
を示す。３５及び３６は電磁コイル用交流電源
で、この実施例においては電源３５と３６の位相
を90度ずらし、作られる磁場３８が、陽極２２の
表面にそつた方向の面内で回転磁場を発生するよ
うにしている。３７は必要により磁場の方向を制
御するため設けられる補助ヨークである。４０は
この発明の特徴とする間欠的に電力を供給するた
めの電源であつて、第３図に見るように、４１は
直流電源、４２は安定抵抗であり、コイル４３と
コンデンサ４４は、高周波電源２３、マツチング
ボツクス２３１、ストツプコンデンサ２３２から
送られる高周波電力（13.56MHz）のストツパー
である。４５は主コンデンサであつて主放電用の
（直流）電力がいつたんこれに蓄えられるもの、
４６はスイツチであつて、このON−OFFで直流
パルス電力による主放電を間欠的に行う仕組みに
なつている。この主放電は、陰、陽極間の電場と
磁場が直交するいわゆるマグネトロン放電である
ので、放電インピーダンスは低く、大電力による
特殊なプラズマ状態を発生させるのに有効であ
る。
また、この実施例の真空容器１０に（従つて電
極２１や２２に）密着して設けてあるポールピー
スを用いる磁場設定手段３０は、ヘルムホルツユ
イルを用いる方式の、他の装置に比較して装置を
全体に小形化出来る長所がある。５０はガス導入
系で５１が導入弁、５２はガスボンベとガス流量
計である。
極２１や２２に）密着して設けてあるポールピー
スを用いる磁場設定手段３０は、ヘルムホルツユ
イルを用いる方式の、他の装置に比較して装置を
全体に小形化出来る長所がある。５０はガス導入
系で５１が導入弁、５２はガスボンベとガス流量
計である。
この装置は通常のプラズマ処理装置と同様に運
転する。
転する。
例えばリアクテイブイオンエツチング装置（以
下RIE装置）に例を取ると、基板を２６の位置に
置いて、処理室１１の圧力を所定の圧力にまで排
気した後、ガス導入系５０により所定の気体（例
えばアルミニウムのエツチングを行いたい場合に
は塩素系のガス）を導入し、ついでコイル電源３
５，３６、陰極電源２３を動作させて、例えば１
×10-2Torrでエツチングを行う。
下RIE装置）に例を取ると、基板を２６の位置に
置いて、処理室１１の圧力を所定の圧力にまで排
気した後、ガス導入系５０により所定の気体（例
えばアルミニウムのエツチングを行いたい場合に
は塩素系のガス）を導入し、ついでコイル電源３
５，３６、陰極電源２３を動作させて、例えば１
×10-2Torrでエツチングを行う。
さてこの装置を使つて、基板２５上のSiO2膜
を、導入ガスCHF3の１×10-2Torrでエツチング
し、従来の方法との比較実験を行つた。その結果
を紹介すると、スイツチ４６を開放し、基板２５
上の電力密度を0.25W／cm2にしたときのエツチン
グ速度は500Å／minであつた。これに対し、ス
イツチ４６を断続的に閉路し、直流パルス入力電
力密度をピーク値では5W／cm2、平均値では
0.25W／cm2（従つてデユーテイはほゞ1/20）とし
た場合には、3000Å／minのエツチング速度が得
られた。つまり、平均電力を両者を合計して２倍
にすることで６倍のエツチング速度を得ることが
できた。
を、導入ガスCHF3の１×10-2Torrでエツチング
し、従来の方法との比較実験を行つた。その結果
を紹介すると、スイツチ４６を開放し、基板２５
上の電力密度を0.25W／cm2にしたときのエツチン
グ速度は500Å／minであつた。これに対し、ス
イツチ４６を断続的に閉路し、直流パルス入力電
力密度をピーク値では5W／cm2、平均値では
0.25W／cm2（従つてデユーテイはほゞ1/20）とし
た場合には、3000Å／minのエツチング速度が得
られた。つまり、平均電力を両者を合計して２倍
にすることで６倍のエツチング速度を得ることが
できた。
同様の速度上昇は、スパツタ、CVD、表面酸
化、アツシヤーなどの各処理でも、また、後述す
る各実施例でも得られている。
化、アツシヤーなどの各処理でも、また、後述す
る各実施例でも得られている。
エツチングのみならず、プラズマ処理装置前搬
（プラズマ中のイオンのみ、あるいは電子のみを
利用する装置を含める）において望ましい実施態
様について述べると、最も望ましいのは、電源２
４をも含めて全電源を動作させ、マグネトロン放
電を基本にして処理を行わせるのがよい。
（プラズマ中のイオンのみ、あるいは電子のみを
利用する装置を含める）において望ましい実施態
様について述べると、最も望ましいのは、電源２
４をも含めて全電源を動作させ、マグネトロン放
電を基本にして処理を行わせるのがよい。
RIE装置においては基板を２６の位置に、プラ
ズマエツチングの場合には、２５，２８の位置
に、成膜・表面改質の場合は必要により前記した
各位置から選んで適宜の位置に基板を置く。望ま
しい次善の態様は、磁場を印加しない場合であつ
て、この場合は通常の平行平板形となる。
ズマエツチングの場合には、２５，２８の位置
に、成膜・表面改質の場合は必要により前記した
各位置から選んで適宜の位置に基板を置く。望ま
しい次善の態様は、磁場を印加しない場合であつ
て、この場合は通常の平行平板形となる。
電源の動作にも種々な動作方法がある。望まし
いのは、陰極電源２３を動作し、比較的弱いプラ
ズマ状態をまず作つておいて、ついで主放電を断
続的に行わせる方法である。さらに別の方法は、
基板の温度上昇を低下させるのを目的として、陰
極電源２３の出力を極めて小さく、場合によつて
は零にすることである。さらに他の方法、即ち陰
極電源２３をスイツチ４６と同期させて動作さ
せ、主放電の発生直前に弱い従放電（プラズマ処
理に注目するとき、極めて弱い副次的放電）を発
生させる方法も望ましい態様の１つである。
いのは、陰極電源２３を動作し、比較的弱いプラ
ズマ状態をまず作つておいて、ついで主放電を断
続的に行わせる方法である。さらに別の方法は、
基板の温度上昇を低下させるのを目的として、陰
極電源２３の出力を極めて小さく、場合によつて
は零にすることである。さらに他の方法、即ち陰
極電源２３をスイツチ４６と同期させて動作さ
せ、主放電の発生直前に弱い従放電（プラズマ処
理に注目するとき、極めて弱い副次的放電）を発
生させる方法も望ましい態様の１つである。
第４図にはさらに別の実施例を示してある。こ
の実施例においては、主コンデンサー４５やスイ
ツチ４６を用いることなく、パルス電源４７（直
流でも交流≪RFあるいはマイクロウエーブも含
めて交流と呼んでいる≫でもよい）を用いてい
る。
の実施例においては、主コンデンサー４５やスイ
ツチ４６を用いることなく、パルス電源４７（直
流でも交流≪RFあるいはマイクロウエーブも含
めて交流と呼んでいる≫でもよい）を用いてい
る。
第５図および第６図には他の実施例を示してあ
る。この実施例は同軸状の電極配置の場合で、多
数の基板を同時に処理する場合に適用して効果が
著るしい。その他は第１図から第３図の実施例の
場合と同様に理解される。
る。この実施例は同軸状の電極配置の場合で、多
数の基板を同時に処理する場合に適用して効果が
著るしい。その他は第１図から第３図の実施例の
場合と同様に理解される。
第７図及び第８図には平板マグネトロンの場合
の実施例を示してある。
の実施例を示してある。
第９図及び第１０図にはさらに別の実施例を示
してある。この実施例は、いわゆるホロー放電を
行わせる場合の実施例で、６０が陽極系、６１が
陽極、６２がホローである。６２の配置（粗に、
または密に）、形状（円筒、角筒など）、穴の深さ
などは自由に設定出来る。
してある。この実施例は、いわゆるホロー放電を
行わせる場合の実施例で、６０が陽極系、６１が
陽極、６２がホローである。６２の配置（粗に、
または密に）、形状（円筒、角筒など）、穴の深さ
などは自由に設定出来る。
第１１図には、さらに一般的な実施例を示して
ある。この実施例においては、プラズマガン７０
（２３はプラズマを発生させる電源）に本発明を
実施した場合で、プラズマは直流、交流、RFあ
るいはマイクロウエーブなど用いて発生させ、一
般的にプラズマガン、イオンガン、電子銃などを
用いることが出来る。７１が銃、７２がガンから
打ち出される粒子（イオン、電子、ラジカルな
ど）群である。
ある。この実施例においては、プラズマガン７０
（２３はプラズマを発生させる電源）に本発明を
実施した場合で、プラズマは直流、交流、RFあ
るいはマイクロウエーブなど用いて発生させ、一
般的にプラズマガン、イオンガン、電子銃などを
用いることが出来る。７１が銃、７２がガンから
打ち出される粒子（イオン、電子、ラジカルな
ど）群である。
（発明の効果）
本発明は以上説明したような構成と作用を有し
ているので、プラズマによる処理速度を飛躍的に
大きくすることが出来、さらに基板の温度上昇、
温度上昇による損傷、帯電体による諸損傷を小さ
く出来る。さらに装置も従来に比し小形化でき、
生産性も大きく向上出来る。
ているので、プラズマによる処理速度を飛躍的に
大きくすることが出来、さらに基板の温度上昇、
温度上昇による損傷、帯電体による諸損傷を小さ
く出来る。さらに装置も従来に比し小形化でき、
生産性も大きく向上出来る。
第１図、第２図および第３図は、本発明に係る
一実施例を示す図、第４図は本発明に係る他の実
施例を示す図、第５図及び第６図は本発明に係る
別の実施例を示す図、第７図及び第８図は本発明
に係る他の実施例を示す図、第９図及び第１０図
は本発明に係る別の実施例を示す図、第１１図は
本発明に係る他の実施例を示す図。 図中１１は真空容器、２１は陰極、２２は陽
極、２５，２６，２８は基板、４６は主放電を間
欠的に行わせるスイツチ、４７はパルス電源であ
る。
一実施例を示す図、第４図は本発明に係る他の実
施例を示す図、第５図及び第６図は本発明に係る
別の実施例を示す図、第７図及び第８図は本発明
に係る他の実施例を示す図、第９図及び第１０図
は本発明に係る別の実施例を示す図、第１１図は
本発明に係る他の実施例を示す図。 図中１１は真空容器、２１は陰極、２２は陽
極、２５，２６，２８は基板、４６は主放電を間
欠的に行わせるスイツチ、４７はパルス電源であ
る。
Claims (1)
- １ 真空容器内に陽極と陰極を配し、これらの対
向表面上に処理すべき基体を設置し、陽極と陰極
間における主放電を間欠的に行わせることにより
該基体表面を処理し、前記主放電が陰極と陽極間
の電場と磁場が直交する放電になるように前記真
空容器にポールピースを用いる磁場設定手段を密
着して設けことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139586A JPS62216637A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | プラズマ処理装置 |
| JP61239765A JP2613377B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-10-08 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139586A JPS62216637A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | プラズマ処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239765A Division JP2613377B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-10-08 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216637A JPS62216637A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH0525536B2 true JPH0525536B2 (ja) | 1993-04-13 |
Family
ID=13169922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139586A Granted JPS62216637A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62216637A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2662656B2 (ja) * | 1988-12-19 | 1997-10-15 | 東京エレクトロン株式会社 | オゾン発生方法およびこれを用いたアッシング方法 |
| JPH05335244A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Anelva Corp | アモルファスシリコン薄膜の成膜方法 |
| US6896773B2 (en) * | 2002-11-14 | 2005-05-24 | Zond, Inc. | High deposition rate sputtering |
| US7095179B2 (en) | 2004-02-22 | 2006-08-22 | Zond, Inc. | Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities |
| JP4643933B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2011-03-02 | パナソニック株式会社 | プラズマ処理方法およびプラグ形成方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105627A (en) * | 1980-01-28 | 1981-08-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacture of amorphous semiconductor |
| DE3574997D1 (de) * | 1984-03-03 | 1990-02-01 | Stc Plc | Pulsierendes plasmaverfahren. |
| JPS61213221A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | プラズマ重合膜の製法 |
| JPS62103371A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-13 | Hitachi Ltd | プラズマ化学蒸着法 |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6139586A patent/JPS62216637A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216637A (ja) | 1987-09-24 |
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| JPH0557356B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |