JPH0614521B2 - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH0614521B2 JPH0614521B2 JP60100696A JP10069685A JPH0614521B2 JP H0614521 B2 JPH0614521 B2 JP H0614521B2 JP 60100696 A JP60100696 A JP 60100696A JP 10069685 A JP10069685 A JP 10069685A JP H0614521 B2 JPH0614521 B2 JP H0614521B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- plasma
- transmission window
- plasma processing
- microwave transmission
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
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- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 マイクロ波導波管内を進行するマイクロ波の電場に対し
垂直方向に設けたマイクロ波透過窓を透過したマイクロ
波によりプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置
において、 マイクロ波透過窓を挟んで対向するマイクロ波導波管内
面と被処理体を載置するステージ表面との間隔を、マイ
クロ波の波長の１／２以下にすることにより、 整合領域を広げ、装置の取扱いを容易にならしめたもの
である。
垂直方向に設けたマイクロ波透過窓を透過したマイクロ
波によりプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置
において、 マイクロ波透過窓を挟んで対向するマイクロ波導波管内
面と被処理体を載置するステージ表面との間隔を、マイ
クロ波の波長の１／２以下にすることにより、 整合領域を広げ、装置の取扱いを容易にならしめたもの
である。
本発明は、半導体装置製造のウェーハプロセスなどに使
用されるマイクロ波プラズマ処理装置に関す。
用されるマイクロ波プラズマ処理装置に関す。
半導体装置製造のウェーハプロセスにおいて、パターン
の微細化に伴いドライプロセス技術が多用される傾向に
あるが、処理速度を速くすることや処理温度を低くする
ことが望まれている。
の微細化に伴いドライプロセス技術が多用される傾向に
あるが、処理速度を速くすることや処理温度を低くする
ことが望まれている。
その要望に応えるものとして、プラズマを利用した化学
的反応によりウェーハ表面のエッチングや膜生成を行う
マイクロ波プラズマ処理装置があるが、処理速度、処理
温度などを一層向上させ然も取扱いが容易になることが
望まれている。
的反応によりウェーハ表面のエッチングや膜生成を行う
マイクロ波プラズマ処理装置があるが、処理速度、処理
温度などを一層向上させ然も取扱いが容易になることが
望まれている。
従来のマイクロ波プラズマ処理装置は第２図の要部側断
面図に示す如くである。
面図に示す如くである。
即ち、中央の放電室21はマイクロ波を透過させるために
誘電体（石英またはアルミナ）の放電管22で真空封止さ
れ、放電室21の下方にはウェーハなどの被処理体Ａを載
置するステージ23が配置され、放電室21から被処理体Ａ
にかけてはソレノイドコイル24と永久磁石25によりミラ
ー磁場が印加され、放電室21と処理室26は真空に近い所
定の圧力に排気され、反応ガスはガス導入口27から導入
され、マグネトロン28で発生して矩形導波管29および円
形導波管30を通った2.45GHzのマイクロ波31は、放電管2
2の上面22a をマイクロ波透過窓にして放電室21に導入
され、放電室21内にプラズマが発生して被処理体Ａの処
理が行われる（例えば、菅野卓雄編著：半導体プラズマ
プロセス技術，昭和55年，産業図書，139頁）。
誘電体（石英またはアルミナ）の放電管22で真空封止さ
れ、放電室21の下方にはウェーハなどの被処理体Ａを載
置するステージ23が配置され、放電室21から被処理体Ａ
にかけてはソレノイドコイル24と永久磁石25によりミラ
ー磁場が印加され、放電室21と処理室26は真空に近い所
定の圧力に排気され、反応ガスはガス導入口27から導入
され、マグネトロン28で発生して矩形導波管29および円
形導波管30を通った2.45GHzのマイクロ波31は、放電管2
2の上面22a をマイクロ波透過窓にして放電室21に導入
され、放電室21内にプラズマが発生して被処理体Ａの処
理が行われる（例えば、菅野卓雄編著：半導体プラズマ
プロセス技術，昭和55年，産業図書，139頁）。
なお図中32は、放電管22側から反射してくるマイクロ波
を再度反射させ、マグネトロン28のばらつきや変動など
に起因する整合外れを補正するための金属棒からなるス
タブで、導波管29の中への挿入長を変化させて上記補正
を行う。
を再度反射させ、マグネトロン28のばらつきや変動など
に起因する整合外れを補正するための金属棒からなるス
タブで、導波管29の中への挿入長を変化させて上記補正
を行う。
従来、真空処理室にマイクロ波を導入し、プロセスを発
生させて被処理体を処理する装置は、マイクロ波を透過
させる石英またはアルミナからなり真空処理室を真空封
止するマイクロ波透過窓を、マイクロ波の進行方向に垂
直に設ける（以下かかる方式を垂直入射方式という）の
が一般的であり、その具体例は、特公昭53-24779号公
報、特公昭53-34461号公報、特開昭53-110378号公報な
どに見られる。
生させて被処理体を処理する装置は、マイクロ波を透過
させる石英またはアルミナからなり真空処理室を真空封
止するマイクロ波透過窓を、マイクロ波の進行方向に垂
直に設ける（以下かかる方式を垂直入射方式という）の
が一般的であり、その具体例は、特公昭53-24779号公
報、特公昭53-34461号公報、特開昭53-110378号公報な
どに見られる。
上述した垂直入射方式の装置では、マイクロ波を真空処
理室に導入する際に、マイクロ波は、導波管側の大気と
マイクロ波透過窓との界面およびマイクロ波透過窓と真
空処理室との界面の２個所で反射する。
理室に導入する際に、マイクロ波は、導波管側の大気と
マイクロ波透過窓との界面およびマイクロ波透過窓と真
空処理室との界面の２個所で反射する。
一方、マイクロ波の反射は、誘電率の小の領域から大の
領域に進む際の反射と大の領域から小の領域に進む際の
反射との間でλ／２（λは波長）のずれが生ずる。
領域に進む際の反射と大の領域から小の領域に進む際の
反射との間でλ／２（λは波長）のずれが生ずる。
そして、真空処理室の誘電率はプラズマの有無により大
幅に変化し、導波管側、マイクロ波透過窓、真空処理室
の誘電率をそれぞれ、ε１、ε２、ε３とすると、プラ
ズマの無い場合には、ε１＜ε２＞ε３となり、またプ
ラズマの有る場合には、ε１＜ε２＜ε３となる。
幅に変化し、導波管側、マイクロ波透過窓、真空処理室
の誘電率をそれぞれ、ε１、ε２、ε３とすると、プラ
ズマの無い場合には、ε１＜ε２＞ε３となり、またプ
ラズマの有る場合には、ε１＜ε２＜ε３となる。
このため、プラズマが無い際にマイクロ波がマイクロ波
透過窓を良く透過するように、即ち、プラズマが無い際
に前記２個所で反射する反射波の位相が逆になるように
マイクロ波透過窓の厚さを設定すれば、プラズマが発生
すると上記反射波の位相が揃ってマイクロ波の透過が悪
くなると言った具合に、プラズマ有無のどちらの際にも
マイクロ波の透過を良くすることは事実上不可能であ
り、スタブを如何様に調整してもプラズマ発生に対する
マイクロ波の利用効率が悪い問題がある。
透過窓を良く透過するように、即ち、プラズマが無い際
に前記２個所で反射する反射波の位相が逆になるように
マイクロ波透過窓の厚さを設定すれば、プラズマが発生
すると上記反射波の位相が揃ってマイクロ波の透過が悪
くなると言った具合に、プラズマ有無のどちらの際にも
マイクロ波の透過を良くすることは事実上不可能であ
り、スタブを如何様に調整してもプラズマ発生に対する
マイクロ波の利用効率が悪い問題がある。
更に、プラズマが発生しているとき、マイクロ波はマイ
クロ波透過窓から真空処理室の内部に向けて急速に減衰
し、それに伴いプラズマの密度も低下する。
クロ波透過窓から真空処理室の内部に向けて急速に減衰
し、それに伴いプラズマの密度も低下する。
そこで、処理速度を速くするためプラズマ密度の高い処
を狙って、被処理体をマイクロ波透過窓の近くに配置す
ると、被処理体や被処理体を載置するステージが導電性
のものである場合、これらの面が電場のフシ（電場が最
小）になり、マイクロ波透過窓からの距離によっては有
効にプラズマを発生させることが難しくなる。
を狙って、被処理体をマイクロ波透過窓の近くに配置す
ると、被処理体や被処理体を載置するステージが導電性
のものである場合、これらの面が電場のフシ（電場が最
小）になり、マイクロ波透過窓からの距離によっては有
効にプラズマを発生させることが難しくなる。
このため、従来の垂直入射方式においては、マイクロ波
透過窓とステージとの間の距離（）を例えばλ／４以
上と言ったように大きくする必要があるが、こうすると
ステージ近傍のプラズマ密度が低くなって処理速度が遅
くなる問題がある。
透過窓とステージとの間の距離（）を例えばλ／４以
上と言ったように大きくする必要があるが、こうすると
ステージ近傍のプラズマ密度が低くなって処理速度が遅
くなる問題がある。
具体的には、酸素ラジカルによるレジストの灰化に際し
て、４Torrではが２cm以上の場合、また、１Torrでは
が４cm以上の場合には灰化が一応出来るものの速度が
遅い。
て、４Torrではが２cm以上の場合、また、１Torrでは
が４cm以上の場合には灰化が一応出来るものの速度が
遅い。
第１図は本発明によるマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例の要部側断面図である。
施例の要部側断面図である。
上記問題点は、第１図に示すように、マイクロ波12の電
場に垂直方向に設けたマイクロ波透過窓13を有するマイ
クロ波導波管11とマイクロ波透過窓13によって真空封止
される真空処理室14とからなり、真空処理室14にはマイ
クロ波透過窓13に対向し被処理体Ａを載置するステージ
15と排気口16およびガス導入口17が設けられ、マイクロ
波透過窓13を挟んで対向するマイクロ波導波管11内面と
ステージ15表面との間隔ａが、マイクロ波12の波長の１
／２以下である本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に
よって解決される。
場に垂直方向に設けたマイクロ波透過窓13を有するマイ
クロ波導波管11とマイクロ波透過窓13によって真空封止
される真空処理室14とからなり、真空処理室14にはマイ
クロ波透過窓13に対向し被処理体Ａを載置するステージ
15と排気口16およびガス導入口17が設けられ、マイクロ
波透過窓13を挟んで対向するマイクロ波導波管11内面と
ステージ15表面との間隔ａが、マイクロ波12の波長の１
／２以下である本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に
よって解決される。
上記マイクロ波プラズマ処理装置の主体は本願の発明者
が先に特願昭59-252909号にて開示したもので、マイク
ロ波12の電場に垂直方向にマイクロ波透過窓13を設ける
ことにより、マイクロ波12のモードを乱すことなく真空
処理室14にマイクロ波12を導入して、効率良くプラズマ
を発生させると共にそのプラズマを被処理体Ａの処理に
寄与させることが出来、然も装置の大きさが従来より小
型になる特徴を有する。
が先に特願昭59-252909号にて開示したもので、マイク
ロ波12の電場に垂直方向にマイクロ波透過窓13を設ける
ことにより、マイクロ波12のモードを乱すことなく真空
処理室14にマイクロ波12を導入して、効率良くプラズマ
を発生させると共にそのプラズマを被処理体Ａの処理に
寄与させることが出来、然も装置の大きさが従来より小
型になる特徴を有する。
本発明は、この装置にマイクロ波透過窓13を挟んで対向
するマイクロ波導波管11内面とステージ15表面との間隔
ａに関する要件を付加したものである。
するマイクロ波導波管11内面とステージ15表面との間隔
ａに関する要件を付加したものである。
マイクロ波導波管11内のマイクロ波12には、マイクロ波
透過窓13に対し平行な成分と垂直な成分がある。プラズ
マ発生の前後において、上記平行成分はモードに変化を
来さないが、上記垂直成分はプラズマ発生領域の状態変
化の影響を受けてモードに変化が生ずる。
透過窓13に対し平行な成分と垂直な成分がある。プラズ
マ発生の前後において、上記平行成分はモードに変化を
来さないが、上記垂直成分はプラズマ発生領域の状態変
化の影響を受けてモードに変化が生ずる。
そこで、マイクロ波透過窓13を挟んで対向するマイクロ
波導波管11内面とステージ15表面との間隔ａをマイクロ
波12の波長の１／２以下にすれば、その領域には上記垂
直成分が殆どなくなり、マイクロ波12のモード全体がプ
ラズマ発生の前後に渡って極めて安定する。
波導波管11内面とステージ15表面との間隔ａをマイクロ
波12の波長の１／２以下にすれば、その領域には上記垂
直成分が殆どなくなり、マイクロ波12のモード全体がプ
ラズマ発生の前後に渡って極めて安定する。
そしてこのことは、装置の整合領域を広くして、整合を
とるためのスタブ18の調整を容易にさせるなど、装置の
取扱いを容易にさせる。
とるためのスタブ18の調整を容易にさせるなど、装置の
取扱いを容易にさせる。
第１図に示す実施例において、2.45GHzのマイクロ波12
を用い、マイクロ波導波管11の上壁内面とステージ15の
表面との間隔ａを40mm、マイクロ波透過窓13の下面とス
テージ15の表面との間隔ｂを３mmに設定し、真空処理室
14内に酸素を300cc／分で導入、0.3 Torrの真空度にし
て、1.5KWのパワーで被処理体Ａなるウェーハ上のレジ
ストを灰化したところ、スタブ18の調整位置が約10mmの
範囲に渡って、従来例より５倍程度のエッチングレート
で灰化することが出来、然もレジストに変質層が含まれ
ていても奇麗に除去することが出来た。
を用い、マイクロ波導波管11の上壁内面とステージ15の
表面との間隔ａを40mm、マイクロ波透過窓13の下面とス
テージ15の表面との間隔ｂを３mmに設定し、真空処理室
14内に酸素を300cc／分で導入、0.3 Torrの真空度にし
て、1.5KWのパワーで被処理体Ａなるウェーハ上のレジ
ストを灰化したところ、スタブ18の調整位置が約10mmの
範囲に渡って、従来例より５倍程度のエッチングレート
で灰化することが出来、然もレジストに変質層が含まれ
ていても奇麗に除去することが出来た。
またこの際、本装置で可能になったステージ15の冷却を
行ったところ、被処理体Ａの温度は100℃以下になり、
通常のプラズマ処理の場合200℃以上であるのに比較し
て一層低温での処理が可能であった。
行ったところ、被処理体Ａの温度は100℃以下になり、
通常のプラズマ処理の場合200℃以上であるのに比較し
て一層低温での処理が可能であった。
なお、間隔ａを80mmに設定した場合には、上記と同様な
灰化を得るためのスタブ18の調整位置範囲は約５mmであ
った。
灰化を得るためのスタブ18の調整位置範囲は約５mmであ
った。
このことと比較すると、間隔ａをマイクロ波12の波長の
１／２以下にすることは、スタブ18の調整を容易にさせ
ている。
１／２以下にすることは、スタブ18の調整を容易にさせ
ている。
以上説明したように、本発明の構成によれば、マイクロ
波に対して効率良く然も取扱いが容易で、且つ被処理体
を低温で処理することが出来る小型のマイクロ波プラズ
マ処理装置が提供出来て、処理品質および処理速度の向
上を可能にさせる効果がある。
波に対して効率良く然も取扱いが容易で、且つ被処理体
を低温で処理することが出来る小型のマイクロ波プラズ
マ処理装置が提供出来て、処理品質および処理速度の向
上を可能にさせる効果がある。
第１図は本発明によるマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例の要部側断面図、 第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の要部側断
面図、である。 図において、 11、29、30はマイクロ波導波管、 12、31はマイクロ波、 13、22aはマイクロ波透過窓、 14、26は真空処理室、 15、23はステージ、 16は排気口、 17、27はガス導入口、 18、32はスタブ、 Ａは被処理体、である。
施例の要部側断面図、 第２図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の要部側断
面図、である。 図において、 11、29、30はマイクロ波導波管、 12、31はマイクロ波、 13、22aはマイクロ波透過窓、 14、26は真空処理室、 15、23はステージ、 16は排気口、 17、27はガス導入口、 18、32はスタブ、 Ａは被処理体、である。
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロ波(12)の電場に垂直方向に設けた
マイクロ波透過窓(13)を有するマイクロ波導波管(11)と
該マイクロ波透過窓(13)によって真空封止される真空処
理室(14)とからなり、 該真空処理室(14)には該マイクロ波透過窓(13)に対向し
被処理体(A)を載置するステージ(15)と排気口(16)およ
びガス導入口(17)が設けられ、 該マイクロ波透過窓(13)を挟んで対向する該マイクロ波
導波管(11)内面と該ステージ(15)表面との間隔(a)が、
該マイクロ波(12)の波長の１／２以下であることを特徴
とするマイクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100696A JPH0614521B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100696A JPH0614521B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258428A JPS61258428A (ja) | 1986-11-15 |
| JPH0614521B2 true JPH0614521B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=14280887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60100696A Expired - Fee Related JPH0614521B2 (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614521B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7061152B2 (en) | 2004-10-25 | 2006-06-13 | Novatorque, Inc. | Rotor-stator structure for electrodynamic machines |
| US7294948B2 (en) | 2004-10-25 | 2007-11-13 | Novatorque, Inc. | Rotor-stator structure for electrodynamic machines |
| US9093874B2 (en) | 2004-10-25 | 2015-07-28 | Novatorque, Inc. | Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH053732A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Kubota Corp | 毛管水耕栽培装置 |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP60100696A patent/JPH0614521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7061152B2 (en) | 2004-10-25 | 2006-06-13 | Novatorque, Inc. | Rotor-stator structure for electrodynamic machines |
| US7205693B2 (en) | 2004-10-25 | 2007-04-17 | Novatorque, Inc. | Rotor-stator structure for electrodynamic machines |
| US7239058B2 (en) | 2004-10-25 | 2007-07-03 | Novatorque, Inc. | Rotor-stator structure for electrodynamic machines |
| US7294948B2 (en) | 2004-10-25 | 2007-11-13 | Novatorque, Inc. | Rotor-stator structure for electrodynamic machines |
| US9093874B2 (en) | 2004-10-25 | 2015-07-28 | Novatorque, Inc. | Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61258428A (ja) | 1986-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |