JPH0640542B2 - Microwave plasma processing equipment - Google Patents
Microwave plasma processing equipmentInfo
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- JPH0640542B2 JPH0640542B2 JP62017656A JP1765687A JPH0640542B2 JP H0640542 B2 JPH0640542 B2 JP H0640542B2 JP 62017656 A JP62017656 A JP 62017656A JP 1765687 A JP1765687 A JP 1765687A JP H0640542 B2 JPH0640542 B2 JP H0640542B2
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- vacuum chamber
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体工業におけるエッチング,気相成長法
等に利用できるマイクロ波プラズマ処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave plasma processing apparatus which can be used for etching, vapor phase growth method and the like in the semiconductor industry.
従来の技術 近年、マイクロ波プラズマ処理装置は、エッチングや気
相成長に応用されている。2. Description of the Related Art In recent years, microwave plasma processing apparatuses have been applied to etching and vapor phase growth.
以下図面を参照しながら、上述したマイクロ波プラズマ
処理装置の一例について説明する。An example of the microwave plasma processing apparatus described above will be described below with reference to the drawings.
第4図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の断面図を
示すものである。FIG. 4 shows a sectional view of a conventional microwave plasma processing apparatus.
真空室1は、ガス導入口2とマイクロ波導入口3とを有
しており、真空室1の周りには軸方向に均一な磁界を得
るためのマグネットコイル4が設置されている。5はマ
イクロ波を導入するための導波管であり、6はOリング
を使って真空室1を真空に保つため及びマイクロ波を導
入するための石英ガラス板である。7は処理基板8を載
置するための試料台、9は真空排気口である。The vacuum chamber 1 has a gas inlet 2 and a microwave inlet 3, and a magnet coil 4 for obtaining a uniform magnetic field in the axial direction is installed around the vacuum chamber 1. Reference numeral 5 is a waveguide for introducing microwaves, and 6 is a quartz glass plate for keeping the vacuum chamber 1 in vacuum by using an O-ring and for introducing microwaves. Reference numeral 7 is a sample table on which the processing substrate 8 is placed, and 9 is a vacuum exhaust port.
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
ついて、ポリシリコンのエッチングの場合について以下
その動作を説明する。The operation of the microwave plasma processing apparatus configured as described above will be described below in the case of etching polysilicon.
真空室1は、ガス導入口2からガスを流した状態で約1
0-4Torrに保たれる。The vacuum chamber 1 has about 1 when the gas is supplied from the gas inlet 2.
Maintained at 0 -4 Torr.
ガス導入口2から導入されたエッチングガスとしてのS
F6ガスは、マイクロ波導入口3から導入されたマイク
ロ波とマグネットコイル4による軸方向の磁界(875
ガウス)によって電子サイクロトロン共鳴が満足された
とき放電する。このプラズマ放電でできた電子,イオン
およびラジカルは、磁界の作用および拡散によって、試
料台7上の処理基板8に到達し、ポリシリコンをエッチ
ングする。S as an etching gas introduced from the gas inlet 2
The F 6 gas is a magnetic field in the axial direction (875) generated by the microwave introduced from the microwave introduction port 3 and the magnet coil 4.
Gauss) discharges when electron cyclotron resonance is satisfied. The electrons, ions and radicals generated by this plasma discharge reach the processing substrate 8 on the sample stage 7 by the action and diffusion of the magnetic field and etch the polysilicon.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、中心部分から外側
に向かって、イオンおよびラジカルが発散するため、処
理基板上に到達するイオンおよびラジカル量は中心が多
く外側に向かうほど少なくなる。実際にエッチングした
場合、中央は外側に比べてエッチングレートは速くな
り、均一性が悪いという問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned configuration, since ions and radicals diverge from the central portion toward the outside, the amount of ions and radicals reaching the processed substrate increases as the center increases and the distance toward the outside increases. Less. In the case of actual etching, the etching rate in the center was higher than that in the outside, and there was a problem that the uniformity was poor.
本発明は上記問題点に鑑み、処理基板の加工の均一性を
良くするマイクロ波プラズマ処理装置を提供するもので
ある。In view of the above problems, the present invention provides a microwave plasma processing apparatus that improves processing uniformity of a processing substrate.
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のマイクロ波プラ
ズマ処理装置は、ガス導入口とマイクロ波導入口を有す
る真空室と、前記真空室内に軸方向に均一な磁界を印加
する磁界印加手段と、前記真空室内において表面処理を
行なう基板を載置する試料台とを備え、前記試料台の基
板を載置する面と反対側の面において前記基板の外周部
のみと対向する位置に高透磁率材料の板あるいは永久磁
石を設けたという構成を備えたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a microwave plasma processing apparatus of the present invention is a vacuum chamber having a gas inlet and a microwave inlet, and a magnetic field that is uniform in the axial direction in the vacuum chamber. And a sample table on which a substrate to be surface-treated is placed in the vacuum chamber, and only the outer peripheral portion of the substrate is provided on the surface of the sample table opposite to the surface on which the substrate is placed. It is provided with a structure in which a plate of a high magnetic permeability material or a permanent magnet is provided at a position facing each other.
作用 本発明は上記した構成によって、マイクロ波と磁界によ
って発生したプラズマが磁界方向に向かって輸送され
る。基板付近に到達した電子およびイオンは、さらにマ
グネットコイルによって磁化されたリング状の高透磁率
材料あるいは永久磁石によって、マグネットコイルの磁
界が基板付近でリング状の高透磁率材料あるいは永久磁
石の方向に集中し、その結果として基板表面に入射する
イオン量は、高透磁率材料あるいは永久磁石がない場合
に比べ、外側において増加することになり、基板表面全
体として均一性が向上する。Action According to the present invention, the plasma generated by the microwave and the magnetic field is transported in the magnetic field direction by the configuration described above. The electrons and ions that have reached the vicinity of the substrate are further magnetized by the magnet coil into a ring-shaped high-permeability material or permanent magnet, and the magnetic field of the magnet coil is directed toward the ring-shaped high-permeability material or permanent magnet near the substrate. As a result, the amount of ions concentrated and incident on the surface of the substrate will increase on the outside as compared with the case where there is no high-permeability material or permanent magnet, and the uniformity is improved over the entire surface of the substrate.
実施例 以下本発明の一実施例のマイクロ波プラズマ処理装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。第1図は本発明
の第1の実施例におけるマイクロ波プラズマ処理装置の
断面図を示すものである。第1図において、真空室9
は、ガス導入口10とマイクロ波導入口11とを有して
おり、真空室9の周りには軸方向に均一な磁界を得るた
めのマグネットコイル12が設置されている。13はマ
イクロ波を導入するための導波管であり、14はOリン
グを介して真空室9を真空に保つため及びマイクロ波を
導入するための石英ガラス板である。15は処理基板1
6を載置するための非磁性材料(例えばSUS331)
からなる試料台である。また17は、高透磁率材料(た
とえばSUS440A)からなるリング状の板である。
18は真空排気口である。第2図は処理基板16付近の
磁界の方向を表わす図である。Embodiment A microwave plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a microwave plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the vacuum chamber 9
Has a gas inlet 10 and a microwave inlet 11, and a magnet coil 12 for obtaining a uniform magnetic field in the axial direction is installed around the vacuum chamber 9. Reference numeral 13 is a waveguide for introducing a microwave, and 14 is a quartz glass plate for maintaining a vacuum in the vacuum chamber 9 via an O-ring and for introducing a microwave. 15 is the processing substrate 1
Non-magnetic material for mounting 6 (eg SUS331)
It is a sample stand consisting of. Reference numeral 17 is a ring-shaped plate made of a high magnetic permeability material (for example, SUS440A).
18 is a vacuum exhaust port. FIG. 2 is a diagram showing the direction of the magnetic field near the processing substrate 16.
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
ついて、以下第1図及び第2図を用いて、ポリシリコン
のエッチングの場合について説明する。真空室9は、ガ
ス導入口10から5SCCMのSF6ガスを流した状態
で約6×10-4Torrの真空に維持される。ガス導入口1
0から導入されたガスは、マイクロ波導入口11から導
入されたマイクロ波とマグネットコイル12による軸方
向磁界(875ガウス)によって電子サイクロトロン共
鳴が満足された時、放電する。このプラズマ放電ででき
た電子,イオンおよびラジカルは、磁界の作用あるいは
拡散によって、処理基板16の方向に移動する。また処
理基板16の方向に移動した電子およびイオンは、第2
図のごとく磁界の方向によって、処理基板16の外周方
向に集中したような形となって処理基板16をエッチン
グする。With regard to the microwave plasma processing apparatus configured as described above, the case of etching polysilicon will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. The vacuum chamber 9 is maintained at a vacuum of about 6 × 10 −4 Torr with 5 SCCM of SF 6 gas flowing from the gas inlet 10. Gas inlet 1
The gas introduced from 0 is discharged when the electron cyclotron resonance is satisfied by the microwave introduced from the microwave introduction port 11 and the axial magnetic field (875 Gauss) by the magnet coil 12. The electrons, ions and radicals generated by this plasma discharge move toward the processing substrate 16 by the action or diffusion of the magnetic field. Also, the electrons and ions that have moved toward the processing substrate 16 are
As shown in the figure, depending on the direction of the magnetic field, the processing substrate 16 is etched so as to be concentrated in the outer peripheral direction of the processing substrate 16.
以上のように本実施例によれば、試料台15の下方に、
高透磁率材料からなるリング状の板17を設けることに
より、イオンが処理基板16の外周方向に集中し、リン
グ状の板17がない場合に比べて、均一性が向上し外径
が5インチの処理基板16に対して、バラツキが±8%
から±6%に向上した。As described above, according to this embodiment, below the sample table 15,
By providing the ring-shaped plate 17 made of a high-permeability material, the ions are concentrated in the outer peripheral direction of the processing substrate 16, and the uniformity is improved and the outer diameter is 5 inches as compared with the case where the ring-shaped plate 17 is not provided. Variation of ± 8% with respect to the processing substrate 16 of
To ± 6%.
以下本発明の第2の実施例について図面を参照しながら
説明する。第1図の構成と違うところは、高透磁率のリ
ング状の板17のかわりに、上方がS極であるリング状
の永久磁石19からなる点であり、その他の構成は第1
図と全く同じである。第3図は、処理基板16付近の磁
界の方向を表わす図である。この場合について説明する
と、第1図の場合と同様に、マグネットコイル12とマ
イクロ波によって電子サイクロトロン共鳴が満足された
とき、ガス導入口10から導入されたガスは放電する。
このプラズマ放電で生じた電子,イオンおよびラジカル
は、磁界の作用あるいは拡散によって、処理基板16の
方向に移動する。処理基板16の方向に移動した電子お
よびイオンは、第3図のごとく磁界の方向によって、処
理基板16の外周方向に集中したような形となって処理
基板16をエッチングする。A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The difference from the configuration of FIG. 1 is that instead of the ring-shaped plate 17 having high magnetic permeability, a ring-shaped permanent magnet 19 having an S pole on the upper side is provided.
It is exactly the same as the figure. FIG. 3 is a diagram showing the direction of the magnetic field near the processing substrate 16. Explaining this case, as in the case of FIG. 1, when the electron cyclotron resonance is satisfied by the magnet coil 12 and the microwave, the gas introduced from the gas inlet 10 is discharged.
The electrons, ions and radicals generated by this plasma discharge move toward the processing substrate 16 by the action or diffusion of the magnetic field. The electrons and ions that have moved toward the processing substrate 16 etch the processing substrate 16 as if they were concentrated in the outer peripheral direction of the processing substrate 16 depending on the direction of the magnetic field as shown in FIG.
以上のように、試料台15の下方に、上方がS極である
リング状の永久磁石19を設けることにより、イオンが
処理基板16の外周方向に集中し、リング状の永久磁石
19がない場合に比べて、均一性が向上し、外径が5イ
ンチの処理基板16に対して、バラツキが±8%から±
5%に向上した。As described above, when the ring-shaped permanent magnet 19 having the south pole on the upper side is provided below the sample table 15, ions are concentrated in the outer peripheral direction of the processing substrate 16, and the ring-shaped permanent magnet 19 is not provided. Compared to, the uniformity is improved, and the variation is ± 8% to ± for the processing substrate 16 having an outer diameter of 5 inches.
It improved to 5%.
なお、第1の実施例において、リング状の板17をSU
S440Aとしたが、高透磁率材料であればよい。In addition, in the first embodiment, the ring-shaped plate 17 is
Although S440A is used, a high magnetic permeability material may be used.
また、第2の実施例において、リング状の永久磁石19
は上方がS極としたが、これはマグネットコイル12の
磁界の方向が永久磁石19の方向に向いた場合であり、
逆の場合は上方がN極とすればよい。In addition, in the second embodiment, the ring-shaped permanent magnet 19
Is the S pole above, but this is the case when the direction of the magnetic field of the magnet coil 12 is toward the permanent magnet 19,
In the opposite case, the upper side should be the N pole.
また、本実施例ではエッチング装置の場合について述べ
たが、気相成長(CVD)装置にも同様に適用すること
ができる。Further, although the case of the etching apparatus has been described in the present embodiment, it can be similarly applied to a vapor phase growth (CVD) apparatus.
発明の効果 以上のように本発明は、試料台の基板を載置する面と反
対側に基板の外径と同程度以上の大きさのリング状の高
透磁率材料の板、あるいはリング状の永久磁石を前記試
料台下部に設けることにより、基板上に入射するイオン
量の均一性を向上することができ、その結果基板の加工
均一性を向上することができる。As described above, according to the present invention, a plate of a ring-shaped high magnetic permeability material having a size equal to or larger than the outer diameter of the substrate is formed on the side opposite to the surface of the sample table on which the substrate is mounted, or By providing the permanent magnet below the sample table, the uniformity of the amount of ions incident on the substrate can be improved, and as a result, the processing uniformity of the substrate can be improved.
第1図は本発明の第1の実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ処理装置の断面図、第2図は第1図の処理基板付近
の磁界の方向を表わす図、第3図は第2の実施例におけ
る処理基板付近の磁界の方向を表わす図、第4図は従来
のマイクロ波プラズマ処理装置の図である。 9……真空室、10……ガス導入口、11……マイクロ
波導入口、12……マグネットコイル(磁界印加手
段)、16……処理基板、17……高透磁率材料からな
るリング状の板、19……リング状の永久磁石。FIG. 1 is a sectional view of a microwave plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the direction of a magnetic field near the processing substrate of FIG. 1, and FIG. 3 is a second embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the direction of the magnetic field near the processing substrate in FIG. 4, and FIG. 4 is a diagram of a conventional microwave plasma processing apparatus. 9 ... Vacuum chamber, 10 ... Gas inlet, 11 ... Microwave inlet, 12 ... Magnet coil (magnetic field applying means), 16 ... Processing substrate, 17 ... Ring-shaped plate made of high-permeability material , 19 ... Ring-shaped permanent magnet.
Claims (1)
空室と、前記真空室内に軸方向に均一な磁界を印加する
磁界印加手段と、前記真空室内において表面処理を行な
う基板を載置する試料台とを備え、前記試料台の基板を
載置する面と反対側の面において前記基板の外周部のみ
と対向する位置に高透磁率材料の板あるいは永久磁石を
設けたことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。1. A sample in which a vacuum chamber having a gas inlet and a microwave inlet, magnetic field applying means for applying a uniform magnetic field in the axial direction in the vacuum chamber, and a substrate to be surface-treated in the vacuum chamber are mounted. And a table, and a plate of a high magnetic permeability material or a permanent magnet is provided at a position facing only the outer peripheral portion of the substrate on the surface of the sample table opposite to the surface on which the substrate is mounted. Wave plasma processing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017656A JPH0640542B2 (en) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | Microwave plasma processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62017656A JPH0640542B2 (en) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | Microwave plasma processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63219127A JPS63219127A (en) | 1988-09-12 |
| JPH0640542B2 true JPH0640542B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=11949896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62017656A Expired - Lifetime JPH0640542B2 (en) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | Microwave plasma processing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640542B2 (en) |
-
1987
- 1987-01-28 JP JP62017656A patent/JPH0640542B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63219127A (en) | 1988-09-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |