JPH07245193A - プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置Info
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- JPH07245193A JPH07245193A JP6032494A JP3249494A JPH07245193A JP H07245193 A JPH07245193 A JP H07245193A JP 6032494 A JP6032494 A JP 6032494A JP 3249494 A JP3249494 A JP 3249494A JP H07245193 A JPH07245193 A JP H07245193A
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
- H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低真空下又は常圧下で被処理物にプラズマ処理
を施すことができ、しかもＯ元素やハロゲン元素等を有
する活性ガスを少量含むプラズマ原料ガスを用いてもプ
ラズマソースの消耗が少なく、長期に亘り安定して使用
できるプラズマ発生装置と、このプラズマ発生装置を備
えていることにより、室内各部並びに被処理物の汚染が
抑制されるプラズマ処理装置を提供する。 【構成】プラズマ生成室１及びこれに連設したプラズマ
処理室２のうち室１にプラズマ原料ガスを導入するとと
もに室２にプラズマ処理用ガスを導入し、室１において
金属酸化物焼結体２３へマイクロ波を照射することによ
り原料ガスをプラズマ化して発生したイオンを室２へ加
速導入して処理用ガスをプラズマ化し、このプラズマの
もとで被処理物Ｓ１に所定の処理を施す。
を施すことができ、しかもＯ元素やハロゲン元素等を有
する活性ガスを少量含むプラズマ原料ガスを用いてもプ
ラズマソースの消耗が少なく、長期に亘り安定して使用
できるプラズマ発生装置と、このプラズマ発生装置を備
えていることにより、室内各部並びに被処理物の汚染が
抑制されるプラズマ処理装置を提供する。 【構成】プラズマ生成室１及びこれに連設したプラズマ
処理室２のうち室１にプラズマ原料ガスを導入するとと
もに室２にプラズマ処理用ガスを導入し、室１において
金属酸化物焼結体２３へマイクロ波を照射することによ
り原料ガスをプラズマ化して発生したイオンを室２へ加
速導入して処理用ガスをプラズマ化し、このプラズマの
もとで被処理物Ｓ１に所定の処理を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ、半導
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜す
るプラズマＣＶＤ、配線パターン等を得るために、形成
した膜を所定パターンに従ってエッチングするプラズマ
エッチング及びプラズマによる基体の表面改質のような
プラズマ処理に用いるプラズマ発生装置及びその装置を
採用したプラズマ処理装置に関する。
体利用の各種センサのような半導体を利用したデバイス
や太陽電池その他を製造するにあたり、基板上に成膜す
るプラズマＣＶＤ、配線パターン等を得るために、形成
した膜を所定パターンに従ってエッチングするプラズマ
エッチング及びプラズマによる基体の表面改質のような
プラズマ処理に用いるプラズマ発生装置及びその装置を
採用したプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プラズマ処理において高密度の
プラズマが必要な場合は、電力印加によりフィラメント
を加熱して放出される熱電子で励起用ガスをプラズマ化
し、該プラズマ中のイオンにより処理用ガスを励起して
プラズマ化させる方法が用いられる。
プラズマが必要な場合は、電力印加によりフィラメント
を加熱して放出される熱電子で励起用ガスをプラズマ化
し、該プラズマ中のイオンにより処理用ガスを励起して
プラズマ化させる方法が用いられる。
【０００３】このようなプラズマ処理に用いる装置の一
例として図２に示すプラズマ処理装置を挙げることがで
きる。この装置はプラズマ生成室１及び該室１に連設さ
れたプラズマ処理室２を備え、室１、２は接地されてい
る。プラズマ生成室１内にはプラズマソースとしてフィ
ラメント３が設置され、フィラメント３には直流電源４
が接続されている。フィラメント３の下方にはイオン引
き出し電極５が設置されており、電極５と後述する基体
ホルダ１０との間には直流電源６が接続されている。ま
た、プラズマ生成室１には励起用ガスのガス供給部７が
配管接続されており、ガス供給部７には１又は２以上の
マスフローコントローラ７１１、７１２・・・及び開閉
弁７２１、７２２・・・を介して接続された励起用ガス
のガス源７３１、７３２・・・が含まれる。さらにプラ
ズマ生成室１の外周には、発生したイオンをプラズマ処
理室２の方へ収束させるためのリング状のソレノイド磁
石８が配置されている。
例として図２に示すプラズマ処理装置を挙げることがで
きる。この装置はプラズマ生成室１及び該室１に連設さ
れたプラズマ処理室２を備え、室１、２は接地されてい
る。プラズマ生成室１内にはプラズマソースとしてフィ
ラメント３が設置され、フィラメント３には直流電源４
が接続されている。フィラメント３の下方にはイオン引
き出し電極５が設置されており、電極５と後述する基体
ホルダ１０との間には直流電源６が接続されている。ま
た、プラズマ生成室１には励起用ガスのガス供給部７が
配管接続されており、ガス供給部７には１又は２以上の
マスフローコントローラ７１１、７１２・・・及び開閉
弁７２１、７２２・・・を介して接続された励起用ガス
のガス源７３１、７３２・・・が含まれる。さらにプラ
ズマ生成室１の外周には、発生したイオンをプラズマ処
理室２の方へ収束させるためのリング状のソレノイド磁
石８が配置されている。
【０００４】プラズマ処理室２内の下方には基板ホルダ
１０が設置され、ホルダ１０にはこの上に設置される基
板Ｓ２を処理温度に加熱するヒータ１０ａを付設してあ
る。なお、輻射熱で基板Ｓ２を加熱するときは、ヒータ
１０ａはホルダ１０から分離される。また、必要に応じ
てヒータ１０ａに代えて冷却器が用いられることもあ
る。
１０が設置され、ホルダ１０にはこの上に設置される基
板Ｓ２を処理温度に加熱するヒータ１０ａを付設してあ
る。なお、輻射熱で基板Ｓ２を加熱するときは、ヒータ
１０ａはホルダ１０から分離される。また、必要に応じ
てヒータ１０ａに代えて冷却器が用いられることもあ
る。
【０００５】ホルダ１０にはマッチングボックス１１を
介して高周波電源１２が接続され、さらに直流電源１３
又は１４が接続される。切替えスイッチ１５は電源１３
と１４の切り換えを行う。ホルダ１０に載置される基板
Ｓ２が導電性のときには直流電源１３、１４による直流
電力印加にて入射プラズマを制御することで処理速度を
制御でき、基板Ｓ２が絶縁性のときは高周波電源１２に
よる高周波電力印加にて入射プラズマを制御することで
処理速度を制御できる。
介して高周波電源１２が接続され、さらに直流電源１３
又は１４が接続される。切替えスイッチ１５は電源１３
と１４の切り換えを行う。ホルダ１０に載置される基板
Ｓ２が導電性のときには直流電源１３、１４による直流
電力印加にて入射プラズマを制御することで処理速度を
制御でき、基板Ｓ２が絶縁性のときは高周波電源１２に
よる高周波電力印加にて入射プラズマを制御することで
処理速度を制御できる。
【０００６】また、ホルダ１０上方には、リング状のガ
ス噴射管１６が配置され、管１６はホルダ１０に向かう
下面部分に多数のガス噴出孔を有している。ガス噴出管
にはガス導入管１７を介してプラズマ処理用ガスのガス
供給部１８が配管接続されている。ガス供給部１８には
１又は２以上のマスフローコントローラ１８１ａ、１８
１ｂ・・・及び開閉弁１８２ａ、１８２ｂ・・・を介し
て接続されたプラズマ処理用ガスのガス源１８３ａ、１
８３ｂ・・・が含まれる。なお、励起用ガス供給部７と
プラズマ処理用ガス供給部１８とが別々の配管を用いて
容器１、２に接続されているのは、該両者のガスが混合
するとパーティクルが発生し易くなり、被処理基板Ｓ２
表面や室１及び２内を汚染し易いからである。また、成
膜室２にはその外周壁に沿ってリング状のソレノイド磁
石９が設置され、排気装置１９が配管接続されている。
磁石９はイオンをホルダ１０上の基板Ｓ２へ収束させる
ためのものである。
ス噴射管１６が配置され、管１６はホルダ１０に向かう
下面部分に多数のガス噴出孔を有している。ガス噴出管
にはガス導入管１７を介してプラズマ処理用ガスのガス
供給部１８が配管接続されている。ガス供給部１８には
１又は２以上のマスフローコントローラ１８１ａ、１８
１ｂ・・・及び開閉弁１８２ａ、１８２ｂ・・・を介し
て接続されたプラズマ処理用ガスのガス源１８３ａ、１
８３ｂ・・・が含まれる。なお、励起用ガス供給部７と
プラズマ処理用ガス供給部１８とが別々の配管を用いて
容器１、２に接続されているのは、該両者のガスが混合
するとパーティクルが発生し易くなり、被処理基板Ｓ２
表面や室１及び２内を汚染し易いからである。また、成
膜室２にはその外周壁に沿ってリング状のソレノイド磁
石９が設置され、排気装置１９が配管接続されている。
磁石９はイオンをホルダ１０上の基板Ｓ２へ収束させる
ためのものである。
【０００７】このプラズマ処理装置によると、基板Ｓ２
が基板ホルダ１０上に支持された後、排気装置１９の運
転にて室１及び２が所定真空度とされる。次いでガス供
給部７からプラズマ生成室１内に励起用ガスが導入され
るとともに、電源４からフィラメント３に直流電力が印
加される。これにより加熱されたフィラメント３から熱
電子が放出されて、前記導入された励起用ガスがプラズ
マ化される。そして該プラズマ中のイオンが、直流電源
６による電力印加にてイオン引き出し電極５と基板ホル
ダ１０との間に形成された電位差により、加速されてプ
ラズマ処理室２内へ進む。一方、ガス供給部１８からガ
ス導入管１７及びガス噴出管１６を介してプラズマ処理
用ガスが基板Ｓ２近傍へ導入される。プラズマ生成室１
から供給された前記イオンはソレノイド磁石９による磁
界のもとに基板Ｓ２へ収束され、基板Ｓ２近傍に導入さ
れたプラズマ処理用ガスが該イオンにより励起されてプ
ラズマ化し、基板Ｓ２表面に所望のプラズマ処理が施さ
れる。すなわち、プラズマ処理用ガスがエッチング用ガ
スのときはエッチングが、成膜用ガスのときは膜形成
が、成膜用ガスのときは膜形成が、表面改質用ガスのと
きは基板表面の改質が行われる。
が基板ホルダ１０上に支持された後、排気装置１９の運
転にて室１及び２が所定真空度とされる。次いでガス供
給部７からプラズマ生成室１内に励起用ガスが導入され
るとともに、電源４からフィラメント３に直流電力が印
加される。これにより加熱されたフィラメント３から熱
電子が放出されて、前記導入された励起用ガスがプラズ
マ化される。そして該プラズマ中のイオンが、直流電源
６による電力印加にてイオン引き出し電極５と基板ホル
ダ１０との間に形成された電位差により、加速されてプ
ラズマ処理室２内へ進む。一方、ガス供給部１８からガ
ス導入管１７及びガス噴出管１６を介してプラズマ処理
用ガスが基板Ｓ２近傍へ導入される。プラズマ生成室１
から供給された前記イオンはソレノイド磁石９による磁
界のもとに基板Ｓ２へ収束され、基板Ｓ２近傍に導入さ
れたプラズマ処理用ガスが該イオンにより励起されてプ
ラズマ化し、基板Ｓ２表面に所望のプラズマ処理が施さ
れる。すなわち、プラズマ処理用ガスがエッチング用ガ
スのときはエッチングが、成膜用ガスのときは膜形成
が、成膜用ガスのときは膜形成が、表面改質用ガスのと
きは基板表面の改質が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このプ
ラズマ処理においては、室１、２内の圧力が高いとフィ
ラメント３が断線し易いため、該室内を１×１０-4Ｔｏ
ｒｒ以下の高真空度に保つ必要があった。この場合、常
圧下でのプラズマ処理に比べてコスト高となるし、又、
被処理物がプラスチック等減圧下で気化し易い材質の場
合には、真空度を上げることが困難であった。
ラズマ処理においては、室１、２内の圧力が高いとフィ
ラメント３が断線し易いため、該室内を１×１０-4Ｔｏ
ｒｒ以下の高真空度に保つ必要があった。この場合、常
圧下でのプラズマ処理に比べてコスト高となるし、又、
被処理物がプラスチック等減圧下で気化し易い材質の場
合には、真空度を上げることが困難であった。
【０００９】また、１×１０-4Ｔｏｒｒ以下の減圧下で
のプラズマ処理においても、励起用ガスとして例えば不
活性ガスを主体とし、これに酸素（Ｏ2 ）ガスを１０％
以下含むだけのガスを用いて酸素（Ｏ）プラズマを発生
させる場合でも、通算処理時間約１０時間でフィラメン
ト３が切れる。前記のフィラメントには、一般にタング
ステン（Ｗ）等の高融点の金属が用いられる。Ｏ2 ガス
に限らず前記励起用ガスとして、例えば酸素（Ｏ）元素
やハロゲン元素等を含むガスを用いる場合、該フィラメ
ント金属の酸化物やハロゲン化物等が生じてこれが気化
し、フィラメントが消耗するため、該フィラメントの寿
命が短くなったり、この気化した金属酸化物、金属ハロ
ゲン化物等が不純物として被処理基板表面や真空容器内
各部に付着して、これらを汚染したりする等の問題があ
った。
のプラズマ処理においても、励起用ガスとして例えば不
活性ガスを主体とし、これに酸素（Ｏ2 ）ガスを１０％
以下含むだけのガスを用いて酸素（Ｏ）プラズマを発生
させる場合でも、通算処理時間約１０時間でフィラメン
ト３が切れる。前記のフィラメントには、一般にタング
ステン（Ｗ）等の高融点の金属が用いられる。Ｏ2 ガス
に限らず前記励起用ガスとして、例えば酸素（Ｏ）元素
やハロゲン元素等を含むガスを用いる場合、該フィラメ
ント金属の酸化物やハロゲン化物等が生じてこれが気化
し、フィラメントが消耗するため、該フィラメントの寿
命が短くなったり、この気化した金属酸化物、金属ハロ
ゲン化物等が不純物として被処理基板表面や真空容器内
各部に付着して、これらを汚染したりする等の問題があ
った。
【００１０】そこで本発明の一つの課題は、被処理物の
プラズマ処理に用いることができるプラズマ発生装置で
あって、低真空度下又は常圧下でもプラズマを発生させ
ることができ、しかもＯ元素やハロゲン元素等を含む活
性ガス含有のプラズマ原料ガスを用いても、その活性ガ
ス量が一定少量以下であればプラズマソースの消耗が少
なく、長期に亘り安定して使用でき、また、プラズマソ
ースの消耗が少ないことにより不純物の生成が抑制され
て、プラズマ生成室内部の汚染が抑制されるプラズマ発
生装置を提供することにある。
プラズマ処理に用いることができるプラズマ発生装置で
あって、低真空度下又は常圧下でもプラズマを発生させ
ることができ、しかもＯ元素やハロゲン元素等を含む活
性ガス含有のプラズマ原料ガスを用いても、その活性ガ
ス量が一定少量以下であればプラズマソースの消耗が少
なく、長期に亘り安定して使用でき、また、プラズマソ
ースの消耗が少ないことにより不純物の生成が抑制され
て、プラズマ生成室内部の汚染が抑制されるプラズマ発
生装置を提供することにある。
【００１１】また、本発明のもう一つの課題は、プラズ
マ発生装置及びそれに連設された被処理物を設置する処
理室を有するプラズマ処理装置であって、低真空度下又
は常圧下でも被処理物にプラズマ処理を施すことがで
き、しかもＯ元素やハロゲン元素等を含む活性ガス含有
のプラズマ原料ガスを用いても、その活性ガス量が一定
少量以下であればプラズマソースの消耗が少なく、長期
に亘り安定して使用でき、また、プラズマソースの消耗
が少ないことにより不純物の生成が抑制されて、プラズ
マ発生装置及び処理室内各部並びに被処理物の汚染が抑
制される状態で、被処理物に所定のプラズマ処理を施す
ことができるプラズマ処理装置を提供することにある。
マ発生装置及びそれに連設された被処理物を設置する処
理室を有するプラズマ処理装置であって、低真空度下又
は常圧下でも被処理物にプラズマ処理を施すことがで
き、しかもＯ元素やハロゲン元素等を含む活性ガス含有
のプラズマ原料ガスを用いても、その活性ガス量が一定
少量以下であればプラズマソースの消耗が少なく、長期
に亘り安定して使用でき、また、プラズマソースの消耗
が少ないことにより不純物の生成が抑制されて、プラズ
マ発生装置及び処理室内各部並びに被処理物の汚染が抑
制される状態で、被処理物に所定のプラズマ処理を施す
ことができるプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明者は研究を重ね、以下の事実を見出した。即
ち、従来のＷ等の高融点金属よりなるフィラメントに代
えて、金属酸化物の焼結体よりなるプラズマソースを用
い、該プラズマソース近傍に原料ガスを導入するととも
に該プラズマソースにマイクロ波を照射すると、該ガス
がプラズマ化され、しかも、このプラズマ化は高真空度
下はもちろんのこと、低真空度下又は常圧下でも行うこ
とができる。さらに、原料ガスとしてＯ元素、ハロゲン
元素等を有する活性ガスを少量含むガスを用いる場合に
も該プラズマソースは消耗しにくい。
に本発明者は研究を重ね、以下の事実を見出した。即
ち、従来のＷ等の高融点金属よりなるフィラメントに代
えて、金属酸化物の焼結体よりなるプラズマソースを用
い、該プラズマソース近傍に原料ガスを導入するととも
に該プラズマソースにマイクロ波を照射すると、該ガス
がプラズマ化され、しかも、このプラズマ化は高真空度
下はもちろんのこと、低真空度下又は常圧下でも行うこ
とができる。さらに、原料ガスとしてＯ元素、ハロゲン
元素等を有する活性ガスを少量含むガスを用いる場合に
も該プラズマソースは消耗しにくい。
【００１３】前記事実に基づき、本発明のプラズマ発生
装置は、プラズマ生成室と、該プラズマ生成室に不活性
ガスを９０％以上含むプラズマ原料ガスを供給する手段
と、前記プラズマ生成室に設置した金属酸化物の焼結体
からなるプラズマソースと、該プラズマソースにマイク
ロ波を照射する手段とを備えたことを特徴とする。この
プラズマ生成室内を所定真空状態にできる排気手段を備
えてもよい。
装置は、プラズマ生成室と、該プラズマ生成室に不活性
ガスを９０％以上含むプラズマ原料ガスを供給する手段
と、前記プラズマ生成室に設置した金属酸化物の焼結体
からなるプラズマソースと、該プラズマソースにマイク
ロ波を照射する手段とを備えたことを特徴とする。この
プラズマ生成室内を所定真空状態にできる排気手段を備
えてもよい。
【００１４】また、本発明のプラズマ処理装置は、前記
プラズマ発生装置と、前記プラズマ発生装置に連設され
た被処理物を設置する処理室と、前記プラズマ発生装置
により発生したプラズマ中のイオンを該処理室へ加速導
入する手段とを備えたことを特徴とする。このプラズマ
処理装置においても、プラズマ生成室及び処理室を所定
真空状態にできる排気手段を設けてもよい。この場合、
プラズマ生成室、処理室に対しそれぞれ設けても、両者
に共通のものを設けてもよい。
プラズマ発生装置と、前記プラズマ発生装置に連設され
た被処理物を設置する処理室と、前記プラズマ発生装置
により発生したプラズマ中のイオンを該処理室へ加速導
入する手段とを備えたことを特徴とする。このプラズマ
処理装置においても、プラズマ生成室及び処理室を所定
真空状態にできる排気手段を設けてもよい。この場合、
プラズマ生成室、処理室に対しそれぞれ設けても、両者
に共通のものを設けてもよい。
【００１５】前記プラズマ発生装置及びプラズマ処理装
置において用いる金属酸化物としては、Ｌａ(1-X) Ｓｒ
X ＣｏＯ3 、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ
2 Ｃｕ3 ＯX 等を例示することができる。また、該金属
酸化物は抵抗率が１０3 Ω・ｃｍ以下であることが望ま
しく、これは抵抗率が１０3 Ω・ｃｍを超えるときには
マイクロ波電流が流れ難く、その結果、プラズマが発生
し難いからである。
置において用いる金属酸化物としては、Ｌａ(1-X) Ｓｒ
X ＣｏＯ3 、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx 、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ
2 Ｃｕ3 ＯX 等を例示することができる。また、該金属
酸化物は抵抗率が１０3 Ω・ｃｍ以下であることが望ま
しく、これは抵抗率が１０3 Ω・ｃｍを超えるときには
マイクロ波電流が流れ難く、その結果、プラズマが発生
し難いからである。
【００１６】前記プラズマ生成室へ導入するプラズマ原
料ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガ
ス、アルゴン（Ａｒ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス等
の不活性ガスを９０％以上含む、即ち、Ｏ元素含有ガ
ス、ハロゲン元素含有ガス等の活性ガス含有量は１０％
以下であるが、これは、該活性ガス含有量が１０％を上
回るときは生成するプラズマの密度が低下するからであ
る。勿論活性ガスを含まず不活性ガスだけでもよい。前
記活性ガスとしては、Ｏ2 ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガ
ス、亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガス等のＯ元素含有ガス、フ
ッ素（Ｆ2 ）ガス、塩素（Ｃｌ2 ）ガス等のハロゲン元
素を含むガスを例示できる。
料ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガ
ス、アルゴン（Ａｒ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス等
の不活性ガスを９０％以上含む、即ち、Ｏ元素含有ガ
ス、ハロゲン元素含有ガス等の活性ガス含有量は１０％
以下であるが、これは、該活性ガス含有量が１０％を上
回るときは生成するプラズマの密度が低下するからであ
る。勿論活性ガスを含まず不活性ガスだけでもよい。前
記活性ガスとしては、Ｏ2 ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガ
ス、亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガス等のＯ元素含有ガス、フ
ッ素（Ｆ2 ）ガス、塩素（Ｃｌ2 ）ガス等のハロゲン元
素を含むガスを例示できる。
【００１７】また、本発明のプラズマ発生装置及びプラ
ズマ処理装置においても従来装置と同様に、プラズマ生
成室の周囲に、該室で発生したイオンをプラズマ処理室
の方へ収束させるためのリング状の磁石を設置したり、
プラズマ処理室の回りに、イオンを被処理物の方へ収束
させるリング状の磁石を設置したりしてもよい。前記プ
ラズマ処理装置において、生成したプラズマからイオン
を引き出す手段としては、例えば図２に示すようなイオ
ン引き出し電極を挙げることができる。
ズマ処理装置においても従来装置と同様に、プラズマ生
成室の周囲に、該室で発生したイオンをプラズマ処理室
の方へ収束させるためのリング状の磁石を設置したり、
プラズマ処理室の回りに、イオンを被処理物の方へ収束
させるリング状の磁石を設置したりしてもよい。前記プ
ラズマ処理装置において、生成したプラズマからイオン
を引き出す手段としては、例えば図２に示すようなイオ
ン引き出し電極を挙げることができる。
【００１８】また、前記プラズマ処理装置は、被処理物
を設置する前記処理室に処理用ガスを供給する手段を備
えていてもよい。該プラズマ処理用ガスの導入手段とし
ては、被処理物の近傍へ該ガスを導入できる配管装置を
採用してもよく、その１例として前記従来装置における
リング状のガス噴出管を含むものを挙げることができ
る。
を設置する前記処理室に処理用ガスを供給する手段を備
えていてもよい。該プラズマ処理用ガスの導入手段とし
ては、被処理物の近傍へ該ガスを導入できる配管装置を
採用してもよく、その１例として前記従来装置における
リング状のガス噴出管を含むものを挙げることができ
る。
【００１９】
【作用】本発明のプラズマ発生装置及びプラズマ処理装
置によると、プラズマ生成室内にプラズマ原料ガスを導
入するとともに、マイクロ波電源によりプラズマソース
にマイクロ波を照射することで、該ガスがプラズマ化さ
れる。これは、マイクロ波照射されたプラズマソースの
金属酸化物が触媒のように作用して、プラズマ原料ガス
のプラズマ化を促進する近接効果によるものではないか
と考えられる。
置によると、プラズマ生成室内にプラズマ原料ガスを導
入するとともに、マイクロ波電源によりプラズマソース
にマイクロ波を照射することで、該ガスがプラズマ化さ
れる。これは、マイクロ波照射されたプラズマソースの
金属酸化物が触媒のように作用して、プラズマ原料ガス
のプラズマ化を促進する近接効果によるものではないか
と考えられる。
【００２０】前記のプラズマ生成は１×１０-4Ｔｏｒｒ
以下の高真空度下は勿論のこと、１×１０-4Ｔｏｒｒを
超える低真空度下又は常圧下においても行うことができ
る。また、原料ガスとして、Ｏ元素、ハロゲン元素等を
含み、従来ならばＷ等の高融点金属と反応して金属酸化
物、金属ハロゲン化物等を生成し易い活性ガスを含むガ
スを用いる場合にも、金属酸化物の焼結体はこのような
活性ガスと反応し難いため、原料ガス中の該活性ガス含
量が１０％以下の場合にはプラズマソースの消耗が生じ
難い。
以下の高真空度下は勿論のこと、１×１０-4Ｔｏｒｒを
超える低真空度下又は常圧下においても行うことができ
る。また、原料ガスとして、Ｏ元素、ハロゲン元素等を
含み、従来ならばＷ等の高融点金属と反応して金属酸化
物、金属ハロゲン化物等を生成し易い活性ガスを含むガ
スを用いる場合にも、金属酸化物の焼結体はこのような
活性ガスと反応し難いため、原料ガス中の該活性ガス含
量が１０％以下の場合にはプラズマソースの消耗が生じ
難い。
【００２１】プラズマ処理装置においては、かくして生
成されたプラズマ中のイオンが、被処理物を設置した処
理室内へ加速導入され、このイオンの作用で被処理物に
所定の処理が施される。ここで前記処理室に処理用ガス
を供給する手段を備えているときには、該処理室に加速
導入されたイオンにより該ガスがプラズマ化され、この
プラズマのもとで被処理物に所定の処理が施される。ま
た、前記理由によりプラズマソースが消耗し難いため、
プラズマソースに由来する不純物が被処理物表面及びプ
ラズマ生成室、処理室内各部に付着するのが回避され
る。
成されたプラズマ中のイオンが、被処理物を設置した処
理室内へ加速導入され、このイオンの作用で被処理物に
所定の処理が施される。ここで前記処理室に処理用ガス
を供給する手段を備えているときには、該処理室に加速
導入されたイオンにより該ガスがプラズマ化され、この
プラズマのもとで被処理物に所定の処理が施される。ま
た、前記理由によりプラズマソースが消耗し難いため、
プラズマソースに由来する不純物が被処理物表面及びプ
ラズマ生成室、処理室内各部に付着するのが回避され
る。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例であるプラズマ発生装
置Ａを利用したプラズマ処理装置Ｂの概略構成を示す図
である。この装置は図２に示す従来装置において、直流
電源４及びフィラメント３に代えて、プラズマ生成室１
に外嵌されたリング状のキャビティ２０と、キャビティ
２０に接続されたマイクロ波電源２１と、キャビティ２
０の容量を変えるためのチューナー２２とが付設され、
内部には金属酸化物の焼結体よりなるメッシュ状のプラ
ズマソース２３を有している。その他の構成は図１に示
す装置と同様である。ここでメッシュ状のプラズマソー
ス２３を採用するのはガス源７から供給されるプラズマ
原料ガスを、ソース２３との接触面積を大にして通過さ
せつつ該ガスのプラズマ化を行うためである。ここでプ
ラズマ生成室１、キャビティ２０、マイクロ波電源２
１、プラズマソース２３はプラズマ発生装置Ａを構成す
るものである。なお、ここでは従来装置における磁石８
を用いていないが、図１に２点鎖線で示すように従来装
置と同様、磁石８を設置してもよい。
する。図１は、本発明の一実施例であるプラズマ発生装
置Ａを利用したプラズマ処理装置Ｂの概略構成を示す図
である。この装置は図２に示す従来装置において、直流
電源４及びフィラメント３に代えて、プラズマ生成室１
に外嵌されたリング状のキャビティ２０と、キャビティ
２０に接続されたマイクロ波電源２１と、キャビティ２
０の容量を変えるためのチューナー２２とが付設され、
内部には金属酸化物の焼結体よりなるメッシュ状のプラ
ズマソース２３を有している。その他の構成は図１に示
す装置と同様である。ここでメッシュ状のプラズマソー
ス２３を採用するのはガス源７から供給されるプラズマ
原料ガスを、ソース２３との接触面積を大にして通過さ
せつつ該ガスのプラズマ化を行うためである。ここでプ
ラズマ生成室１、キャビティ２０、マイクロ波電源２
１、プラズマソース２３はプラズマ発生装置Ａを構成す
るものである。なお、ここでは従来装置における磁石８
を用いていないが、図１に２点鎖線で示すように従来装
置と同様、磁石８を設置してもよい。
【００２３】このプラズマ処理装置Ｂによると、次のよ
うにプラズマ処理が実施される。まず、基板Ｓ１を基板
ホルダ１０上に支持した後、必要に応じて排気装置１９
の運転にて室１及び２を所定真空度とする。次いでガス
供給部７からプラズマ生成室１内にプラズマ原料ガスと
して励起用ガスを導入するとともに、マイクロ波電源２
１からキャビティ２０に印加したマイクロ波電力がプラ
ズマソース２３に供給される。マイクロ波照射における
マッチングはチューナー２２でキャビティ２０の容量を
変えることで行う。これにより前記導入された励起用ガ
スをプラズマ化する。そして、該プラズマ中のイオン
が、直流電源６による電力印加にてイオン引き出し電極
５と基板ホルダ１０との間に形成された電位差により、
加速されて基板ホルダ１０の方向に進む。同時にガス供
給部１８からガス導入管１７及びガス噴出管１６を介し
て、プラズマ処理用ガスが基板Ｓ１近傍へ導入される。
プラズマ生成室１から供給された前記イオンはソレノイ
ド磁石９による磁界のもとに基板Ｓ１へ収束され、基板
Ｓ１近傍に導入されたプラズマ処理用ガスが該イオンに
より励起されてプラズマ化し、基板Ｓ１表面に所望のプ
ラズマ処理が施される。また、ガス供給部１８からプラ
ズマ処理用ガスを導入しないときには、基板Ｓ１上に収
束された前記イオンにより基板Ｓ１表面に所望のプラズ
マ処理が施される。
うにプラズマ処理が実施される。まず、基板Ｓ１を基板
ホルダ１０上に支持した後、必要に応じて排気装置１９
の運転にて室１及び２を所定真空度とする。次いでガス
供給部７からプラズマ生成室１内にプラズマ原料ガスと
して励起用ガスを導入するとともに、マイクロ波電源２
１からキャビティ２０に印加したマイクロ波電力がプラ
ズマソース２３に供給される。マイクロ波照射における
マッチングはチューナー２２でキャビティ２０の容量を
変えることで行う。これにより前記導入された励起用ガ
スをプラズマ化する。そして、該プラズマ中のイオン
が、直流電源６による電力印加にてイオン引き出し電極
５と基板ホルダ１０との間に形成された電位差により、
加速されて基板ホルダ１０の方向に進む。同時にガス供
給部１８からガス導入管１７及びガス噴出管１６を介し
て、プラズマ処理用ガスが基板Ｓ１近傍へ導入される。
プラズマ生成室１から供給された前記イオンはソレノイ
ド磁石９による磁界のもとに基板Ｓ１へ収束され、基板
Ｓ１近傍に導入されたプラズマ処理用ガスが該イオンに
より励起されてプラズマ化し、基板Ｓ１表面に所望のプ
ラズマ処理が施される。また、ガス供給部１８からプラ
ズマ処理用ガスを導入しないときには、基板Ｓ１上に収
束された前記イオンにより基板Ｓ１表面に所望のプラズ
マ処理が施される。
【００２４】この結果、室１、２内を１×１０-4Ｔｏｒ
ｒを超える低真空度又は常圧とする場合にも基板Ｓ１表
面に所望のプラズマ処理を施すことができる。また、励
起用ガスとしてＯ元素、ハロゲン元素を有する活性ガス
を含むガスを用いる場合にも、励起用ガス中の該活性ガ
ス含量が１０％以下であれば電力印加によるプラズマソ
ース２３の消耗が低減し、被処理基板Ｓ１表面及び室
１、２内各部への不純物の付着が低減する。
ｒを超える低真空度又は常圧とする場合にも基板Ｓ１表
面に所望のプラズマ処理を施すことができる。また、励
起用ガスとしてＯ元素、ハロゲン元素を有する活性ガス
を含むガスを用いる場合にも、励起用ガス中の該活性ガ
ス含量が１０％以下であれば電力印加によるプラズマソ
ース２３の消耗が低減し、被処理基板Ｓ１表面及び室
１、２内各部への不純物の付着が低減する。
【００２５】なお、図面には示さないが、プラズマ発生
装置Ａで発生させたイオン等を直接被処理物の処理、例
えばエッチングに使用する場合には、処理用ガスの供給
部１８を省略できる。次に、図１に示す装置をプラズマ
ＣＶＤ装置として用いた具体例について説明する。 例１ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成 ・基板 ：６インチ シリコン（Ｓｉ）ウェハ ・プラズマソース材質 ：La(1-X) SrX CoＯ3 を１３７３Ｋで焼成したもの 抵抗率１×１０-4Ω・ｃｍ ・プラズマソースサイズ：直径１００ｍｍ×厚さ３ｍｍ メッシュサイズ ＃２０〜６０ ・プラズマ生成室サイズ：直径１００ｍｍ×１５０ｍｍ ・成膜真空度 ：１Ｔｏｒｒ ・マイクロ波電力 ：２５０Ｗ ・磁場強度 ：１００Ｇａｕｓｓ ・励起用ガス（プラズマ原料ガス）：アルゴン（Ａｒ）ガス １２００ｓｃｃｍ ・成膜原料ガス ：シラン（ＳｉＨ4 ）ガス １００ｓｃｃｍ ・基板温度 ：２００℃ ・入射プラズマ制御 ：電源１４を使用、−２０Ｖ 前記条件でＳｉ基板Ｓ１上に膜厚２０００Åのａ−Ｓｉ
膜を形成したところ、成膜速度は６００Å／ｍｉｎ、膜
厚均一性は±５％であった。また、形成されたａ−Ｓｉ
膜中の不純物混入量をＳＩＭＳ分析法で測定したとこ
ろ、検出限界未満であった。さらに、同様の処理を基板
Ｓ１を替えて繰り返したところ、プラズマソース２３は
通算成膜時間１０００時間でも消耗による成膜上の問題
は発生しなかった。 例２ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成 例１において励起用ガスとしてＡｒガス（１２００ｓｃ
ｃｍ、９９．８％）及び一酸化窒素（ＮＯ）ガス（２．
４ｓｃｃｍ、０．２％）を用い、その他の条件は例１と
同様にしてＳｉ基板Ｓ１上にａ−Ｓｉ膜を形成したとこ
ろ、成膜速度は５８０Å／ｍｉｎ、膜厚均一性は±４％
であった。また形成されたａ−Ｓｉ膜中の不純物混入量
をＳＩＭＳ分析法で分析したところ、検出限界未満であ
った。さらに、同様の処理を基板Ｓ１を替えて繰り返し
たところ、プラズマソース２３は通算成膜時間約１００
０時間でも消耗による成膜上の問題は発生しなかった。 比較例１ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成 図１の装置に代えて図２に示す従来のプラズマ処理装置
を用い、基板、磁石９による磁場強度、励起用ガス、成
膜原料ガス、基板温度、入射プラズマ制御条件を例２と
同様にして基板Ｓ２上に膜厚１００Åのａ−Ｓｉ膜を形
成した。成膜真空度は１×１０-4Ｔｏｒｒとした。ま
た、フィラメント３の材質はＷとし、該フィラメントに
１．０ｋＷの直流電力を印加することで励起用ガスをプ
ラズマ化させた。なお、磁石８の強度は５０Ｇａｕｓｓ
とした。
装置Ａで発生させたイオン等を直接被処理物の処理、例
えばエッチングに使用する場合には、処理用ガスの供給
部１８を省略できる。次に、図１に示す装置をプラズマ
ＣＶＤ装置として用いた具体例について説明する。 例１ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成 ・基板 ：６インチ シリコン（Ｓｉ）ウェハ ・プラズマソース材質 ：La(1-X) SrX CoＯ3 を１３７３Ｋで焼成したもの 抵抗率１×１０-4Ω・ｃｍ ・プラズマソースサイズ：直径１００ｍｍ×厚さ３ｍｍ メッシュサイズ ＃２０〜６０ ・プラズマ生成室サイズ：直径１００ｍｍ×１５０ｍｍ ・成膜真空度 ：１Ｔｏｒｒ ・マイクロ波電力 ：２５０Ｗ ・磁場強度 ：１００Ｇａｕｓｓ ・励起用ガス（プラズマ原料ガス）：アルゴン（Ａｒ）ガス １２００ｓｃｃｍ ・成膜原料ガス ：シラン（ＳｉＨ4 ）ガス １００ｓｃｃｍ ・基板温度 ：２００℃ ・入射プラズマ制御 ：電源１４を使用、−２０Ｖ 前記条件でＳｉ基板Ｓ１上に膜厚２０００Åのａ−Ｓｉ
膜を形成したところ、成膜速度は６００Å／ｍｉｎ、膜
厚均一性は±５％であった。また、形成されたａ−Ｓｉ
膜中の不純物混入量をＳＩＭＳ分析法で測定したとこ
ろ、検出限界未満であった。さらに、同様の処理を基板
Ｓ１を替えて繰り返したところ、プラズマソース２３は
通算成膜時間１０００時間でも消耗による成膜上の問題
は発生しなかった。 例２ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成 例１において励起用ガスとしてＡｒガス（１２００ｓｃ
ｃｍ、９９．８％）及び一酸化窒素（ＮＯ）ガス（２．
４ｓｃｃｍ、０．２％）を用い、その他の条件は例１と
同様にしてＳｉ基板Ｓ１上にａ−Ｓｉ膜を形成したとこ
ろ、成膜速度は５８０Å／ｍｉｎ、膜厚均一性は±４％
であった。また形成されたａ−Ｓｉ膜中の不純物混入量
をＳＩＭＳ分析法で分析したところ、検出限界未満であ
った。さらに、同様の処理を基板Ｓ１を替えて繰り返し
たところ、プラズマソース２３は通算成膜時間約１００
０時間でも消耗による成膜上の問題は発生しなかった。 比較例１ アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜形成 図１の装置に代えて図２に示す従来のプラズマ処理装置
を用い、基板、磁石９による磁場強度、励起用ガス、成
膜原料ガス、基板温度、入射プラズマ制御条件を例２と
同様にして基板Ｓ２上に膜厚１００Åのａ−Ｓｉ膜を形
成した。成膜真空度は１×１０-4Ｔｏｒｒとした。ま
た、フィラメント３の材質はＷとし、該フィラメントに
１．０ｋＷの直流電力を印加することで励起用ガスをプ
ラズマ化させた。なお、磁石８の強度は５０Ｇａｕｓｓ
とした。
【００２６】この結果、成膜速度は１０Å／ｍｉｎ、膜
厚均一性は±２０％であった。また形成されたａ−Ｓｉ
膜中の不純物混入量をＳＩＭＳ分析法で分析したとこ
ろ、該膜中にはフィラメント３に由来すると考えられる
Ｗ原子が密度約４×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 で検出さ
れた。また、同様の処理を基板Ｓ２を替えて繰り返した
ところ、通算成膜時間約１時間でフィラメントが切れ
た。
厚均一性は±２０％であった。また形成されたａ−Ｓｉ
膜中の不純物混入量をＳＩＭＳ分析法で分析したとこ
ろ、該膜中にはフィラメント３に由来すると考えられる
Ｗ原子が密度約４×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 で検出さ
れた。また、同様の処理を基板Ｓ２を替えて繰り返した
ところ、通算成膜時間約１時間でフィラメントが切れ
た。
【００２７】例１、２による成膜では、比較例１による
成膜の約６０倍の成膜速度が得られ、即ち極めて高いプ
ラズマ密度が得られたことが分かる。膜厚均一性も、例
１、２による膜では比較例１による膜の４〜５倍であっ
た。また、例２による成膜では励起用ガスとしてＯ元素
を含むＮＯガスを０．２％含むガスを用いたが、プラズ
マソース２３の寿命は、励起用ガスとしてＡｒガスのみ
を用いた例１による成膜と同様、１０００時間を超え
た。また例１、２で用いたプラズマソース２３は、フィ
ラメント３に比べて１０００倍以上寿命が長かった。さ
らに、膜中に混入する不純物も、比較例１によるａ−Ｓ
ｉ膜に比べて、ＳＩＭＳ分析法の検出限界未満に低減し
た。
成膜の約６０倍の成膜速度が得られ、即ち極めて高いプ
ラズマ密度が得られたことが分かる。膜厚均一性も、例
１、２による膜では比較例１による膜の４〜５倍であっ
た。また、例２による成膜では励起用ガスとしてＯ元素
を含むＮＯガスを０．２％含むガスを用いたが、プラズ
マソース２３の寿命は、励起用ガスとしてＡｒガスのみ
を用いた例１による成膜と同様、１０００時間を超え
た。また例１、２で用いたプラズマソース２３は、フィ
ラメント３に比べて１０００倍以上寿命が長かった。さ
らに、膜中に混入する不純物も、比較例１によるａ−Ｓ
ｉ膜に比べて、ＳＩＭＳ分析法の検出限界未満に低減し
た。
【００２８】また、例１、２による成膜では１×１０-4
Ｔｏｒｒを超える低真空度下で行うことができた。次に
図１に示す装置をエッチング装置として用いた具体例に
ついて説明する。 例３ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング ・基板 ：６インチＳｉウェハ上に膜厚１μｍのＡｌ膜を形成し たもの ・プラズマソース材質 ：La(1-X) SrX Co O3 を１３７３Ｋで焼成したもの 抵抗率１×１０-4Ω・ｃｍ ・プラズマソースサイズ：直径１００ｍｍ×厚さ３ｍｍ メッシュサイズ ＃２０〜６０ ・プラズマ生成室サイズ：直径１００ｍｍ×１５０ｍｍ ・成膜真空度 ：５×１０-2Ｔｏｒｒ ・マイクロ波電力 ：２５０Ｗ ・磁場強度 ：１００Ｇａｕｓｓ ・励起用ガス（プラズマ原料ガス）：アルゴン（Ａｒ）ガス １０００ｓｃｃｍ ・エッチング用ガス ：塩素（Ｃｌ2 ）ガス １００ｓｃｃｍ ・基板温度 ：２００℃ ・入射プラズマ制御 ：電源１４を使用、−４００Ｖ 前記条件でＳｉ基板（Ｓ１）上に形成されたＡｌ膜のエ
ッチングを行ったところ、エッチング速度は４０００Å
／ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±５％、エッチン
グ形状は順テーパであった。また、同様の処理を基板Ｓ
１を替えて繰り返したところ、プラズマソース２３は通
算エッチング時間約１０００時間でも消耗によるエッチ
ング上の問題は発生しなかった。 比較例２ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング 図１の装置に代えて図２に示す従来のプラズマ処理装置
を用い、基板、磁石９による磁場強度、励起用ガス、エ
ッチング用ガス、基板温度、入射プラズマ制御条件を例
３と同様にして基板Ｓ２上に形成したＡｌ膜のエッチン
グを行った。エッチング真空度は１×１０-4Ｔｏｒｒと
した。またフィラメントの材質はＷとし、該フィラメン
トに１．５ｋＷの直流電力を印加することで励起用ガス
をプラズマ化させた。なお、磁石８の強度は５０Ｇａｕ
ｓｓとした。
Ｔｏｒｒを超える低真空度下で行うことができた。次に
図１に示す装置をエッチング装置として用いた具体例に
ついて説明する。 例３ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング ・基板 ：６インチＳｉウェハ上に膜厚１μｍのＡｌ膜を形成し たもの ・プラズマソース材質 ：La(1-X) SrX Co O3 を１３７３Ｋで焼成したもの 抵抗率１×１０-4Ω・ｃｍ ・プラズマソースサイズ：直径１００ｍｍ×厚さ３ｍｍ メッシュサイズ ＃２０〜６０ ・プラズマ生成室サイズ：直径１００ｍｍ×１５０ｍｍ ・成膜真空度 ：５×１０-2Ｔｏｒｒ ・マイクロ波電力 ：２５０Ｗ ・磁場強度 ：１００Ｇａｕｓｓ ・励起用ガス（プラズマ原料ガス）：アルゴン（Ａｒ）ガス １０００ｓｃｃｍ ・エッチング用ガス ：塩素（Ｃｌ2 ）ガス １００ｓｃｃｍ ・基板温度 ：２００℃ ・入射プラズマ制御 ：電源１４を使用、−４００Ｖ 前記条件でＳｉ基板（Ｓ１）上に形成されたＡｌ膜のエ
ッチングを行ったところ、エッチング速度は４０００Å
／ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±５％、エッチン
グ形状は順テーパであった。また、同様の処理を基板Ｓ
１を替えて繰り返したところ、プラズマソース２３は通
算エッチング時間約１０００時間でも消耗によるエッチ
ング上の問題は発生しなかった。 比較例２ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング 図１の装置に代えて図２に示す従来のプラズマ処理装置
を用い、基板、磁石９による磁場強度、励起用ガス、エ
ッチング用ガス、基板温度、入射プラズマ制御条件を例
３と同様にして基板Ｓ２上に形成したＡｌ膜のエッチン
グを行った。エッチング真空度は１×１０-4Ｔｏｒｒと
した。またフィラメントの材質はＷとし、該フィラメン
トに１．５ｋＷの直流電力を印加することで励起用ガス
をプラズマ化させた。なお、磁石８の強度は５０Ｇａｕ
ｓｓとした。
【００２９】この結果、エッチング速度は１０００Å／
ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±１０％であった。
エッチング形状は逆テーパであった。また、同様の処理
を基板Ｓ２を替えて繰り返したところ、通算エッチング
時間約５時間でフィラメントが切れた。例３によるエッ
チングでは比較例２によるエッチングの約４倍のエッチ
ング速度が得られ、即ちより高いプラズマ密度が得られ
たことが分かる。エッチング面内均一性も例３によるエ
ッチングでは比較例２によるエッチングに比べて向上し
た。また、エッチング形状は比較例２では逆テーパであ
ったのに対して例３では順テーパであり、異方性エッチ
ングが行えた。
ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±１０％であった。
エッチング形状は逆テーパであった。また、同様の処理
を基板Ｓ２を替えて繰り返したところ、通算エッチング
時間約５時間でフィラメントが切れた。例３によるエッ
チングでは比較例２によるエッチングの約４倍のエッチ
ング速度が得られ、即ちより高いプラズマ密度が得られ
たことが分かる。エッチング面内均一性も例３によるエ
ッチングでは比較例２によるエッチングに比べて向上し
た。また、エッチング形状は比較例２では逆テーパであ
ったのに対して例３では順テーパであり、異方性エッチ
ングが行えた。
【００３０】また、例３によるエッチングは１×１０-4
Ｔｏｒｒを超える低真空度下で行うことができた。 例４ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング 例３において、励起用ガスとしてＡｒガス（１０００ｓ
ｃｃｍ、約９１％）及びＣｌ2 ガス（１００ｓｃｃｍ、
約９％）を用い、ガス供給部１８からのエッチング用ガ
スの供給は無しで、その他の条件は例３と同様にしてＡ
ｌ膜のエッチングを行ったところ、エッチング速度は５
０００Å／ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±６％、
エッチング形状は順テーパであった。また、同様の処理
を基板Ｓ１を替えて繰り返したところ、プラズマソース
２３は通算エッチング時間約２０００時間でも消耗によ
るエッチング上の問題は発生しなかった。 比較例３ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング 図１の装置に代えて図２に示す従来のプラズマ処理装置
を用い、基板、磁石９による磁場強度、励起用ガス、基
板温度、入射プラズマ制御条件を例４と同様にして基板
Ｓ２上に形成したＡｌ膜のエッチングを行った。エッチ
ング真空度は１×１０-4Ｔｏｒｒとした。また、フィラ
メント３の材質はＷとし、該フィラメントに１．５ｋＷ
の直流電力を印加することで励起用ガスをプラズマ化さ
せた。なお、磁石８の強度は５０Ｇａｕｓｓとした。
Ｔｏｒｒを超える低真空度下で行うことができた。 例４ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング 例３において、励起用ガスとしてＡｒガス（１０００ｓ
ｃｃｍ、約９１％）及びＣｌ2 ガス（１００ｓｃｃｍ、
約９％）を用い、ガス供給部１８からのエッチング用ガ
スの供給は無しで、その他の条件は例３と同様にしてＡ
ｌ膜のエッチングを行ったところ、エッチング速度は５
０００Å／ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±６％、
エッチング形状は順テーパであった。また、同様の処理
を基板Ｓ１を替えて繰り返したところ、プラズマソース
２３は通算エッチング時間約２０００時間でも消耗によ
るエッチング上の問題は発生しなかった。 比較例３ アルミニウム（Ａｌ）膜のエッチング 図１の装置に代えて図２に示す従来のプラズマ処理装置
を用い、基板、磁石９による磁場強度、励起用ガス、基
板温度、入射プラズマ制御条件を例４と同様にして基板
Ｓ２上に形成したＡｌ膜のエッチングを行った。エッチ
ング真空度は１×１０-4Ｔｏｒｒとした。また、フィラ
メント３の材質はＷとし、該フィラメントに１．５ｋＷ
の直流電力を印加することで励起用ガスをプラズマ化さ
せた。なお、磁石８の強度は５０Ｇａｕｓｓとした。
【００３１】この結果、エッチング速度は２０００Å／
ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±１０％であった。
エッチング形状は逆テーパであった。また、同様の処理
を基板Ｓ２を替えて繰り返したところ、通算エッチング
時間約５時間でフィラメントが切れた。例４によるエッ
チングでは比較例３によるエッチングより大きいエッチ
ング速度が得られ、即ちより高いプラズマ密度が得られ
たことが分かる。エッチング面内均一性も、例４による
エッチングでは比較例３によるエッチングに比べて向上
した。また、エッチング形状は、比較例３では逆テーパ
であったのに対して例４では順テーパであり、異方性エ
ッチングが行えた。また、ここでは励起用ガスとしてＣ
ｌ2 ガスを約９％含むガスを用いたが、プラズマソース
２３はフィラメント３に比べて４００倍以上寿命が長か
った。
ｍｉｎ、エッチングの面内均一性は±１０％であった。
エッチング形状は逆テーパであった。また、同様の処理
を基板Ｓ２を替えて繰り返したところ、通算エッチング
時間約５時間でフィラメントが切れた。例４によるエッ
チングでは比較例３によるエッチングより大きいエッチ
ング速度が得られ、即ちより高いプラズマ密度が得られ
たことが分かる。エッチング面内均一性も、例４による
エッチングでは比較例３によるエッチングに比べて向上
した。また、エッチング形状は、比較例３では逆テーパ
であったのに対して例４では順テーパであり、異方性エ
ッチングが行えた。また、ここでは励起用ガスとしてＣ
ｌ2 ガスを約９％含むガスを用いたが、プラズマソース
２３はフィラメント３に比べて４００倍以上寿命が長か
った。
【００３２】また、例３によるエッチングは１×１０-4
Ｔｏｒｒを超える低真空度下で行うことができた。
Ｔｏｒｒを超える低真空度下で行うことができた。
【００３３】
【発明の効果】本発明によると、低真空度下又は常圧下
でもプラズマを発生させることができ、しかもＯ元素や
ハロゲン元素等を含む活性ガス含有のプラズマ原料ガス
を用いても、その活性ガス量が一定少量以下であればプ
ラズマソースの消耗が少なく、長期に亘り安定して使用
でき、また、プラズマソースの消耗が少ないことにより
不純物の生成が抑制されて、プラズマ生成室内部の汚染
が抑制されるプラズマ発生装置を提供することができ
る。
でもプラズマを発生させることができ、しかもＯ元素や
ハロゲン元素等を含む活性ガス含有のプラズマ原料ガス
を用いても、その活性ガス量が一定少量以下であればプ
ラズマソースの消耗が少なく、長期に亘り安定して使用
でき、また、プラズマソースの消耗が少ないことにより
不純物の生成が抑制されて、プラズマ生成室内部の汚染
が抑制されるプラズマ発生装置を提供することができ
る。
【００３４】また本発明によると、プラズマ発生装置及
びそれに連設された被処理物を設置する処理室を有する
プラズマ処理装置であって、低真空度下又は常圧下でも
被処理物にプラズマ処理を施すことができ、しかもＯ元
素やハロゲン元素等を含む活性ガス含有のプラズマ原料
ガスを用いても、その活性ガス量が一定少量以下であれ
ばプラズマソースの消耗が少なく、長期に亘り安定して
使用でき、また、プラズマソースの消耗が少ないことに
より不純物の生成が抑制されて、プラズマ生成室及びプ
ラズマ処理室内各部並びに被処理物の汚染が抑制される
状態で、被処理物に所定のプラズマ処理を施すことがで
きるプラズマ処理装置を提供することができる。
びそれに連設された被処理物を設置する処理室を有する
プラズマ処理装置であって、低真空度下又は常圧下でも
被処理物にプラズマ処理を施すことができ、しかもＯ元
素やハロゲン元素等を含む活性ガス含有のプラズマ原料
ガスを用いても、その活性ガス量が一定少量以下であれ
ばプラズマソースの消耗が少なく、長期に亘り安定して
使用でき、また、プラズマソースの消耗が少ないことに
より不純物の生成が抑制されて、プラズマ生成室及びプ
ラズマ処理室内各部並びに被処理物の汚染が抑制される
状態で、被処理物に所定のプラズマ処理を施すことがで
きるプラズマ処理装置を提供することができる。
【図１】本発明の１実施例であるプラズマ処理装置の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図２】従来のプラズマ処理装置例の概略構成を示す図
である。
である。
Ａ プラズマ発生装置 Ｂ プラズマ処理装置 １ プラズマ生成室 ２ プラズマ処理室 ３ フィラメント ４、６、１３、１４ 直流電源 ５ イオン引き出し電極 ７ 励起用ガス供給部 ８、９ ソレノイド磁石 １０ 基板ホルダ １０ａ ヒータ １１ マッチングボックス １２ 高周波電源 １５ 切替えスイッチ １６ ガス噴出管 １７ ガス導入管 １８ プラズマ処理用ガス供給部 １９ 排気装置 ２０ キャビティ ２１ マイクロ波電源 ２２ チューナー ２３ プラズマソース Ｓ１、Ｓ２ 被処理基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマ生成室と、該プラズマ生成室に
不活性ガスを９０％以上含むプラズマ原料ガスを供給す
る手段と、前記プラズマ生成室に設置した金属酸化物の
焼結体からなるプラズマソースと、該プラズマソースに
マイクロ波を照射する手段とを備えたことを特徴とする
プラズマ発生装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ発生装置と、該
プラズマ発生装置に連設された、被処理物を設置する処
理室と、前記プラズマ発生装置により発生したプラズマ
中のイオンを前記処理室へ加速導入する手段とを備えた
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 前記処理室へ処理用ガスを供給する手段
を備えた請求項２記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032494A JPH07245193A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| US08/396,779 US5651825A (en) | 1994-03-02 | 1995-03-01 | Plasma generating apparatus and plasma processing apparatus |
| EP95102857A EP0670666B1 (en) | 1994-03-02 | 1995-03-01 | Plasma generating apparatus and plasma processing apparatus |
| DE69502750T DE69502750T2 (de) | 1994-03-02 | 1995-03-01 | Plasmaerzeugungsvorrichtung und Plasmabearbeitungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032494A JPH07245193A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07245193A true JPH07245193A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12360554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6032494A Withdrawn JPH07245193A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5651825A (ja) |
| EP (1) | EP0670666B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07245193A (ja) |
| DE (1) | DE69502750T2 (ja) |
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| JP2012169553A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| JP2013179126A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Nagoya Univ | エッチング装置およびエッチング方法およびクリーニング装置 |
| CN103959919A (zh) * | 2011-09-28 | 2014-07-30 | 迈普尔平版印刷Ip有限公司 | 等离子产生器 |
| JPWO2013175897A1 (ja) * | 2012-05-23 | 2016-01-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
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| US7534363B2 (en) * | 2002-12-13 | 2009-05-19 | Lam Research Corporation | Method for providing uniform removal of organic material |
| US7169231B2 (en) * | 2002-12-13 | 2007-01-30 | Lam Research Corporation | Gas distribution system with tuning gas |
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| US7713430B2 (en) * | 2006-02-23 | 2010-05-11 | Micron Technology, Inc. | Using positive DC offset of bias RF to neutralize charge build-up of etch features |
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| US9416450B2 (en) * | 2012-10-24 | 2016-08-16 | Applied Materials, Inc. | Showerhead designs of a hot wire chemical vapor deposition (HWCVD) chamber |
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| KR910002310A (ko) * | 1988-06-29 | 1991-01-31 | 미다 가쓰시게 | 플라즈마 처리장치 |
| KR900013579A (ko) * | 1989-02-15 | 1990-09-06 | 미다 가쓰시게 | 마이크로파 플라즈마 처리방법 및 장치 |
| US5081398A (en) * | 1989-10-20 | 1992-01-14 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Resonant radio frequency wave coupler apparatus using higher modes |
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1994
- 1994-03-02 JP JP6032494A patent/JPH07245193A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-03-01 DE DE69502750T patent/DE69502750T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-01 US US08/396,779 patent/US5651825A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-01 EP EP95102857A patent/EP0670666B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| DE69502750D1 (de) | 1998-07-09 |
| DE69502750T2 (de) | 1999-01-28 |
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