JPH09148097A - プラズマ生成装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法、半導体素子 - Google Patents
プラズマ生成装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法、半導体素子Info
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- JPH09148097A JPH09148097A JP7304061A JP30406195A JPH09148097A JP H09148097 A JPH09148097 A JP H09148097A JP 7304061 A JP7304061 A JP 7304061A JP 30406195 A JP30406195 A JP 30406195A JP H09148097 A JPH09148097 A JP H09148097A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】大口径の半導体ウエハ表面に均一なプラズマ処
理を行う。 【解決手段】電磁波発生源１で発生した電磁波を第２の
電磁波伝送部４を介して誘電体窓６に入射する。その
後、電磁波を誘電体窓６で拡散させ、誘電体窓６の下部
に設けた電磁波反射板７と補助反射板１７間に形成され
たリング状電磁波放射部８から容器１６の内部に導く。
電磁波は、容器１６内部にガス供給系３４から導入した
処理ガスと作用して均一なプラズマを容器１６上部に生
成する。このプラズマを容器１６内部に配置した大口径
ウエハからなる試料１２に照射することによりウエハ面
上に均一なプラズマ処理を行なう。
理を行う。 【解決手段】電磁波発生源１で発生した電磁波を第２の
電磁波伝送部４を介して誘電体窓６に入射する。その
後、電磁波を誘電体窓６で拡散させ、誘電体窓６の下部
に設けた電磁波反射板７と補助反射板１７間に形成され
たリング状電磁波放射部８から容器１６の内部に導く。
電磁波は、容器１６内部にガス供給系３４から導入した
処理ガスと作用して均一なプラズマを容器１６上部に生
成する。このプラズマを容器１６内部に配置した大口径
ウエハからなる試料１２に照射することによりウエハ面
上に均一なプラズマ処理を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波発生源を備
えたプラズマ生成装置、およびこのプラズマ生成装置を
用いて製作された半導体素子とその製法に関する。
えたプラズマ生成装置、およびこのプラズマ生成装置を
用いて製作された半導体素子とその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＥＣＲプラズマを用いたドライエッチン
グ装置や化学気相成膜（ＣＶＤ）装置においては電磁波
発生源で発生した電磁波を放電室に照射してプラズマを
生成し、放電室内部に導入したガスをプラズマにより活
性化してエッチングや成膜を行っていた。ところで、均
一なエッチングや成膜を実現するためには、プラズマと
活性化したガスの分布のバランスが重要である。一般
に、プラズマの分布を制御する方が容易であるので、主
としてプラズマの分布を制御して、エッチングや成膜の
分布の均一化を図っている。
グ装置や化学気相成膜（ＣＶＤ）装置においては電磁波
発生源で発生した電磁波を放電室に照射してプラズマを
生成し、放電室内部に導入したガスをプラズマにより活
性化してエッチングや成膜を行っていた。ところで、均
一なエッチングや成膜を実現するためには、プラズマと
活性化したガスの分布のバランスが重要である。一般
に、プラズマの分布を制御する方が容易であるので、主
としてプラズマの分布を制御して、エッチングや成膜の
分布の均一化を図っている。
【０００３】半導体素子製造プロセス中で用いられる上
記ドライエッチング装置やＣＶＤ装置では、ドーナツ状
のプラズマ分布を有するリング状プラズマを生成するプ
ラズマ生成装置が必要となっている。その理由はリング
状に生成されたプラズマは拡散により、処理室内に置か
れたウエハ近傍で均一なプラズマとなり、ウエハに対し
て均一なプラズマ処理が行なえることにある。
記ドライエッチング装置やＣＶＤ装置では、ドーナツ状
のプラズマ分布を有するリング状プラズマを生成するプ
ラズマ生成装置が必要となっている。その理由はリング
状に生成されたプラズマは拡散により、処理室内に置か
れたウエハ近傍で均一なプラズマとなり、ウエハに対し
て均一なプラズマ処理が行なえることにある。
【０００４】このような均一なプラズマを生成するため
の一方策が、「応用物理学会学術講演会１９９３年秋期
講演論文集30a-HC-8」（以下文献Ａと称す）や「応用物
理学会学術講演会１９９３年秋期講演論文集30a-HC-9」
（以下文献Ｂと称す）に記載されている。これら公知例
においては、ウエハ近傍で均一なプラズマを生成するた
めに、電磁波を放電室上部からリング状に導入しリング
状プラズマを生成している。また他の例としては、特開
平6-112161号公報に記載のように、電磁波をテーパー導
波管により拡大し、放電室上面から放射してリング状プ
ラズマを生成している。
の一方策が、「応用物理学会学術講演会１９９３年秋期
講演論文集30a-HC-8」（以下文献Ａと称す）や「応用物
理学会学術講演会１９９３年秋期講演論文集30a-HC-9」
（以下文献Ｂと称す）に記載されている。これら公知例
においては、ウエハ近傍で均一なプラズマを生成するた
めに、電磁波を放電室上部からリング状に導入しリング
状プラズマを生成している。また他の例としては、特開
平6-112161号公報に記載のように、電磁波をテーパー導
波管により拡大し、放電室上面から放射してリング状プ
ラズマを生成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の文献
Ａ、文献Ｂにおいては、リング状プラズマを生成し均一
な処理が可能となったが、永久磁石をリング状電磁波放
射口に配置しており、構造が複雑になるとともに個々の
半導体素子又はウエハ処理毎に発生するプラズマの分布
が異なるという不具合があった。さらに、これらの装置
においては異物が発生しやすく、異物を嫌う製品処理プ
ロセスには不向きであった。なお、これら公知例ではプ
ラズマの生成を壁の近傍で行うため高いプラズマ密度が
得られないという不具合もあった。
Ａ、文献Ｂにおいては、リング状プラズマを生成し均一
な処理が可能となったが、永久磁石をリング状電磁波放
射口に配置しており、構造が複雑になるとともに個々の
半導体素子又はウエハ処理毎に発生するプラズマの分布
が異なるという不具合があった。さらに、これらの装置
においては異物が発生しやすく、異物を嫌う製品処理プ
ロセスには不向きであった。なお、これら公知例ではプ
ラズマの生成を壁の近傍で行うため高いプラズマ密度が
得られないという不具合もあった。
【０００６】特開平6-112161号公報においては、同軸導
波管と放電室の間に石英の窓を設けているが、この石英
窓は低圧プロセスにおいては放電室内外の圧力差に耐え
る必要があり、そのため通常10mm以上の厚みとなってい
る。その結果、電磁波が石英窓内部を伝って中央部に回
り込みリング状のプラズマが形成されない恐れがあっ
た。そして、テーパー状に同軸導波管を拡大する必要が
ある場合に、急激な拡大が困難であるので電磁波放射部
が大型化していた。
波管と放電室の間に石英の窓を設けているが、この石英
窓は低圧プロセスにおいては放電室内外の圧力差に耐え
る必要があり、そのため通常10mm以上の厚みとなってい
る。その結果、電磁波が石英窓内部を伝って中央部に回
り込みリング状のプラズマが形成されない恐れがあっ
た。そして、テーパー状に同軸導波管を拡大する必要が
ある場合に、急激な拡大が困難であるので電磁波放射部
が大型化していた。
【０００７】本発明の目的は、リング状の電磁波放射手
段によりリング状プラズマを生成し、ウエハ面上でエッ
チングや成膜の処理を均一に行えるプラズマ生成装置を
提供することにある。
段によりリング状プラズマを生成し、ウエハ面上でエッ
チングや成膜の処理を均一に行えるプラズマ生成装置を
提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、電磁波が石英窓内部
を伝って放電室中央部に入射した結果、放電室の中心部
に集まったプラズマが生成されるのを防止する手段を提
供することにある。
を伝って放電室中央部に入射した結果、放電室の中心部
に集まったプラズマが生成されるのを防止する手段を提
供することにある。
【０００９】本発明のさらに他の目的は、導波管を伝っ
てきた電磁波を石英窓内部で拡大してリング状に放電室
に入射させることにより、コンパクトなリング状プラズ
マ生成装置を提供することにある。
てきた電磁波を石英窓内部で拡大してリング状に放電室
に入射させることにより、コンパクトなリング状プラズ
マ生成装置を提供することにある。
【００１０】本発明のさらに他の目的は、石英板内部で
電磁波を共振させることにより安定したモードの強い電
界を有する電磁波をリング状に放電室内部に導入し、高
密度のプラズマを生成する装置を提供することにある。
電磁波を共振させることにより安定したモードの強い電
界を有する電磁波をリング状に放電室内部に導入し、高
密度のプラズマを生成する装置を提供することにある。
【００１１】本発明の更に他の目的は、均一なプラズマ
により半導体素子を製造する方法及びその方法により製
造された半導体素子を実現することにある。
により半導体素子を製造する方法及びその方法により製
造された半導体素子を実現することにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は安価で均一なプ
ラズマを生成できるプラズマ処理装置を提供することに
ある。
ラズマを生成できるプラズマ処理装置を提供することに
ある。
【００１３】本発明の更に他の目的は、大口径のウエハ
を均一なプラズマで処理できるプラズマ処理装置を提供
することにある。
を均一なプラズマで処理できるプラズマ処理装置を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、電磁波発生源と、この電磁波発生源で発生した電磁
波により生じたプラズマを保持する放電室を区画する放
電室容器と、この電磁波発生源と放電室容器間に設けら
れた電磁波伝送部とを備えたプラズマ生成装置におい
て、電磁波伝送部と放電室間を隔離する誘電体窓を電磁
波伝送部に設け、この誘電体窓の放電室側に電磁波反射
板を設けたものである。
め、電磁波発生源と、この電磁波発生源で発生した電磁
波により生じたプラズマを保持する放電室を区画する放
電室容器と、この電磁波発生源と放電室容器間に設けら
れた電磁波伝送部とを備えたプラズマ生成装置におい
て、電磁波伝送部と放電室間を隔離する誘電体窓を電磁
波伝送部に設け、この誘電体窓の放電室側に電磁波反射
板を設けたものである。
【００１５】そして、望ましくは、電磁波伝送部を同軸
導波管とする、誘電体窓に貫通穴を設け、この穴に中心
導体を通して電磁波反射板と接続する、同軸導波管と誘
電体窓の接続部に例えば1/4波長導波管結合器のような
伝送路結合器を設ける、電磁波反射板を誘電体窓に埋め
込む、誘電体窓に埋め込まれた電磁波反射板と誘電体窓
の放電室側の面を同一平面とする、電磁波反射板の放電
室側表面を誘電体で覆う、電磁波反射板の放電室側とは
反対側の角に半径０．５ｍｍ以上の丸みをつける、電磁
波反射板をアースに導通する、電磁波反射板にガスの吹
き出し口を設ける、電磁波反射板に冷却手段を設ける、
誘電体窓を誘電率の異なる複数の誘電体で構成する、同
軸導波管を電磁波伝送部から放電室に向けてテーパー状
に拡大した形状にする、中心導体と電磁波反射板を接続
する、のいずれかの構成にするか又はそれらの組合せに
したものである。
導波管とする、誘電体窓に貫通穴を設け、この穴に中心
導体を通して電磁波反射板と接続する、同軸導波管と誘
電体窓の接続部に例えば1/4波長導波管結合器のような
伝送路結合器を設ける、電磁波反射板を誘電体窓に埋め
込む、誘電体窓に埋め込まれた電磁波反射板と誘電体窓
の放電室側の面を同一平面とする、電磁波反射板の放電
室側表面を誘電体で覆う、電磁波反射板の放電室側とは
反対側の角に半径０．５ｍｍ以上の丸みをつける、電磁
波反射板をアースに導通する、電磁波反射板にガスの吹
き出し口を設ける、電磁波反射板に冷却手段を設ける、
誘電体窓を誘電率の異なる複数の誘電体で構成する、同
軸導波管を電磁波伝送部から放電室に向けてテーパー状
に拡大した形状にする、中心導体と電磁波反射板を接続
する、のいずれかの構成にするか又はそれらの組合せに
したものである。
【００１６】さらに望ましくは、誘電体窓の容器内部側
表面の磁場強度を、８７５ガウスから９５０ガウスの間
にするものである。
表面の磁場強度を、８７５ガウスから９５０ガウスの間
にするものである。
【００１７】また、上記目的を達成するために、電磁波
発生源と、この電磁波発生源で発生した電磁波により生
じたプラズマを保持する放電室容器と、該電磁波発生源
と放電室間に設けられた電磁波伝送部とを備え、前記電
磁波伝送部と前記放電室間を隔離する誘電体窓を前記電
磁波伝送部に有し、この誘電体窓の放電室側に電磁波反
射板を取り付けたプラズマ生成装置内に配設され、該装
置が生成したプラズマを半導体素子に照射したものであ
る。
発生源と、この電磁波発生源で発生した電磁波により生
じたプラズマを保持する放電室容器と、該電磁波発生源
と放電室間に設けられた電磁波伝送部とを備え、前記電
磁波伝送部と前記放電室間を隔離する誘電体窓を前記電
磁波伝送部に有し、この誘電体窓の放電室側に電磁波反
射板を取り付けたプラズマ生成装置内に配設され、該装
置が生成したプラズマを半導体素子に照射したものであ
る。
【００１８】また本発明は、電磁波により生成されたプ
ラズマを用いて半導体素子の表面を処理する半導体素子
の製造方法において、電磁波発生源で発生した電磁波を
誘電体窓を介して電磁波反射板と容器間に形成された空
隙を通って放電室に導き、前記電磁波により放電室内に
導入した処理ガスからプラズマを生成し、生成されたこ
のプラズマを前記放電室で保持し前記放電室内に配設さ
れた前記半導体素子に処理したものである。
ラズマを用いて半導体素子の表面を処理する半導体素子
の製造方法において、電磁波発生源で発生した電磁波を
誘電体窓を介して電磁波反射板と容器間に形成された空
隙を通って放電室に導き、前記電磁波により放電室内に
導入した処理ガスからプラズマを生成し、生成されたこ
のプラズマを前記放電室で保持し前記放電室内に配設さ
れた前記半導体素子に処理したものである。
【００１９】上記目的を達成するために本発明は、電磁
波発生源と、この電磁波発生源で発生した電磁波により
生じたプラズマを保持する放電室容器と、該電磁波発生
源と該放電室容器間に設けられた電磁波伝送部とを備え
たプラズマ生成装置において、前記電磁波伝送部の一端
部近傍には前記電磁波発生源が、前記電磁波伝送部の他
端部には伝送路結合器がそれぞれ設けられ、前記伝送路
結合器の前記電磁波伝送部とは反対側には前記伝送路結
合器と前記放電室容器間を区画する誘電体窓が配設さ
れ、前記放電室容器には該容器内にガスを導入するガス
導入手段と、該容器には電子サイクロトロン共鳴を形成
する電磁コイルとがそれぞれ設けられ、前記誘電体窓の
放電室容器側にはリング状の電磁波路を形成する電磁波
反射板を該窓のほぼ中心部に設けたものである。
波発生源と、この電磁波発生源で発生した電磁波により
生じたプラズマを保持する放電室容器と、該電磁波発生
源と該放電室容器間に設けられた電磁波伝送部とを備え
たプラズマ生成装置において、前記電磁波伝送部の一端
部近傍には前記電磁波発生源が、前記電磁波伝送部の他
端部には伝送路結合器がそれぞれ設けられ、前記伝送路
結合器の前記電磁波伝送部とは反対側には前記伝送路結
合器と前記放電室容器間を区画する誘電体窓が配設さ
れ、前記放電室容器には該容器内にガスを導入するガス
導入手段と、該容器には電子サイクロトロン共鳴を形成
する電磁コイルとがそれぞれ設けられ、前記誘電体窓の
放電室容器側にはリング状の電磁波路を形成する電磁波
反射板を該窓のほぼ中心部に設けたものである。
【００２０】さらに本発明は、電磁波発生源と、この電
磁波発生源で発生した電磁波により生じたプラズマを保
持する放電室を区画する放電室容器と、該電磁波発生源
と該放電室間に設けた電磁波伝送部とを備えたプラズマ
生成装置において、前記電磁波伝送部と前記放電室間を
隔離し電磁波発生源で発生したマイクロ波を共振させる
誘電体窓を前記電磁波伝送部に設け、この誘電体窓の前
記放電室側にマイクロ波の前記放電室への入射位置を限
定する限定手段を設けたものである。
磁波発生源で発生した電磁波により生じたプラズマを保
持する放電室を区画する放電室容器と、該電磁波発生源
と該放電室間に設けた電磁波伝送部とを備えたプラズマ
生成装置において、前記電磁波伝送部と前記放電室間を
隔離し電磁波発生源で発生したマイクロ波を共振させる
誘電体窓を前記電磁波伝送部に設け、この誘電体窓の前
記放電室側にマイクロ波の前記放電室への入射位置を限
定する限定手段を設けたものである。
【００２１】さらに本発明は、電磁波発生源と、この電
磁波発生源で発生した電磁波により生じたプラズマを保
持する放電室を区画する放電室容器と、この放電室容器
を真空排気するガス排気手段と、前記電磁波発生源と放
電室容器間に設けられた電磁波伝送部とを備えたプラズ
マ生成装置において、前記電磁波発生源から発生した電
磁波の通路中であって真空排気される前記放電室容器内
に、金属性の板状部材を配設したものである。◆そして
望ましくは、前記板状部材を放電室内に配設する配設手
段をアースに導通させたものである。
磁波発生源で発生した電磁波により生じたプラズマを保
持する放電室を区画する放電室容器と、この放電室容器
を真空排気するガス排気手段と、前記電磁波発生源と放
電室容器間に設けられた電磁波伝送部とを備えたプラズ
マ生成装置において、前記電磁波発生源から発生した電
磁波の通路中であって真空排気される前記放電室容器内
に、金属性の板状部材を配設したものである。◆そして
望ましくは、前記板状部材を放電室内に配設する配設手
段をアースに導通させたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したいくつか
の実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実
施例のプラズマ処理装置の縦断面図である。プラズマ処
理装置１００は、プラズマ処理を実施する外部容器１６
と、この外部容器１６に取り付けられ容器１６内部を真
空排気するガス排気系３５と、容器１６内部に処理ガス
を導入するガス供給系３４とを備えている。さらに、容
器１６内部には被処理材である試料１２を載置する試料
保持台１１が設けられている。ここで、試料１２として
は５インチないし１４インチウエハを用いている。
の実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実
施例のプラズマ処理装置の縦断面図である。プラズマ処
理装置１００は、プラズマ処理を実施する外部容器１６
と、この外部容器１６に取り付けられ容器１６内部を真
空排気するガス排気系３５と、容器１６内部に処理ガス
を導入するガス供給系３４とを備えている。さらに、容
器１６内部には被処理材である試料１２を載置する試料
保持台１１が設けられている。ここで、試料１２として
は５インチないし１４インチウエハを用いている。
【００２３】容器１６の上部には、容器１６内でプラズ
マを発生させるための電磁波発生源１およびこの電磁波
発生源１で発生した電磁波を容器１６内に導く第１、第
２の電磁波伝送部２、４が配設されている。つまり、電
磁波発生源１で発生した電磁波は伝送路を形成する第１
の電磁波伝送部２を経て伝送路変換器３に入射する。そ
して、この伝送路変換器３でほぼ直角にその方向を曲げ
られ、第２の電磁波伝送部４を伝播するモードの電磁波
に変換され、伝送路結合器５を経て誘電体窓６に入射す
る。
マを発生させるための電磁波発生源１およびこの電磁波
発生源１で発生した電磁波を容器１６内に導く第１、第
２の電磁波伝送部２、４が配設されている。つまり、電
磁波発生源１で発生した電磁波は伝送路を形成する第１
の電磁波伝送部２を経て伝送路変換器３に入射する。そ
して、この伝送路変換器３でほぼ直角にその方向を曲げ
られ、第２の電磁波伝送部４を伝播するモードの電磁波
に変換され、伝送路結合器５を経て誘電体窓６に入射す
る。
【００２４】石英からなる誘電体窓６は、容器１６の上
部にＯ−リング等を用いて気密に取り付けられており、
誘電体窓６と容器１６とで真空雰囲気が実現できるよう
に構成されている。伝送路変換器３と第２の伝送路４を
省いて、第１の伝送路２を直接伝送路結合器５と接続し
てもよい。伝送路結合器５は、電磁波の進行方向に例え
ば電磁波の管内波長の1/4の長さを有する1/4波長変換器
とする。この伝送路結合器５は誘電体窓の厚さの設計い
かんにより不要の場合もある。ここで、電磁波として2.
45GHzのマイクロ波を用いる場合には、例えば電磁波発
生源にマグネトロンを用い、電磁波伝送路に導波管を用
いる。これ以外の電磁波としては、2.45GHz以外の周波
数のマイクロ波、ＲＦ帯域の電磁波、ＶＨＦ帯域の電磁
波、ＵＨＦ帯域の電磁波等を利用でき、各電磁波に適合
した同軸伝送路などの電磁波伝送路を用いることにより
本発明が実施可能となる。
部にＯ−リング等を用いて気密に取り付けられており、
誘電体窓６と容器１６とで真空雰囲気が実現できるよう
に構成されている。伝送路変換器３と第２の伝送路４を
省いて、第１の伝送路２を直接伝送路結合器５と接続し
てもよい。伝送路結合器５は、電磁波の進行方向に例え
ば電磁波の管内波長の1/4の長さを有する1/4波長変換器
とする。この伝送路結合器５は誘電体窓の厚さの設計い
かんにより不要の場合もある。ここで、電磁波として2.
45GHzのマイクロ波を用いる場合には、例えば電磁波発
生源にマグネトロンを用い、電磁波伝送路に導波管を用
いる。これ以外の電磁波としては、2.45GHz以外の周波
数のマイクロ波、ＲＦ帯域の電磁波、ＶＨＦ帯域の電磁
波、ＵＨＦ帯域の電磁波等を利用でき、各電磁波に適合
した同軸伝送路などの電磁波伝送路を用いることにより
本発明が実施可能となる。
【００２５】誘電体窓６の伝送路結合器５とは反対側、
すなわち、容器１６に面する側には誘電体窓６の内部を
伝播した電磁波が容器１６内に入射するのを制限するた
めの電磁波反射板７が設けられている。さらに容器１６
の上部には、補助反射板１７も設けられており、容器１
６の壁面近傍の誘電体窓６から電磁波が容器１６に入射
するのを防止している。つまり、電磁波は誘電体窓６の
内部で径方向に拡大された後、電磁波反射板７と補助反
射板１７により形成されたリング状電磁波放射口８から
外部容器１６に入射する。ここで、誘電体窓６を所定
値、例えば誘電体窓６を伝播するマイクロ波の１波長の
長さに設定すると、電磁波は誘電体窓の内部で共振す
る。なお、補助反射板１７を誘電体窓６の保持手段とし
て利用することも可能である。
すなわち、容器１６に面する側には誘電体窓６の内部を
伝播した電磁波が容器１６内に入射するのを制限するた
めの電磁波反射板７が設けられている。さらに容器１６
の上部には、補助反射板１７も設けられており、容器１
６の壁面近傍の誘電体窓６から電磁波が容器１６に入射
するのを防止している。つまり、電磁波は誘電体窓６の
内部で径方向に拡大された後、電磁波反射板７と補助反
射板１７により形成されたリング状電磁波放射口８から
外部容器１６に入射する。ここで、誘電体窓６を所定
値、例えば誘電体窓６を伝播するマイクロ波の１波長の
長さに設定すると、電磁波は誘電体窓の内部で共振す
る。なお、補助反射板１７を誘電体窓６の保持手段とし
て利用することも可能である。
【００２６】マイクロ波の伝達を制御するため、誘電体
窓６に凹凸や曲面をつけてもよい。また、電磁波反射板
７を容器１６内部の放電室９に突出した構造としてもよ
い。リング状電磁波放射口８の大きさは電磁波反射板７
の直径と、外部容器１６の一部として形成されることも
ある補助反射板１７の内径とから決定される。放電室９
にはガス供給系３４により、プラズマ処理に必要なガス
が導入されている。そして、ガス排気系３５によりこれ
ら処理ガスが排気される。
窓６に凹凸や曲面をつけてもよい。また、電磁波反射板
７を容器１６内部の放電室９に突出した構造としてもよ
い。リング状電磁波放射口８の大きさは電磁波反射板７
の直径と、外部容器１６の一部として形成されることも
ある補助反射板１７の内径とから決定される。放電室９
にはガス供給系３４により、プラズマ処理に必要なガス
が導入されている。そして、ガス排気系３５によりこれ
ら処理ガスが排気される。
【００２７】外部容器１６の側壁に設けられた電磁コイ
ル１０により、放電室９に電子サイクロトロン共鳴（El
ectron Cyclotron Resonance; ECR）面１３が形成され
ている。そして、電磁波発生源１で発生した電磁波がこ
のECR面に入射するところにリング状プラズマ１４が形
成される。例えば、2.45GHzのマイクロ波を用いると、
ＥＣＲ面１３は875ガウスの等磁場面になり、プラズマ
を生成するのにＥＣＲを用いない場合には、磁場は10か
ら100ガウスの弱い磁場になることが多く、コイルは原
則的に不要である。リング状プラズマ放射口８近傍に形
成されたリング状プラズマ１４は、拡散して試料保持台
１１上に設置された試料１２を覆う均一なプラズマ１５
となる。その結果、試料１２に対して均一なプラズマ処
理が可能になる。ところでＥＣＲ面を誘電体窓６の放電
室９側表面に形成し、その表面の磁場強度をμ波吸収領
域、つまり、８７５ガウスと９５０ガウスの間に設定す
る。この場合、電磁波反射板７とＥＣＲ面間にすき間が
形成されず、電磁波反射板７下部へのプラズマの回り込
みを防止でき、確実にリング状プラズマを形成できる効
果がある。
ル１０により、放電室９に電子サイクロトロン共鳴（El
ectron Cyclotron Resonance; ECR）面１３が形成され
ている。そして、電磁波発生源１で発生した電磁波がこ
のECR面に入射するところにリング状プラズマ１４が形
成される。例えば、2.45GHzのマイクロ波を用いると、
ＥＣＲ面１３は875ガウスの等磁場面になり、プラズマ
を生成するのにＥＣＲを用いない場合には、磁場は10か
ら100ガウスの弱い磁場になることが多く、コイルは原
則的に不要である。リング状プラズマ放射口８近傍に形
成されたリング状プラズマ１４は、拡散して試料保持台
１１上に設置された試料１２を覆う均一なプラズマ１５
となる。その結果、試料１２に対して均一なプラズマ処
理が可能になる。ところでＥＣＲ面を誘電体窓６の放電
室９側表面に形成し、その表面の磁場強度をμ波吸収領
域、つまり、８７５ガウスと９５０ガウスの間に設定す
る。この場合、電磁波反射板７とＥＣＲ面間にすき間が
形成されず、電磁波反射板７下部へのプラズマの回り込
みを防止でき、確実にリング状プラズマを形成できる効
果がある。
【００２８】上述した原理に基づき本発明をエッチング
装置に応用して、半導体ウエハを実際に処理するプロセ
スの詳細を以下に述べる。試料である半導体ウエハの大
きさは５インチないし１２インチであり、試料台はこの
ウエハの大きさに応じて変えることが多く、通常試料保
持台１１とほぼ同じ大きさである。ウエハ１２上に半導
体デバイスを形成する過程で、エッチングによりウエハ
上にアルミニウムを配線する場合を考える。このとき、
ガス供給系３４からＢＣｌ3とＣｌ2を容器１６内部に供
給し、ロータリーポンプとターボ分子ポンプを組み合わ
せた排気系３５を用いて容器１６内部を真空排気する。
そして、容器内部を５ｍＴｏｒｒから数１００ｍＴｏｒ
ｒ程度の圧力に保持し、電磁波発生源１であるマグネト
ロンに１ｋＷないし３ｋＷの電力を印加してμ波を発生
させる。このμ波を第１及び第２の導波管２、４を介し
て放電室９に入射させる。ここで、μ波は放電室９内部
に存在するＢＣｌ3とＣｌ2の混合ガスをプラズマ化し、
次いでプラズマ中の電子がＢＣｌ3とＣｌ2の混合ガスを
活性化しガスのラジカルを生成する。生成されたラジカ
ルとプラズマ中のイオンをウエハに照射することで、エ
ッチングが実行される。
装置に応用して、半導体ウエハを実際に処理するプロセ
スの詳細を以下に述べる。試料である半導体ウエハの大
きさは５インチないし１２インチであり、試料台はこの
ウエハの大きさに応じて変えることが多く、通常試料保
持台１１とほぼ同じ大きさである。ウエハ１２上に半導
体デバイスを形成する過程で、エッチングによりウエハ
上にアルミニウムを配線する場合を考える。このとき、
ガス供給系３４からＢＣｌ3とＣｌ2を容器１６内部に供
給し、ロータリーポンプとターボ分子ポンプを組み合わ
せた排気系３５を用いて容器１６内部を真空排気する。
そして、容器内部を５ｍＴｏｒｒから数１００ｍＴｏｒ
ｒ程度の圧力に保持し、電磁波発生源１であるマグネト
ロンに１ｋＷないし３ｋＷの電力を印加してμ波を発生
させる。このμ波を第１及び第２の導波管２、４を介し
て放電室９に入射させる。ここで、μ波は放電室９内部
に存在するＢＣｌ3とＣｌ2の混合ガスをプラズマ化し、
次いでプラズマ中の電子がＢＣｌ3とＣｌ2の混合ガスを
活性化しガスのラジカルを生成する。生成されたラジカ
ルとプラズマ中のイオンをウエハに照射することで、エ
ッチングが実行される。
【００２９】図２に本発明の他の実施例の縦断面図を示
す。図１と同一の符号は、同一部品を示す。この図２の
基本的な動作原理は、図１に示した実施例と同じであ
る。本実施例では、第１の電磁波伝送路２を伝播してき
た電磁波が、中心導体２０を有する同軸変換器１８内で
同軸Transverse Electro-Magneticモード（以下同軸Ｔ
ＥＭモードと称す）に変換され、中心導体２０周りに形
成された同軸導波管１９内の伝達路を伝って誘電体窓６
に入射する。同軸ＴＥＭモードは同軸導波管１９の中心
軸周りに対称なモードであるから、誘電体窓６中を半径
方向に均一に伝播して、誘電体窓６の下面に設けた電磁
波反射板７と補助反射板１７との間に形成されたすき間
８から周方向均一に容器１６内部に入射する。本実施例
によれば、リング状プラズマ１４が効率良く生成され
る。
す。図１と同一の符号は、同一部品を示す。この図２の
基本的な動作原理は、図１に示した実施例と同じであ
る。本実施例では、第１の電磁波伝送路２を伝播してき
た電磁波が、中心導体２０を有する同軸変換器１８内で
同軸Transverse Electro-Magneticモード（以下同軸Ｔ
ＥＭモードと称す）に変換され、中心導体２０周りに形
成された同軸導波管１９内の伝達路を伝って誘電体窓６
に入射する。同軸ＴＥＭモードは同軸導波管１９の中心
軸周りに対称なモードであるから、誘電体窓６中を半径
方向に均一に伝播して、誘電体窓６の下面に設けた電磁
波反射板７と補助反射板１７との間に形成されたすき間
８から周方向均一に容器１６内部に入射する。本実施例
によれば、リング状プラズマ１４が効率良く生成され
る。
【００３０】図３は、本発明のさらに他の実施例の縦断
面図である。基本的な動作原理は図２に示した実施例と
同じである。本実施例では誘電体窓６ａの中心部に貫通
穴が形成されており、この貫通穴に同軸導波管の中心導
体２０ａが挿入されている。そして、中心導体２０ａの
容器１６内部側は電磁波反射板７に接続されており、他
端部は第１の電磁波伝送路２とともに同軸変換器１８を
形成している。この図３の実施例は図２の実施例と以下
の点が相違している。すなわち、図２の実施例では電磁
波は誘電体窓の内部で一旦同軸モードを失った後にリン
グ状電磁波放射口に入るが、この実施例では電磁波は同
軸導波管１９からリング状電磁波放射口８まで同軸モー
ドで伝播する。したがって、電磁波反射板７での電磁波
の反射を減らすことが可能になり、効率的にプラズマを
生成できる。
面図である。基本的な動作原理は図２に示した実施例と
同じである。本実施例では誘電体窓６ａの中心部に貫通
穴が形成されており、この貫通穴に同軸導波管の中心導
体２０ａが挿入されている。そして、中心導体２０ａの
容器１６内部側は電磁波反射板７に接続されており、他
端部は第１の電磁波伝送路２とともに同軸変換器１８を
形成している。この図３の実施例は図２の実施例と以下
の点が相違している。すなわち、図２の実施例では電磁
波は誘電体窓の内部で一旦同軸モードを失った後にリン
グ状電磁波放射口に入るが、この実施例では電磁波は同
軸導波管１９からリング状電磁波放射口８まで同軸モー
ドで伝播する。したがって、電磁波反射板７での電磁波
の反射を減らすことが可能になり、効率的にプラズマを
生成できる。
【００３１】図４は、本発明の他の実施例の縦断面図で
ある。基本的な動作原理は図１の実施例と同じである。
本実施例では電磁波反射板７ａを誘電体窓６ｂに埋め込
んでいる。本実施例においては、電磁波反射板７ａと誘
電体窓６ｂの放電室９側の表面を同一平面にしているの
で不要な空隙部を無くし、エッチングガスやプラズマが
入り込むことによる塵埃の停留や堆積を防止し、プラズ
マ処理時のゴミによる汚染を低減できる。
ある。基本的な動作原理は図１の実施例と同じである。
本実施例では電磁波反射板７ａを誘電体窓６ｂに埋め込
んでいる。本実施例においては、電磁波反射板７ａと誘
電体窓６ｂの放電室９側の表面を同一平面にしているの
で不要な空隙部を無くし、エッチングガスやプラズマが
入り込むことによる塵埃の停留や堆積を防止し、プラズ
マ処理時のゴミによる汚染を低減できる。
【００３２】なお、電磁波反射板７ａと誘電体窓６ｂは
必ずしも同一面上にある必要は無い。例えば、プラズマ
中の電磁波のモードを同軸モードに保つために、電磁波
反射板をプラズマ中に突出して設けても良い。また、電
磁波反射板７の上部端、すなわち誘電体窓６ｂへの嵌合
部には、伝送路結合器５から誘電体窓６ｂに入射した電
磁波がなめらかにリング状電磁波放射口８に伝播できる
ように、半径０．５ｍｍ以上の丸みをつけて加工しても
良い。。
必ずしも同一面上にある必要は無い。例えば、プラズマ
中の電磁波のモードを同軸モードに保つために、電磁波
反射板をプラズマ中に突出して設けても良い。また、電
磁波反射板７の上部端、すなわち誘電体窓６ｂへの嵌合
部には、伝送路結合器５から誘電体窓６ｂに入射した電
磁波がなめらかにリング状電磁波放射口８に伝播できる
ように、半径０．５ｍｍ以上の丸みをつけて加工しても
良い。。
【００３３】図５は本発明のさらに他の実施例の縦断面
図である。図１の実施例と相違する点は、通常、導体で
作られた電磁波反射板７を誘電体カバー２１を用いて放
電室９内のプラズマから隔離していることにある。これ
により、プラズマが電磁波反射板７を削ることに起因す
る金属の汚染を防止できる。誘電体カバー２１の厚み
は、誘電体カバー２１中を伝播する電磁波の波長の1/4
の長さより薄くする。これにより放電室９内に生成され
るプラズマの分布に対し、誘電体カバー２１が悪影響を
及ぼすのを防止できる。誘電体カバーは本実施例のよう
に電磁波反射板７と別部品でも良いし、電磁波反射板７
に誘電体の膜をコーティングしたものでも良い。
図である。図１の実施例と相違する点は、通常、導体で
作られた電磁波反射板７を誘電体カバー２１を用いて放
電室９内のプラズマから隔離していることにある。これ
により、プラズマが電磁波反射板７を削ることに起因す
る金属の汚染を防止できる。誘電体カバー２１の厚み
は、誘電体カバー２１中を伝播する電磁波の波長の1/4
の長さより薄くする。これにより放電室９内に生成され
るプラズマの分布に対し、誘電体カバー２１が悪影響を
及ぼすのを防止できる。誘電体カバーは本実施例のよう
に電磁波反射板７と別部品でも良いし、電磁波反射板７
に誘電体の膜をコーティングしたものでも良い。
【００３４】図６は本発明の他の実施例の縦断面図であ
る。図１の実施例とは、導体からなる電磁波反射板７を
アース２２に電気的に接続している点が相違する。すな
わち、試料保持台１３を電極とし、この電極を高周波電
源２３に接続することにより、電磁波反射板７と電極の
間に高周波バイアスを加える。これにより、放電室９内
部に磁場が存在しても、試料１２上に均一に高周波バイ
アスを加えることができる。
る。図１の実施例とは、導体からなる電磁波反射板７を
アース２２に電気的に接続している点が相違する。すな
わち、試料保持台１３を電極とし、この電極を高周波電
源２３に接続することにより、電磁波反射板７と電極の
間に高周波バイアスを加える。これにより、放電室９内
部に磁場が存在しても、試料１２上に均一に高周波バイ
アスを加えることができる。
【００３５】図７は本発明の他の実施例の縦断面図であ
る。本実施例は、図３に示した実施例を変形したもので
ある。つまり、誘電体窓を誘電率の異なる二つの誘電体
窓Ａ２４と誘電体窓Ｂ２５から構成したものである。例
えば、誘電体窓Ａを石英の窓（誘電率が約４）にし、誘
電体窓Ｂをアルミナの窓（誘電率が約９）とすると伝送
路結合器５から誘電体窓Ａ、誘電体窓Ｂへと順次伝播し
ていく電磁波の波長が次第に短くなって行き、放電室９
内のプラズマへ電磁波が入射しやすくなる。なお、誘電
体を２種類以上重ねても同様の効果が得られる。
る。本実施例は、図３に示した実施例を変形したもので
ある。つまり、誘電体窓を誘電率の異なる二つの誘電体
窓Ａ２４と誘電体窓Ｂ２５から構成したものである。例
えば、誘電体窓Ａを石英の窓（誘電率が約４）にし、誘
電体窓Ｂをアルミナの窓（誘電率が約９）とすると伝送
路結合器５から誘電体窓Ａ、誘電体窓Ｂへと順次伝播し
ていく電磁波の波長が次第に短くなって行き、放電室９
内のプラズマへ電磁波が入射しやすくなる。なお、誘電
体を２種類以上重ねても同様の効果が得られる。
【００３６】図８は図３の実施例の変形例で、中心導体
２０ａと電磁波反射板７を接続し、その接続体に冷却機
能を付加したものである。つまり、この図８は電磁波反
射板７内部に冷却管２８を取付け、この冷却管２８を同
軸導波管中心導体内部に通して冷却流路を形成したもの
である。この冷却管２８の一方を給水管２６に、他方を
排水管２７に接続することにより、冷却管２８内部に例
えば水などの冷媒を循環させることが可能になり、プラ
ズマによって加熱された電磁波反射板７を冷却すること
ができる。この結果、電磁波反射板７の温度を制御で
き、より均一なプラズマを生成できる。なお、本実施例
では電磁波反射板７内部に冷却管を取り付けたが、予め
流路を電磁波反射板７内部に形成しても同様な効果が得
られることは言うまでもない。
２０ａと電磁波反射板７を接続し、その接続体に冷却機
能を付加したものである。つまり、この図８は電磁波反
射板７内部に冷却管２８を取付け、この冷却管２８を同
軸導波管中心導体内部に通して冷却流路を形成したもの
である。この冷却管２８の一方を給水管２６に、他方を
排水管２７に接続することにより、冷却管２８内部に例
えば水などの冷媒を循環させることが可能になり、プラ
ズマによって加熱された電磁波反射板７を冷却すること
ができる。この結果、電磁波反射板７の温度を制御で
き、より均一なプラズマを生成できる。なお、本実施例
では電磁波反射板７内部に冷却管を取り付けたが、予め
流路を電磁波反射板７内部に形成しても同様な効果が得
られることは言うまでもない。
【００３７】図９は図３の実施例の他の変形例で、図８
の実施例同様に中心導体２０ａと電磁波反射板７を接続
した接続体の縦断面図である。この変形例では、中心導
体２０ａと電磁波反射板７に処理ガス噴射機能を付加し
ている。つまり、電磁波反射板７内部にバッファ室３０
を設け、このバッファ室３０に連通するガス供給管２９
を中心導体２０ａ内部に取付けている。そして、ガス供
給管２９からプラズマ処理ガスを接続体に導き、電磁波
反射板７の放電室９側に設けた複数の微小な穴からなる
ガス噴射口３１から処理ガスを放電室９内部に噴射させ
る。これにより放電室９内部の処理ガスの流れを制御す
ることができ、プラズマ処理の均一性を改善できる。
の実施例同様に中心導体２０ａと電磁波反射板７を接続
した接続体の縦断面図である。この変形例では、中心導
体２０ａと電磁波反射板７に処理ガス噴射機能を付加し
ている。つまり、電磁波反射板７内部にバッファ室３０
を設け、このバッファ室３０に連通するガス供給管２９
を中心導体２０ａ内部に取付けている。そして、ガス供
給管２９からプラズマ処理ガスを接続体に導き、電磁波
反射板７の放電室９側に設けた複数の微小な穴からなる
ガス噴射口３１から処理ガスを放電室９内部に噴射させ
る。これにより放電室９内部の処理ガスの流れを制御す
ることができ、プラズマ処理の均一性を改善できる。
【００３８】図１０は本発明のさらに他の実施例の縦断
面図である。本実施例は、図２の実施例の変形例であ
る。つまり、本実施例では電磁波をリング状の電磁波放
射口８の径まで拡大するために、電磁波を初めにテーパ
ー拡大同軸導波管３２で拡大し、次いで誘電体窓６内部
で拡大するようにしている。そのため、図２の実施例で
はほぼ円柱状であった同軸導波管を、本実施例では誘電
体窓に近づくに従ってその径が大きくなる切頭円錐状に
形成している。このように段階的に電磁波を拡大してい
くことにより電磁波の反射を少なくすることが可能にな
り、プラズマを効率的に生成できる。また、単にテーパ
ー状に同軸導波管を形成した電磁波の拡大装置に比較し
て、装置の小型化が可能になる。
面図である。本実施例は、図２の実施例の変形例であ
る。つまり、本実施例では電磁波をリング状の電磁波放
射口８の径まで拡大するために、電磁波を初めにテーパ
ー拡大同軸導波管３２で拡大し、次いで誘電体窓６内部
で拡大するようにしている。そのため、図２の実施例で
はほぼ円柱状であった同軸導波管を、本実施例では誘電
体窓に近づくに従ってその径が大きくなる切頭円錐状に
形成している。このように段階的に電磁波を拡大してい
くことにより電磁波の反射を少なくすることが可能にな
り、プラズマを効率的に生成できる。また、単にテーパ
ー状に同軸導波管を形成した電磁波の拡大装置に比較し
て、装置の小型化が可能になる。
【００３９】図１１は本発明のさらに他の実施例であ
り、中心導体３３ａの他の変形例を示したものである。
つまり、図１０では誘電体窓に接続していたテーパー状
に拡大した中心導体を、本実施例では誘電体窓６ａに形
成した貫通穴中に挿入して電磁波反射板７に接続してい
る。これにより、図３の実施例と同じ効果を得ることが
できる。
り、中心導体３３ａの他の変形例を示したものである。
つまり、図１０では誘電体窓に接続していたテーパー状
に拡大した中心導体を、本実施例では誘電体窓６ａに形
成した貫通穴中に挿入して電磁波反射板７に接続してい
る。これにより、図３の実施例と同じ効果を得ることが
できる。
【００４０】図１２は本発明のさらに他の実施例の縦断
面図である。容器８は直方体または円柱状の密閉容器で
あり、容器の上部には誘電体窓６が容器８と気密に、ま
たは容器８内部に固定されて設けられている。誘電体窓
６の放電室９側表面には電磁波反射板３７が取り付けら
れており、容器８壁面と電磁波反射板７間にはリング状
の電磁波放射部３８が形成されている。誘電体窓６に関
しこのリング状電磁波放射部３８の反対側で、リング状
電磁波放射部３８に対応した容器８外部側には電磁波発
生手段が設けられている。容器８の内部であってその下
部には、試料１２を載置する試料保持台１３が配設され
ている。容器１６はガス排気系３５により真空排気さ
れ、ガス供給系により処理ガスが供給される。このよう
に構成した本実施例においては、電磁波発生手段３６で
発生した電磁波は誘電体窓６に入射した後、導体や強磁
性体などからなる電磁波反射板３７で反射し最終的にリ
ング状電磁波放射部３８から放電室９に放射される。そ
して、リング状プラズマ１４をリング状電磁波放射部３
８の下部に生成する。生成されたリング状プラズマは拡
散して試料保持台１３上に配置された試料に均一なプラ
ズマとして入射して均一なプラズマ処理が可能となる。
本実施例によれば、通常用いられるＲＦプラズマ装置に
おいても、簡単な構成の変化により均一なプラズマを形
成できる。
面図である。容器８は直方体または円柱状の密閉容器で
あり、容器の上部には誘電体窓６が容器８と気密に、ま
たは容器８内部に固定されて設けられている。誘電体窓
６の放電室９側表面には電磁波反射板３７が取り付けら
れており、容器８壁面と電磁波反射板７間にはリング状
の電磁波放射部３８が形成されている。誘電体窓６に関
しこのリング状電磁波放射部３８の反対側で、リング状
電磁波放射部３８に対応した容器８外部側には電磁波発
生手段が設けられている。容器８の内部であってその下
部には、試料１２を載置する試料保持台１３が配設され
ている。容器１６はガス排気系３５により真空排気さ
れ、ガス供給系により処理ガスが供給される。このよう
に構成した本実施例においては、電磁波発生手段３６で
発生した電磁波は誘電体窓６に入射した後、導体や強磁
性体などからなる電磁波反射板３７で反射し最終的にリ
ング状電磁波放射部３８から放電室９に放射される。そ
して、リング状プラズマ１４をリング状電磁波放射部３
８の下部に生成する。生成されたリング状プラズマは拡
散して試料保持台１３上に配置された試料に均一なプラ
ズマとして入射して均一なプラズマ処理が可能となる。
本実施例によれば、通常用いられるＲＦプラズマ装置に
おいても、簡単な構成の変化により均一なプラズマを形
成できる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、放電室内部の試料台上
方にリング状に電磁波を放射することが可能になり、コ
ンパクトな装置でリング状プラズマを生成できる。ま
た、電磁波を誘電体窓内部で拡大、共振させ、電磁波の
放電室への入射部をリング状に制限しているので、コン
パクトな装置でリング状プラズマを生成できる。さら
に、発生したリング状プラズマが放電室内で拡散し、試
料表面に均一なプラズマとして入射するので、試料に均
一なプラズマ処理を行える。その結果、高い面内の均一
性を有するエッチングや成膜処理が可能になる。なお、
本発明によれば、同軸導波管内部に設けた冷却流路やガ
ス噴出口により、誘電体窓の冷却が可能になり、より均
一なプラズマの生成を可能にする。さらに、処理ガスの
分布の均一化を図ることも可能になる。
方にリング状に電磁波を放射することが可能になり、コ
ンパクトな装置でリング状プラズマを生成できる。ま
た、電磁波を誘電体窓内部で拡大、共振させ、電磁波の
放電室への入射部をリング状に制限しているので、コン
パクトな装置でリング状プラズマを生成できる。さら
に、発生したリング状プラズマが放電室内で拡散し、試
料表面に均一なプラズマとして入射するので、試料に均
一なプラズマ処理を行える。その結果、高い面内の均一
性を有するエッチングや成膜処理が可能になる。なお、
本発明によれば、同軸導波管内部に設けた冷却流路やガ
ス噴出口により、誘電体窓の冷却が可能になり、より均
一なプラズマの生成を可能にする。さらに、処理ガスの
分布の均一化を図ることも可能になる。
【００４２】さらにまた、同軸同波管をテーパ状に形成
することにより、電磁波の反射を減らして良好なリング
状のプラズマを生成することが可能になる。さらに、誘
電体窓のほぼ中央部に貫通穴を設け、この穴に同軸同波
管を挿入し、誘電体窓の放電室側に設けた電磁波反射板
と接続することにより、コンパクトな装置でリング状プ
ラズマを生成できる。
することにより、電磁波の反射を減らして良好なリング
状のプラズマを生成することが可能になる。さらに、誘
電体窓のほぼ中央部に貫通穴を設け、この穴に同軸同波
管を挿入し、誘電体窓の放電室側に設けた電磁波反射板
と接続することにより、コンパクトな装置でリング状プ
ラズマを生成できる。
【００４３】また、本発明によれば均一なプラズマによ
り、高信頼性の半導体素子を得ることができる。さら
に、半導体素子を高精度に製作できる。
り、高信頼性の半導体素子を得ることができる。さら
に、半導体素子を高精度に製作できる。
【００４４】
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の他の実施例の縦断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施例の縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の縦断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施例の縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施例の縦断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施例の縦断面図である。
【図８】本発明に用いられる中心導体の一実施例の縦断
面図である。
面図である。
【図９】本発明に用いられる中心導体の他の実施例の縦
断面図である。
断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例の縦断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施例の縦断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例の縦断面図である。
１……電磁波発生源、 ２……電磁波伝送路、
３……伝送路変換器、 ４……電磁波伝送路、
５……伝送路結合器、 ６……誘電体窓、６
ａ、６ｂ……誘電体窓、 ７……電磁波反射板、７
ａ……電磁波反射板、 ８……リング状電磁波放
射口、９……放電室、 １０……電磁コ
イル、１１……電極、 １２……試
料、１３……ＥＣＲ面、 １４……リング
状プラズマ、１５……均一プラズマ、 １６…
…容器、１７……補助反射板、 １８……同
軸変換器、１９……同軸導波管、 ２０……
中心導体、２０ａ……中心導体、２１……誘電体カバ
ー、 ２２……アース、２３……高周波電源、
２４……誘電体窓Ａ、２５……誘電体窓
Ｂ、 ２６……給水管、２７……排水管、
２８……冷却管、２９……ガス供給管、
３０……バッファ室、３１……ガス噴射
口、 ３２……導波管、３３……中心導体、
３３ａ……中心導体、３４……ガス供給
系、 ３５……ガス排気系、３６……電磁波
発生手段、 ３７……電磁波反射板、３８……リ
ング状電磁波放射口。
３……伝送路変換器、 ４……電磁波伝送路、
５……伝送路結合器、 ６……誘電体窓、６
ａ、６ｂ……誘電体窓、 ７……電磁波反射板、７
ａ……電磁波反射板、 ８……リング状電磁波放
射口、９……放電室、 １０……電磁コ
イル、１１……電極、 １２……試
料、１３……ＥＣＲ面、 １４……リング
状プラズマ、１５……均一プラズマ、 １６…
…容器、１７……補助反射板、 １８……同
軸変換器、１９……同軸導波管、 ２０……
中心導体、２０ａ……中心導体、２１……誘電体カバ
ー、 ２２……アース、２３……高周波電源、
２４……誘電体窓Ａ、２５……誘電体窓
Ｂ、 ２６……給水管、２７……排水管、
２８……冷却管、２９……ガス供給管、
３０……バッファ室、３１……ガス噴射
口、 ３２……導波管、３３……中心導体、
３３ａ……中心導体、３４……ガス供給
系、 ３５……ガス排気系、３６……電磁波
発生手段、 ３７……電磁波反射板、３８……リ
ング状電磁波放射口。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 21/31 Ｈ０１Ｐ 1/08 Ｈ０１Ｐ 1/08 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者 手束 勉 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 臼井 建人 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 加治 哲徳 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 吉岡 健 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 金井 三郎 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (23)
- 【請求項１】電磁波発生源と、この電磁波発生源で発生
した電磁波により生じたプラズマを保持する放電室を区
画する放電室容器と、該電磁波発生源と放電室容器間に
設けられた電磁波伝送部とを備えたプラズマ生成装置に
おいて、 前記電磁波伝送部と前記放電室間を隔離する誘電体窓を
前記電磁波伝送部に設け、この誘電体窓の放電室側に電
磁波反射板を設けたことを特徴とするプラズマ生成装
置。 - 【請求項２】前記電磁波伝送部は、中心導体を有する同
軸導波管を含むことを特徴とする請求項１記載のプラズ
マ生成装置。 - 【請求項３】前記誘電体窓は穴を有し、この穴を貫通し
て配置した前記中心導体と前記電磁波反射板とを接続し
たことを特徴とする請求項２記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項４】前記電磁波伝送路の前記誘電体窓側端部
に、伝送路結合器を設けたことを特徴とする請求項１に
記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項５】前記伝送路結合器は、１／４波長導波管結
合器であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ
生成装置。 - 【請求項６】前記電磁波反射板を、前記誘電体窓に設け
た凹部に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の
プラズマ生成装置。 - 【請求項７】前記電磁波反射板と前記誘電体窓の放電室
側表面を実質的に同一平面としたことを特徴とする請求
項６に記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項８】前記電磁波反射板の放電室側表面が誘電体
で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のプラ
ズマ生成装置。 - 【請求項９】前記電磁波反射板の前記誘電体窓への取付
け角部に半径０．５ｍｍ以上の丸みが形成されているこ
とを特徴とする請求項６に記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項１０】前記電磁波反射板をアースに導通したこ
とを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項１１】前記電磁波反射板の放電室側に前記電磁
波伝送部に連通するガスの吹き出し口を設けたことを特
徴とする請求項１記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項１２】前記電磁波反射板は冷却部を備えること
を特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項１３】前記誘電体窓を誘電率の異なる複数の誘
電体により構成することを特徴とする請求項１に記載の
プラズマ生成装置。 - 【請求項１４】前記同軸導波管は、前記電磁波伝送部か
ら前記放電室に向けてテーパー状に拡大する空間を形成
していることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ生
成装置。 - 【請求項１５】前記中心導体と前記電磁波反射板が接続
されていることを特徴とする請求項１４に記載のプラズ
マ生成装置。 - 【請求項１６】電磁波発生源と、この電磁波発生源で発
生した電磁波により生じたプラズマを保持する放電室容
器と、該電磁波発生源と放電室間に設けられた電磁波伝
送部とを備え、前記電磁波伝送部と前記放電室間を隔離
する誘電体窓を前記電磁波伝送部に有し、この誘電体窓
の放電室側に電磁波反射板を取り付けたプラズマ生成装
置内に配設され、該装置が生成したプラズマを照射した
ことを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１７】電磁波により生成されたプラズマを用い
て半導体素子の表面を処理する半導体素子の製造方法に
おいて、 電磁波発生源で発生した電磁波を誘電体窓を介して電磁
波反射板と容器間に形成された空隙を通って放電室に導
き、前記電磁波により放電室内に導入した処理ガスから
プラズマを生成し、生成されたこのプラズマを前記放電
室で保持し前記放電室内に配設された前記半導体素子に
処理することを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項１８】電磁波発生源と、この電磁波発生源で発
生した電磁波により生じたプラズマを保持する放電室容
器と、該電磁波発生源と該放電室容器間に設けられた電
磁波伝送部とを備えたプラズマ生成装置において、 前記電磁波伝送部の一端部近傍には前記電磁波発生源
が、前記電磁波伝送部の他端部には伝送路結合器がそれ
ぞれ設けられ、前記伝送路結合器の前記電磁波伝送部と
は反対側には前記伝送路結合器と前記放電室容器間を区
画する誘電体窓が配設され、前記放電室容器には該容器
内にガスを導入するガス導入手段と、該容器には電子サ
イクロトロン共鳴を形成する電磁コイルとがそれぞれ設
けられ、前記誘電体窓の放電室容器側にはリング状の電
磁波路を形成する電磁波反射板を該窓のほぼ中心部に設
けたことを特徴とするプラズマ生成装置。 - 【請求項１９】電磁波発生源と、この電磁波発生源で発
生した電磁波により生じたプラズマを保持する放電室を
区画する放電室容器と、該電磁波発生源と該放電室間に
設けた電磁波伝送部とを備えたプラズマ生成装置におい
て、 前記電磁波伝送部と前記放電室間を隔離し電磁波発生源
で発生したマイクロ波を共振させる誘電体窓を前記電磁
波伝送部に設け、この誘電体窓の前記放電室側にマイク
ロ波の前記放電室への入射位置を限定する限定手段を設
けたことを特徴とするプラズマ生成装置。 - 【請求項２０】前記限定手段はリング状のプラズマを生
成するものであることを特徴とする請求項１９に記載の
プラズマ生成装置。 - 【請求項２１】電磁波発生源と、この電磁波発生源で発
生した電磁波により生じたプラズマを保持する放電室を
区画する放電室容器と、この放電室容器を真空排気する
ガス排気手段と、前記電磁波発生源と放電室容器間に設
けられた電磁波伝送部とを備えたプラズマ生成装置にお
いて、 前記電磁波発生源から発生した電磁波の通路中であって
真空排気される前記放電室容器内に、金属性の板状部材
を配設したことを特徴とするプラズマ生成装置。 - 【請求項２２】前記板状部材を放電室内に配設する配設
手段はアースに導通していることを特徴とする請求項２
１に記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項２３】前記誘電体窓の前記容器内部側表面の磁
場強度を、８７５ガウスから９５０ガウスの間にしたこ
とを特徴とする請求項１に記載のプラズマ生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7304061A JPH09148097A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | プラズマ生成装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法、半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7304061A JPH09148097A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | プラズマ生成装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法、半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148097A true JPH09148097A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17928570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7304061A Pending JPH09148097A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | プラズマ生成装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法、半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148097A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-11-22 JP JP7304061A patent/JPH09148097A/ja active Pending
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