JPH10158846A - Batch type microwave plasma processing apparatus and processing method - Google Patents
Batch type microwave plasma processing apparatus and processing methodInfo
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- JPH10158846A JPH10158846A JP8325124A JP32512496A JPH10158846A JP H10158846 A JPH10158846 A JP H10158846A JP 8325124 A JP8325124 A JP 8325124A JP 32512496 A JP32512496 A JP 32512496A JP H10158846 A JPH10158846 A JP H10158846A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 欠陥の少ないプラズマ処理を高いスループッ
トで行うことが可能なバッチ式マイクロ波プラズマ処理
装置及び処理方法を提供する。
【解決手段】 処理室101と、該処理室内に複数の基
体を配する基体支持手段103と、該処理室内にマイク
ロ波を供給する手段とを有するマイクロ波プラズマ処理
装置であって、前記マイクロ波を供給する手段が、複数
の開口部(スロット122)を備えた無終端環状導波管
108であることを特徴とするバッチ式マイクロ波プラ
ズマ処理装置;及びこの装置を用いたプラズマ処理方
法。
(57) Abstract: A batch-type microwave plasma processing apparatus and a processing method capable of performing plasma processing with few defects at high throughput are provided. SOLUTION: The microwave plasma processing apparatus includes a processing chamber 101, substrate supporting means 103 for disposing a plurality of substrates in the processing chamber, and means for supplying microwaves into the processing chamber, wherein the microwave plasma processing apparatus includes: A batch type microwave plasma processing apparatus characterized in that the means for supplying the plasma is an endless annular waveguide 108 having a plurality of openings (slots 122); and a plasma processing method using the apparatus.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バッチ式マイクロ
波プラズマ処理装置及び処理方法に関する。更に詳しく
は、本発明は、高密度で閉じ込めた性能の極めて良好な
プラズマを用いることにより、大量の基体を高速かつ低
欠陥で処理可能なバッチ式マイクロ波プラズマ処理装置
及びプラズマ処理方法に関する。このプラズマ処理方法
は、CVD等の堆積膜形成、アッシング、エッチング等
の表面改質などに有用である。The present invention relates to a batch type microwave plasma processing apparatus and a processing method. More specifically, the present invention relates to a batch-type microwave plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of processing a large amount of substrates at high speed and with low defects by using plasma of high performance confined at high density. This plasma processing method is useful for forming a deposited film such as CVD, surface modification such as ashing and etching, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子等の電子部品の製造工程に用
いられるプラズマ処理としては、CVD、スパッタリン
グ、エッチング、アッシング、クリーニング、表面改質
等が知られている。これら工程においては、例えばプラ
ズマ処理装置の処理室内にガスを導入し、同時に高周波
等の電力を供給して処理室内にプラズマを発生させ、ガ
スを励起・分解・反応させることにより、処理室内に配
された基体の表面をプラズマ処理する。2. Description of the Related Art CVD, sputtering, etching, ashing, cleaning, surface modification, and the like are known as plasma processing used in the manufacturing process of electronic parts such as semiconductor elements. In these steps, for example, a gas is introduced into a processing chamber of a plasma processing apparatus, and at the same time, power such as high frequency is supplied to generate plasma in the processing chamber, and the gas is excited, decomposed, and reacted to be distributed in the processing chamber. The surface of the substrate thus subjected is subjected to plasma treatment.
【0003】図3は、従来のバッチ式誘導結合型RFプ
ラズマ処理装置の一例を示す模式図である。図3中、3
01はプラズマ処理室、302はプラズマ処理室301
内に配された複数の被処理基体、303は基体302の
支持体、304は基体302を加熱するヒータ、305
はプラズマ処理用ガス導入手段、306は排気口、30
7はプラズマ処理室301を構成する誘電体、308は
高周波電力供給用コイルである。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional batch inductively coupled RF plasma processing apparatus. In FIG. 3, 3
01 is a plasma processing chamber, 302 is a plasma processing chamber 301
A plurality of substrates to be processed, 303 a support for the substrate 302, 304 a heater for heating the substrate 302, 305
Is a plasma processing gas introducing means, 306 is an exhaust port, 30
Reference numeral 7 denotes a dielectric constituting the plasma processing chamber 301, and reference numeral 308 denotes a high-frequency power supply coil.
【0004】図3のプラズマ処理装置を用いたプラズマ
の発生及びプラズマ処理は、例えば以下の様にして行
う。排気系(不図示)を介して、排気口306からプラ
ズマ処理室301内を真空排気する。続いて、プラズマ
処理用ガスをガス導入手段305を介して、所定の流量
でプラズマ処理室301内に導入する。次に、排気口3
06後段に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)
を調整し、プラズマ処理室301内を所定の圧力に保持
する。高周波(RF)電源から所望の電力をコイル30
8に供給することにより、コイル308の中心軸に平行
に誘導磁界が生じる。更に、この誘導磁界によりプラズ
マ処理室301内に渦状の誘電電界が生じ、この誘導電
界により電子が加速されプラズマが生じる。プラズマ処
理用ガスは発生したプラズマにより励起・分解・反応
し、支持体303に載置された複数の基体302の表面
をプラズマ処理する。[0004] Plasma generation and plasma processing using the plasma processing apparatus of FIG. 3 are performed, for example, as follows. The inside of the plasma processing chamber 301 is evacuated from the exhaust port 306 via an exhaust system (not shown). Subsequently, a plasma processing gas is introduced into the plasma processing chamber 301 at a predetermined flow rate via the gas introduction unit 305. Next, the exhaust port 3
06 conductance valve (not shown)
Is adjusted, and the inside of the plasma processing chamber 301 is maintained at a predetermined pressure. A desired power is supplied from a radio frequency (RF) power supply to the coil 30.
8, an induced magnetic field is generated parallel to the central axis of the coil 308. Furthermore, a vortex-like dielectric electric field is generated in the plasma processing chamber 301 by the induction magnetic field, and electrons are accelerated by the induction electric field to generate plasma. The plasma processing gas is excited, decomposed, and reacted by the generated plasma, and plasma-treats the surfaces of the plurality of substrates 302 mounted on the support 303.
【0005】図3に示す様な従来のバッチ式誘導結合型
プラズマ処理装置は、同時に複数の基体302を処理す
るので、スループットは高い。しかし、処理室301に
拡ったプラズマによって、基体302の表面がダメージ
を受け易いという欠点がある。更に、プロセスの制御性
も不十分である。The conventional batch-type inductively-coupled plasma processing apparatus as shown in FIG. 3 simultaneously processes a plurality of substrates 302, so that the throughput is high. However, there is a disadvantage that the surface of the base 302 is easily damaged by the plasma spread to the processing chamber 301. Further, the controllability of the process is also insufficient.
【0006】一方、これら問題が生じないプラズマ処理
装置として、基体を1枚ずつ処理する枚葉式プラズマ処
理装置が知られている。この装置において、プラズマを
生起させるエネルギーを供給するための電磁波として
は、高周波(RF)、マイクロ波(MW)等がある。On the other hand, as a plasma processing apparatus that does not cause these problems, a single-wafer plasma processing apparatus that processes substrates one by one is known. In this apparatus, as an electromagnetic wave for supplying energy for generating plasma, there are a high frequency (RF), a microwave (MW), and the like.
【0007】図4は、従来の枚葉式容量結合型RFプラ
ズマ処理装置の一例を示す模式図である。図4中、40
1はプラズマ処理室、402はプラズマ処理室401内
に配された被処理基体、403は基体402の支持体、
404は基体402を加熱するヒータ、405はプラズ
マ処理用ガス導入手段、406は排気口、408は高周
波電力供給用平板電極である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a conventional single-wafer type capacitively coupled RF plasma processing apparatus. In FIG.
1 is a plasma processing chamber, 402 is a substrate to be processed disposed in the plasma processing chamber 401, 403 is a support of the substrate 402,
Reference numeral 404 denotes a heater for heating the base 402, reference numeral 405 denotes a plasma processing gas introducing unit, reference numeral 406 denotes an exhaust port, and reference numeral 408 denotes a high-frequency power supply plate electrode.
【0008】図4の枚葉式容量結合型RFプラズマ処理
装置を用いたプラズマの発生及びプラズマ処理は、例え
ば以下の様にして行う。排気系(不図示)を介して、排
気口406からプラズマ処理室401内を真空排気す
る。続いて、プラズマ処理用ガスをガス導入手段405
を介して、所定の流量でプラズマ処理室401内に導入
する。次に、排気口406後段に設けられたコンダクタ
ンスバルブ(不図示)を調整し、プラズマ処理室401
内を所定の圧力に保持する。高周波電源から所望の電力
を平板電極408に供給することにより、電極408に
垂直に高周波電界が生じ、この電界により電子が加速さ
れプラズマが生じる。プラズマ処理用ガスは、発生した
プラズマにより励起・分解・反応し、支持体403上に
載置された被処理基体402の表面をプラズマ処理す
る。The generation and plasma processing of plasma using the single-wafer type capacitively coupled RF plasma processing apparatus shown in FIG. 4 are performed, for example, as follows. The inside of the plasma processing chamber 401 is evacuated from the exhaust port 406 via an exhaust system (not shown). Subsequently, the plasma processing gas is supplied to the gas introduction means 405.
Through the plasma processing chamber 401 at a predetermined flow rate. Next, a conductance valve (not shown) provided at the subsequent stage of the exhaust port 406 is adjusted, and the plasma processing chamber 401 is adjusted.
Is maintained at a predetermined pressure. By supplying desired power from the high-frequency power source to the plate electrode 408, a high-frequency electric field is generated perpendicular to the electrode 408, and the electric field accelerates electrons to generate plasma. The plasma processing gas is excited, decomposed, and reacted by the generated plasma, and performs plasma processing on the surface of the processing target substrate 402 mounted on the support 403.
【0009】またRFプラズマ処理装置の代わりに、マ
イクロ波プラズマダウンフローを用いたプラズマ処理装
置も用いられている。これは、アッシングやゲート絶縁
膜のCVD等、プラズマ中のイオン入射による欠陥を嫌
うプロセス等に用いられている。In place of the RF plasma processing apparatus, a plasma processing apparatus using a microwave plasma down flow is also used. This is used for processes such as ashing and CVD of a gate insulating film, which dislike defects caused by the incidence of ions in plasma.
【0010】図5は、従来の枚葉式マイクロ波プラズマ
処理装置の一例を示す模式図である。図5中、501は
プラズマ処理室、502はプラズマ処理室501内に配
された被処理基体、503は基体502の支持体、50
4は基体502を加熱するヒータ、505はプラズマ処
理用ガス導入手段、506は排気口、508はマイクロ
波電力導入用共振器である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a conventional single-wafer microwave plasma processing apparatus. 5, reference numeral 501 denotes a plasma processing chamber; 502, a substrate to be processed disposed in the plasma processing chamber 501; 503, a support of the substrate 502;
Reference numeral 4 denotes a heater for heating the base 502, reference numeral 505 denotes a plasma processing gas introduction unit, reference numeral 506 denotes an exhaust port, and reference numeral 508 denotes a microwave power introduction resonator.
【0011】図5のプラズマ処理装置を用いたプラズマ
の発生及びプラズマ処理は、例えば以下の様にして行
う。排気系(不図示)を介して、排気口506からプラ
ズマ処理室501内を真空排気する。続いて、プラズマ
処理用ガスをガス導入手段505を介して、所定の流量
でプラズマ処理室501内に導入する。次に、排気口5
06後段に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)
を調整し、プラズマ処理室501内を所定の圧力(0.
01乃至3Torr程度の低圧)に保持する。マイクロ
波電源(不図示)から所望の電力を共振器508を介し
て供給することにより、マイクロ波の進行方向に垂直な
電界により電子が加速されプラズマが生じる。プラズマ
処理用ガスは、発生したプラズマにより励起・分解・反
応し、支持体503上に載置された被処理基体502の
表面をプラズマ処理する。Generation of plasma and plasma processing using the plasma processing apparatus of FIG. 5 are performed, for example, as follows. The inside of the plasma processing chamber 501 is evacuated from the exhaust port 506 via an exhaust system (not shown). Subsequently, a plasma processing gas is introduced into the plasma processing chamber 501 at a predetermined flow rate via the gas introduction unit 505. Next, the exhaust port 5
06 conductance valve (not shown)
Is adjusted, and a predetermined pressure (0.
(Low pressure of about 01 to 3 Torr). By supplying desired power from a microwave power supply (not shown) via the resonator 508, electrons are accelerated by an electric field perpendicular to the direction in which the microwave travels to generate plasma. The plasma processing gas is excited, decomposed, and reacted by the generated plasma, and plasma-treats the surface of the substrate 502 placed on the support 503.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】図4又は図5に示した
様な枚葉式プラズマ処理装置を用いる場合、欠陥の少な
いプラズマ処理が可能である。しかしながら、スループ
ットを飛躍的に向上させるのは難しい。一方、図3に示
した様なバッチ式誘導結合プラズマ処理装置は、前述し
た様にスループットは高いが、欠陥の少ないプラズマ処
理は難しく、プロセスの制御性も不十分である。When a single-wafer plasma processing apparatus as shown in FIG. 4 or FIG. 5 is used, plasma processing with few defects is possible. However, it is difficult to dramatically improve the throughput. On the other hand, the batch-type inductively coupled plasma processing apparatus as shown in FIG. 3 has high throughput as described above, but it is difficult to perform plasma processing with few defects, and process controllability is insufficient.
【0013】本発明の目的は、上述した従来のプラズマ
処理装置の各問題点を解決し、欠陥が少なく、プロセス
の制御性も良く、しかも高いスループットで行うことが
可能なバッチ式マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方
法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional plasma processing apparatus, to reduce the number of defects, to improve the controllability of the process, and to realize a high-throughput batch type microwave plasma processing. An object of the present invention is to provide an apparatus and a processing method.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、処理室と、該
処理室内に複数の基体を配置する基体支持手段と、該処
理室内にマイクロ波を供給する手段とを有するマイクロ
波プラズマ処理装置であって、前記マイクロ波を供給す
る手段が、複数の開口部を備えた無終端環状導波管であ
ることを特徴とするバッチ式マイクロ波プラズマ処理装
置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a microwave plasma processing apparatus having a processing chamber, a substrate supporting means for arranging a plurality of substrates in the processing chamber, and a means for supplying microwaves to the processing chamber. Wherein the means for supplying the microwave is an endless annular waveguide having a plurality of openings, wherein the batch type microwave plasma processing apparatus is provided.
【0015】また本発明は、上記装置を用いて、複数の
基体をプラズマ処理することを特徴とするバッチ式マイ
クロ波プラズマ処理方法である。Further, the present invention is a batch type microwave plasma processing method characterized in that a plurality of substrates are subjected to plasma processing using the above apparatus.
【0016】本発明においては、マイクロ波供給手段と
して複数の開口部を備えた無終端環状導波管を用いるこ
とにより、高度なプラズマ閉じ込め性能を示し、基板入
射イオンの極めて少ない高密度プラズマを生成させるこ
とができ、これにより本発明の目的を達成できることと
なる。In the present invention, the use of an endless annular waveguide having a plurality of openings as the microwave supply means provides a high level of plasma confinement performance and generates high-density plasma with extremely few substrate incident ions. And thereby the object of the present invention can be achieved.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described below.
【0018】図1(a)は、本発明のマイクロ波プラズ
マ処理装置の一例を示す模式図であり、図1(b)は、
この装置のプラズマ発生機構を示す模式図であり、図2
は、図1(a)のA−A線断面図である。FIG. 1A is a schematic view showing an example of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing a plasma generation mechanism of this apparatus, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【0019】図1(a)(b)及び図2中、101はプ
ラズマ処理室、102は被処理基体、103は基体10
2の支持体、104は基体102を加熱するヒータ、1
05はプラズマ処理用ガス導入手段、106は排気口、
107はプラズマ処理室101を形成する誘電体、10
8はマイクロ波をプラズマ処理室101に導入するため
のスロット付無終端環状導波管、121はマイクロ波を
左右に分配するブロック、122はスロット、123は
環状導波管108内に導入されたマイクロ波、124は
環状導波管108内を伝搬するマイクロ波、125はス
ロット122を通し誘電体107を通してプラズマ処理
室101へ導入されたマイクロ波の漏れ波、126はス
ロット122を通し誘電体107内を伝搬するマイクロ
波の表面波、127は漏れ波により生成したプラズマ、
128は表面波により生成したプラズマである。In FIGS. 1A and 1B and FIG. 2, 101 is a plasma processing chamber, 102 is a substrate to be processed, and 103 is a substrate 10
2, a support for heating the substrate 102;
05 is a plasma processing gas introducing means, 106 is an exhaust port,
Reference numeral 107 denotes a dielectric that forms the plasma processing chamber 101;
Reference numeral 8 denotes an endless annular waveguide with a slot for introducing microwaves into the plasma processing chamber 101, 121 denotes a block for distributing microwaves to the left and right, 122 denotes slots, and 123 denotes an annular waveguide. Microwave, 124 is a microwave propagating in the annular waveguide 108, 125 is a leakage wave of the microwave introduced into the plasma processing chamber 101 through the slot 122 and the dielectric 107, and 126 is a dielectric wave passing through the slot 122 and the dielectric 107. The surface wave of the microwave propagating in the inside, 127 is the plasma generated by the leak wave,
128 is a plasma generated by the surface wave.
【0020】図1のマイクロ波プラズマ処理装置を用い
たプラズマの発生及びプラズマ処理は、例えば以下の様
にして行う。排気系(不図示)を介して、排気口106
からプラズマ処理室101内を真空排気する。続いて、
プラズマ処理用ガスをガス導入手段105を介して、所
定の流量でプラズマ処理室101内に導入する。次に、
排気系(不図示)に設けられたコンダクタンスバルブ
(不図示)を調整し、プラズマ処理室101内を所定の
圧力に保持する。The generation and plasma processing of plasma using the microwave plasma processing apparatus of FIG. 1 are performed, for example, as follows. An exhaust port 106 is provided via an exhaust system (not shown).
Then, the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated. continue,
The plasma processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 at a predetermined flow rate through the gas introduction means 105. next,
By adjusting a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown), the inside of the plasma processing chamber 101 is maintained at a predetermined pressure.
【0021】そして、マイクロ波電源(不図示)より所
望の電力を環状導波管108を介してプラズマ処理室1
01内に供給すると、プラズマ処理室101内にプラズ
マが発生する。すなわち、環状導波管108内に導入さ
れたマイクロ波123は、分配ブロック121で左右に
二分配され、環状導波管108内を伝搬する。管内波長
の1/2又は1/4毎に設置されたスロット122から
誘電体107を通してプラズマ処理室101に導入され
た漏れ波125は、スロット122近傍のプラズマ12
7を生成する。また、誘電体107の表面に垂直な直線
に対してブリュースタ角以上の角度で入射したマイクロ
波は、誘電体107表面で全反射し、誘電体107の表
面を表面波126として伝搬する。隣接するスロット1
22から生じた表面波126は干渉し合い、表面波12
6の波長1/2毎に電界の強い部分、すなわち“腹”を
生ずる。表面波126のしみ出した電界によっても、プ
ラズマ128が生成する。このときに、プラズマ処理用
ガス導入手段105よりガスを処理室101内に導入し
ておくと、このプラズマ処理用ガスは発生した高密度プ
ラズマにより励起され、支持体103上に載置された複
数の基体102の表面をプラズマ処理する。Then, desired power is supplied from a microwave power source (not shown) through the annular waveguide 108 to the plasma processing chamber 1.
When supplied into the plasma processing chamber 01, plasma is generated in the plasma processing chamber 101. That is, the microwave 123 introduced into the annular waveguide 108 is divided into two right and left by the distribution block 121 and propagates in the annular waveguide 108. Leakage waves 125 introduced into the plasma processing chamber 101 through the dielectric 107 from the slots 122 provided for every 又 は or の of the guide wavelength emit the plasma 12 near the slots 122.
7 is generated. Further, the microwave incident on the straight line perpendicular to the surface of the dielectric 107 at an angle equal to or greater than the Brewster angle is totally reflected on the surface of the dielectric 107 and propagates as a surface wave 126 on the surface of the dielectric 107. Adjacent slot 1
The surface waves 126 generated from the surface waves 12 interfere with each other, and the surface waves 12
A strong electric field, that is, an "antinode" is generated for every 1/2 wavelength of 6. The plasma 128 is also generated by the electric field exuding from the surface wave 126. At this time, if a gas is introduced into the processing chamber 101 from the plasma processing gas introducing means 105, the plasma processing gas is excited by the generated high-density plasma, and the plurality of plasma processing gases are placed on the support 103. The surface of the base 102 is subjected to plasma processing.
【0022】この図1(a)(b)及び図2に示す装置
においては、処理室101の内壁の少なくとも一部が円
筒状の誘電体107から成り、複数の開口部(スロット
122)を備えた無終端環状導波管108がこの円筒状
の誘電体107を囲うように配置されている。そして、
この環状導波管108は、円筒状の内壁と外壁の二重管
構造を有し、内壁と外壁の間の空間にマイクロ波が伝搬
できる構成になっている。更に、この外壁側にはマイク
ロ波導入口が設けられ、その近傍に先に述べた分配ブロ
ック121が配置されている。また内壁には、先に述べ
た開口部(スロット122)が設けられている。このス
ロット122は、管内波長の1/2又は1/4毎に設置
することが好ましいが、これに限定されるものではな
い。なお、この管内波長は、使用するマイクロ波の周波
数と導波管の断面の寸法とに依存する。In the apparatus shown in FIGS. 1A and 1B and FIG. 2, at least a part of the inner wall of the processing chamber 101 is formed of a cylindrical dielectric 107 and has a plurality of openings (slots 122). An endless annular waveguide 108 is arranged so as to surround the cylindrical dielectric 107. And
This annular waveguide 108 has a cylindrical double wall structure of an inner wall and an outer wall, and has a configuration in which microwaves can propagate in a space between the inner wall and the outer wall. Further, a microwave introduction port is provided on the outer wall side, and the distribution block 121 described above is disposed near the microwave introduction port. The opening (slot 122) described above is provided on the inner wall. It is preferable that the slots 122 are provided every 1 / or の of the guide wavelength, but the present invention is not limited to this. Note that the guide wavelength depends on the frequency of the microwave used and the cross-sectional dimension of the waveguide.
【0023】また環状導波管108の形状は、この様な
円筒状に限らず、プラズマ発生室の形状等に応じて所望
の形状にすればよい。例えば、円盤状や多角形等の形で
も構わない。The shape of the annular waveguide 108 is not limited to such a cylindrical shape, but may be a desired shape according to the shape of the plasma generation chamber. For example, the shape may be a disk, a polygon, or the like.
【0024】本発明においては、プラズマ処理室101
を0.1Torr以上の内圧に保持しながらプラズマ処
理することが望ましい。更に、0.3Torr乃至10
Torrが好ましく、1Torr乃至5Torrがより
好ましい。0.1Torr以上の圧力においてプラズマ
を発生させると、プラズマが誘電体107近傍に高度に
閉じ込められ、基体102近傍にはプラズマが存在しな
いという傾向がより強くなる。この結果、基板102に
入射するイオンのエネルギーがより低くなり、複数の基
体102を処理するバッチ式であっても、より欠陥の少
ないプラズマ処理を高いスループットで行える。In the present invention, the plasma processing chamber 101
It is desirable to perform plasma processing while maintaining the internal pressure of 0.1 Torr or more. Furthermore, 0.3 Torr to 10
Torr is preferred, and 1 Torr to 5 Torr is more preferred. When plasma is generated at a pressure of 0.1 Torr or more, the plasma is highly confined in the vicinity of the dielectric 107, and the tendency that the plasma does not exist in the vicinity of the base 102 is further increased. As a result, the energy of the ions incident on the substrate 102 becomes lower, and even in a batch type in which a plurality of substrates 102 are processed, plasma processing with fewer defects can be performed with high throughput.
【0025】更に、基体102の端部を処理室の内壁
(誘電体107)から20mm以上離して配置すること
が、同様に、基板102へのプラズマの影響を防ぐ点で
好ましい。Further, it is preferable that the end of the substrate 102 is arranged at least 20 mm away from the inner wall (the dielectric 107) of the processing chamber in order to prevent the influence of the plasma on the substrate 102.
【0026】本発明において、マイクロ波周波数は0.
8GHz乃至20GHzの範囲から適宜選択することが
好ましい。ガスの励起源としてマイクロ波を使用する
と、電子を高い周波数をもつ電界により加速できる、ガ
ス分子を効率的に電離・励起できる、電子温度が低くイ
オン入射エネルギーが低くかつプラズマを閉じ込め易く
なる等の利点がある。それ故に、マイクロ波プラズマ処
理装置は、ガスの電離・励起・分解の効率が高く、高密
度のプラズマを比較的容易に形成し得る、低温で高速に
低欠陥処理できるといった効果をも奏する。更に、マイ
クロ波が誘電体を透過する性質を有するので、プラズマ
処理装置を無電極放電タイプのものとして構成でき、そ
れ故に高清浄なプラズマ処理を行い得るという効果もあ
る。In the present invention, the microwave frequency is set to 0.1.
It is preferable to appropriately select from the range of 8 GHz to 20 GHz. When microwaves are used as a gas excitation source, electrons can be accelerated by an electric field having a high frequency, gas molecules can be efficiently ionized and excited, the electron temperature is low, ion incident energy is low, and plasma is easily confined. There are advantages. Therefore, the microwave plasma processing apparatus has the effects of high gas ionization / excitation / decomposition efficiency, relatively easy formation of high-density plasma, and low-temperature, high-speed, low-defect processing. Further, since the microwave has a property of transmitting through the dielectric, the plasma processing apparatus can be configured as an electrodeless discharge type, and therefore, there is also an effect that highly clean plasma processing can be performed.
【0027】処理室を構成するのに用いられる誘電体1
07としては、SiO2 系の石英や各種ガラス、Si3
N4、NaCl、KCl、LiF、CaF2、BaF2、
Al2O3、AlN、MgO等の無機物、ポリエチレン、
ポリエステル、ポリカーボネート、セルロースアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド等の有機
物のフィルム、シート等が適用可能である。Dielectric 1 used to construct processing chamber
07 is SiO 2 -based quartz, various glasses, Si 3
N 4 , NaCl, KCl, LiF, CaF 2 , BaF 2 ,
Inorganic substances such as Al 2 O 3 , AlN, MgO, polyethylene,
Films and sheets of organic substances such as polyester, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, and polyimide are applicable.
【0028】また、基体を処理室に搬送するための搬入
室をゲートバルブを介して処理室と接続し、基体を予備
加熱しておくことにより、スループットを更に向上させ
ることもできる。なお、処理室及び/又は前記基体搬入
室の内部に、所望の基体加熱手段を有することも望まし
い。Further, the throughput can be further improved by connecting the transfer chamber for transferring the substrate to the processing chamber to the processing chamber via a gate valve and preheating the substrate. It is desirable that a desired substrate heating unit be provided inside the processing chamber and / or the substrate loading chamber.
【0029】また、装置に磁界発生手段を備え、これに
より基体に磁界を印加してプラズマ処理することもでき
る。この磁界発生手段としては、コイル又は永久磁石等
が使用可能である。コイルを用いる場合には過熱防止の
ため水冷機構や空冷等の冷却手段を用いてもよい。Further, the apparatus can be provided with a magnetic field generating means so that a magnetic field can be applied to the substrate to perform plasma processing. As the magnetic field generating means, a coil or a permanent magnet can be used. When a coil is used, a cooling means such as a water cooling mechanism or air cooling may be used to prevent overheating.
【0030】また、装置に紫外線照射手段を備え、基体
の表面への紫外線照射により。処理のより高品質化を図
ることもできる。この光源としては、被処理基体もしく
は基体上に付着した基体もしくは反応中間体に吸収され
る光を放射するものが適用可能で、エキシマレーザ、エ
キシマランプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ランプ等
が適当である。Further, the apparatus is provided with an ultraviolet irradiation means, and the ultraviolet irradiation is performed on the surface of the substrate. Higher quality of processing can be achieved. As the light source, a light source that emits light that is absorbed by the substrate to be processed, the substrate attached to the substrate, or the reaction intermediate can be used. Examples of the light source include an excimer laser, an excimer lamp, a rare gas resonance line lamp, and a low-pressure mercury lamp. Appropriate.
【0031】(1)本発明を堆積膜形成に適用する場合 本発明はCVD等の堆積膜形成に適用できる。具体的に
は、使用するガスを適宜選択することにより、例えば、
Si3N4、SiO2、Ta2O5、TiO2、TiN、Al
2O3、AlN、MgF2 等の絶縁膜、a−Si、pol
y−Si、SiC、GaAs等の半導体膜、Al、W、
Mo、Ti、Ta等の金属膜等、各種の堆積膜を効率よ
く形成することが可能である。(1) When the present invention is applied to deposition film formation The present invention can be applied to deposition film formation such as CVD. Specifically, by appropriately selecting the gas to be used, for example,
Si 3 N 4 , SiO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , TiN, Al
Insulating film such as 2 O 3 , AlN, MgF 2 , a-Si, pol
semiconductor films such as y-Si, SiC, GaAs, Al, W,
Various deposited films such as metal films of Mo, Ti, Ta and the like can be efficiently formed.
【0032】被処理基体としては、導電性、電気絶縁性
あるいは半導体の何れであってもよい。導電性基体とし
ては、Fe、Ni、Cr、Al、Mo、Au、Nb、T
a、V、Ti、Pt、Pb等の金属又はこれらの合金、
例えば真鍮、ステンレス鋼等が挙げられる。絶縁性基体
としては、SiO2 系の石英や各種ガラス、Si3N4、
NaCl、KCl、LiF、CaF2、BaF2、Al2
O3、AlN、MgO等の無機物、ポリエチレン、ポリ
エステル、ポリカーボネート、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド等の有機物
のフィルム、シート等が挙げられる。The substrate to be processed may be any of conductive, electrically insulating or semiconductor. As the conductive substrate, Fe, Ni, Cr, Al, Mo, Au, Nb, T
metals such as a, V, Ti, Pt, Pb or alloys thereof;
Examples include brass and stainless steel. Examples of the insulating substrate include SiO 2 -based quartz and various glasses, Si 3 N 4 ,
NaCl, KCl, LiF, CaF 2 , BaF 2 , Al 2
Inorganic substances such as O 3 , AlN, and MgO, polyethylene, polyester, polycarbonate, cellulose acetate,
Examples include films and sheets of organic substances such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, and polyimide.
【0033】堆積膜形成用ガスとしては、一般に公知の
ガスが使用できる。プラズマの作用で容易に分解され単
独でも堆積し得るガスは、化学量論的組成の達成やプラ
ズマ発生室内の膜付着防止のため、基体近傍に成膜用ガ
ス導入手段を設けプラズマ処理室内へ導入することが望
ましい。また、プラズマの作用で容易に分解され難く単
独では堆積し難いガスは、プラズマの高密度領域にプラ
ズマ処理用ガス導入手段を設けプラズマ処理室内へ導入
することが望ましい。As a gas for forming a deposited film, a generally known gas can be used. Gases that are easily decomposed by the action of plasma and can be deposited alone can be introduced into the plasma processing chamber by providing a film-forming gas introduction means near the substrate to achieve a stoichiometric composition and prevent film deposition in the plasma generation chamber. It is desirable to do. Further, it is desirable that a gas that is not easily decomposed by the action of plasma and that is difficult to deposit by itself is introduced into a plasma processing chamber by providing a plasma processing gas introducing means in a high-density region of plasma.
【0034】a−Si、poly−Si、SiC等のS
i系半導体薄膜を形成する場合の原料ガスとしては、S
iH4、Si2H6 等の無機シラン類、テトラエチルシラ
ン(TES)、テトラメチルシラン(TMS)、ジメチ
ルシラン(DMS)等の有機シラン類、SiF4、Si2
F6、SiHF3、SiH2F2、SiCl4、Si2C
l 6、SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、Si
Cl2F2 等のハロシラン類等、常温常圧でガス状態で
あるもの又は容易にガス化し得るものが挙げられる。ま
た、これらの原料ガスと同時に導入されるガスとして
は、H2、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等が挙
げられる。S such as a-Si, poly-Si, SiC, etc.
The source gas for forming the i-based semiconductor thin film is S
iHFour, SiTwoH6 Inorganic silanes, such as tetraethylsila
(TES), Tetramethylsilane (TMS), Dimethyl
Organic silanes such as silane (DMS), SiFFour, SiTwo
F6, SiHFThree, SiHTwoFTwo, SiClFour, SiTwoC
l 6, SiHClThree, SiHTwoClTwo, SiHThreeCl, Si
ClTwoFTwo Such as halosilanes in a gaseous state at normal temperature and pressure
Certain or those that can be easily gasified. Ma
Also, as a gas introduced simultaneously with these source gases
Is HTwo, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, etc.
I can do it.
【0035】Si3N4、SiO2 等のSi化合物系薄膜
を形成する場合の原料ガスとしては、SiH4、Si2H
6 等の無機シラン類、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラメトキシシラン(TMOS)、オクタメチ
ルシクロテトラシラン(OMCTS)等の有機シラン
類、SiF4、Si2F6、SiHF3、SiH2F2、Si
Cl4、Si2Cl6、SiHCl3、SiH2Cl2、Si
H3Cl、SiCl2F2 等のハロシラン類等、常温常圧
でガス状態であるもの又は容易にガス化し得るものが挙
げられる。また、これらの原料ガスと同時に導入される
ガスとしては、N2、NH3、N2H4、ヘキサメチルジシ
ラザン(HMDS)、O2、O3、H2O、NO、N2O、
NO2 等が挙げられる。When forming a thin film of a Si compound such as Si 3 N 4 , SiO 2, etc., the source gas is SiH 4 , Si 2 H
Inorganic silanes such as 6 , tetraethoxysilane (TEO)
S), organic silanes such as tetramethoxysilane (TMOS), octamethylcyclotetrasilane (OMCTS), SiF 4 , Si 2 F 6 , SiHF 3 , SiH 2 F 2 , Si
Cl 4 , Si 2 Cl 6 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , Si
Halosilanes such as H 3 Cl and SiCl 2 F 2 , and the like, which are in a gaseous state at normal temperature and normal pressure or can be easily gasified. The gases introduced simultaneously with these source gases include N 2 , NH 3 , N 2 H 4 , hexamethyldisilazane (HMDS), O 2 , O 3 , H 2 O, NO, N 2 O,
NO 2 and the like.
【0036】Al、W、Mo、Ti、Ta等の金属薄膜
を形成する場合の原料ガスとしてはトリメチルアルミニ
ウム(TMAl)、トリエチルアルミニウム(TEA
l)、トリイソブチルアルミニウム(TIBAl)、ジ
メチルアルミニウムハイドライド(DMAlH)、タン
グステンカルボニル(W(CO)6)、モリブデンカルボ
ニル(Mo(CO)6)、トリメチルガリウム(TMG
a)、トリエチルガリウム(TEGa)等の有機金属、
AlCl3、WF6、TiCl3、TaCl5 等のハロゲ
ン化金属等が挙げられる。また、これらの原料ガスと同
時に導入されるガスとしては、H2、He、Ne、A
r、Kr、Xe、Rn等が挙げられる。When forming a metal thin film of Al, W, Mo, Ti, Ta, or the like, the source gases are trimethyl aluminum (TMAl) and triethyl aluminum (TEA).
l), triisobutylaluminum (TIBAl), dimethylaluminum hydride (DMAIH), tungsten carbonyl (W (CO) 6 ), molybdenum carbonyl (Mo (CO) 6 ), trimethylgallium (TMG)
a), an organic metal such as triethylgallium (TEGa),
Examples include metal halides such as AlCl 3 , WF 6 , TiCl 3 , and TaCl 5 . The gases introduced simultaneously with these source gases include H 2 , He, Ne, A
r, Kr, Xe, Rn and the like.
【0037】Al2O3、AlN、Ta2O5、TiO2、
TiN、WO3 等の金属化合物薄膜を形成する場合の原
料ガスとしては、トリメチルアルミニウム(TMA
l)、トリエチルアルミニウム(TEAl)、トリイソ
ブチルアルミニウム(TIBAl)、ジメチルアルミニ
ウムハイドライド(DMAlH)、タングステンカルボ
ニル(W(CO)6)、モリブデンカルボニル(Mo(C
O)6)、トリメチルガリウム(TMGa)、トリエチル
ガリウム(TEGa)等の有機金属、AlCl3、W
F6、TiCl3、TaCl5 等のハロゲン化金属等が挙
げられる。また、これらの原料ガスと同時に導入される
ガスとしては、O2、O3、H2O、NO、N2O、N
O2、N2、NH3、N2H4、ヘキサメチレンジシラザン
(HMDS)等が挙げられる。Al 2 O 3 , AlN, Ta 2 O 5 , TiO 2 ,
As a source gas for forming a thin film of a metal compound such as TiN or WO 3 , trimethyl aluminum (TMA) is used.
l), triethyl aluminum (TEAl), triisobutyl aluminum (TIBAl), dimethyl aluminum hydride (DMAIH), tungsten carbonyl (W (CO) 6 ), molybdenum carbonyl (Mo (C
O) 6 ), organic metals such as trimethylgallium (TMGa) and triethylgallium (TEGa), AlCl 3 , W
Metal halides such as F 6 , TiCl 3 , TaCl 5 and the like can be mentioned. The gases introduced simultaneously with these source gases include O 2 , O 3 , H 2 O, NO, N 2 O, N
O 2 , N 2 , NH 3 , N 2 H 4 , hexamethylene disilazane (HMDS) and the like can be mentioned.
【0038】(2)本発明を表面改質に適用する場合 本発明は、アッシング、酸化表面処理、窒化表面処理、
ドーピング、エッチング、クリーニング等の表面改質に
適用できる。具体的には、使用するガスを適宜選択する
ことにより、例えば、基体もしくは表面層としてSi、
Al、Ti、Zn、Ta等を使用して、これら基体もし
くは表面層の酸化処理あるいは窒化処理、更にはB、A
s、P等のドーピング処理等が可能である。またクリー
ニングについては、例えば、酸化物、有機物、重金属等
のクリーニング等が可能である。(2) When the present invention is applied to surface modification: The present invention provides ashing, oxidized surface treatment, nitrided surface treatment,
It can be applied to surface modification such as doping, etching, and cleaning. Specifically, by appropriately selecting a gas to be used, for example, Si,
Using Al, Ti, Zn, Ta, etc., these substrates or surface layers are oxidized or nitrided, and B, A
Doping treatment of s, P, etc. is possible. As for cleaning, for example, cleaning of oxides, organic substances, heavy metals, and the like can be performed.
【0039】基体をアッシングや酸化表面処理する場合
の酸化性ガスとしては、O2、O3、H2O、NO、N
2O、NO2 等が挙げられる。また、基体を窒化表面処
理する場合の窒化性ガスとしては、N2、NH3、N
2H4、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)等が挙げら
れる。Oxidizing gases for ashing or oxidizing surface treatment of the substrate include O 2 , O 3 , H 2 O, NO, N
2 O, NO 2 and the like. In addition, when the substrate is subjected to nitriding surface treatment, the nitriding gas may be N 2 , NH 3 , N 2
2 H 4 and hexamethyldisilazane (HMDS).
【0040】基体表面の有機物をクリーニングする場
合、クリーニング用ガスとしては、O 2、O3、H2O、
NO、N2O、NO2 等が挙げられる。また、基体表面
の無機物をクリーニングする場合、クリーニング用ガス
としては、F2、CF4、CH2F2、C2F6、CF2C
l2、SF6、NF3 等が挙げられる。A place for cleaning organic substances on the substrate surface
In this case, the cleaning gas is O Two, OThree, HTwoO,
NO, NTwoO, NOTwo And the like. Also, the substrate surface
Cleaning gas when cleaning inorganic substances
As FTwo, CFFour, CHTwoFTwo, CTwoF6, CFTwoC
lTwo, SF6, NFThree And the like.
【0041】[0041]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明のマイクロ波プ
ラズマ処理装置及びプラズマ処理方法をより具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the microwave plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0042】<実施例1>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、閉じ込め性能の良
好なプラズマが形成されていることを確認した。Example 1 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, it was confirmed that plasma having good confinement performance was formed as follows.
【0043】誘電体107として中心径が320mmの
円筒状石英管を用い、環状導波管108は、内壁断面の
寸法が26mm×96mmであって、中心径が354m
mとした。環状導波管108の材質は、機械的強度を保
つためステンレス鋼で構成し、その内壁面にはマイクロ
波の伝搬損失を抑えるため銅をコーティングした上に更
に銀をコーティングした二層メッキを施した。環状導波
管108には、マイクロ波をプラズマ発生室101へ導
入するためのスロット122を形成した。スロット12
2の形状は長さ41mm、幅3mmの矩形であり、管内
波長の1/4間隔に形成した。管内波長は、使用するマ
イクロ波の周波数と導波管の断面の寸法とに依存する
が、周波数2.45GHzのマイクロ波と、上記の寸法
の導波管とを用いた場合には約159mmである。本実
施例の環状導波管108では、スロットは約40mm間
隔で28個形成した。また環状導波管108には、4E
チューナ、方向性結合器、アイソレータ、2.45GH
zの周波数をもつマイクロ波電源(不図示)を順に接続
した。A cylindrical quartz tube having a center diameter of 320 mm is used as the dielectric 107. The annular waveguide 108 has an inner wall section of 26 mm × 96 mm and a center diameter of 354 m.
m. The material of the annular waveguide 108 is made of stainless steel to maintain its mechanical strength, and its inner wall surface is coated with copper to suppress the propagation loss of microwaves, and is further subjected to silver-coated two-layer plating. did. Slots 122 for introducing microwaves into the plasma generation chamber 101 were formed in the annular waveguide 108. Slot 12
The shape of No. 2 was a rectangle having a length of 41 mm and a width of 3 mm, and was formed at intervals of 1/4 of the guide wavelength. The guide wavelength depends on the frequency of the microwave to be used and the size of the cross section of the waveguide, but when the microwave of the frequency of 2.45 GHz and the waveguide of the above size are used, it is about 159 mm. is there. In the annular waveguide 108 of this embodiment, 28 slots were formed at intervals of about 40 mm. Also, 4E
Tuner, directional coupler, isolator, 2.45GH
A microwave power supply (not shown) having a frequency of z was connected in order.
【0044】図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置
を使用して、Ar流量500sccm、圧力0.3To
rr、マイクロ波パワー3.0kWの条件でプラズマを
発生させた。得られたプラズマについて、シングルプロ
ーブ法により次の様に計測を行った。プローブに印加す
る電圧を−50から+50Vの範囲で変化させ、プロー
ブに流れる電流をI−V測定器により測定し、得られた
I−V曲線からラングミュアらの方法により電子密度、
電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、石英管
107近傍のプラズマの電子密度は1.2×1012/c
m3 で高密度であるが、石英管から内部に20mm以上
離れた位置では2.0×108/cm3で今回使用したプ
ローブの測定限界以下になり、極めて閉じ込め性能の良
好なプラズマが形成されていることが確認された。Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the Ar flow rate was 500 sccm, and the pressure was 0.3 To.
Plasma was generated under the conditions of rr and microwave power of 3.0 kW. The obtained plasma was measured by the single probe method as follows. The voltage applied to the probe was changed in the range of -50 to +50 V, and the current flowing through the probe was measured by an IV measuring instrument. From the obtained IV curve, the electron density,
The electron temperature and the plasma potential were calculated. As a result, the electron density of the plasma near the quartz tube 107 is 1.2 × 10 12 / c
Although the density is high at m 3 , at a position 20 mm or more inside the quartz tube, it is 2.0 × 10 8 / cm 3 , which is below the measurement limit of the probe used this time, and a plasma with extremely good confinement performance is formed. It was confirmed that it was.
【0045】以下の各実施例においては、特記の無い限
り、本実施例のマイクロ波プラズマ処理装置を使用し
た。In each of the following examples, the microwave plasma processing apparatus of this example was used unless otherwise specified.
【0046】<実施例2>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、ULSI用フォト
レジストのアッシングを行った。Example 2 Ashing of a photoresist for ULSI was performed using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as follows.
【0047】基体102としては、1.2μm厚のフォ
トレジスト(東京応化製OFPR−800、ハードベー
ク処理済み)付きのSi基板(φ8インチ)を使用し
た。まず、Si基板102を5枚搭載したキャリアを基
体支持体103上に設置し200℃に加熱した後、排気
系(不図示)を介して排気口106からプラズマ処理室
101内を真空排気し、10-4Torrまで減圧させ
た。プラズマ処理用ガス導入管105を介して酸素ガス
を500sccmの流量でプラズマ処理室101内に導
入した。次いで、排気系(不図示)に設けられたコンダ
クタンスバルブ(不図示)を調整し、プラズマ処理室1
01内を0.5Torrに保持した。プラズマ処理室1
01内に、2.45GHzのマイクロ波電源より3.0
kWの電力を環状導波管108を介して供給した。かく
して、プラズマ処理室101内にプラズマが発生した。
この際、プラズマ処理用ガス導入管105を介して導入
された酸素ガスはプラズマ処理室101内で励起、分解
されて酸素原子等の活性種となり、Si基板102上の
フォトレジストと反応して二酸化炭素等の気体を生成
し、フォトレジストを除去する作用を奏し、23秒で全
てのフォトレジストが除去された。As the substrate 102, a Si substrate (φ8 inch) with a 1.2 μm-thick photoresist (OFPR-800, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., hard-baked) was used. First, a carrier having five Si substrates 102 mounted thereon is placed on a substrate support 103 and heated to 200 ° C., and then the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated from an exhaust port 106 via an exhaust system (not shown). The pressure was reduced to 10 -4 Torr. Oxygen gas was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introduction pipe 105 at a flow rate of 500 sccm. Next, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted, and the plasma processing chamber 1 is adjusted.
01 was kept at 0.5 Torr. Plasma processing chamber 1
01 from the microwave power supply of 2.45 GHz to 3.0
kW of power was supplied through the annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101.
At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas introduction pipe 105 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as oxygen atoms, and reacts with the photoresist on the Si substrate 102 to form carbon dioxide. A gas such as carbon was generated and the photoresist was removed. All the photoresist was removed in 23 seconds.
【0048】得られたフォトレジストのアッシング速度
は3.2μm/minと大きく、プラズマ中の荷電粒子
により熱酸化膜中/表面に発生した電荷密度も3.6×
10 11/cm2 で十分低い値であった。Ashing speed of the obtained photoresist
Is as large as 3.2 μm / min, and charged particles in the plasma
The charge density generated in / on the thermal oxide film is also 3.6 ×
10 11/ CmTwo Was a sufficiently low value.
【0049】<実施例3>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理の装置を使用し、以下の通り、光磁気ディスク
用窒化シリコン膜の形成を行った。Example 3 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon nitride film for a magneto-optical disk was formed as follows.
【0050】基体102としては、1.2μm幅グルー
ブ付きのポリカーボネート(PC)基板(φ3.5イン
チ)を使用した。まず、PC基板102を12枚搭載し
たキャリアを基体支持体103上に設置した後、排気系
(不図示)を介してプラズマ処理室101内を真空排気
し、10-6Torrまで減圧させた。プラズマ処理用ガ
ス導入管105を介して窒素ガスを100sccm、ア
ルゴンガスを600sccmの流量でプラズマ処理室1
01内に導入した。同時に、成膜用ガス導入手段(不図
示)を介してモノシランガスを200sccmの流量で
プラズマ処理室101内に導入した。次いで、排気系
(不図示)に設けられたコンダクタンスバルブ(不図
示)を調整し、プラズマ処理室101内を0.1Tor
rに保持した。プラズマ処理室101内に、2.45G
Hzのマイクロ波電源より3.0kWの電力を環状導波
管103を介して供給した。かくして、プラズマ処理室
101内にプラズマが発生した。この際、プラズマ処理
用ガス導入管105を介して導入された窒素ガスはプラ
ズマ処理室101内で励起、分解されて活性種となり、
シリコン基板102の方向に輸送され、成膜用ガス導入
手段を介して導入されたモノシランガスと反応し、窒化
シリコン膜がシリコン基板102上に12秒の間に10
0nmの厚さで形成された。As the substrate 102, a polycarbonate (PC) substrate (φ3.5 inch) having a groove having a width of 1.2 μm was used. First, after a carrier having twelve PC substrates 102 mounted thereon was placed on the substrate support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated via an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to 10 -6 Torr. The plasma processing chamber 1 was supplied with a nitrogen gas at a flow rate of 100 sccm and an argon gas at a flow rate of 600 sccm through the plasma processing gas introduction pipe 105.
01. At the same time, a monosilane gas was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 200 sccm via a film forming gas introducing means (not shown). Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) is adjusted so that the inside of the plasma processing chamber 101 becomes 0.1 Torr.
r. 2.45 G in the plasma processing chamber 101
A power of 3.0 kW was supplied from the microwave power supply of Hz through the annular waveguide 103. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the nitrogen gas introduced through the plasma processing gas introduction pipe 105 is excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101,
The silicon nitride film is transported in the direction of the silicon substrate 102 and reacts with the monosilane gas introduced through the film-forming gas introduction means, and a silicon nitride film is deposited on the silicon substrate 102 for 12 seconds.
It was formed with a thickness of 0 nm.
【0051】得られた窒化シリコン膜の成膜速度は50
0nm/minと極めて大きく、膜質も屈折率2.2で
あり、密着性・耐久性の良好な極めて良質な膜であるこ
とが確認された。また、プラズマが高密度に閉じ込めら
れているので、イオン入射による基板温度上昇が抑制さ
れ、基板の変形等は観測されなかった。The deposition rate of the obtained silicon nitride film is 50
The film was extremely large at 0 nm / min, the film quality was 2.2, and it was confirmed that the film was a very good film having good adhesion and durability. Further, since the plasma was confined at a high density, an increase in the substrate temperature due to the incidence of ions was suppressed, and no deformation or the like of the substrate was observed.
【0052】<実施例4>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、プラスチックレン
ズ反射防止用酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の形成
を行った。Example 4 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon oxide film and a silicon nitride film for preventing plastic lens reflection were formed as follows.
【0053】基体102としては、直径50mmのプラ
スチック凸レンズを使用した。レンズ102を21枚搭
載したキャリアを基体支持体103上に設置した後、排
気系(不図示)を介してプラズマ処理室101内を真空
排気し、10-6Torrの値まで減圧させた。プラズマ
処理用ガス導入管105を介して窒素ガスを150sc
cmの流量でプラズマ処理室101内に導入した。同時
に、成膜用ガス導入管(不図示)を介してモノシランガ
スを100sccmの流量でプラズマ処理室101内に
導入した。次いで、排気系(不図示)に設けられたコン
タクダンスバルブ(不図示)を調整し、プラズマ処理室
101内を0.5Torrに保持した。次いで、2.4
5GHzのマイクロ波電源(不図示)より3.0kWの
電力を環状導波管108を介してプラズマ発生室101
内に供給した。かくして、プラズマ発生室101内にプ
ラズマが発生した。この際、プラズマ処理用ガス導入管
105を介して導入された窒素ガスは、プラズマ処理室
101内で励起、分解されて窒素原子等の活性種とな
り、レンズ102の方向に輸送され、成膜用ガス導入手
段を介して導入されたモノシランガスと反応し、窒化シ
リコン膜がレンズ102上に21nmの厚さで形成され
た。As the substrate 102, a plastic convex lens having a diameter of 50 mm was used. After a carrier having 21 lenses 102 mounted thereon was placed on the substrate support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated via an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to 10 -6 Torr. 150 sc of nitrogen gas through the plasma processing gas introduction pipe 105
It was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of cm. At the same time, a monosilane gas was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 100 sccm via a film formation gas introduction pipe (not shown). Next, a contactance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at 0.5 Torr. Then, 2.4
A power of 3.0 kW from a microwave power supply (not shown) of 5 GHz is supplied to the plasma generation chamber 101 through the annular waveguide 108.
Supplied within. Thus, plasma was generated in the plasma generation chamber 101. At this time, the nitrogen gas introduced through the plasma processing gas introduction pipe 105 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as nitrogen atoms, and is transported in the direction of the lens 102 to be formed. By reacting with the monosilane gas introduced through the gas introduction means, a silicon nitride film was formed on the lens 102 with a thickness of 21 nm.
【0054】次に、プラズマ処理用ガス導入管105を
介して酸素ガスを200sccmの流量でプラズマ処理
室101内に導入した。同時に成膜用ガス導入管を介し
てモノシランガスを100sccmの流量でプラズマ処
理室101内に導入した。次いで、排気系(不図示)に
設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、
プラズマ処理室101内を0.1Torrに保持した。
次いで、2.45GHzのマイクロ波電源(不図示)よ
り2.0kWの電力を環状導波管108を介してプラズ
マ処理室101内に供給した。かくして、プラズマ処理
室101内にプラズマが発生した。この際、プラズマ処
理用ガス導入管105を介して導入された酸素ガスは、
プラズマ処理室101内で励起、分解されて酸素原子等
の活性種となり、レンズ102の方向に輸送され、成膜
用ガス導入管を介して導入されたモノシランガスと反応
し、酸化シリコン膜がレンズ102上に86nmの厚さ
で形成された。Next, oxygen gas was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introducing pipe 105 at a flow rate of 200 sccm. At the same time, a monosilane gas was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 100 sccm through a gas introduction pipe for film formation. Next, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted,
The inside of the plasma processing chamber 101 was kept at 0.1 Torr.
Next, a power of 2.0 kW was supplied from a microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz into the plasma processing chamber 101 via the annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas introduction pipe 105 is
It is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as oxygen atoms, is transported in the direction of the lens 102, reacts with the monosilane gas introduced through the film-forming gas introduction pipe, and forms the silicon oxide film on the lens 102. It was formed with a thickness of 86 nm on top.
【0055】得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン
膜の成膜速度はそれぞれ300nm/min、360n
m/minと良好で、膜質も500nm付近の反射率が
0.3%と極めて良好な光学特性を示すことが確認され
た。The deposition rates of the obtained silicon nitride film and silicon oxide film were 300 nm / min and 360 n, respectively.
m / min, and the film quality was confirmed to have a very good optical characteristic of a reflectance of about 0.3% at around 500 nm.
【0056】<実施例5>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、半導体素子保護用
窒化シリコン膜の形成を行った。Embodiment 5 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon nitride film for protecting a semiconductor element was formed as follows.
【0057】基体102としては、Al配線パターン
(ラインアンドスペース0.5μm)が形成された層間
SiO2 膜付きP型単結晶シリコン基板(面方位<10
0>、抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、シリコン
基板102を5枚搭載したキャリアを基体支持体103
上に設置した後、排気系(不図示)を介してプラズマ処
理室101内を真空排気し、10-6Torrの値まで減
圧させた。続いてヒータ(不図示)に通電し、シリコン
基板102を300℃に加熱し、基板をこの温度に保持
した。プラズマ処理用ガス導入管105を介して窒素ガ
スを500sccmの流量でプラズマ処理室101内に
導入した。同時に、成膜用ガス導入手段(不図示)を介
してモノシランガスを100sccmの流量でプラズマ
処理室101内に導入した。次いで、排気系(不図示)
に設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整
し、プラズマ処理室101内を0.01Torrに保持
した。次いで、2.45GHzのマイクロ波電源(不図
示)より3.0kWの電力を環状導波管108を介して
供給した。かくして、プラズマ処理室101内にプラズ
マが発生した。この際、プラズマ処理用ガス導入口10
5を介して導入された窒素ガスはプラズマ処理室101
内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板10
2の方向に輸送され、成膜用ガス導入手段を介して導入
されたモノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がシリ
コン基板102上に1.0μmの厚さで形成した。As the base 102, a P-type single crystal silicon substrate with an interlayer SiO 2 film on which an Al wiring pattern (line and space 0.5 μm) was formed (plane orientation <10
0>, resistivity 10 Ωcm). First, a carrier on which five silicon substrates 102 are mounted is placed on a base support 103.
After being installed above, the inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated via an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to a value of 10 -6 Torr. Subsequently, a heater (not shown) was energized to heat the silicon substrate 102 to 300 ° C., and the substrate was kept at this temperature. Nitrogen gas was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introduction tube 105 at a flow rate of 500 sccm. At the same time, a monosilane gas was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 100 sccm via a film forming gas introducing means (not shown). Next, an exhaust system (not shown)
The conductance valve (not shown) provided in the plasma processing chamber 101 was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at 0.01 Torr. Next, power of 3.0 kW was supplied from a microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz via the annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the plasma processing gas inlet 10
Nitrogen gas introduced through the plasma processing chamber 101
Is excited and decomposed into active species in the silicon substrate 10
The silicon nitride film was transported in the direction of No. 2 and reacted with the monosilane gas introduced through the film-forming gas introduction means, so that a silicon nitride film was formed on the silicon substrate 102 to a thickness of 1.0 μm.
【0058】得られた窒化シリコン膜の成膜速度は46
0nm/minと極めて大きく、膜質も応力1.1×1
09dyn/cm2 (圧縮)、リーク電流1.2×10
-10A/cm2、絶縁耐圧9MV/cmの極めて良質な膜
であることが確認された。なお、この応力は成膜前後の
基板の反り量の変化をレーザ干渉計Zygo(商品名)
で測定し求めた。The deposition rate of the obtained silicon nitride film is 46
Extremely large at 0 nm / min, and film quality is 1.1 × 1
0 9 dyn / cm 2 (compression), leak current 1.2 × 10
It was confirmed that the film was a very good film having a -10 A / cm 2 and a withstand voltage of 9 MV / cm. In addition, this stress is obtained by measuring the change in the amount of warpage of the substrate before and after film formation using a laser interferometer Zygo (trade name).
Was measured and determined.
【0059】<実施例6>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、半導体素子保護S
iN膜の等方性エッチングを行った。<Embodiment 6> Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.
The isotropic etching of the iN film was performed.
【0060】基体102としては、ポリシリコンパター
ン(ラインアンドスペース0.5μm)上に1μm厚の
BPSG膜が形成されたP型単結晶シリコン基板(面方
位<100>、抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、
シリコン基板102を5枚搭載したキャリアを基体支持
体103上に設置した後、排気系(不図示)を介してプ
ラズマ処理室101内を真空排気し、10-6Torrの
値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入管105を
介して、CF4 を300sccmの流量でプラズマ処理
室101内に導入した。次いで、排気系(不図示)に設
けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、プ
ラズマ処理室101内を0.1Torrの保持した。
2.45GHzのマイクロ波電源より1.5kWの電力
を環状導波管103を介してプラズマ発生室101内に
供給した。かくして、プラズマ発生室101内にプラズ
マが発生した。プラズマ処理用ガス導入管105を介し
て導入されたCF4 ガスはプラズマ処理室101内で励
起・分解されて活性種となり、シリコン基板102の方
向に輸送され、SiN膜がエッチングされた。As the substrate 102, a P-type single crystal silicon substrate (plane orientation <100>, resistivity 10 Ωcm) having a 1 μm thick BPSG film formed on a polysilicon pattern (line and space 0.5 μm) was used. . First,
After a carrier having five silicon substrates 102 mounted thereon was placed on the substrate support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated via an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to 10 -6 Torr. CF 4 was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introduction pipe 105 at a flow rate of 300 sccm. Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at 0.1 Torr.
1.5 kW of electric power was supplied from a 2.45 GHz microwave power supply into the plasma generation chamber 101 via the annular waveguide 103. Thus, plasma was generated in the plasma generation chamber 101. The CF 4 gas introduced via the plasma processing gas introduction pipe 105 was excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species, was transported in the direction of the silicon substrate 102, and the SiN film was etched.
【0061】エッチング速度は300nm/minと良
好であった。また、エッチングの選択比及びエッチング
形状についても良好であった。なお、このエッチング形
状は、エッチングされた窒化シリコン膜の断面を走査型
電子顕微鏡(SEM)で観測し、評価した。The etching rate was as good as 300 nm / min. The etching selectivity and the etching shape were also good. The etched shape was evaluated by observing the cross section of the etched silicon nitride film with a scanning electron microscope (SEM).
【0062】<実施例7>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、半導体素子ゲート
絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。Example 7 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon oxide film for semiconductor device gate insulation was formed as follows.
【0063】基体102としては、P型単結晶シリコン
基板(面方位<100>、抵抗率10Ωcm)を使用し
た。シリコン基板102を5枚搭載したキャリアを基体
支持体103上に設置した後、排気系(不図示)を介し
てプラズマ処理室101内を真空排気し、10-6Tor
rの値まで減圧させた。続いてヒータ(不図示)に通電
し、シリコン基板102を300℃に加熱し、シリコン
基板102をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス
導入管105を介して酸素ガスを200sccmの流量
でプラズマ処理室201内に導入した。同時に、成膜用
ガス導入手段(不図示)を介して、モノシランガスを5
0sccmの流量でプラズマ処理室101内に導入し
た。次いで、排気系(不図示)に設けられたコンダクタ
ンスバルブ(不図示)を調整し、プラズマ処理室101
内を0.2mTorrに保持した。次いで、2.45G
Hzのマイクロ波電源より1.5kWの電力を環状導波
管108を介してプラズマ処理室101内に供給した。
かくして、プラズマ処理室101内にプラズマが発生し
た。この際、プラズマ処理用ガス導入口105を介して
導入された酸素ガスは、プラズマ処理室101内で励起
・分解されて酸素原子等の活性種となり、シリコン基板
102の方向に輸送され、成膜用ガス導入手段を介して
導入されたモノシランガスと反応し、酸化シリコン膜が
シリコン基板102上に0.1μmの厚さで形成され
た。As the base 102, a P-type single crystal silicon substrate (plane orientation <100>, resistivity 10 Ωcm) was used. After installing a carrier on which five silicon substrates 102 are mounted on the substrate support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown) to 10 -6 Torr.
The pressure was reduced to the value of r. Subsequently, power was supplied to a heater (not shown) to heat the silicon substrate 102 to 300 ° C., and the silicon substrate 102 was maintained at this temperature. Oxygen gas was introduced into the plasma processing chamber 201 through the plasma processing gas introduction pipe 105 at a flow rate of 200 sccm. At the same time, monosilane gas is supplied through a film forming gas introducing means (not shown).
It was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 0 sccm. Next, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted, and the plasma processing chamber 101 is adjusted.
Was maintained at 0.2 mTorr. Then 2.45G
An electric power of 1.5 kW was supplied from the microwave power supply of 1 Hz into the plasma processing chamber 101 through the annular waveguide 108.
Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas inlet 105 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as oxygen atoms, and is transported in the direction of the silicon substrate 102 to form a film. Reacted with the monosilane gas introduced through the use gas introduction means, a silicon oxide film was formed on the silicon substrate 102 to a thickness of 0.1 μm.
【0064】得られた酸化シリコン膜の成膜速度と均一
性は120nm/min±2.2%と良好で、膜質もリ
ーク電流5×10-11 A/cm2、絶縁耐圧10MV/
cm、界面準位密度5×1010cm-2であって、極めて
良質な膜であることが確認された。なお、この界面準位
密度は、容量測定器により得られた1MHzの高周波印
加の場合のC−V曲線より求めた。The film formation rate and uniformity of the obtained silicon oxide film were as good as 120 nm / min ± 2.2%, the film quality was 5 × 10 −11 A / cm 2 , the withstand voltage was 10 MV / min.
cm, and the interface state density was 5 × 10 10 cm −2 , and it was confirmed that the film was an extremely good film. The interface state density was determined from a CV curve obtained by applying a high frequency of 1 MHz obtained by a capacitance measuring device.
【0065】<実施例8>図1に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、以下の通り、半導体素子層間絶
縁膜用酸化シリコン膜の形成を行った。Example 8 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon oxide film for a semiconductor element interlayer insulating film was formed as follows.
【0066】基体102としては、最上部にAlパター
ン(ラインアンドスペース0.5μm)が形成されたP
型単結晶シリコン基板(面方位<100>、抵抗率10
Ωcm)を使用した。まず、シリコン基板102を5枚
搭載したキャリアを基体支持体103上に設置した後、
排気系(不図示)を介してプラズマ処理室101内を真
空排気し、10-6Torrの値まで減圧させた。続いて
ヒータ104に通電し、シリコン基板102を300℃
に加熱し、基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用
ガス導入管105を介して酸素ガスを500sccmの
流量でプラズマ処理室101内に導入した。同時に成膜
用ガス導入手段(不図示)からテトラエトキシシラン
(TEOS)ガスを200sccmの流量でプラズマ処
理室101内に導入した。次いで、排気系(不図示)に
設けられたコンダクタンスバルブ(不図示)を調整し、
プラズマ処理室101内を0.3Torrに保持した。
次いで2.45GHzのマイクロ波電源より1.5kW
の電力を環状導波管108を介してプラズマ処理室10
1内に供給した。かくして、プラズマ処理室101内に
プラズマが発生した。プラズマ処理用ガス導入管105
を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室101内
で励起・分解された活性種となり、シリコン基板102
の方向に輸送され、成膜用ガス導入手段を介して導入さ
れたテトラエトキシシランガスと反応し、酸化シリコン
膜がシリコン基板102上に0.8μmの厚さで形成さ
れた。As the substrate 102, a P having an Al pattern (line and space 0.5 μm) formed on the uppermost portion was used.
Type single crystal silicon substrate (plane orientation <100>, resistivity 10
Ωcm). First, after a carrier on which five silicon substrates 102 are mounted is placed on the substrate support 103,
The inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated through an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to a value of 10 -6 Torr. Subsequently, the heater 104 is energized and the silicon substrate 102 is heated to 300 ° C.
And the substrate was kept at this temperature. Oxygen gas was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introduction pipe 105 at a flow rate of 500 sccm. At the same time, a tetraethoxysilane (TEOS) gas was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 200 sccm from a film forming gas introducing means (not shown). Next, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) is adjusted,
The inside of the plasma processing chamber 101 was maintained at 0.3 Torr.
Next, 1.5 kW from a microwave power supply of 2.45 GHz
Is supplied to the plasma processing chamber 10 through the annular waveguide 108.
1. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. Gas inlet tube 105 for plasma processing
The oxygen gas introduced through the plasma processing chamber 101 becomes active species that are excited and decomposed in the plasma processing chamber 101, and the silicon substrate 102
And reacted with the tetraethoxysilane gas introduced through the film-forming gas introduction means to form a silicon oxide film on the silicon substrate 102 with a thickness of 0.8 μm.
【0067】得られた酸化シリコン膜の成膜速度と均一
性は190nm/min±2.5%と良好で、膜質も絶
縁耐圧9.5MV/cmで良質な膜であることが確認さ
れた。段差被覆性を示すカバーファクタは0.9であっ
て、プラズマ閉じ込めによってTEOSの気相分解が抑
制され良好な形状を示した。なお、この段差被覆性はA
l配線パターン上に成膜した酸化シリコン膜の断面を走
査型電子顕微鏡(SEM)で観測し、段差上に膜厚に対
する段差側壁上の膜厚の比(カバーファクタ)を求め評
価した。The obtained silicon oxide film had a good film formation rate and uniformity of 190 nm / min ± 2.5%, and the film quality was confirmed to be a good film with a dielectric strength of 9.5 MV / cm. The cover factor showing the step coverage was 0.9, and the gas confinement of TEOS was suppressed by plasma confinement, indicating a good shape. The step coverage was A
The cross section of the silicon oxide film formed on the l wiring pattern was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the ratio (cover factor) of the film thickness on the step side wall to the film thickness on the step was obtained and evaluated.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、プラズマ
処理室周辺に高度な閉じ込め性能を示し、基板入射イオ
ンの極めて少ない高密度プラズマを発生でき、欠陥の少
ないプラズマ処理を、プロセスの制御性も良く、しかも
高いスループットで行うことができる。According to the present invention described above, high confinement performance can be obtained around the plasma processing chamber, high-density plasma with very few substrate incident ions can be generated, and plasma processing with few defects can be performed by controlling the process. And can be performed with high throughput.
【0069】本発明は、複数の基体を一度に処理するバ
ッチ式プラズマ処理に関し、例えばCVD等の堆積膜形
成、アッシング、エッチング等の表面改質など種々の処
理技術に非常に有用である。The present invention relates to batch-type plasma processing for processing a plurality of substrates at once, and is very useful for various processing techniques such as formation of a deposited film such as CVD, surface modification such as ashing and etching, and the like.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】(a)は、本発明のマイクロ波プラズマ処理装
置の一例を示す模式図であり、(b)は、この装置のプ
ラズマ発生機構を示す模式図である。FIG. 1A is a schematic diagram illustrating an example of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a plasma generation mechanism of the apparatus.
【図2】図1(a)のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】従来のバッチ式誘導結合型RFプラズマ処理装
置を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a conventional batch type inductively coupled RF plasma processing apparatus.
【図4】従来の枚葉式容量結合型RFプラズマ処理装置
を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional single-wafer type capacitively coupled RF plasma processing apparatus.
【図5】従来の枚葉式マイクロ波プラズマ処理装置を示
す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a conventional single-wafer microwave plasma processing apparatus.
101,301,401,501 プラズマ処理室 102,302,402,502 基体 103,303,403,503 基体支持体 104,304,404,504 ヒータ 105,305,405,505 プラズマ処理用ガ
ス導入手段 106,306,406,506 排気口 107,307 誘電体 108 無終端環状導波管 308 誘導結合型コイル 408 容量結合型電極 508 マイクロ波共振器 121 マイクロ波を左右に分配するブロック 122 スロット 123 環状導波管内に導入されたマイクロ波 124 環状導波管内を伝搬するマイクロ波 125 漏れ波 126 表面波 127 漏れ波により生成したプラズマ 128 表面波により生成したプラズマ101, 301, 401, 501 Plasma processing chamber 102, 302, 402, 502 Substrate 103, 303, 403, 503 Substrate support 104, 304, 404, 504 Heater 105, 305, 405, 505 Plasma processing gas introducing means 106 , 306, 406, 506 Exhaust port 107, 307 Dielectric 108 Endless annular waveguide 308 Inductively coupled coil 408 Capacitively coupled electrode 508 Microwave resonator 121 Block for distributing microwaves left and right 122 Slot 123 Ring waveguide Microwave introduced into tube 124 Microwave propagating in annular waveguide 125 Leakage wave 126 Surface wave 127 Plasma generated by leakage wave 128 Plasma generated by surface wave
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/027 H01L 21/30 572A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/027 H01L 21/30 572A
Claims (11)
置する基体支持手段と、該処理室内にマイクロ波を供給
する手段とを有するマイクロ波プラズマ処理装置であっ
て、 前記マイクロ波を供給する手段が、複数の開口部を備え
た無終端環状導波管であることを特徴とするバッチ式マ
イクロ波プラズマ処理装置。1. A microwave plasma processing apparatus comprising: a processing chamber; substrate support means for arranging a plurality of substrates in the processing chamber; and means for supplying microwaves into the processing chamber. A batch type microwave plasma processing apparatus, wherein the supply means is an endless annular waveguide having a plurality of openings.
筒状の誘電体から成り、前記無終端環状導波管が前記円
筒状の誘電体を囲うように配置されている請求項1記載
のバッチ式マイクロ波プラズマ処理装置。2. The process chamber according to claim 1, wherein at least a part of an inner wall of the processing chamber is formed of a cylindrical dielectric, and the endless annular waveguide is disposed so as to surround the cylindrical dielectric. Batch type microwave plasma processing equipment.
端部を前記処理室の内壁から20mm以上離して配置す
る手段である請求項1又は2記載のバッチ式マイクロ波
プラズマ処理装置。3. The batch type microwave plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said substrate support means is means for disposing end portions of said plurality of substrates at least 20 mm from an inner wall of said processing chamber.
の基体をプラズマ処理することを特徴とするバッチ式マ
イクロ波プラズマ処理方法。4. A batch-type microwave plasma processing method, wherein a plurality of substrates are subjected to plasma processing using the processing apparatus according to claim 1.
室を排気してから、該処理室にプラズマ処理用ガスを導
入して0.1Torr以上の内圧に保持しながら、前記
無終端環状導波管によってマイクロ波を導入し、該処理
室内にプラズマを発生させて、該複数の基体をプラズマ
処理する請求項4記載のバッチ式マイクロ波プラズマ処
理方法。5. A method in which a plurality of substrates are placed in a processing chamber, the processing chamber is evacuated, and a plasma processing gas is introduced into the processing chamber to maintain the internal pressure at 0.1 Torr or more. 5. The batch-type microwave plasma processing method according to claim 4, wherein microwaves are introduced by an annular waveguide, plasma is generated in the processing chamber, and the plurality of substrates are subjected to plasma processing.
壁から20mm以上離して配置する請求項4又は5記載
のバッチ式マイクロ波プラズマ処理方法。6. The batch type microwave plasma processing method according to claim 4, wherein the end portions of the plurality of substrates are arranged at least 20 mm apart from the inner wall of the processing chamber.
クロ波プラズマ処理方法を行う工程を含むことを特徴と
する堆積膜形成方法。7. A method for forming a deposited film, comprising the step of performing the batch type microwave plasma processing method according to claim 4, 5 or 6.
に行う請求項7記載の堆積膜形成方法。8. The method according to claim 7, wherein the plasma processing method is performed for CVD.
クロ波プラズマ処理方法を行う工程を含むことを特徴と
する表面改質方法。9. A surface modification method comprising the step of performing the batch type microwave plasma treatment method according to claim 4, 5 or 6.
のために行う請求項9記載の表面改質方法。10. The surface modification method according to claim 9, wherein the plasma processing method is performed for ashing.
のために行う請求項9記載の表面改質方法。11. The method according to claim 9, wherein the plasma processing method is performed for etching.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8325124A JPH10158846A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Batch type microwave plasma processing apparatus and processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP8325124A JPH10158846A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Batch type microwave plasma processing apparatus and processing method |
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|---|---|
| JPH10158846A true JPH10158846A (en) | 1998-06-16 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP8325124A Pending JPH10158846A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Batch type microwave plasma processing apparatus and processing method |
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|---|---|
| JP (1) | JPH10158846A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-12-05 JP JP8325124A patent/JPH10158846A/en active Pending
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