JPS5927213B2 - プラズマ反応装置 - Google Patents
プラズマ反応装置Info
- Publication number
- JPS5927213B2 JPS5927213B2 JP54125091A JP12509179A JPS5927213B2 JP S5927213 B2 JPS5927213 B2 JP S5927213B2 JP 54125091 A JP54125091 A JP 54125091A JP 12509179 A JP12509179 A JP 12509179A JP S5927213 B2 JPS5927213 B2 JP S5927213B2
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- Japan
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- plasma
- electrodes
- etching
- magnetic field
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、平行平板型プラズマエッチング及ひプラズ
マＣＶｌ）成膜装置のエッチング特性及ひ成膜特性の改
良に関するものである。
マＣＶｌ）成膜装置のエッチング特性及ひ成膜特性の改
良に関するものである。
従来の平行平板型プラズマエッチング及ひプラズマＣＶ
Ｄ成膜装置の概略図を第１図に示す。
Ｄ成膜装置の概略図を第１図に示す。
従来の装置においては、全極性高周波電極１及び２が真
空槽３の中に対向電極構造的に配置され、例えば第１図
に示されたごとく、高周波電源４からの高周波電力を金
属性高周波電極１及び２の間に印加し、ガスプラズマ６
を電極１及び２の間に発生させる。プラズマの発生条件
は電極１及び２の間隔、電極間のガス圧力、印加高周波
の周波数で決める。この条件は、高周波放電に対するパ
ツシエンの法則として知られている。さて、この様な平
行平板型プラズマ発生装置を用いて、例えばいわゆるプ
ラズマエッチングを行う場合、エッチングされる材料５
、例えば、シリコン基板やこのシリコン基板上に形成さ
れたシリコン化合物等は、第１図の如く、対向電極の一
方の表面に置かれる。例えば、半導体装置の作成に広＜
利用される酸化シリコンやリンやヒ素を含んた酸化シリ
コン膜などをこの装置によつてエッチングする場合、ガ
スとしてＣ９Ｆ８ガスやＣＨＦ３ガス、ＣＦ４＋Ｈ２ガ
スなどが用いられる。エッチングを安定に行うためには
、対向電極１と２の間のプラズマ６が安定に形成され、
しかもエッチングされる材料５の表面近傍Ｔのプラズマ
状態を安定化する必要がある。この表面近傍１のプラズ
マ状態は、対向電極１、２間のガスの流れ方、つまυ濃
度分布、特に、エッチングされる材料５の表面近傍のガ
スの濃度分布と流速分布に入きく依存する。通常、第１
図の如き装置においては、プラズマ状態を安定に保つこ
とは難しい。例えば、エッチングを行う毎にエッチング
特性が変化するといつた不安定性が第１図の如き構造の
場合にはどうしてもさけられない。この発明の目的は、
対向電極１、２の一部あるいは全面に磁場発生部材をう
め込み、電極１、２間のプラズマ状態を磁場印加効果に
より安定させようとするものである。以下、この発明の
詳細な内容を第２図の実施例に従つて説明する。
空槽３の中に対向電極構造的に配置され、例えば第１図
に示されたごとく、高周波電源４からの高周波電力を金
属性高周波電極１及び２の間に印加し、ガスプラズマ６
を電極１及び２の間に発生させる。プラズマの発生条件
は電極１及び２の間隔、電極間のガス圧力、印加高周波
の周波数で決める。この条件は、高周波放電に対するパ
ツシエンの法則として知られている。さて、この様な平
行平板型プラズマ発生装置を用いて、例えばいわゆるプ
ラズマエッチングを行う場合、エッチングされる材料５
、例えば、シリコン基板やこのシリコン基板上に形成さ
れたシリコン化合物等は、第１図の如く、対向電極の一
方の表面に置かれる。例えば、半導体装置の作成に広＜
利用される酸化シリコンやリンやヒ素を含んた酸化シリ
コン膜などをこの装置によつてエッチングする場合、ガ
スとしてＣ９Ｆ８ガスやＣＨＦ３ガス、ＣＦ４＋Ｈ２ガ
スなどが用いられる。エッチングを安定に行うためには
、対向電極１と２の間のプラズマ６が安定に形成され、
しかもエッチングされる材料５の表面近傍Ｔのプラズマ
状態を安定化する必要がある。この表面近傍１のプラズ
マ状態は、対向電極１、２間のガスの流れ方、つまυ濃
度分布、特に、エッチングされる材料５の表面近傍のガ
スの濃度分布と流速分布に入きく依存する。通常、第１
図の如き装置においては、プラズマ状態を安定に保つこ
とは難しい。例えば、エッチングを行う毎にエッチング
特性が変化するといつた不安定性が第１図の如き構造の
場合にはどうしてもさけられない。この発明の目的は、
対向電極１、２の一部あるいは全面に磁場発生部材をう
め込み、電極１、２間のプラズマ状態を磁場印加効果に
より安定させようとするものである。以下、この発明の
詳細な内容を第２図の実施例に従つて説明する。
第２図に示した実施例は、金属製対向電極１、２、真空
槽３、高周波電源４、及び対向電極１，２にうめ込まれ
た磁石９から構成される。この実施例では、エツチング
される材料５の位置に対応した電極１，２内に永久磁石
がうめ込まれている。次に、この実施例の動作、効果に
ついて説明する。第１図の場合と同様に、対向電極１，
２の置かれた真空槽３内を排気系８を動作させて、所定
の圧力まで排気した後、真空槽３内に、エツチングされ
る材料５に合致したガス、例えば、酸化シリコン膜の場
合にはＣ３Ｆ８ガスを導入し、真空槽３内のガス圧を所
定の値、例えば０．１ｔ０ｒｒに保つ。次に、高周波電
源４を動作させて、対向電極１，２の間に、所定の周波
数の高周波電力（例えば１３ＭＨｚで１ＫＷ）を印加し
、対向電極１，２間にプラズマを発生させる。第２図の
場合、電極１、あるいは電極１と２の両方に、予めうめ
込まれた磁石９により、対向電極１，２の表面と垂直方
向に靜磁場１０が存在する。この静磁場は、対応電極１
と２の間に高周波放電を発生させる場合に、相対的に放
電開始電圧を低くする効果があるために、従来の第１図
の場合に比ベプラズマ発生を容易にし、しかもプラズマ
が発生した後に、プラズマ状態の安定な維持に寄与する
プラズマ中の電子やイオンの運動方向を磁力線で制御す
るため、安定なプラズマ状態を対向電極１と２の間に形
成する役目を果たす。第３図に、第１図従来装置とこの
発明の第２図実施例とを比較して、プラズマの安定性と
プラズマ維持時間を示した。第２図（破線で示す）の場
合は、第１図（実線で示す）に比べ、明らかにプラズマ
の安定度が良く、しかも、安定状態に達する迄の時間が
著しく短いことが確認された。さらに、この第２図実施
例を、例えば酸化シリコン膜のエツチングに用いる事に
より、基板５内のエツチング量の均一性も著しく向上し
た。例えば、同一ブラズマ条件下では均一性は約３倍改
良された。上記の説明により、対向電極１，２に磁場発
生用磁石９をうめ込む事により対向電極１，２間のプラ
ズマを安定化出来ることが示された。
槽３、高周波電源４、及び対向電極１，２にうめ込まれ
た磁石９から構成される。この実施例では、エツチング
される材料５の位置に対応した電極１，２内に永久磁石
がうめ込まれている。次に、この実施例の動作、効果に
ついて説明する。第１図の場合と同様に、対向電極１，
２の置かれた真空槽３内を排気系８を動作させて、所定
の圧力まで排気した後、真空槽３内に、エツチングされ
る材料５に合致したガス、例えば、酸化シリコン膜の場
合にはＣ３Ｆ８ガスを導入し、真空槽３内のガス圧を所
定の値、例えば０．１ｔ０ｒｒに保つ。次に、高周波電
源４を動作させて、対向電極１，２の間に、所定の周波
数の高周波電力（例えば１３ＭＨｚで１ＫＷ）を印加し
、対向電極１，２間にプラズマを発生させる。第２図の
場合、電極１、あるいは電極１と２の両方に、予めうめ
込まれた磁石９により、対向電極１，２の表面と垂直方
向に靜磁場１０が存在する。この静磁場は、対応電極１
と２の間に高周波放電を発生させる場合に、相対的に放
電開始電圧を低くする効果があるために、従来の第１図
の場合に比ベプラズマ発生を容易にし、しかもプラズマ
が発生した後に、プラズマ状態の安定な維持に寄与する
プラズマ中の電子やイオンの運動方向を磁力線で制御す
るため、安定なプラズマ状態を対向電極１と２の間に形
成する役目を果たす。第３図に、第１図従来装置とこの
発明の第２図実施例とを比較して、プラズマの安定性と
プラズマ維持時間を示した。第２図（破線で示す）の場
合は、第１図（実線で示す）に比べ、明らかにプラズマ
の安定度が良く、しかも、安定状態に達する迄の時間が
著しく短いことが確認された。さらに、この第２図実施
例を、例えば酸化シリコン膜のエツチングに用いる事に
より、基板５内のエツチング量の均一性も著しく向上し
た。例えば、同一ブラズマ条件下では均一性は約３倍改
良された。上記の説明により、対向電極１，２に磁場発
生用磁石９をうめ込む事により対向電極１，２間のプラ
ズマを安定化出来ることが示された。
ブラズマ状態、特にエツチングされる材料５の表面近傍
のプラズマ状態がエツチング特性に影響する。したがつ
て、他の実施例として、うめ込み永久磁石９の代りに、
対向電極１，２内に電磁石を構成するための磁場発生用
コイル１１をうめ込んだ例を第４図に示す。この場合に
は、うめこんだコイル１１に外部から直流電流を印加し
、対向電極１，２の間に静磁場を発生させるが、この静
磁場の強度はコイル１１に流す直流電流の値により自由
に変化出来る。したがつて、このコイル１１に流す直流
電流により、対向電極１，２間及びエツチングされる材
料５の表面近傍のプラズマ状態を大巾に変化させること
が出来、エツチング特性を外部から任意に制御出来る。
な卦この発明の装置はブラズマエツチングのみならずプ
ラズマＣＶＤ（化学的気相成長法）による成膜にも適用
出来る。
のプラズマ状態がエツチング特性に影響する。したがつ
て、他の実施例として、うめ込み永久磁石９の代りに、
対向電極１，２内に電磁石を構成するための磁場発生用
コイル１１をうめ込んだ例を第４図に示す。この場合に
は、うめこんだコイル１１に外部から直流電流を印加し
、対向電極１，２の間に静磁場を発生させるが、この静
磁場の強度はコイル１１に流す直流電流の値により自由
に変化出来る。したがつて、このコイル１１に流す直流
電流により、対向電極１，２間及びエツチングされる材
料５の表面近傍のプラズマ状態を大巾に変化させること
が出来、エツチング特性を外部から任意に制御出来る。
な卦この発明の装置はブラズマエツチングのみならずプ
ラズマＣＶＤ（化学的気相成長法）による成膜にも適用
出来る。
第１図は従来の装置の概念図、第２図はこの発明の装置
の一実施例を示す概念図、第３図はこの発明の動作説明
用線図、第４図はこの発明の他の実施例を示す概念図で
ある。 図中、１，２は高周波電極、３は真空槽、４は高周波電
源、５は材料、６はブラズマ、７は表面近傍、８は排気
系、９は永久磁石、１０は静磁場、１１はコイルを示す
。
の一実施例を示す概念図、第３図はこの発明の動作説明
用線図、第４図はこの発明の他の実施例を示す概念図で
ある。 図中、１，２は高周波電極、３は真空槽、４は高周波電
源、５は材料、６はブラズマ、７は表面近傍、８は排気
系、９は永久磁石、１０は静磁場、１１はコイルを示す
。
Claims (1)
- １ 真空槽内に対向的に配置された平行平板型高周波電
極の一部あるいは全面に磁場発生部材をくみ込んだこと
を特徴とするプラズマ反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54125091A JPS5927213B2 (ja) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | プラズマ反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54125091A JPS5927213B2 (ja) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | プラズマ反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5648238A JPS5648238A (en) | 1981-05-01 |
| JPS5927213B2 true JPS5927213B2 (ja) | 1984-07-04 |
Family
ID=14901614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54125091A Expired JPS5927213B2 (ja) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | プラズマ反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927213B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5756036A (en) * | 1980-09-20 | 1982-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma chemical vapor phase reactor |
-
1979
- 1979-09-27 JP JP54125091A patent/JPS5927213B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5648238A (en) | 1981-05-01 |
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