JPS61199078A

JPS61199078A - 表面処理装置

Info

Publication number: JPS61199078A
Application number: JP60039955A
Authority: JP
Inventors: Kiyoushiyoku Kin; 金　京植; Masao Ito; 正雄伊藤
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-09-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、放電によって真空中にプラズマを発生させ
、このプラズマを用いて被処理物表面にｒ４Ｍ　堆ａ、
エツチング、スパッタリングあるいは清浄化等の処理を
施す表面処理装置に関する。

（従来の技術）真空中のプラズマを用いて被処理物の表面を処理する場
合には、そのプラズマπ度と処理速度とが比例する。し
かし、従来の２電極放電方式の装置で、電極間の電力を
増加させて高富度プラズマを得ようとすると、その非接
地電極の負電圧の絶対値が増加するので、処理効率が低
下するとともに、イオン衝撃が強くなって被処理物を大
きく損傷する問題があった。

そこで、電極間の電力を増加させずに高密度プラズマを
得るために、第６図に示す装置が従来から知られている
。

この第６図の装置は、接地電位を保持する真空容器ｌに
、一対の電極２，３を対向させるとともに、一方の電極
２には高周波電源４を接続し、他方の電極３は直流電源
５のマイナス側に接続している。

そして、上記一方の電極２は、他方の電極３との対向面
以外の部分を絶縁物６で覆うようにするとともに、この
電極２上に記号Ｂで示す方向の磁界を発生させるように
している。

しかして、上記一方の電極２に高周波電圧を印加し、他
方の電極３に負の直流電圧を印加すると、上記一方の電
極２から放出された電子が、運動線７で示すように、他
方の電極３の負電圧で押し戻されるので、電極２の近傍
での電子のイオン化確率が向上する。しかも、上記記号
Ｂ方向の磁界によって、当該電子に擬似サイクロイド運
動を起させ、そのイオン化確率をより一層向上させるこ
とができる。

そして、上記絶縁物６及び真空容器ｌの側壁の作用で、
この擬似サイクロイド連動を制限又は禁止し　限られた
範囲でプラズマを発生させるようにしている。このよう
に限られた範囲でプラズマを発生させるようにしたのは
、小さなパワーで高密度なプラズマを発生させるためで
ある。

（本発明が解決しようとする問題点）しかし、この従来の装置では、第６図に示すように、擬
似サイクロイド運動前方の密度分布が、その後方の密度
分布よりも高くなり、全体として当該プラズマの密度分
布が不均一になる。

もし、密度分布が不均一なプラズマで、被処理物の表面
処理をすれば、その表面処理自体も不均一になるという
問題があった。

この発明は、小さなパワーで高密度のプラズマを発生さ
せるとともに、その密度分布を均一化した装置の提供を
目的にする。

（問題点を解決するための手段）この発明は、上記の目的を達成するために、接地電位を
保持した真空容器内に一対の電極を対向させるとともに
、一方の電極には高周波電圧を印加し、他方の電極には
直流の負電圧を印加する構成にするとともに、上記一方
の電極であって、他方の電極との対向面以外の部分を絶
縁物で覆ってなる表面処理装置において、上記一方の電
極に対してほぼ平行な交番磁界又は回転磁界を発生させ
る手段をｆｆ１ｌｔけている。

（本発明の作用）この装置によるプラズマは、他方の電極の負電圧の作用
と磁界による擬似サイクロイド運動との相乗作用で、高
密度のプラズマが発生するとともに、交番磁界又は回転
磁界の作用で、当該プラズマの分布が分散される。

（本発明の効果）上記のように高密度のプラズマが分散されるので１時間
的に捉えれば、当該プラズマの密度分布は均一化する。

したがって、効率的かつ高速な表面処理が可能になる。

また、限られた範囲でプラズマを発生させるので、その
使用電力も小さくてすむとともに、使用電力を小さくし
た分、イオン衝撃が少なくなるので、被処理物を損傷す
ることもなくなる。

（本発明の実施例）第１図の装置は、接地電位を保持した真空容器ＩＩ内に
、一対の電極１２、！３を対向させている。

そし゛て、一方の電極１２には、インピーダンス整合回
路１４を介して高周波電源１５に接続し、他方の電極１
３は負電圧を供給する直流電源１６に接続するとともに
、両電極！２．１３の対向面１２ａ、１３ａ以外の部分
を絶縁物１７．１日で覆っている。

なお、この実施例では真空容器１１を接地させることで
、当該真空容器１１を接地電極として機能ぎせている。

内部に一対の電極を設けた真空容器１１の外側にはコイ
ル１９．２０を設け、このコイル１９．２０に交番電流
を流すことで、電極１２の対向面１２ａに平行な交番磁
界を発生させるようにしている。

このようにした真空容器１１には、複数のガスボンへ２
１〜２３のガスを所定の混合比にして、バルブ２４、バ
リアプルリーク２５及びガス導入口２８を経由して導入
する一方、バルブ２７を介して真空ポンプ２８で排気し
、この真空容器ｌｌ内を所定の圧力に維持する。

しかして、一方の電極１２に基板を２９を載置しつつ、
真空容器ｌｌ内に処理ガスを導入する。そして、コイル
１９．２０に交流電流を流して電極１２の対向面１２ａ
に平行なり方向の交番磁界を作る。この交番磁界を作っ
た状態で、インピーダンス整合回路！４を介して高周波
電源１５の高周波電力を電極１２に供給し、他方の電極
１３には直流電源１Ｂからの負の電圧を供給する。

このようにすれば、電極１３の負バイアスの作用とコイ
ル１９．２０による磁界の作用とで、電極１２上で電子
が擬似サイクロイド運動を起すが、この運動方向前方に
おいては、上記絶縁物１７と真空容器１１の側壁とで、
その擬似サイクロイド運動が禁止又は制限される。

ただし、この実施例では、上記のように交番磁界を発生
させているので、電極１２上の電子がこの交番磁界の作
用で分散させられる。そのために電極１２近傍のプラズ
マの密度分布は、時間的に平均してみれば均一化したも
のとなり、したがって。

全体的には高密度のプラズマが均一に発生することにな
る。

この状態で真空容器！！にＣＨＦ３＋５％Ｃ０２ガスを
導入して、５ｉ０２膜をエツチングすれば、そのエツチ
ング速度は基板２９の表面各箇所においてほとんど均一
になる。

なお、上記真空容器ｌｌ内にプラズマＣＶＤに用いる所
定のガスを導入すれば、一方の電極１２に置かれた基板
２８に薄膜を堆積させることができるが、その導入ガス
と堆積させうる薄膜とを例示すると次のようになる。

Ｓ　ｉＨ４＋Ｎ２　＋ＮＨ３→５ｉＮａ膜ＳｉＨ４又は
Ｓｉ２Ｈ６等−＋ａｅＳｉ：Ｈ膜Ｓ　ｉＨ４＋Ｎ２０　
　　　＋Ｓ　＋０２膜また、この実施例では、プラズマ
を分散させるので、両電極１２、！３の対向面１２ａ、
１３ａの面積を等しくしなくても、当該プラズマの密度
分布を均一化させることができる。

そして、上記第１図の装置では交番磁界の作用でプラズ
マを分散させたが、第２図に示すように磁界を矢印３０
の方向に回転させて当該プラズマを分散させるようにし
てもよい、この回転磁界を発生させる手段を示したのが
第３〜５図である。

第３図は、３つの対称コイル３１〜３３に３和文番電流
を流して回転磁界を発生させる例、第４図は２組のコイ
ル３４と３５．３Ｂと３７のそれぞれに、位相を９０度
ずらして交番電流を流して回転磁界を発生させる例であ
る。

また、第５図はマグネット３８．３９を鉄製の円形部材
４０に取付け、この円形部材４０で磁気回路を構成させ
ている。そして、この第５図の場合には、円形部材４０
とともに磁石を回転させるか、あるいは電極１２を回転
させるかして、回転磁界を作るようにしている。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は交番磁
界を用いた装置の概略的な断面図、第２図は回転磁界の
方向を示す平面図、第３〜５図のそれぞれは、回転磁界
を発生させる異なった手段を示した原理図、第６図は従
来の装置の概略的な断面図である。１１・・・真空容器、１２・・・一方の電極、１３・・
・他方の電極、１４・・・高周波電源、１６・・・直流
電源、１７．１８・・・絶縁物。

Claims

【特許請求の範囲】

接地電位を保持した真空容器内に一対の電極を対向させ
るとともに、一方の電極には高周波電圧を印加し、他方
の電極には直流の負電圧を印加する構成にするとともに
、上記一方の電極であって、他方の電極との対向面以外
の部分を絶縁物で覆ってなる表面処理装置において、上
記一方の電極に対してほぼ平行な交番磁界又は回転磁界
を発生させる手段を設けてなる表面処理装置。