JPS6258632A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPS6258632A JPS6258632A JP19823885A JP19823885A JPS6258632A JP S6258632 A JPS6258632 A JP S6258632A JP 19823885 A JP19823885 A JP 19823885A JP 19823885 A JP19823885 A JP 19823885A JP S6258632 A JPS6258632 A JP S6258632A
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- Japan
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- microwave
- plasma
- plasma processing
- transmission window
- microwaves
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
水平入射方式のマイクロ波プラズマ処理装置において、
マイクロ波透過窓部分におけるキャビティの電場方向の
高さを、マイクロ波の進行方向の終端に向かって次第に
小さくするか、あるいは、透過窓の上部へのマイクロ波
進行方向を除く透過窓の周囲部分を次第に小さくするよ
うに構成する。
マイクロ波透過窓部分におけるキャビティの電場方向の
高さを、マイクロ波の進行方向の終端に向かって次第に
小さくするか、あるいは、透過窓の上部へのマイクロ波
進行方向を除く透過窓の周囲部分を次第に小さくするよ
うに構成する。
［産業上の利用分野コ
本発明はマイクロ波プラズマ処理装置にかかり、特に高
性能化のためのプラズマ処理装置の改善に関する。
性能化のためのプラズマ処理装置の改善に関する。
半導体製造のプロセス技術として、ドライプロセスが半
導体装置の微細化、高集積化のために非常に重要な技術
となってきた。このようなドライプロセスにおいて、マ
イクロ波を利用したプラズマ処理が最近使用されつつあ
り、例えば、酸素（０２）プラズマによるレジスト膜の
灰化工程や、多結晶シリコン膜を四弗化炭素（ＣＦ４）
十酸素ガスでプラズマエツチングする工程に用いられて
いる。このマイクロ波（２，４５ＧＩＩＺ ）プラズマ
処理は、従来の高周波（１３，５６にｌ（Ｚ ）を利用
したプラズマ処理に比べて、励起効率が高いメリットが
ある。
導体装置の微細化、高集積化のために非常に重要な技術
となってきた。このようなドライプロセスにおいて、マ
イクロ波を利用したプラズマ処理が最近使用されつつあ
り、例えば、酸素（０２）プラズマによるレジスト膜の
灰化工程や、多結晶シリコン膜を四弗化炭素（ＣＦ４）
十酸素ガスでプラズマエツチングする工程に用いられて
いる。このマイクロ波（２，４５ＧＩＩＺ ）プラズマ
処理は、従来の高周波（１３，５６にｌ（Ｚ ）を利用
したプラズマ処理に比べて、励起効率が高いメリットが
ある。
しかし、このようなマイクロ波プラズマ処理装置は未だ
検討が不十分な面があり、それらの点は改善されなけれ
ばならない。
検討が不十分な面があり、それらの点は改善されなけれ
ばならない。
［従来の技術］
一般に、マイクロ波プラズマ処理装置はマイクロ波発生
部とプラズマ処理部（室）との間が導波管で接続されて
おり、従来、マイクロ波の進行方向に垂直にマイクロ波
透過窓を設けて、そのマイクロ波透過窓からプラズマ処
理室にマイクロ波電力を導入する方式が多かった。ここ
に、マイクロ波透過窓とは、プラズマ処理室内を真空封
止しながら、マイクロ波を通す窓のことで、石英または
アルミナが適材とされている。
部とプラズマ処理部（室）との間が導波管で接続されて
おり、従来、マイクロ波の進行方向に垂直にマイクロ波
透過窓を設けて、そのマイクロ波透過窓からプラズマ処
理室にマイクロ波電力を導入する方式が多かった。ここ
に、マイクロ波透過窓とは、プラズマ処理室内を真空封
止しながら、マイクロ波を通す窓のことで、石英または
アルミナが適材とされている。
ところで、このように、マイクロ波の進行方向（電場方
向）に垂直にマイクロ波透過窓を設ける、所謂、マイク
ロ波の垂直入射方式に対して、発明者はマイクロ波の進
行方向に水平にマイクロ波透過窓を設ける、所謂、マイ
クロ波の水平入射方式とも云うべきマイクロ波プラズマ
処理装置を開発したく特願昭５９−２５２９０９号参照
）。
向）に垂直にマイクロ波透過窓を設ける、所謂、マイク
ロ波の垂直入射方式に対して、発明者はマイクロ波の進
行方向に水平にマイクロ波透過窓を設ける、所謂、マイ
クロ波の水平入射方式とも云うべきマイクロ波プラズマ
処理装置を開発したく特願昭５９−２５２９０９号参照
）。
第５図はその水平入射方式マイクロ波プラズマ処理装置
の側断面図を示しており、第６図は同図のＡＡ’断面で
ある。１はマイクロ波透過窓、２は被処理体のウェハー
、３は導波管、４はプラズマ処理室で、マグネトロン（
図示していない）で発生させた２、４５ＧＨｚのマイク
ロ波は、矩形のマイクロ波導波管３を通して、マイクロ
波の進行方向（電場方向）に水平に配置したマイクロ波
透過窓１の上に導かれ、その透過窓工を透過してプラズ
マ処理室４に導入される。
の側断面図を示しており、第６図は同図のＡＡ’断面で
ある。１はマイクロ波透過窓、２は被処理体のウェハー
、３は導波管、４はプラズマ処理室で、マグネトロン（
図示していない）で発生させた２、４５ＧＨｚのマイク
ロ波は、矩形のマイクロ波導波管３を通して、マイクロ
波の進行方向（電場方向）に水平に配置したマイクロ波
透過窓１の上に導かれ、その透過窓工を透過してプラズ
マ処理室４に導入される。
一方、プラズマ処理室４ではウェハー２がｉＨＭ窓１に
平行に載置されており、排気口５から真空吸引しながら
、他方のガス流入口６から反応ガスを流入させて、減圧
度を０． Ｉ Ｔｏｒｒないし数Ｔｏｒｒ程度にする。
平行に載置されており、排気口５から真空吸引しながら
、他方のガス流入口６から反応ガスを流入させて、減圧
度を０． Ｉ Ｔｏｒｒないし数Ｔｏｒｒ程度にする。
そして、その流入させた反応ガスを上記のマイクロ波に
よってプラズマ化し、プラズマ励起したガスがウェハー
に反応して、プラズマエツチングが行なわれる。
よってプラズマ化し、プラズマ励起したガスがウェハー
に反応して、プラズマエツチングが行なわれる。
このような水平入射方式の処理装置は、垂直入射方式に
比べ、マイクロ波の反射が非常に少なくて、整合（マツ
チング）性が極めて良く、プラズマが効率良く発生され
て、ウェハーが高速処理される。それは、マイクロ波プ
ラズマ処理装置では、マイクロ波を誘電率（ε）の異な
る大気中、透過窓、真空（減圧）中に順次に導入させな
ければならない問題があり、垂直入射方式の処理装置で
は、プラズマ処理室で真空状態（プラズマが発生してい
ない）で整合をとると、プラズマ発生状態では反射が強
くなって整合がとれないと云う矛盾した状態になり、整
合が余り良くない欠点があった。
比べ、マイクロ波の反射が非常に少なくて、整合（マツ
チング）性が極めて良く、プラズマが効率良く発生され
て、ウェハーが高速処理される。それは、マイクロ波プ
ラズマ処理装置では、マイクロ波を誘電率（ε）の異な
る大気中、透過窓、真空（減圧）中に順次に導入させな
ければならない問題があり、垂直入射方式の処理装置で
は、プラズマ処理室で真空状態（プラズマが発生してい
ない）で整合をとると、プラズマ発生状態では反射が強
くなって整合がとれないと云う矛盾した状態になり、整
合が余り良くない欠点があった。
一方、水平入射方式では、透過窓に電場が垂直にかかる
ために、これが改善され、プラズマ処理室を小型にして
も、マイクロ波の整合が良く、マイクロ波の反射が極め
て少なくなる利点がある。詳しくは、上記した特願昭５
９−２５２９０９号を参照されたい。
ために、これが改善され、プラズマ処理室を小型にして
も、マイクロ波の整合が良く、マイクロ波の反射が極め
て少なくなる利点がある。詳しくは、上記した特願昭５
９−２５２９０９号を参照されたい。
［発明が解決しようとする問題点コ
さて、このような水平入射方式のマイクロ波プラズマ処
理装置において、重要な問題は電場の強度であり、透過
窓に垂直に入射する電場の強さが強いほど、マイクロ波
が効率良く吸収されてプラズマ化される。
理装置において、重要な問題は電場の強度であり、透過
窓に垂直に入射する電場の強さが強いほど、マイクロ波
が効率良く吸収されてプラズマ化される。
その点、第５図、第６図で説明したマイクロ波プラズマ
処理装置は、矩形の導波管をただ単にマイクロ波の進行
方向に垂直にカットした形状で、透過窓に対して電場が
強くなるような方策が採られていない。
処理装置は、矩形の導波管をただ単にマイクロ波の進行
方向に垂直にカットした形状で、透過窓に対して電場が
強くなるような方策が採られていない。
本発明はこのような点に着目し、透過窓部分における電
場の強度を改善して、マイクロ波のプラズマ化効率を高
くするマイクロ波プラズマ処理装置を提案するものであ
る。
場の強度を改善して、マイクロ波のプラズマ化効率を高
くするマイクロ波プラズマ処理装置を提案するものであ
る。
［問題点を解決するための手段］
その目的は、マイクロ波透過窓の部分において、導波管
のキャビティ高さがマイクロ波の進行方向の終端に向か
って次第に小さくなるように構成するか、あるいは、導
波管のキャビティ高さがマイクロ波透過窓の上部へのマ
イクロ波進行方向を除く透過窓の周囲部分で次第に小さ
くなるように構成されているマイクロ波プラズマ処理装
置によって達成される。
のキャビティ高さがマイクロ波の進行方向の終端に向か
って次第に小さくなるように構成するか、あるいは、導
波管のキャビティ高さがマイクロ波透過窓の上部へのマ
イクロ波進行方向を除く透過窓の周囲部分で次第に小さ
くなるように構成されているマイクロ波プラズマ処理装
置によって達成される。
［作用］
即ち、本発明は、導波管のキャビティ高さをマイクロ波
透過窓部分で低く調節し、その部分での電場の強度を強
くして、プラズマ処理室におけるプラズマ化の効率を改
善するものである。
透過窓部分で低く調節し、その部分での電場の強度を強
くして、プラズマ処理室におけるプラズマ化の効率を改
善するものである。
［実施例］
以下９図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明にがかる一実施例のマイクロ波プラズマ
処理装置の側断面図で、第５図と同一部材に同一記号が
付しである。
処理装置の側断面図で、第５図と同一部材に同一記号が
付しである。
本例は導波管３のキャビティ高さＨがマイクロ波の進行
方向の終端に向かって次第に小さくなるように構成した
例で、導波管３は透過窓１の部分で、キャビティ高さＨ
が小さくなるように、導波管の終端に向かって傾斜部３
１が設けられており、このように、電場の高さを低くす
ると、透過窓１部分での電場強度が強くなって、透過窓
での反射も少なくなる。第２図はその透過窓部分の断面
斜視図を示しており、本図によれば透過窓１に対する本
発明の導波管の形状が一層明らかである。
方向の終端に向かって次第に小さくなるように構成した
例で、導波管３は透過窓１の部分で、キャビティ高さＨ
が小さくなるように、導波管の終端に向かって傾斜部３
１が設けられており、このように、電場の高さを低くす
ると、透過窓１部分での電場強度が強くなって、透過窓
での反射も少なくなる。第２図はその透過窓部分の断面
斜視図を示しており、本図によれば透過窓１に対する本
発明の導波管の形状が一層明らかである。
本例を実施したデータによれば、電力１．５ＫＷのマイ
クロ波（２，４５ＧＨ２）を用いて、０．３ Ｔｏｒｒ
の減圧中で酸素プラズマを励起した場合、従来は入射１
５００Ｗ、反射４００Ｗ程度であったマイクロ波電力が
、本例では入射１５００Ｗ、反射１５０Ｗになって、プ
ラズマ効率を高めることができた。
クロ波（２，４５ＧＨ２）を用いて、０．３ Ｔｏｒｒ
の減圧中で酸素プラズマを励起した場合、従来は入射１
５００Ｗ、反射４００Ｗ程度であったマイクロ波電力が
、本例では入射１５００Ｗ、反射１５０Ｗになって、プ
ラズマ効率を高めることができた。
次に、第３図（ａｌは本発明にかかる他の例のマイクロ
波プラズマ処理装置の側断面図で、本例は４波管のキャ
ビティ高さＨがマイクロ波透過窓の上部へのマイクロ波
進行方向を除く透過窓の周囲部分で次第に小さくなるよ
うに、導波管３を傾斜形状３２に構成した例である。同
図（ｂ）は平面図で、判り易くするため、導波管３の傾
斜状３２の部分を点斜線で図示しである。また、第４図
は本例の透過窓部分の断面斜視図を示しており、本図に
よれば透過窓１に対する導波管の傾斜形状３２が一層明
白にされている。
波プラズマ処理装置の側断面図で、本例は４波管のキャ
ビティ高さＨがマイクロ波透過窓の上部へのマイクロ波
進行方向を除く透過窓の周囲部分で次第に小さくなるよ
うに、導波管３を傾斜形状３２に構成した例である。同
図（ｂ）は平面図で、判り易くするため、導波管３の傾
斜状３２の部分を点斜線で図示しである。また、第４図
は本例の透過窓部分の断面斜視図を示しており、本図に
よれば透過窓１に対する導波管の傾斜形状３２が一層明
白にされている。
このように、本発明にかかるプラズマ処理装置は、透過
窓部分における導波管の形状を変化させ、電場の強度を
強くして、プラズマ発生の効率を改善するものである。
窓部分における導波管の形状を変化させ、電場の強度を
強くして、プラズマ発生の効率を改善するものである。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低電
力でプラズマ処理ができるなど、マイクロ波プラズマ処
理装置の性能が改善される大きな効果がある。
力でプラズマ処理ができるなど、マイクロ波プラズマ処
理装置の性能が改善される大きな効果がある。
第１図は本発明にかかる一実施例のマイクロ波プラズマ
処理装置の側断面図、 第２図はその透過窓部分の断面斜視図、第３図ｆａ）は
本発明にかかる他の例のマイクロ波プラズマ処理装置の
側断面図、同図（ｂｌは平面図、第４図はその透過窓部
分の断面斜視図、第５図は従来のマイクロ波プラズマ処
理装置の側断面図、 第６図は第４図のＡＡ“断面図である。 図において、 １は透過窓、 ２はウェハー、３は導波管、
４はプラズマ処理室、５は排気口、
６は反応ガス流入口、３１は導波管の傾斜部、 ３
２は導波管の傾斜形状、Ｈはキャビティ高さ を示している。 ＩＩＩ 図 、Ｑ５ａ、可にρ・鵡Ｊブラ又゛°ン又３理１（１潰お
し簡ぶン節今シｄの情ンを呼デソ、間第２図 第４図
処理装置の側断面図、 第２図はその透過窓部分の断面斜視図、第３図ｆａ）は
本発明にかかる他の例のマイクロ波プラズマ処理装置の
側断面図、同図（ｂｌは平面図、第４図はその透過窓部
分の断面斜視図、第５図は従来のマイクロ波プラズマ処
理装置の側断面図、 第６図は第４図のＡＡ“断面図である。 図において、 １は透過窓、 ２はウェハー、３は導波管、
４はプラズマ処理室、５は排気口、
６は反応ガス流入口、３１は導波管の傾斜部、 ３
２は導波管の傾斜形状、Ｈはキャビティ高さ を示している。 ＩＩＩ 図 、Ｑ５ａ、可にρ・鵡Ｊブラ又゛°ン又３理１（１潰お
し簡ぶン節今シｄの情ンを呼デソ、間第２図 第４図
Claims (2)
- （１）マイクロ波の進行方向に平行に設けたマイクロ波
透過窓を介して、マイクロ波をプラズマ処理部に導入し
、該プラズマ処理部のガスをプラズマ化して、被処理試
料をプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置であ
つて、前記マイクロ波透過窓の部分において、キャビテ
ィの電場方向の高さがマイクロ波の進行方向の終端に向
かつて次第に小さくなるように構成されていることを特
徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - （２）マイクロ波の進行方向に平行に設けたマイクロ波
透過窓を介して、マイクロ波をプラズマ処理部に導入し
、該プラズマ処理部のガスをプラズマ化して、被処理試
料をプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置であ
つて、前記マイクロ波透過窓の部分において、キャビテ
ィの電場方向の高さが該マイクロ波透過窓の上部へのマ
イクロ波進行方向を除く透過窓の周囲部分で次第に小さ
くなるように構成されていることを特徴とするマイクロ
波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19823885A JPS6258632A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19823885A JPS6258632A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6258632A true JPS6258632A (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=16387799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19823885A Pending JPS6258632A (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6258632A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6607633B2 (en) * | 2000-01-20 | 2003-08-19 | Y.A.C. Co, Ltd. | Plasma generating device and plasma processing apparatus comprising such a device |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP19823885A patent/JPS6258632A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6607633B2 (en) * | 2000-01-20 | 2003-08-19 | Y.A.C. Co, Ltd. | Plasma generating device and plasma processing apparatus comprising such a device |
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