JP2001068299A - プラズマ処理装置及び方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘電板に対する反応生成物の付着を防止して
メンテナンスサイクルを延ばし、またプラズマ処理の均
一性を改善する。 【解決手段】 真空容器１内に適当なガスを導入しつつ
排気を行い、真空容器１内を適当な圧力に保ちながら、
コイル４またはアンテナに高周波電源２から高周波電力
を印加することで、真空容器１内にプラズマを発生さ
せ、電極５上に載置された被処理基板６のプラズマ処理
を行うに際して、誘電板３の真空容器１内側に加熱手段
９やガス導入手段１２を配設し、加熱手段９にて誘電板
３の真空容器１内に臨む面を反応生成物の昇華温度に正
確に温度調整し、またガス導入手段１２にて被処理基板
６全面に均等にガスを導入するようにした。
メンテナンスサイクルを延ばし、またプラズマ処理の均
一性を改善する。 【解決手段】 真空容器１内に適当なガスを導入しつつ
排気を行い、真空容器１内を適当な圧力に保ちながら、
コイル４またはアンテナに高周波電源２から高周波電力
を印加することで、真空容器１内にプラズマを発生さ
せ、電極５上に載置された被処理基板６のプラズマ処理
を行うに際して、誘電板３の真空容器１内側に加熱手段
９やガス導入手段１２を配設し、加熱手段９にて誘電板
３の真空容器１内に臨む面を反応生成物の昇華温度に正
確に温度調整し、またガス導入手段１２にて被処理基板
６全面に均等にガスを導入するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
やプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理装置、特に高周波誘
電方式のプラズマ処理装置及び方法に関するものであ
る。
やプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理装置、特に高周波誘
電方式のプラズマ処理装置及び方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子や液晶駆動用素子の微
細化に対応して、ドライエッチング技術においては、高
アスペクト比の加工を実現するために、またプラズマＣ
ＶＤ技術においては高アスペクト比の埋め込みを実現す
るために、より高真空でプラズマ処理を行うことが求め
られている。
細化に対応して、ドライエッチング技術においては、高
アスペクト比の加工を実現するために、またプラズマＣ
ＶＤ技術においては高アスペクト比の埋め込みを実現す
るために、より高真空でプラズマ処理を行うことが求め
られている。
【０００３】例えば、ドライエッチングの場合において
は、高真空において高密度プラズマを発生すると、被処
理基板の表面に形成されるイオンシース中でイオンが中
性ガス粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオ
ンの方向性が被処理基板に向かって揃い、また電離度が
高いために被処理基板に達するイオン対中性ラジカルの
入射粒子束の比が大きくなる。したがって、エッチング
異方性が高められ、高アスペクト比の加工が可能とな
る。
は、高真空において高密度プラズマを発生すると、被処
理基板の表面に形成されるイオンシース中でイオンが中
性ガス粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオ
ンの方向性が被処理基板に向かって揃い、また電離度が
高いために被処理基板に達するイオン対中性ラジカルの
入射粒子束の比が大きくなる。したがって、エッチング
異方性が高められ、高アスペクト比の加工が可能とな
る。
【０００４】高真空において高密度プラズマを発生させ
ることができるフラズマ処理装置の１つとして、コイル
またはアンテナに高周波電力を印加することによって真
空容器内に電磁波を導入し、プラズマを発生させる高周
波誘電方式のプラズマ処理装置がある。この方式のプラ
ズマ処理装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、
その高周波磁界によって真空容器内に誘導磁界を発生さ
せて電子の加速を行い、プラズマを発生させるもので、
コイル電流を大きくすれば、高真空においても高密度プ
ラズマを発生することができ、十分な処理速度を得るこ
とができる。
ることができるフラズマ処理装置の１つとして、コイル
またはアンテナに高周波電力を印加することによって真
空容器内に電磁波を導入し、プラズマを発生させる高周
波誘電方式のプラズマ処理装置がある。この方式のプラ
ズマ処理装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、
その高周波磁界によって真空容器内に誘導磁界を発生さ
せて電子の加速を行い、プラズマを発生させるもので、
コイル電流を大きくすれば、高真空においても高密度プ
ラズマを発生することができ、十分な処理速度を得るこ
とができる。
【０００５】高周波誘導方式のプラズマ処理装置の従来
例を図３に示す。図３において、真空容器２１の周壁に
設けられたガス導入手段２８から真空容器２１内に適当
なガスを導入しつつ排気を行って真空容器２１内を適当
な圧力に保ちながら、コイルまたはアンテナ用高周波電
源２２によりコイル２４またはアンテナに高周波電力を
印加して真空容器２１内にプラズマを発生させることに
より、電極２５上に載置された被処理基板２６に対して
エッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うよ
うに構成されている。このとき、電極２５上にも電極用
高周波電源２７により高周波電力を印加することで、被
処理基板２６に到達するイオンエネルギーを制御するこ
とができる。
例を図３に示す。図３において、真空容器２１の周壁に
設けられたガス導入手段２８から真空容器２１内に適当
なガスを導入しつつ排気を行って真空容器２１内を適当
な圧力に保ちながら、コイルまたはアンテナ用高周波電
源２２によりコイル２４またはアンテナに高周波電力を
印加して真空容器２１内にプラズマを発生させることに
より、電極２５上に載置された被処理基板２６に対して
エッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理を行うよ
うに構成されている。このとき、電極２５上にも電極用
高周波電源２７により高周波電力を印加することで、被
処理基板２６に到達するイオンエネルギーを制御するこ
とができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプラズマ処理装置では、処理を重ねていくにつれ
て、誘電板に反応生成物が大量に堆積することがある。
誘電板をコイル（またはアンテナ）側より加熱すること
により反応生成物の堆積を低減し、メンテナンスサイク
ルを伸ばす方法などが実施されているが、実際には反応
生成物の付着する真空容器側に熱が伝わり難く、大量に
反応生成物が付着し、やはり頻繁に誘電板のメンテナン
スを行う必要があった。
来のプラズマ処理装置では、処理を重ねていくにつれ
て、誘電板に反応生成物が大量に堆積することがある。
誘電板をコイル（またはアンテナ）側より加熱すること
により反応生成物の堆積を低減し、メンテナンスサイク
ルを伸ばす方法などが実施されているが、実際には反応
生成物の付着する真空容器側に熱が伝わり難く、大量に
反応生成物が付着し、やはり頻繁に誘電板のメンテナン
スを行う必要があった。
【０００７】また、被処理基板２６上のガス流速分布、
圧力分布に不均一が生じ易く、結果としてエッチング、
堆積、表面改質等のプラズマ処理に著しい不均一が生じ
ることがあった。
圧力分布に不均一が生じ易く、結果としてエッチング、
堆積、表面改質等のプラズマ処理に著しい不均一が生じ
ることがあった。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、誘電
板への反応生成物の付着を低減し、誘電板のメンテナン
スを容易にすることができ、また被処理基板上のガス流
速分布、圧力分布の均一性を改善し、結果としてエッチ
ング、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一性を改善
できるプラズマ処理装置及び方法を提供することを目的
としている。
板への反応生成物の付着を低減し、誘電板のメンテナン
スを容易にすることができ、また被処理基板上のガス流
速分布、圧力分布の均一性を改善し、結果としてエッチ
ング、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一性を改善
できるプラズマ処理装置及び方法を提供することを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、高周波電源からコイルまたはアンテナに高周波電
力を印加することにより誘電板を介して真空容器内に電
磁波を導入してプラズマを発生させ、基板を処理するプ
ラズマ処理装置において、誘電板を加熱する手段を誘電
板の真空容器内側に配設したものであり、誘電板を真空
容器内側から加熱できることにより、生成物が付着する
面の温度制御がし易く、正確に生成物の昇華温度に制御
できるため、誘電板に反応生成物が大量に堆積すること
がなくなり、誘電板のメンテナンスサイクルを長くする
ことができる。
置は、高周波電源からコイルまたはアンテナに高周波電
力を印加することにより誘電板を介して真空容器内に電
磁波を導入してプラズマを発生させ、基板を処理するプ
ラズマ処理装置において、誘電板を加熱する手段を誘電
板の真空容器内側に配設したものであり、誘電板を真空
容器内側から加熱できることにより、生成物が付着する
面の温度制御がし易く、正確に生成物の昇華温度に制御
できるため、誘電板に反応生成物が大量に堆積すること
がなくなり、誘電板のメンテナンスサイクルを長くする
ことができる。
【００１０】また、真空容器の上面に格子状枠体を配設
してその上に誘電体を配設し、格子状枠体に加熱手段を
配設すると、格子状枠体にて誘電板を支持できるととも
に、加熱手段にて誘電板を上記のように加熱できてその
効果を得ることができる。
してその上に誘電体を配設し、格子状枠体に加熱手段を
配設すると、格子状枠体にて誘電板を支持できるととも
に、加熱手段にて誘電板を上記のように加熱できてその
効果を得ることができる。
【００１１】また、格子状枠体に、真空容器内にガスを
導入する手段を設けると、そのガス吹き出し口を被処理
基板に対して均等に配置することができ、被処理基板上
のガス流速分布、圧力分布の均一性を改善し、結果とし
てエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一
性を改善することができる。
導入する手段を設けると、そのガス吹き出し口を被処理
基板に対して均等に配置することができ、被処理基板上
のガス流速分布、圧力分布の均一性を改善し、結果とし
てエッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一
性を改善することができる。
【００１２】また、本発明のプラズマ処理方法は、高周
波電源からコイルまたはアンテナに高周波電力を印加す
ることにより誘電板を介して真空容器内に電磁波を導入
してプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理
方法において、誘電板を真空容器内側から加熱するもの
であり、上記のように誘電板への反応生成物の堆積を抑
制して誘電板のメンテナンスサイクルを長くすることが
できる。
波電源からコイルまたはアンテナに高周波電力を印加す
ることにより誘電板を介して真空容器内に電磁波を導入
してプラズマを発生させ、基板を処理するプラズマ処理
方法において、誘電板を真空容器内側から加熱するもの
であり、上記のように誘電板への反応生成物の堆積を抑
制して誘電板のメンテナンスサイクルを長くすることが
できる。
【００１３】また、誘電板の下部から真空容器内にガス
を導入するものであり、上記のように被処理基板上のガ
ス流速分布、圧力分布の均一性を改善し、結果としてエ
ッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一性を
改善することができる。
を導入するものであり、上記のように被処理基板上のガ
ス流速分布、圧力分布の均一性を改善し、結果としてエ
ッチング、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一性を
改善することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマ処理装置
及び方法の一実施形態について、図１、図２を参照して
説明する。
及び方法の一実施形態について、図１、図２を参照して
説明する。
【００１５】図１において、１は真空容器で、図示しな
い排気系によって真空排気可能に構成されている。真空
容器１の上面には格子状枠体８が配設され、その上に誘
電板３が配設されている。誘電板３上には、多重のコイ
ル４又はアンテナが配設され、その一端に高周波電源２
が接続されている。コイル４の他端は接地されている。
真空容器１内には電極５が配設され、その上に被処理基
板６を載置して保持可能に構成されている。また、電極
５に電極用高周波電源７が接続され、電極５に高周波電
力を印加することにより被処理基板６に到達するイオン
エネルギーを制御できるように構成されている。
い排気系によって真空排気可能に構成されている。真空
容器１の上面には格子状枠体８が配設され、その上に誘
電板３が配設されている。誘電板３上には、多重のコイ
ル４又はアンテナが配設され、その一端に高周波電源２
が接続されている。コイル４の他端は接地されている。
真空容器１内には電極５が配設され、その上に被処理基
板６を載置して保持可能に構成されている。また、電極
５に電極用高周波電源７が接続され、電極５に高周波電
力を印加することにより被処理基板６に到達するイオン
エネルギーを制御できるように構成されている。
【００１６】格子状枠体８の誘電板３と接する枠桟８ａ
の上部には、誘電板３を加熱するための加熱手段９が配
設され、誘電板３の真空容器１内に臨む面を、反応生成
物の昇華温度に調整可能に構成されている。加熱手段９
は、ヒータや熱流体にて加熱された板などにて構成され
る。
の上部には、誘電板３を加熱するための加熱手段９が配
設され、誘電板３の真空容器１内に臨む面を、反応生成
物の昇華温度に調整可能に構成されている。加熱手段９
は、ヒータや熱流体にて加熱された板などにて構成され
る。
【００１７】また、格子状枠体８の真空容器１内に臨む
枠桟８ａの下部には、図２に示すように、空洞からなる
ガス導入通路１０が格子状に形成されるとともに、枠桟
８ａの下面からガス導入通路１０に連通するように多数
のガス吹き出し穴１１が形成されている。ガス吹き出し
穴１１は、ガスが被処理基板６の全面に対して均等に分
散配置されている。そして、これらガス導入通路１０及
びガス吹き出し穴１１にてガス導入手段１２が構成され
ている。また、ガス導入通路１０の一端は格子状枠体８
の外周面で開口され、ガス供給系１３が接続されてい
る。
枠桟８ａの下部には、図２に示すように、空洞からなる
ガス導入通路１０が格子状に形成されるとともに、枠桟
８ａの下面からガス導入通路１０に連通するように多数
のガス吹き出し穴１１が形成されている。ガス吹き出し
穴１１は、ガスが被処理基板６の全面に対して均等に分
散配置されている。そして、これらガス導入通路１０及
びガス吹き出し穴１１にてガス導入手段１２が構成され
ている。また、ガス導入通路１０の一端は格子状枠体８
の外周面で開口され、ガス供給系１３が接続されてい
る。
【００１８】以上の構成において、被処理基板６をプラ
ズマ処理する際には、電極５上に被処理基板６を載置
し、真空容器１内にガス供給系１３から適当なガスを導
入しつつ排気系（図示せず）にて排気を行って真空容器
１内を適当な圧力に保ちながら、コイル４またはアンテ
ナに高周波電源２から高周波電力を印加して真空容器１
内にプラズマを発生させる。これにより、電極５上に載
置された被処理基板６に対してエッチング、堆積、表面
改質等のプラズマ処理が行われる。その際に、電極５に
電極用高周波電源７により高周波電力を印加すること
で、被処理基板６に到達するイオンエネルギーが制御さ
れる。
ズマ処理する際には、電極５上に被処理基板６を載置
し、真空容器１内にガス供給系１３から適当なガスを導
入しつつ排気系（図示せず）にて排気を行って真空容器
１内を適当な圧力に保ちながら、コイル４またはアンテ
ナに高周波電源２から高周波電力を印加して真空容器１
内にプラズマを発生させる。これにより、電極５上に載
置された被処理基板６に対してエッチング、堆積、表面
改質等のプラズマ処理が行われる。その際に、電極５に
電極用高周波電源７により高周波電力を印加すること
で、被処理基板６に到達するイオンエネルギーが制御さ
れる。
【００１９】また、格子状枠体８の上部に設けた加熱手
段９にて誘電板３を真空容器１の内側から加熱すること
によって、誘電板３の真空容器１内に臨む面の温度制御
を的確に行うことができ、誘電板３の反応生成物が付着
する面を正確に生成物の昇華温度に制御することができ
るため、誘電板３に対する反応生成物の付着を防止で
き、誘電板３のメンテナンスサイクルを長くすることが
できる。
段９にて誘電板３を真空容器１の内側から加熱すること
によって、誘電板３の真空容器１内に臨む面の温度制御
を的確に行うことができ、誘電板３の反応生成物が付着
する面を正確に生成物の昇華温度に制御することができ
るため、誘電板３に対する反応生成物の付着を防止で
き、誘電板３のメンテナンスサイクルを長くすることが
できる。
【００２０】また、ガス供給系１３から供給されたガス
が格子状枠体８の下部に設けたガス導入通路１０を通っ
てガス吹き出し穴１１から被処理基板６に対して均等に
吹き出すことにより、被処理基板６上のガス流速分布、
圧力分布を均一にすることができ、結果としてエッチン
グ、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一性を改善す
ることができる。
が格子状枠体８の下部に設けたガス導入通路１０を通っ
てガス吹き出し穴１１から被処理基板６に対して均等に
吹き出すことにより、被処理基板６上のガス流速分布、
圧力分布を均一にすることができ、結果としてエッチン
グ、堆積、表面改質等のプラズマ処理の均一性を改善す
ることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のプラズマ処理装置及び方法によ
れば、以上のように誘電板を加熱する手段を誘電板の真
空容器内側に配設し、誘電板を真空容器内側から加熱す
るようにしたので、生成物が付着する面の温度制御がし
易く、正確に生成物の昇華温度に制御できるため、誘電
板に反応生成物が大量に堆積することがなくなり、誘電
板のメンテナンスサイクルを長くすることができる。
れば、以上のように誘電板を加熱する手段を誘電板の真
空容器内側に配設し、誘電板を真空容器内側から加熱す
るようにしたので、生成物が付着する面の温度制御がし
易く、正確に生成物の昇華温度に制御できるため、誘電
板に反応生成物が大量に堆積することがなくなり、誘電
板のメンテナンスサイクルを長くすることができる。
【００２２】また、真空容器の上面に格子状枠体を配設
してその上に誘電体を配設し、格子状枠体に加熱手段を
配設すると、格子状枠体にて誘電板の支持できるととも
に、加熱手段にて誘電板を上記のように加熱できてその
効果を得ることができる。
してその上に誘電体を配設し、格子状枠体に加熱手段を
配設すると、格子状枠体にて誘電板の支持できるととも
に、加熱手段にて誘電板を上記のように加熱できてその
効果を得ることができる。
【００２３】また、格子状枠体に、真空容器内にガスを
導入する手段を設け、誘電板の下部に配設したガス導入
手段から真空容器内にガスを導入するようにすると、そ
のガス吹き出し口を被処理基板に対して均等に配置する
ことができ、被処理基板上のガス流速分布、圧力分布の
均一性を改善し、結果としてエッチング、堆積、表面改
質等のプラズマ処理の均一性を改善することができる。
導入する手段を設け、誘電板の下部に配設したガス導入
手段から真空容器内にガスを導入するようにすると、そ
のガス吹き出し口を被処理基板に対して均等に配置する
ことができ、被処理基板上のガス流速分布、圧力分布の
均一性を改善し、結果としてエッチング、堆積、表面改
質等のプラズマ処理の均一性を改善することができる。
【図１】本発明の一実施形態のプラズマ処理装置の概略
構成を示す縦断面図である。
構成を示す縦断面図である。
【図２】同実施形態の格子状枠体の下面図である。
【図３】従来例のプラズマ処理装置の概略構成を示す縦
断面図である。
断面図である。
１ 真空容器 ２ 高周波電源 ３ 誘電板 ４ コイル ６ 被処理基板 ８ 格子状枠体 ９ 加熱手段 １０ ガス導入通路 １１ ガス吹き出し穴 １２ ガス導入手段
フロントページの続き (72)発明者 木村 悌一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 柳 義弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 奥村 智洋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 EA06 FA04 KA22 5F004 AA01 BA04 BA20 BB13 BB16 BB17 BD04 CA03 5F045 AA08 BB02 BB08 BB10 DP03 DQ10 EB02 EH14 EH20
Claims (5)
- 【請求項１】 高周波電源からコイルまたはアンテナに
高周波電力を印加することにより誘電板を介して真空容
器内に電磁波を導入してプラズマを発生させ、基板を処
理するプラズマ処理装置において、誘電板を加熱する手
段を誘電板の真空容器内側に配設したことを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項２】 真空容器の上面に格子状枠体を配設して
その上に誘電体を配設し、格子状枠体に加熱手段を配設
したことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装
置。 - 【請求項３】 格子状枠体に、真空容器内にガスを導入
する手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項４】 高周波電源からコイルまたはアンテナに
高周波電力を印加することにより誘電板を介して真空容
器内に電磁波を導入してプラズマを発生させ、基板を処
理するプラズマ処理方法において、誘電板を真空容器内
側から加熱することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項５】 高周波電源からコイルまたはアンテナに
高周波電力を印加することにより誘電板を介して真空容
器内に電磁波を導入してプラズマを発生させ、基板を処
理するプラズマ処理方法において、誘電板の下部から真
空容器内にガスを導入することを特徴とするプラズマ処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24381699A JP3977962B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | プラズマ処理装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24381699A JP3977962B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | プラズマ処理装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068299A true JP2001068299A (ja) | 2001-03-16 |
| JP3977962B2 JP3977962B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=17109364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24381699A Expired - Fee Related JP3977962B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | プラズマ処理装置及び方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3977962B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040110A1 (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理装置と方法 |
| WO2010001879A1 (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 株式会社ユーテック | プラズマｃｖｄ装置、薄膜の製造方法及び磁気記録媒体の製造方法 |
| TWI407843B (zh) * | 2005-11-29 | 2013-09-01 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing device |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24381699A patent/JP3977962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040110A1 (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理装置と方法 |
| JP2007103519A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置と方法 |
| JP4756540B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-08-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置と方法 |
| TWI407843B (zh) * | 2005-11-29 | 2013-09-01 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing device |
| WO2010001879A1 (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 株式会社ユーテック | プラズマｃｖｄ装置、薄膜の製造方法及び磁気記録媒体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3977962B2 (ja) | 2007-09-19 |
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