JP2004241783A - Plasma generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波プラズマ生成装置に係り、特に、半導体素子基板等の試料に対しマイクロ波プラズマを利用して処理の高速化を図るのに好適なマイクロ波プラズマ生成装置に関する。 The present invention relates to a microwave plasma generation apparatus, and more particularly to a microwave plasma generation apparatus suitable for speeding up processing of a sample such as a semiconductor element substrate by using microwave plasma.
従来のマイクロ波生成技術は、例えば、ニッケイ マイクロデバイセス(NIKKEI MICRODEVICES)1990年8月号,88頁,図5に記載のように、マイクロ波を伝播する導波管内にプラズマ生成室を有し、外部磁場とマイクロ波電界の作用によりこの導波管内にプラズマを生成するようになっている。そして、このプラズマを利用して、半導体ウエハ基板は処理される。 Conventional microwave generation techniques include, for example, a plasma generation chamber in a microwave-propagating waveguide, as described in NIKKEI MICRODEVICES, August 1990, page 88, FIG. The plasma is generated in the waveguide by the action of an external magnetic field and a microwave electric field. Then, the semiconductor wafer substrate is processed using the plasma.
上記従来技術では、プロセスガスの導入を反応副生成物の排気と無関係に設定しているため、反応副生成物のウエハへの再付着が多く、ウエハの汚染や処理速度の低下が問題となっていた。 In the above prior art, since the introduction of the process gas is set independently of the exhaust of the reaction by-product, the reaction by-product often adheres to the wafer, and the contamination of the wafer and the reduction of the processing speed become problems. I was
本発明の目的は、無汚染で高速度のウエハ処理ができるプラズマ生成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plasma generation apparatus capable of performing high-speed wafer processing without contamination.
上記目的を達成するために、本発明はマイクロ波生成ガスの供給口をウエハに対向させ、中心部に集中させた。 In order to achieve the above object, in the present invention, the supply port of the microwave generating gas is opposed to the wafer and concentrated at the center.
ウエハのすぐ上に形成される反応副生成物の溜った領域を生成ガスが流れるため、反応副生成物が排気されやすくなる。 Since the generated gas flows through the region of the reaction by-product formed just above the wafer, the reaction by-product is easily exhausted.
本発明によれば、ウエハ処理によって発生する反応副生成物を効率的に排気することができ、処理の高速化を達成できる。 According to the present invention, reaction by-products generated by wafer processing can be efficiently exhausted, and processing can be speeded up.
本発明の一実施例を図1,図2,図3で説明する。図1は有磁場型のマイクロ波プラズマ処理装置のブロック図である。図2,図3は発明の断面図および平面図である。放電室1はマグネトロンであり、マイクロ波の発振源である。3〜6は、導波管である。ここで、3は、矩形導波管であり、4は円形導波管、6はテーパ管である。放電室7は、例えば、純度の高いアルミ等で作られており、導波管の役目もしている。8は、真空室である。9は放電室7にマイクロ波を供給するための石英板である。10,11はソレノイドコイルであり、放電室7内に磁場を与える。12は、半導体素子基板(以下、ウエハ)14を載置する試料台であり、バイアス用電源、例えば、RF電源13が接続できるようになっている。
16は放電室7内,真空室8内を減圧排気するための真空ポンプ系である。15は放電室7内にエッチング,成膜等の処理を行うガスを供給するガス供給系である。放電室7の石英板9の内側には、ガス供給口17を持つ石英板18が設置され、石英板9と石英板18との間にはガスを溜めるための空間19が設けられている。石英板9と石英18との距離は、プラズマが侵入しないように微小距離に設定される。放電室7の側壁7´の中には通路20が設置され、通路20は空間19とガス供給系15と連通している。放電室7には、ガスの排出口21が設けられ、真空室8に連通している。ガス供給口17の大きさは、最大放電室の直径の1/4以下に設定されている。
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a magnetic field type microwave plasma processing apparatus. 2 and 3 are a sectional view and a plan view of the invention. The discharge chamber 1 is a magnetron, which is a microwave oscillation source. 3 to 6 are waveguides. Here, 3 is a rectangular waveguide, 4 is a circular waveguide, and 6 is a tapered tube. The discharge chamber 7 is made of, for example, high-purity aluminum or the like, and also serves as a waveguide. 8 is a vacuum chamber. Reference numeral 9 denotes a quartz plate for supplying microwaves to the discharge chamber 7. Reference numerals 10 and 11 denote solenoid coils that apply a magnetic field to the discharge chamber 7.
Reference numeral 16 denotes a vacuum pump system for depressurizing and exhausting the inside of the discharge chamber 7 and the inside of the vacuum chamber 8.
尚、図1で、円形導波管5,テーパ管6,石英板9,試料台12の試料設置面は同軸の中心軸(図示省略)を有している。また、試料台12の試料設置面でのウエハ14の設置は、例えば、機械的押しつけ力や静電吸着力等を利用して実施される。また、試料台12は、例えば、温度制御手段(図示省略)を備え、この手段により試料台12の試料設置面に設置されたウエハ12の温度は所定の温度に調節される。
In FIG. 1, the sample setting surfaces of the circular waveguide 5, the tapered tube 6, the quartz plate 9, and the
マグネトロンは、従来と同様に矩形導波管3に取り付けられており、例えば、2.45GHz のマイクロ波を発振する。一方、放電室7内にはソレノイドコイル10,11により磁場分布が図1(b)に示すように与えられており、ECR点(875ガウス)となるところが放電室の中央付近に設定されている。 The magnetron is attached to the rectangular waveguide 3 as in the related art, and oscillates, for example, a microwave of 2.45 GHz. On the other hand, the magnetic field distribution is given to the inside of the discharge chamber 7 by the solenoid coils 10 and 11 as shown in FIG. 1B. .
処理ガスは、供給系15から通路20を通り、空間19に溜り、ガス供給口17から放電室の内に導入される。ガスは、放電室7内のプラズマ中で解離されて一部ラジカルとなり、ウエハ12の表面を処理する。この表面の処理により、反応副生成物が放電室7内に飛散する。放電室7のガスの流れは、ガス供給口17から排出口21に向かうように形成されている。従って、その流れに入った反応副生成物はガスの流れに乗って、排出口21から廃棄される。しかし、反応
副生成物は発生源のウエハ12の上に溜りやすい。本実施例によれば、ガス供給口が放電室7の中心に絞られているため、ガスが、上方から中心軸に沿って下降し、ウエハ12に衝突してからウエハ12の面を通って排出口に向かうので、反応副生成物が効率的にウエハ12の面から排出口へ排気される。
The processing gas passes through the
図4に本発明のもう一つの実施例の平面図を示す。石英板18に設けられたガス供給口17が複数の小さい孔17aからなっている。その孔のあいている領域は、放電室の最大直径の1/4以下に設定されている。このように構成することにより、ガス供給口17からのガスの速度が各供給口に一様になる効果がある。
FIG. 4 shows a plan view of another embodiment of the present invention. The
7…放電室、9…石英板、12…試料台、14…ウエハ、17…ガス供給口、18…石英板、19…空間、20…通路、21…排出口。
7: discharge chamber, 9: quartz plate, 12: sample table, 14: wafer, 17: gas supply port, 18: quartz plate, 19: space, 20: passage, 21: discharge port.
Claims (1)
A plasma generating apparatus having a magnetic field microwave plasma, wherein a supply port of a plasma generating gas is arranged on a wall surface of a chamber facing a wafer.
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JP2004061529A JP2004241783A (en) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | Plasma generator |
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JP2004061529A Withdrawn JP2004241783A (en) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | Plasma generator |
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