JP2623827B2 - Microwave plasma processing equipment - Google Patents
Microwave plasma processing equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子サイクロトロン共鳴現象を利用して生成
したプラズマを用い、基板表面のエッチング，基板への
薄膜形成等の表面処理を行う製造プロセスに使用される
マイクロ波プラズマ処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a manufacturing process for performing surface treatment such as etching of a substrate surface and formation of a thin film on a substrate by using plasma generated by utilizing an electron cyclotron resonance phenomenon. The present invention relates to a microwave plasma processing apparatus used.
従来、この種の装置として２つの例が知られている。
以下、本発明を説明する図面を用いて説明する。Conventionally, two examples of this type of device are known.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
第５図に示すマイクロ波プラズマ処理装置は所定の強
さの磁場がコイル２により印加されたプラズマ発生室３
内に導波管１からマイクロ波を導入して、電子サイクロ
トロン共鳴現象を起し、これにより発生したエネルギー
でプラズマ発生室３内のガスをプラズマ化し、プラズマ
流を発散磁界により基板処理室６内に引き出し、そのイ
オン衝撃効果によって、基板ホルダー７上に載置した基
板８をエッチングするものである。The microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 5 has a plasma generation chamber 3 to which a magnetic field of a predetermined strength is applied by a coil 2.
A microwave is introduced from the waveguide 1 into the inside, causing an electron cyclotron resonance phenomenon. The gas generated in the plasma generation chamber 3 is turned into plasma by the energy generated by this, and the plasma flow is emitted into the substrate processing chamber 6 by a diverging magnetic field. Then, the substrate 8 placed on the substrate holder 7 is etched by the ion bombardment effect.
第６図に示すマイクロ波プラズマ処理装置は、石英ベ
ルジャー11を通して導波管１よりマイクロ波を導入する
方式である。このチャンバはマイクロ波空洞共振器の条
件に構成されておらず、基板ホルダーをプラズマ発生室
内に設置という特徴をもつ。The microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 6 is of a type in which microwaves are introduced from the waveguide 1 through a quartz bell jar 11. This chamber is not configured under the condition of a microwave cavity resonator, and has a feature that a substrate holder is installed in a plasma generation chamber.
しかし、上述した従来の装置において、第４図に示す
ように高周波バイアスとマイクロ波を同時に停止させて
いるため、エッチング或いはデポジション後に下地のデ
バイスを破壊する、或いはデバイス特性を劣化させると
いう欠点がある。However, in the conventional apparatus described above, since the high frequency bias and the microwave are stopped simultaneously as shown in FIG. 4, there is a disadvantage that the underlying device is destroyed after etching or deposition or the device characteristics are deteriorated. is there.
本発明の目的は前記課題を解決したマイクロ波プラズ
マ処理装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a microwave plasma processing apparatus that solves the above problems.
上述した従来の電子サイクロトロン共鳴プラズマ処理
装置に対し、本発明は高周波バイアスを切った後マイク
ロ波の導入を停止することで、プラズマ中の荷電粒子の
チャージアップの影響を受けず、デバイス特性の劣化，
破壊が起こらないという相違点を有する。In contrast to the conventional electron cyclotron resonance plasma processing apparatus described above, the present invention stops the introduction of microwaves after the high-frequency bias is turned off, so that the device is not affected by the charge-up of charged particles in the plasma and the device characteristics are degraded. ,
The difference is that no destruction occurs.
前記目的を達成するため、本発明に係るマイクロ波プ
ラズマ処理装置は、プラズマ発生室内でマイクロ波によ
り発生する電場と、該電場に直交する磁場とによって起
こる電子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理ガスを
プラズマ化し、該プラズマを設置された基板に照射して
基板を処理するマイクロ波プラズマ処理装置であって、 該基板の処理を終了した後に、高周波バイアスを停止
し、その後にマイクロ波の導入を停止する機構を有する
ものである。In order to achieve the above object, a microwave plasma processing apparatus according to the present invention uses an electron cyclotron resonance phenomenon caused by an electric field generated by microwaves in a plasma generation chamber and a magnetic field orthogonal to the electric field to process gas. A microwave plasma processing apparatus for processing a substrate by generating plasma and irradiating the substrate with the plasma, wherein after the processing of the substrate is completed, the high-frequency bias is stopped, and then the introduction of the microwave is stopped. It has a mechanism to perform.
以下、本発明の実施例を図により説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図，第２図は本発明に係るマイクロ波プラズマ処
理装置を示す図である。第１図に示す装置はイオン衝撃
効果により基板をエッチングする方式のものであり、第
２図に示す装置は石英ベルジャーを通してマイクロ波を
導入する方式のものである。1 and 2 are views showing a microwave plasma processing apparatus according to the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 is of the type for etching a substrate by the ion bombardment effect, and the apparatus shown in FIG. 2 is of the type for introducing microwaves through a quartz bell jar.
図において、１は導波管、２はコイル、３はプラズマ
発生室、４はプラズマ流、５は排気、６は基板処理室を
示す。また、７は基板設置電極、８はウェハー、９は水
冷、10は高周波バイアス、11は石英ベルジャーを示す。In the figure, 1 is a waveguide, 2 is a coil, 3 is a plasma generation chamber, 4 is a plasma flow, 5 is exhaust, and 6 is a substrate processing chamber. Reference numeral 7 denotes a substrate mounting electrode, 8 denotes a wafer, 9 denotes water cooling, 10 denotes a high frequency bias, and 11 denotes a quartz bell jar.
本発明は高周波バイアス10を印加した場合に、放電停
止の際、高周波バイアスを停止した後に1sec以上のタイ
ムラグをもって導波管１からプラズマ発生室３へのマイ
クロ波の導入を停止する制御機構17を有している。この
放電停止方法により、自己バイアスでチャージしていた
荷電粒子が、プラズマを通して中和されるため、デバイ
ス特性に対して影響を与えることがない。The present invention provides a control mechanism 17 for stopping the introduction of microwaves from the waveguide 1 to the plasma generation chamber 3 with a time lag of 1 second or more after stopping the high-frequency bias when the discharge is stopped when the high-frequency bias 10 is applied. Have. According to this discharge stopping method, the charged particles charged by the self-bias are neutralized through the plasma, so that the device characteristics are not affected.
第３図は本発明を実施するシーケンスのフローチャー
トである。プラズマ停止時において、高周波バイアス
（13.56MHz）を初めに停止した後、１秒後にマイクロ波
を停止するシーケンスになっている。FIG. 3 is a flowchart of a sequence for implementing the present invention. When the plasma is stopped, the microwave is stopped one second after the high-frequency bias (13.56 MHz) is first stopped.
これらのシーケンスを用いることによる効果を第５図
と第６図を用いて説明する。第５図は本発明のデバイス
への影響を測定するために用いたCMOSインバータ回路で
ある。12は電源入力、13はＰチャネル、14はＮチャネ
ル、15は信号アウト、16はリーク電流を示す。このイン
バータに第１図，第２図に示したマイクロ波プラズマ処
理装置によりO2プラズマを照射したときの停止方法の違
いによってインバータ内のリーク電流の増加を測定した
ものが第６図である。ここに示すように、高周波バイア
スを停止した後、マイクロ波を停止することで、リーク
電流が極端に小さくなることにより、本発明の効果が大
きいことがわかる。The effects of using these sequences will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows a CMOS inverter circuit used to measure the influence on the device of the present invention. Reference numeral 12 denotes a power input, 13 denotes a P channel, 14 denotes an N channel, 15 denotes a signal out, and 16 denotes a leak current. FIG. 6 shows an increase in leakage current in the inverter measured by a difference in the stopping method when the microwave plasma processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 irradiates the inverter with O 2 plasma. As shown here, by stopping the microwave after stopping the high-frequency bias, the leakage current becomes extremely small, so that the effect of the present invention is large.
以上説明したように本発明はマイクロ波プラズマ処理
装置において、高周波バイアスを印加する場合に、放電
停止の際、高周波バイアスを停止した後マイクロ波を停
止することで、デバイス特性の劣化を小さくできる効果
がある。As described above, in the microwave plasma processing apparatus according to the present invention, when a high-frequency bias is applied, when the discharge is stopped, the microwave is stopped after the high-frequency bias is stopped, so that deterioration of device characteristics can be reduced. There is.
第１図，第２図は本発明に係るマイクロ波プラズマ処理
装置を示す図、第３図は本発明を実施するためのシーケ
ンスフローチャート、第４図は従来例のシーケンスフロ
ーチャート、第５図はプラズマ放電停止方法によるデバ
イスへの影響を測定するために用いたCMOSインバータの
回路図、第６図はCMOSインバータにおける放電停止方法
によるリーク電流の違いを示す図である。 １……導波管、２……コイル ３……プラズマ発生室、４……プラズマ流 ５……排気、６……基板処理室 ７……基板設置電極、８……ウェハー ９……水冷、10……高周波バイアス 11……石英ベルジャー、12……電力入力 13……Ｐチャネル、14……Ｎチャネル 15……信号アウト、16……リーク電流 17……制御機構1 and 2 are views showing a microwave plasma processing apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a sequence flowchart for carrying out the present invention, FIG. 4 is a sequence flowchart of a conventional example, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of a CMOS inverter used to measure the effect of the discharge stopping method on the device, and FIG. 6 is a diagram showing a difference in leakage current according to the discharge stopping method in the CMOS inverter. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waveguide, 2 ... Coil 3 ... Plasma generation chamber 4, ... Plasma flow 5 ... Exhaust, 6 ... Substrate processing chamber 7 ... Substrate installation electrode, 8 ... Wafer 9 ... Water cooling, 10: High frequency bias 11: Quartz bell jar, 12: Power input 13: P-channel, 14: N-channel 15: Signal out, 16: Leakage current 17: Control mechanism
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 21/31 21/302 Ａ Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location H01L 21/3065 H01L 21/31 C 21/31 21/302 A
Claims (1)
する電場と、該電場に直交する磁場とによって起こる電
子サイクロトロン共鳴現象を利用して処理ガスをプラズ
マ化し、該プラズマを設置された基板に照射して基板を
処理するマイクロ波プラズマ処理装置であって、 該基板の処理を終了した後に、高周波バイアスを停止
し、その後にマイクロ波の導入を停止する機構を有する
ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。1. A process gas is turned into a plasma using an electron cyclotron resonance phenomenon generated by an electric field generated by a microwave in a plasma generation chamber and a magnetic field orthogonal to the electric field, and the plasma is applied to a substrate provided. A microwave plasma processing apparatus for processing a substrate by using a microwave plasma processing apparatus, comprising: a mechanism for stopping a high-frequency bias after finishing the processing of the substrate and thereafter stopping the introduction of microwaves. apparatus.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1118237A JP2623827B2 (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Microwave plasma processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH02297929A JPH02297929A (en) | 1990-12-10 |
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ID=14731630
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2918892B2 (en) * | 1988-10-14 | 1999-07-12 | 株式会社日立製作所 | Plasma etching method |
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1989
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