JP2634910B2 - 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
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- JP2634910B2 JP2634910B2 JP1196154A JP19615489A JP2634910B2 JP 2634910 B2 JP2634910 B2 JP 2634910B2 JP 1196154 A JP1196154 A JP 1196154A JP 19615489 A JP19615489 A JP 19615489A JP 2634910 B2 JP2634910 B2 JP 2634910B2
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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て、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。
したプラズマを用いて、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。
従来、この種の装置としては第２図に示す特開昭56−
155535号公報記載のものが知られている。ここに示され
たマイクロ波プラズマ処理技術は、空洞共振器に構成さ
れたプラズマ発生室１内に、マイクロ波電源６からのマ
イクロ波８を導波管５を介して導入して電子サイクロト
ロン共鳴現象を起こし、これにより発生したエネルギー
でプラズマ発生室内のガスをプラズマ化し、プラズマ流
を発散磁界によってプラズマ引き出し板13を通して基板
処理室2b内に引き出し、そのイオン衝撃効果によって基
板ホルダ10上に載置した基板12をエッチングするもので
ある。一般にこの装置におけるマイクロ波導入窓４の径
は、プラズマ発生室１の径170mmφに対して、100mmφ程
度である。また、図中、３は空芯ソレノイドコイル、９
は電子サイクロトロン共鳴点、11は高周波バイアス電源
である。
155535号公報記載のものが知られている。ここに示され
たマイクロ波プラズマ処理技術は、空洞共振器に構成さ
れたプラズマ発生室１内に、マイクロ波電源６からのマ
イクロ波８を導波管５を介して導入して電子サイクロト
ロン共鳴現象を起こし、これにより発生したエネルギー
でプラズマ発生室内のガスをプラズマ化し、プラズマ流
を発散磁界によってプラズマ引き出し板13を通して基板
処理室2b内に引き出し、そのイオン衝撃効果によって基
板ホルダ10上に載置した基板12をエッチングするもので
ある。一般にこの装置におけるマイクロ波導入窓４の径
は、プラズマ発生室１の径170mmφに対して、100mmφ程
度である。また、図中、３は空芯ソレノイドコイル、９
は電子サイクロトロン共鳴点、11は高周波バイアス電源
である。
しかし、上述した従来の技術においては、プラズマ発
生室１内のイオン電流密度の分布が±50％以上と極めて
悪い。そこで、発散磁界を用いてこのプラズマを引き出
すことで、±20％位まで改善されるが、まだ不十分であ
るという欠点がある。また、プラズマを引き出すことで
数々の欠点があらわれてくる。１つはプラズマが発散磁
界により広がるため、イオンが斜めに入射し、そのた
め、基板上のエッチング形状を観察すると、第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、基板12中央上の
マスク14を使ったエッチングパターン15（第３図（ａ）
と、周辺のもの第３図（ｂ），（ｃ）とでは形状が異な
り、周辺では、斜め形状となる。さらに、長くイオンを
引き出すことで、イオンの散乱が起こり、サイドエッチ
ングも大きくなり、イオン電流密度も小さい。
生室１内のイオン電流密度の分布が±50％以上と極めて
悪い。そこで、発散磁界を用いてこのプラズマを引き出
すことで、±20％位まで改善されるが、まだ不十分であ
るという欠点がある。また、プラズマを引き出すことで
数々の欠点があらわれてくる。１つはプラズマが発散磁
界により広がるため、イオンが斜めに入射し、そのた
め、基板上のエッチング形状を観察すると、第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、基板12中央上の
マスク14を使ったエッチングパターン15（第３図（ａ）
と、周辺のもの第３図（ｂ），（ｃ）とでは形状が異な
り、周辺では、斜め形状となる。さらに、長くイオンを
引き出すことで、イオンの散乱が起こり、サイドエッチ
ングも大きくなり、イオン電流密度も小さい。
以上のことから、従来の方式では基板表面の全面にお
いて、均一なエッチング形状が得られないこと、サイド
エッチングが入りやすいこと、イオン電流密度が小さい
など種々の問題があった。
いて、均一なエッチング形状が得られないこと、サイド
エッチングが入りやすいこと、イオン電流密度が小さい
など種々の問題があった。
本発明の目的は前記課題を解決したマイクロ波プラズ
マ処置装置を提供することにある。
マ処置装置を提供することにある。
上述した従来の電子サイクロトロン共鳴エッチング装
置に対し、本発明は高イオン電流密度、異方性エッチン
グを大口径ウェハーに対して均一に実現するとう相違点
を有する。
置に対し、本発明は高イオン電流密度、異方性エッチン
グを大口径ウェハーに対して均一に実現するとう相違点
を有する。
前記目的を達するため、本発明に係るマイクロ波プラ
ズマ処理装置は、プラズマ発生室を有するマイクロ波プ
ラズマ処理装置であって、 プラズマ発生室は、マイクロ波空洞共振器の条件に構成
され、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
を発生させ、この現象を利用して処理ガスをプラズマ化
し、該プラズマを発散磁界を用いて基板側に引き出して
照射するようになっており、前記プラズマ発生室のマイ
クロ波を導入する窓の面積は、処理する基板の面積より
も大きくしたものであり、かつ前記プラズマ発生室内の
電子サイクロトロン共鳴領域に基板を設置するものであ
る。
ズマ処理装置は、プラズマ発生室を有するマイクロ波プ
ラズマ処理装置であって、 プラズマ発生室は、マイクロ波空洞共振器の条件に構成
され、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
を発生させ、この現象を利用して処理ガスをプラズマ化
し、該プラズマを発散磁界を用いて基板側に引き出して
照射するようになっており、前記プラズマ発生室のマイ
クロ波を導入する窓の面積は、処理する基板の面積より
も大きくしたものであり、かつ前記プラズマ発生室内の
電子サイクロトロン共鳴領域に基板を設置するものであ
る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。
図において、本装置は、電子サイクロトロン共鳴によ
ってプラズマを生成するプラズマ発生室１と、基板搬送
室2aとが互いに隣接するように構成されている。このプ
ラズマ発生室１はマイクロ波の電界強度を高め、放電の
効率を高めるため、マイクロ波空洞共振器の条件に構成
されている。そして、プラズマ発生室１の外周には空芯
ソレノイドコイル３が周設されている。また、このプラ
ズマ発生室１には、プラズマを生成するためのガスを導
入するガス導入口７を備えるとともに、石英ガラス，セ
ラミックス等の絶縁物からなるマイクロ波導入窓４が設
けられている。この導入窓４は、例えば８″φの基板12
まで対応されるために、220mmφの径になっている。そ
して、該導入窓４を介してマイクロ波電源６から導波管
５を通じて送られてきたマイクロ波８がプラズマ発生室
１内に導入されるようにしている。９は電子サイクロト
ロン共鳴点である。また、上記プラズマ発生室１内に
は、基板ホルダ10が設置されている。そして、処理され
るべき基板12は図示していない搬送機構により外部から
基板搬送室２内に搬入され、基板ホルダ10上にセットさ
れる。また、基板ホルダ10に高周波バイアス電源11によ
り高周波を印加できる構成になっている。
ってプラズマを生成するプラズマ発生室１と、基板搬送
室2aとが互いに隣接するように構成されている。このプ
ラズマ発生室１はマイクロ波の電界強度を高め、放電の
効率を高めるため、マイクロ波空洞共振器の条件に構成
されている。そして、プラズマ発生室１の外周には空芯
ソレノイドコイル３が周設されている。また、このプラ
ズマ発生室１には、プラズマを生成するためのガスを導
入するガス導入口７を備えるとともに、石英ガラス，セ
ラミックス等の絶縁物からなるマイクロ波導入窓４が設
けられている。この導入窓４は、例えば８″φの基板12
まで対応されるために、220mmφの径になっている。そ
して、該導入窓４を介してマイクロ波電源６から導波管
５を通じて送られてきたマイクロ波８がプラズマ発生室
１内に導入されるようにしている。９は電子サイクロト
ロン共鳴点である。また、上記プラズマ発生室１内に
は、基板ホルダ10が設置されている。そして、処理され
るべき基板12は図示していない搬送機構により外部から
基板搬送室２内に搬入され、基板ホルダ10上にセットさ
れる。また、基板ホルダ10に高周波バイアス電源11によ
り高周波を印加できる構成になっている。
本発明はプラズマ発生室１内に導入されるマイクロ波
８は処理されるウェハー径よりも大きい径の窓４を通し
て行われる。また、処理される基板12はプラズマ発生室
１内に設置される。
８は処理されるウェハー径よりも大きい径の窓４を通し
て行われる。また、処理される基板12はプラズマ発生室
１内に設置される。
この構成により、まず、電子サイクロトロン共鳴によ
り生成するプラズマの広がりはマイクロ波の導入径によ
り決まるので、基板12に対して均一に密度の高いプラズ
マが生成され、かつ、垂直な磁力線のもとで処理するの
で、イオンの入射角度もほぼ垂直となり、高速な異方性
エッチングが極めて均一よく実現できる。
り生成するプラズマの広がりはマイクロ波の導入径によ
り決まるので、基板12に対して均一に密度の高いプラズ
マが生成され、かつ、垂直な磁力線のもとで処理するの
で、イオンの入射角度もほぼ垂直となり、高速な異方性
エッチングが極めて均一よく実現できる。
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、マイクロ波導入窓径を処理する基板より
大きくし、また、プラズマ発生室内で基板を処理するこ
とにより、高速，異方性エッチングを均一に実現できる
効果がある。
装置において、マイクロ波導入窓径を処理する基板より
大きくし、また、プラズマ発生室内で基板を処理するこ
とにより、高速，異方性エッチングを均一に実現できる
効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
装置を示す断面図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は従
来装置によるエッチング形状を示す断面図である。 １……プラズマ発生室、2a……基板搬送室 ３……空芯ソレノイドコイル ４……マイクロ波導入窓、５……導波管 ６……マイクロ波電源、７……ガス導入口 ８……マイクロ波（2.45GHz） ９……電子サイクロトロン共鳴点 10……基板ホルダ、11……高周波バイアス電源 12……基板、13……プラズマ引き出し板 14……マスク、15……エッチングパターン
装置を示す断面図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は従
来装置によるエッチング形状を示す断面図である。 １……プラズマ発生室、2a……基板搬送室 ３……空芯ソレノイドコイル ４……マイクロ波導入窓、５……導波管 ６……マイクロ波電源、７……ガス導入口 ８……マイクロ波（2.45GHz） ９……電子サイクロトロン共鳴点 10……基板ホルダ、11……高周波バイアス電源 12……基板、13……プラズマ引き出し板 14……マスク、15……エッチングパターン
Claims (1)
- 【請求項１】プラズマ発生室を有するマイクロ波プラズ
マ処理装置であって、プラズマ発生室は、マイクロ波空
洞共振器の条件に構成され、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発生させ、この現象を利用して
処理ガスをプラズマ化し、該プラズマを発散磁界を用い
て基板側に引き出して照射するようになっており、前記
プラズマ発生室のマイクロ波を導入する窓の面積は、処
理する基板の面積よりも大きく設定したものであり、か
つ前記プラズマ発生室内の電子サイクロトロン共鳴領域
に基板を設置す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 |
|---|---|---|---|
| JP1196154A JP2634910B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196154A JP2634910B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361387A JPH0361387A (ja) | 1991-03-18 |
| JP2634910B2 true JP2634910B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16353106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1196154A Expired - Fee Related JP2634910B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634910B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215673A (ja) * | 1990-01-18 | 1991-09-20 | Anelva Corp | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| US20110079582A1 (en) * | 2008-03-31 | 2011-04-07 | Akira Yonesu | Plasma generating device and method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0693447B2 (ja) * | 1983-12-23 | 1994-11-16 | 株式会社日立製作所 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1196154A patent/JP2634910B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361387A (ja) | 1991-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425 Year of fee payment: 11 |
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