JP2703184B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理方法及び
装置に係り、特に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を
利用したプラズマＣＶＤの高効率化，膜質の高品質化，
低温プロセス化及び低ダメージ化を図る上に好適なプラ
ズマ処理方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の有磁場マイクロ波プラズマ処理方
法及び装置は、特開昭56−155535号公報に記載のよう
に、プラズマ生成室内においてプラズマ活性種を生じさ
せ、その活性種を発散磁場等で活性種生成効率最大領域
から充分離れた位置に設置された被処理基板にプラズマ
流をあてて処理するものであった。このプラズマ処理方
法において、さらに高効率化を図った方法として、特開
昭57−79621 号公報に記載のように、基板処理室外側に
磁石を配し、プラズマ流径を絞ってプラズマ密度を高め
た方法がある。また、特開昭59−3018号公報に記載され
ているように、ミラー磁場によりプラズマ流の拡散を抑
制して、被処理基板付近のプラズマ密度を高めて、処理
効率の増大化を図った方法がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、プラ
ズマ活性種の寿命、あるいは、活性種が被処理基板に達
するまでの失活度等の点について配慮がされておらず、
必ずしもプラズマ処理の高効率化が達成されていない。
また、被処理膜質の特性、例えば堆積膜の緻密性，結晶
性，組成等が良好でない等の問題があった。 【０００４】本発明の目的は、上記不都合を改善するこ
とにある。具体的には、活性種の失活度を考慮してプラ
ズマ処理の高効率化をはかったプラズマ処理方法を提供
することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的は、被処理基板
の位置をプラズマ活性種の最大生成点となる電子サイク
ロトロン共鳴点（ＥＣＲ点）から最大でも１５０mm以下
にすることにより達成される。 【０００６】ＥＣＲ点と被処理基板との距離の調節は、
プラズマ生成室の磁束密度を高くし、また高精度に制御
することで達成される。 【０００７】 【作用】マイクロ波プラズマ放電により反応ガスは活性
化される。特に、ＥＣＲ点近傍で最も効率良く活性化さ
れる。生成した活性種は、その後、エネルギ散逸により
活性を失ったり、他端子との衝突による粒子間相互作用
による失活も起こる。従って、被処理基板をＥＣＲ点に
近づけることにより、プラズマ活性種を活性度の高い状
態が維持された状態にて基板に到達させることが出来
る。このため、プラズマ処理の高効率化がなされる。ま
た、プラズマ処理特性、例えば、基板上に膜を堆積させ
る際に、堆積させる分子あるいは原子の電子エネルギ結
合原子間振動力，回転及び並進エネルギが高い程、プラ
ズマ中では集合体とならず単一粒子である確率が高いた
め、堆積された膜質は熱化学反応に近いものが得られ
る。更に、基板に付着した堆積活性種は上記運動エネル
ギが高いため、予め基板上に形成された分子層に、エネ
ルギが最小となる配列，配向位置まで、再配列及び再配
向運動する確率が高い。このため、得られた膜質の緻密
性や結晶性は高くなる。また、化学組成比も熱化学反応
により形成された膜に近くなる。 【０００８】尚、磁場分布Ｂ(Ｚ)（Ｚはプラズマ流方向
を正とした真空装置の中心軸座標）が単調減少でなけれ
ば、ｄＢ／ｄＺ＞０となる位置にてマイクロ波の伝播が
阻害され、プラズマ活性種の生成効率が低下するため望
ましくない。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。 【００１０】図１は、本発明のプラズマ処理装置の主要
部の模式図である。本装置は、プラズマ生成室４，マイ
クロ波導波管７（マイクロ波６の発振器は図省略），Ｅ
ＣＲ用磁場コイル９及び１３，処理室２，排気口１２
（排気系は図省略），反応ガス供給ノズル５及び１１
（反応ガス供給系は図省略），基板支持台３より成る。
プラズマ生成室４は直径２４０〔mm〕φ，長さ２５０
〔mm〕の透明石英製で、円錐形の頂部がマイクロ波導入
窓８となっている。ＥＣＲ用磁場コイル９及び１３は、
プラズマ生成室及び処理室の周囲に設置され、プラズマ
生成室の最大磁束密度は２.６ 〔KGauss〕であり、それ
ぞれ３個及び２個に分割され個別に調整することにより
磁束密度を制御できる。処理室２は直径２４０〔mm〕φ
のステンレス鋼製で、中に設置された基板支持台３は直
径１２０〔mm〕φのアルミナ製でその位置はプラズマ流
方向（図面では左右）に可変である。 【００１１】図２はマイクロ波進行方向に単調減少する
磁束密度の分布の例を示す。ＥＣＲ磁場コイル９及び１
３を調整することにより、各種の分布を作ること及び基
板支持台３の位置を設定することにより基板とＥＣＲ点
との距離を制御できる。 【００１２】（実施例１）被処理基板１としてシリコン
ウェハ（直径１００〔mm〕φ）を用い、シリコン酸化膜
を形成した。プラズマ生成室４内に第１の反応ガス供給
ノズル５を通して酸素を４０〔ｍｌ／min〕導入し、２.
４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波６を導波管７により伝播さ
せてマイクロ波導入窓８を通してプラズマ生成室に導入
する。さらに、プラズマ生成容器の外側に設置された同
軸型の静磁場発生コイル９及び１３により８７５〔Gaus
s〕 以上の磁場を発生させてプラズマ流１０を生成させ
第２のガス導入管１１よりモノシラン（ＳｉＨ4）を６
〔ｍｌ／min〕導入し、処理室２内の圧力は排気系によ
り１〔ｍTorr〕にした。上記静磁場発生コイル９及び１
３に流す電流値を調整することにより、磁束密度分布を
制御しあるいは基板支持台位置を調整し、ＥＣＲ点と被
処理基板間の距離を異ならせた。 【００１３】図３（ａ)，(ｂ）はＳｉＯ2 膜堆積速度と
堆積速度の基板内でのバラツキ、（ｃ)，(ｄ）は堆積膜
のバッファエッチング（ＨＦ１容，ＮＨ5Ｆ６ 容の混
合）液によるエッチング速度と基板内でのバラツキ、
（ｅ)，(ｆ）は形成された膜の光学屈折率と屈折率の基
板内でのバラツキ、（ｇ)，(ｈ）は形成された膜のオー
ジェ分光から得られたＳｉ／Ｏのモル比と基板内でのバ
ラツキを、ＥＣＲ点と基板間距離ｄに対して図示したも
のである。なお、図中破線は基板位置をプラズマ生成室
内にした結果である。 【００１４】堆積速度については、図３（ａ）から距離
ｄが０〜１５０〔mm〕あたりの領域で比較的速く、特に
ｄ≒１００〔mm〕付近から堆積速度が大きくなることが
わかる。また、図３（ｂ）から堆積速度のバラツキはｄ
が０〜７０〔mm〕で小さく、均一性が優れていることが
わかる。図３（ｃ）と（ｄ）から、ｄが１５０〔mm〕以
内の所にエッチング速度が遅い領域があり、この領域内
で緻密性の高い膜が得られていること、及びｄが０〜７
０〔mm〕の領域において均一性が良好であることがわか
る。図３（ｅ）と（ｆ）から、ｄが０〜１５０〔mm〕内
で熱酸化膜に近い屈折率の膜が得られていること、ｄが
０〜７０〔mm〕において均一性が良好であることがわか
る。図３（ｇ)，(ｈ）から、ｄが０以上である領域でＳ
ｉ／Ｏモル比が０.５ となり、均一性も良好であること
がわかる。 【００１５】なお、磁束密度分布を一定にし、基板支持
台の位置を調整して、処理室内でＥＣＲ点と被処理基板
間の距離ｄを変えた場合には同じ結果が得られたが、基
板位置をプラズマ生成室内に位置させた場合、すなわち
基板が第１のガス導入管と第２のガス導入管間に位置さ
せた場合は、図３（ａ)〜(ｈ）中で破線で示したよう
に、基板位置を処理室に位置させた場合と比較して、堆
積速度の減少や、分布が悪くなる等の値に差異はあるも
のの、これらの値のＥＣＲ点と被処理基板間の距離の関
係から見ると同様の結果が得られていることがわかる。
このことから、マイクロ波プラズマ放電による膜堆積特
性には、プラズマ活性種の最大生成領域、すなわち、装
置内のＥＣＲ面と基板までの距離に大きく依存している
ことがわかる。さらに、活性種の寿命や不活性分子との
衝突などの相互作用による失活などの影響がない距離は
平均自由行程以下であることがわかる。さらにｄが０〜
７０〔mm〕においては成膜及び膜質均一性が優れ、これ
はモノシランの活性種ＳｉＨ2+等の脱活性寿命範囲と一
致している。 【００１６】（実施例２）上記装置にて、第１導入ガス
として窒素を４０〔ｍｌ／min〕第２導入ガスとしてモ
ノシラン（ＳｉＨ4）を６〔ｍｌ／min〕を流し、圧力を
１〔ｍTorr〕で処理室内でＳｉ3Ｎ4膜堆積させた。 【００１７】結果を図４（ａ)〜(ｈ）に示した。図３の
ＳｉＯ2 膜堆積時と同様に、堆積速度，膜のエッチング
速度，屈折率，化学組成比、及びこれらの基板内でのバ
ラツキはＥＣＲ点と基板間距離ｄに大きく依存してい
る。化学組成比（Ｓｉ／Ｎモル比）はｄが０以上で一定
であるが、ｄが０〜１５０〔mm〕で、膜のエッチング度
及び屈折率が熱チッ化膜と同じか又は近いものが得ら
れ、かつ堆積速度も大きい。基板内の膜の均一性につい
ては、ＳｉＯ2 膜の形成と同様、ｄが０〜７０〔mm〕で
比較的良好である。 【００１８】（実施例３）上記装置にて、第１導入ガス
を水素，第２導入ガスをモノシラン（ＳｉＨ4）とし
て、基板温度を３２０℃として多結晶Ｓｉ膜を処理室内
で堆積した。その結果、ｄが０〜１５０〔mm〕の距離に
おいて、図５（ａ)，(ｂ）のように、堆積速度が大き
く、かつＸ線回折から調べた多結晶シリコンの結晶粒径
が大きく結晶性が優れていることが判る。 【００１９】（実施例４）上記装置にて、第１導入ガス
を水素，第２導入ガスを六フッ化タングステン（Ｗ
Ｆ6）として、圧力０.３ｍTorrでＷ膜を処理室内で堆積
させた。 【００２０】図６(ａ)，(ｂ）のように、ｄが０〜１５
０〔mm〕において、抵抗率が４.０μΩ／cmとバルクの
抵抗率と同様の低抵抗膜が効率良く形成された。ＷＦ6
活性種寿命における平均自由行程は、この圧力で前記の
ＳｉＨ4 と同程度であり、脱活性寿命範囲の膜特性が優
れていることが判った。 【００２１】（実施例５）上記装置にて、第１導入ガス
として水素と窒素の混合ガスを、第２導入ガスとして三
塩化アルミニウム(ＡｌＣｌ3）を窒素キャリアで供給
し、処理室内で窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を堆積させ
た。堆積速度及び堆積膜の破壊電圧を測定したところ、
図７（ａ)，(ｂ）のように、ｄが０〜１５０〔mm〕にお
いて破壊電圧が５〔ＭＶ／cm〕以上となる良好な絶縁材
が効率良く得られた。このときの界面準位密度は１０10
〔cm-2〕と良好であった。 【００２２】（実施例６）上記装置にて、第１導入ガス
として６フッ化イオウ（ＳＦ6 ）を同入試，圧力１〔ｍ
Torr〕にて多結晶シリコン及び酸化ケイ素をエッチング
した。多結晶シリコンエッチング速度及び酸化ケイ素に
対するエッチング選択比(ＳＩ／ＳｉＯ2）は、図８
（ａ)，(ｂ）のようになった。ｄが０〜１５０〔mm〕に
おいて、多結晶シリコンは高選択的に、効率良くエッチ
ングされる。 【００２３】このようにこれらの実施例によれば、マイ
クロ波プラズマ処理効率及び堆積膜の特性は、ＥＣＲ点
と被処理基板間距離ｄ、すなわち、プラズマ活性種の寿
命及び不活性種との衝突などの相互作用による電子エネ
ルギの活性度の失活度、あるいは、振動，回転，並進エ
ネルギの低下度に大きく依存しており、その結果ｄが０
〜１５０〔mm〕内にすると堆積速度，膜質が良好となる
効果がある。さらに、プラズマ活性種の寿命及び失活度
の分布があるため堆積速度あるいは膜質の均一性を考慮
すると、ｄが０〜７０〔mm〕内で、これらも良好となる
効果がある。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、ＥＣＲ点と被処理材と
の距離を１５０mm以下にしたので、マイクロ波プラズマ
処理において、膜堆積速度が向上し、その結果、スルー
プットが向上する効果がある。また、成膜においては低
温の被処理基板上にも高温処理と同等の結晶性，緻密性
の膜質が得られる。
装置に係り、特に電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を
利用したプラズマＣＶＤの高効率化，膜質の高品質化，
低温プロセス化及び低ダメージ化を図る上に好適なプラ
ズマ処理方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の有磁場マイクロ波プラズマ処理方
法及び装置は、特開昭56−155535号公報に記載のよう
に、プラズマ生成室内においてプラズマ活性種を生じさ
せ、その活性種を発散磁場等で活性種生成効率最大領域
から充分離れた位置に設置された被処理基板にプラズマ
流をあてて処理するものであった。このプラズマ処理方
法において、さらに高効率化を図った方法として、特開
昭57−79621 号公報に記載のように、基板処理室外側に
磁石を配し、プラズマ流径を絞ってプラズマ密度を高め
た方法がある。また、特開昭59−3018号公報に記載され
ているように、ミラー磁場によりプラズマ流の拡散を抑
制して、被処理基板付近のプラズマ密度を高めて、処理
効率の増大化を図った方法がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、プラ
ズマ活性種の寿命、あるいは、活性種が被処理基板に達
するまでの失活度等の点について配慮がされておらず、
必ずしもプラズマ処理の高効率化が達成されていない。
また、被処理膜質の特性、例えば堆積膜の緻密性，結晶
性，組成等が良好でない等の問題があった。 【０００４】本発明の目的は、上記不都合を改善するこ
とにある。具体的には、活性種の失活度を考慮してプラ
ズマ処理の高効率化をはかったプラズマ処理方法を提供
することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的は、被処理基板
の位置をプラズマ活性種の最大生成点となる電子サイク
ロトロン共鳴点（ＥＣＲ点）から最大でも１５０mm以下
にすることにより達成される。 【０００６】ＥＣＲ点と被処理基板との距離の調節は、
プラズマ生成室の磁束密度を高くし、また高精度に制御
することで達成される。 【０００７】 【作用】マイクロ波プラズマ放電により反応ガスは活性
化される。特に、ＥＣＲ点近傍で最も効率良く活性化さ
れる。生成した活性種は、その後、エネルギ散逸により
活性を失ったり、他端子との衝突による粒子間相互作用
による失活も起こる。従って、被処理基板をＥＣＲ点に
近づけることにより、プラズマ活性種を活性度の高い状
態が維持された状態にて基板に到達させることが出来
る。このため、プラズマ処理の高効率化がなされる。ま
た、プラズマ処理特性、例えば、基板上に膜を堆積させ
る際に、堆積させる分子あるいは原子の電子エネルギ結
合原子間振動力，回転及び並進エネルギが高い程、プラ
ズマ中では集合体とならず単一粒子である確率が高いた
め、堆積された膜質は熱化学反応に近いものが得られ
る。更に、基板に付着した堆積活性種は上記運動エネル
ギが高いため、予め基板上に形成された分子層に、エネ
ルギが最小となる配列，配向位置まで、再配列及び再配
向運動する確率が高い。このため、得られた膜質の緻密
性や結晶性は高くなる。また、化学組成比も熱化学反応
により形成された膜に近くなる。 【０００８】尚、磁場分布Ｂ(Ｚ)（Ｚはプラズマ流方向
を正とした真空装置の中心軸座標）が単調減少でなけれ
ば、ｄＢ／ｄＺ＞０となる位置にてマイクロ波の伝播が
阻害され、プラズマ活性種の生成効率が低下するため望
ましくない。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。 【００１０】図１は、本発明のプラズマ処理装置の主要
部の模式図である。本装置は、プラズマ生成室４，マイ
クロ波導波管７（マイクロ波６の発振器は図省略），Ｅ
ＣＲ用磁場コイル９及び１３，処理室２，排気口１２
（排気系は図省略），反応ガス供給ノズル５及び１１
（反応ガス供給系は図省略），基板支持台３より成る。
プラズマ生成室４は直径２４０〔mm〕φ，長さ２５０
〔mm〕の透明石英製で、円錐形の頂部がマイクロ波導入
窓８となっている。ＥＣＲ用磁場コイル９及び１３は、
プラズマ生成室及び処理室の周囲に設置され、プラズマ
生成室の最大磁束密度は２.６ 〔KGauss〕であり、それ
ぞれ３個及び２個に分割され個別に調整することにより
磁束密度を制御できる。処理室２は直径２４０〔mm〕φ
のステンレス鋼製で、中に設置された基板支持台３は直
径１２０〔mm〕φのアルミナ製でその位置はプラズマ流
方向（図面では左右）に可変である。 【００１１】図２はマイクロ波進行方向に単調減少する
磁束密度の分布の例を示す。ＥＣＲ磁場コイル９及び１
３を調整することにより、各種の分布を作ること及び基
板支持台３の位置を設定することにより基板とＥＣＲ点
との距離を制御できる。 【００１２】（実施例１）被処理基板１としてシリコン
ウェハ（直径１００〔mm〕φ）を用い、シリコン酸化膜
を形成した。プラズマ生成室４内に第１の反応ガス供給
ノズル５を通して酸素を４０〔ｍｌ／min〕導入し、２.
４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波６を導波管７により伝播さ
せてマイクロ波導入窓８を通してプラズマ生成室に導入
する。さらに、プラズマ生成容器の外側に設置された同
軸型の静磁場発生コイル９及び１３により８７５〔Gaus
s〕 以上の磁場を発生させてプラズマ流１０を生成させ
第２のガス導入管１１よりモノシラン（ＳｉＨ4）を６
〔ｍｌ／min〕導入し、処理室２内の圧力は排気系によ
り１〔ｍTorr〕にした。上記静磁場発生コイル９及び１
３に流す電流値を調整することにより、磁束密度分布を
制御しあるいは基板支持台位置を調整し、ＥＣＲ点と被
処理基板間の距離を異ならせた。 【００１３】図３（ａ)，(ｂ）はＳｉＯ2 膜堆積速度と
堆積速度の基板内でのバラツキ、（ｃ)，(ｄ）は堆積膜
のバッファエッチング（ＨＦ１容，ＮＨ5Ｆ６ 容の混
合）液によるエッチング速度と基板内でのバラツキ、
（ｅ)，(ｆ）は形成された膜の光学屈折率と屈折率の基
板内でのバラツキ、（ｇ)，(ｈ）は形成された膜のオー
ジェ分光から得られたＳｉ／Ｏのモル比と基板内でのバ
ラツキを、ＥＣＲ点と基板間距離ｄに対して図示したも
のである。なお、図中破線は基板位置をプラズマ生成室
内にした結果である。 【００１４】堆積速度については、図３（ａ）から距離
ｄが０〜１５０〔mm〕あたりの領域で比較的速く、特に
ｄ≒１００〔mm〕付近から堆積速度が大きくなることが
わかる。また、図３（ｂ）から堆積速度のバラツキはｄ
が０〜７０〔mm〕で小さく、均一性が優れていることが
わかる。図３（ｃ）と（ｄ）から、ｄが１５０〔mm〕以
内の所にエッチング速度が遅い領域があり、この領域内
で緻密性の高い膜が得られていること、及びｄが０〜７
０〔mm〕の領域において均一性が良好であることがわか
る。図３（ｅ）と（ｆ）から、ｄが０〜１５０〔mm〕内
で熱酸化膜に近い屈折率の膜が得られていること、ｄが
０〜７０〔mm〕において均一性が良好であることがわか
る。図３（ｇ)，(ｈ）から、ｄが０以上である領域でＳ
ｉ／Ｏモル比が０.５ となり、均一性も良好であること
がわかる。 【００１５】なお、磁束密度分布を一定にし、基板支持
台の位置を調整して、処理室内でＥＣＲ点と被処理基板
間の距離ｄを変えた場合には同じ結果が得られたが、基
板位置をプラズマ生成室内に位置させた場合、すなわち
基板が第１のガス導入管と第２のガス導入管間に位置さ
せた場合は、図３（ａ)〜(ｈ）中で破線で示したよう
に、基板位置を処理室に位置させた場合と比較して、堆
積速度の減少や、分布が悪くなる等の値に差異はあるも
のの、これらの値のＥＣＲ点と被処理基板間の距離の関
係から見ると同様の結果が得られていることがわかる。
このことから、マイクロ波プラズマ放電による膜堆積特
性には、プラズマ活性種の最大生成領域、すなわち、装
置内のＥＣＲ面と基板までの距離に大きく依存している
ことがわかる。さらに、活性種の寿命や不活性分子との
衝突などの相互作用による失活などの影響がない距離は
平均自由行程以下であることがわかる。さらにｄが０〜
７０〔mm〕においては成膜及び膜質均一性が優れ、これ
はモノシランの活性種ＳｉＨ2+等の脱活性寿命範囲と一
致している。 【００１６】（実施例２）上記装置にて、第１導入ガス
として窒素を４０〔ｍｌ／min〕第２導入ガスとしてモ
ノシラン（ＳｉＨ4）を６〔ｍｌ／min〕を流し、圧力を
１〔ｍTorr〕で処理室内でＳｉ3Ｎ4膜堆積させた。 【００１７】結果を図４（ａ)〜(ｈ）に示した。図３の
ＳｉＯ2 膜堆積時と同様に、堆積速度，膜のエッチング
速度，屈折率，化学組成比、及びこれらの基板内でのバ
ラツキはＥＣＲ点と基板間距離ｄに大きく依存してい
る。化学組成比（Ｓｉ／Ｎモル比）はｄが０以上で一定
であるが、ｄが０〜１５０〔mm〕で、膜のエッチング度
及び屈折率が熱チッ化膜と同じか又は近いものが得ら
れ、かつ堆積速度も大きい。基板内の膜の均一性につい
ては、ＳｉＯ2 膜の形成と同様、ｄが０〜７０〔mm〕で
比較的良好である。 【００１８】（実施例３）上記装置にて、第１導入ガス
を水素，第２導入ガスをモノシラン（ＳｉＨ4）とし
て、基板温度を３２０℃として多結晶Ｓｉ膜を処理室内
で堆積した。その結果、ｄが０〜１５０〔mm〕の距離に
おいて、図５（ａ)，(ｂ）のように、堆積速度が大き
く、かつＸ線回折から調べた多結晶シリコンの結晶粒径
が大きく結晶性が優れていることが判る。 【００１９】（実施例４）上記装置にて、第１導入ガス
を水素，第２導入ガスを六フッ化タングステン（Ｗ
Ｆ6）として、圧力０.３ｍTorrでＷ膜を処理室内で堆積
させた。 【００２０】図６(ａ)，(ｂ）のように、ｄが０〜１５
０〔mm〕において、抵抗率が４.０μΩ／cmとバルクの
抵抗率と同様の低抵抗膜が効率良く形成された。ＷＦ6
活性種寿命における平均自由行程は、この圧力で前記の
ＳｉＨ4 と同程度であり、脱活性寿命範囲の膜特性が優
れていることが判った。 【００２１】（実施例５）上記装置にて、第１導入ガス
として水素と窒素の混合ガスを、第２導入ガスとして三
塩化アルミニウム(ＡｌＣｌ3）を窒素キャリアで供給
し、処理室内で窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を堆積させ
た。堆積速度及び堆積膜の破壊電圧を測定したところ、
図７（ａ)，(ｂ）のように、ｄが０〜１５０〔mm〕にお
いて破壊電圧が５〔ＭＶ／cm〕以上となる良好な絶縁材
が効率良く得られた。このときの界面準位密度は１０10
〔cm-2〕と良好であった。 【００２２】（実施例６）上記装置にて、第１導入ガス
として６フッ化イオウ（ＳＦ6 ）を同入試，圧力１〔ｍ
Torr〕にて多結晶シリコン及び酸化ケイ素をエッチング
した。多結晶シリコンエッチング速度及び酸化ケイ素に
対するエッチング選択比(ＳＩ／ＳｉＯ2）は、図８
（ａ)，(ｂ）のようになった。ｄが０〜１５０〔mm〕に
おいて、多結晶シリコンは高選択的に、効率良くエッチ
ングされる。 【００２３】このようにこれらの実施例によれば、マイ
クロ波プラズマ処理効率及び堆積膜の特性は、ＥＣＲ点
と被処理基板間距離ｄ、すなわち、プラズマ活性種の寿
命及び不活性種との衝突などの相互作用による電子エネ
ルギの活性度の失活度、あるいは、振動，回転，並進エ
ネルギの低下度に大きく依存しており、その結果ｄが０
〜１５０〔mm〕内にすると堆積速度，膜質が良好となる
効果がある。さらに、プラズマ活性種の寿命及び失活度
の分布があるため堆積速度あるいは膜質の均一性を考慮
すると、ｄが０〜７０〔mm〕内で、これらも良好となる
効果がある。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、ＥＣＲ点と被処理材と
の距離を１５０mm以下にしたので、マイクロ波プラズマ
処理において、膜堆積速度が向上し、その結果、スルー
プットが向上する効果がある。また、成膜においては低
温の被処理基板上にも高温処理と同等の結晶性，緻密性
の膜質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置の断面
図。 【図２】プラズマ生成室及び処理室の磁束密度分布の例
を示す図。 【図３】本発明による実験データを示す図。 【図４】本発明による実験データを示す図。 【図５】本発明による実験データを示す図。 【図６】本発明による実験データを示す図。 【図７】本発明による実験データを示す図。 【図８】本発明による実験データを示す図。 【符号の説明】 １…被処理基板、２…処理室、３…基板支持台、４…プ
ラズマ生成室、５，１１…反応ガス供給ノズル、６…マ
イクロ波、８…マイクロ波導入窓、９，１３…プラズマ
生成用静磁場発生コイル。
図。 【図２】プラズマ生成室及び処理室の磁束密度分布の例
を示す図。 【図３】本発明による実験データを示す図。 【図４】本発明による実験データを示す図。 【図５】本発明による実験データを示す図。 【図６】本発明による実験データを示す図。 【図７】本発明による実験データを示す図。 【図８】本発明による実験データを示す図。 【符号の説明】 １…被処理基板、２…処理室、３…基板支持台、４…プ
ラズマ生成室、５，１１…反応ガス供給ノズル、６…マ
イクロ波、８…マイクロ波導入窓、９，１３…プラズマ
生成用静磁場発生コイル。
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(72)発明者 門馬 直弘
茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社
日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 高橋 茂
茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社
日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 鈴木 登
茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(72)発明者 園部 正
茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(72)発明者 千葉 淳
茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(72)発明者 鈴木 和夫
茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式
会社 日立エンジニアリングサービス内
(56)参考文献 特開 昭56−155535（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．真空容器内にガスを導入し、 真空容器内において、磁束密度が、マイクロ波導入窓と
被処理基板の間でマイクロ波導入窓から被処理基板に向
かって、電子サイクロトロン共鳴を起こす大きさよりも
大きな磁束密度から単調減少し、かつ磁束密度が、マイ
クロ波導入窓と被処理基板との間における１か所のみに
おいて電子サイクロトロン共鳴点を生成する大きさを有
する磁場を発生させて、電子サイクロトロン共鳴により
ガスを活性化し、 被処理基板を電子サイクロトロン共鳴点から１５０mm以
内に設置して活性化されたガスにより被処理基板のエッ
チングあるいは膜形成を行う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 |
|---|---|---|---|
| JP6158354A JP2703184B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | プラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158354A JP2703184B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | プラズマ処理方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62050090A Division JPS63217620A (ja) | 1987-01-19 | 1987-03-06 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166361A JPH07166361A (ja) | 1995-06-27 |
| JP2703184B2 true JP2703184B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15669833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158354A Expired - Fee Related JP2703184B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703184B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56155535A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Film forming device utilizing plasma |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP6158354A patent/JP2703184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07166361A (ja) | 1995-06-27 |
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