JP2714547B2 - マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法Info
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- JP2714547B2 JP2714547B2 JP7324567A JP32456795A JP2714547B2 JP 2714547 B2 JP2714547 B2 JP 2714547B2 JP 7324567 A JP7324567 A JP 7324567A JP 32456795 A JP32456795 A JP 32456795A JP 2714547 B2 JP2714547 B2 JP 2714547B2
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- Japan
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- magnetic field
- microwave
- sample
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- vacuum vessel
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- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波を用いて
生成したプラズマにより試料を処理する、マイクロ波プ
ラズマ処理装置および処理方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の装置は、特公昭５３−３４４６１
号に記載のように磁界発生手段による磁界の端部等に試
料が配置されており、図２に示すように、破線で示す磁
力線が試料の中央部と周辺部で入射角度が異なってい
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、被加
工物である試料を発散磁界中に配置し、試料表面に入射
する磁力線の入射角度や磁力線密度の粗密については考
慮がなされておらず、次の問題があった。 【０００４】プラズマ中のイオンは磁力線に巻きつくよ
うに螺旋運動し、試料に作用する電位が磁場に対して小
さい場合に、磁力線によって強制された角度で試料に入
射する。このことは、磁界が発散磁界を形成する場合、
ウェハ中心部と周辺部ではイオンの入射角度が異なるこ
とになり、加工特性に違いが生ずることになる。 【０００５】本発明の目的は、イオンが主体となって反
応が生じるプラズマ処理において、加工特性の均質化を
図ることのできるマイクロ波プラズマ処理装置および処
理方法を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、真空容
器と、該真空容器内設けられ試料を保持する試料載置面
を有する試料台と、該真空容器内を減圧排気する排気手
段と、前記真空容器内に処理ガスを供給する処理ガス供
給手段と、マイクロ波発生手段と、該マイクロ波発生手
段で発生したマイクロ波を前記真空容器内に導入するマ
イクロ波導入手段とを備えたマイクロ波プラズマ処理装
置において、前記マイクロ波の導入方向に沿って前記真
空容器の外側に配置された空心コイルと前記試料載置面
の近傍に配置された非透磁材料からなり絞り効果を生ず
る磁界発生手段とを含み、磁力線の方向が前記マイクロ
波導入手段から前記試料載置面までの間該試料載置面に
対して垂直な垂直磁界を、該試料載置面の全面にわたっ
て形成する垂直磁界形成手段と、前記マイクロ波による
電界と前記垂直磁界との相乗作用により前記真空容器内
の処理ガスをプラズマ化してイオンを生成し、該イオン
を前記垂直磁界に沿った方向に揃えて移動させ、前記試
料載置面の全面にわたって入射させるプラズマ発生手
段、とを備えたことにある。 【０００７】本発明の他の特徴は、マイクロ波発生手段
で発生したマイクロ波をマイクロ波導入手段を経て真空
容器に導入し、該マイクロ波による電界と磁界形成手段
により形成される磁界との相乗作用により前記真空容器
内の処理ガスをプラズマ化し、該プラズマにより前記真
空容器内の試料台に設けられた試料載置面上の試料を処
理する方法において、前記磁界形成手段は、前記マイク
ロ波の導入方向に沿って前記真空容器の外側に配置され
た空心コイルと前記試料載置面の近傍に配置された非透
磁材料からなり絞り効果を生ずる磁界発生手段とを含
み、該空心コイルと該磁界発生手段により、磁力線の方
向が前記マイクロ波導入手段から前記試料載置面までの
間該試料載置面に対して垂直な垂直磁界を、該試料載置
面の全面にわたって形成し、前記マイクロ波による電界
と前記垂直磁界との相乗作用により前記真空容器内の処
理ガスをプラズマ化してイオンを生成し、該イオンを、
前記垂直磁界に沿った方向に揃えて移動させ、前記試料
載置面の全面にわたって入射させ、該イオンにより前記
試料の被処理面を処理することにある。 【０００８】本発明によれば、マイクロ波による電界に
空心コイルにより、垂直方向の磁界を作用させて高密度
なガスプラズマを発生させ、試料近傍に設置された磁界
発生手段により、磁力線の向きが試料上で略平行になる
ように制御する。これにより、磁力線の方向がマイクロ
波導入手段から前記試料載置面までの間該試料載置面に
対して垂直な垂直磁界を、該試料載置面の全面にわたっ
て形成することが出来る。 磁力線を試料に対して略垂
直でかつ平行な状態にすることにより、プラズマ中で解
離されたイオンは磁力線に沿って試料に入射する。試料
を磁界の略均一部に配置することにより、磁力線が試料
に対して略垂直となり、この略垂直な磁力線に沿ってイ
オンが試料に入射するので、均一な加工が可能となる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。試料１は試料台２の上の試料載置面に載
置され、試料台２は真空室（真空容器）３に設置され
る。真空室３の上部には、マイクロ波を透過する絶縁物
で成形されたベルジャー４が取り付けられる。ベルジャ
ー４の外周には、円形導波管５が設けられ、その外側に
磁場を発生する磁界発生手段である空芯コイル６が配置
される。７は図示しないマイクロ波発生源からのマイク
ロ波を導入するマイクロ波導入手段としてのマイクロ波
導入口である。８は図示しない処理ガス供給源に接続さ
れ真空室３内に処理ガスを供給するガス供給口である。
９は真空室３内を所定圧に減圧排気するための図示しな
い排気装置につながる真空排気口である。 【００１０】上記構成の装置により、磁界発生手段であ
る空芯コイル６の内径寸法が試料の直径に比べて充分な
大きさを備えている場合は、空芯コイル６により発生す
る磁力線の平行な場所に試料を配置することによって、
マイクロ波による電界と空芯コイル６による磁界との相
乗作用によって発生した真空室３内の処理ガスのプラズ
マの中のイオンが、試料に対してほぼ垂直でかつ平行な
磁界、すなわち、磁束密度が略均一な磁界に巻きつくよ
うに螺旋運動して、試料に導かれ、試料と反応して処理
が行なわれる。 【００１１】以上、本一実施例によれば、空芯コイル６
によって発生した磁界中で磁力線の方向が揃った場所
に、試料１を配置することにより、マイクロ波による電
界と空芯コイル６による磁界との相乗作用で発生するガ
スプラズマ中のイオンを試料１に垂直に導くので、イオ
ンによる均一な加工ができる効果がある。 【００１２】なお、本一実施例では、空芯コイル６の内
径寸法が大きい場合について述べたが、空芯コイル６の
内径が試料１の直径に近いかまたは前記一実施例の空芯
コイル６より小さい場合は、試料近傍に別の磁界発生手
段を配置し、磁力線の向きが試料１上で略平行になるよ
うに制御するか、非透磁材料による絞り効果を利用して
磁力線の向きを試料上で略平行にすることにより、同様
な効果を得ることができる。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波による電界
と磁界発生手段による磁界との相乗作用によってプラズ
マを発生し、試料をプラズマ処理する装置において、試
料を磁界の略均一部に配置することにより、磁束密度が
ほぼ均一な部分の略垂直な磁界に導かれて、プラズマ中
のイオンが試料に入射して試料と反応するので、加工特
性の均質化を図ることができるという効果がある。
生成したプラズマにより試料を処理する、マイクロ波プ
ラズマ処理装置および処理方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の装置は、特公昭５３−３４４６１
号に記載のように磁界発生手段による磁界の端部等に試
料が配置されており、図２に示すように、破線で示す磁
力線が試料の中央部と周辺部で入射角度が異なってい
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、被加
工物である試料を発散磁界中に配置し、試料表面に入射
する磁力線の入射角度や磁力線密度の粗密については考
慮がなされておらず、次の問題があった。 【０００４】プラズマ中のイオンは磁力線に巻きつくよ
うに螺旋運動し、試料に作用する電位が磁場に対して小
さい場合に、磁力線によって強制された角度で試料に入
射する。このことは、磁界が発散磁界を形成する場合、
ウェハ中心部と周辺部ではイオンの入射角度が異なるこ
とになり、加工特性に違いが生ずることになる。 【０００５】本発明の目的は、イオンが主体となって反
応が生じるプラズマ処理において、加工特性の均質化を
図ることのできるマイクロ波プラズマ処理装置および処
理方法を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、真空容
器と、該真空容器内設けられ試料を保持する試料載置面
を有する試料台と、該真空容器内を減圧排気する排気手
段と、前記真空容器内に処理ガスを供給する処理ガス供
給手段と、マイクロ波発生手段と、該マイクロ波発生手
段で発生したマイクロ波を前記真空容器内に導入するマ
イクロ波導入手段とを備えたマイクロ波プラズマ処理装
置において、前記マイクロ波の導入方向に沿って前記真
空容器の外側に配置された空心コイルと前記試料載置面
の近傍に配置された非透磁材料からなり絞り効果を生ず
る磁界発生手段とを含み、磁力線の方向が前記マイクロ
波導入手段から前記試料載置面までの間該試料載置面に
対して垂直な垂直磁界を、該試料載置面の全面にわたっ
て形成する垂直磁界形成手段と、前記マイクロ波による
電界と前記垂直磁界との相乗作用により前記真空容器内
の処理ガスをプラズマ化してイオンを生成し、該イオン
を前記垂直磁界に沿った方向に揃えて移動させ、前記試
料載置面の全面にわたって入射させるプラズマ発生手
段、とを備えたことにある。 【０００７】本発明の他の特徴は、マイクロ波発生手段
で発生したマイクロ波をマイクロ波導入手段を経て真空
容器に導入し、該マイクロ波による電界と磁界形成手段
により形成される磁界との相乗作用により前記真空容器
内の処理ガスをプラズマ化し、該プラズマにより前記真
空容器内の試料台に設けられた試料載置面上の試料を処
理する方法において、前記磁界形成手段は、前記マイク
ロ波の導入方向に沿って前記真空容器の外側に配置され
た空心コイルと前記試料載置面の近傍に配置された非透
磁材料からなり絞り効果を生ずる磁界発生手段とを含
み、該空心コイルと該磁界発生手段により、磁力線の方
向が前記マイクロ波導入手段から前記試料載置面までの
間該試料載置面に対して垂直な垂直磁界を、該試料載置
面の全面にわたって形成し、前記マイクロ波による電界
と前記垂直磁界との相乗作用により前記真空容器内の処
理ガスをプラズマ化してイオンを生成し、該イオンを、
前記垂直磁界に沿った方向に揃えて移動させ、前記試料
載置面の全面にわたって入射させ、該イオンにより前記
試料の被処理面を処理することにある。 【０００８】本発明によれば、マイクロ波による電界に
空心コイルにより、垂直方向の磁界を作用させて高密度
なガスプラズマを発生させ、試料近傍に設置された磁界
発生手段により、磁力線の向きが試料上で略平行になる
ように制御する。これにより、磁力線の方向がマイクロ
波導入手段から前記試料載置面までの間該試料載置面に
対して垂直な垂直磁界を、該試料載置面の全面にわたっ
て形成することが出来る。 磁力線を試料に対して略垂
直でかつ平行な状態にすることにより、プラズマ中で解
離されたイオンは磁力線に沿って試料に入射する。試料
を磁界の略均一部に配置することにより、磁力線が試料
に対して略垂直となり、この略垂直な磁力線に沿ってイ
オンが試料に入射するので、均一な加工が可能となる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。試料１は試料台２の上の試料載置面に載
置され、試料台２は真空室（真空容器）３に設置され
る。真空室３の上部には、マイクロ波を透過する絶縁物
で成形されたベルジャー４が取り付けられる。ベルジャ
ー４の外周には、円形導波管５が設けられ、その外側に
磁場を発生する磁界発生手段である空芯コイル６が配置
される。７は図示しないマイクロ波発生源からのマイク
ロ波を導入するマイクロ波導入手段としてのマイクロ波
導入口である。８は図示しない処理ガス供給源に接続さ
れ真空室３内に処理ガスを供給するガス供給口である。
９は真空室３内を所定圧に減圧排気するための図示しな
い排気装置につながる真空排気口である。 【００１０】上記構成の装置により、磁界発生手段であ
る空芯コイル６の内径寸法が試料の直径に比べて充分な
大きさを備えている場合は、空芯コイル６により発生す
る磁力線の平行な場所に試料を配置することによって、
マイクロ波による電界と空芯コイル６による磁界との相
乗作用によって発生した真空室３内の処理ガスのプラズ
マの中のイオンが、試料に対してほぼ垂直でかつ平行な
磁界、すなわち、磁束密度が略均一な磁界に巻きつくよ
うに螺旋運動して、試料に導かれ、試料と反応して処理
が行なわれる。 【００１１】以上、本一実施例によれば、空芯コイル６
によって発生した磁界中で磁力線の方向が揃った場所
に、試料１を配置することにより、マイクロ波による電
界と空芯コイル６による磁界との相乗作用で発生するガ
スプラズマ中のイオンを試料１に垂直に導くので、イオ
ンによる均一な加工ができる効果がある。 【００１２】なお、本一実施例では、空芯コイル６の内
径寸法が大きい場合について述べたが、空芯コイル６の
内径が試料１の直径に近いかまたは前記一実施例の空芯
コイル６より小さい場合は、試料近傍に別の磁界発生手
段を配置し、磁力線の向きが試料１上で略平行になるよ
うに制御するか、非透磁材料による絞り効果を利用して
磁力線の向きを試料上で略平行にすることにより、同様
な効果を得ることができる。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波による電界
と磁界発生手段による磁界との相乗作用によってプラズ
マを発生し、試料をプラズマ処理する装置において、試
料を磁界の略均一部に配置することにより、磁束密度が
ほぼ均一な部分の略垂直な磁界に導かれて、プラズマ中
のイオンが試料に入射して試料と反応するので、加工特
性の均質化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すマイクロ波プラズマ処
理装置の縦断面図である。 【図２】従来のマイクロ波プラズマ処理装置を示す縦断
面図である。 【符号の説明】 １…試料、２…試料台、３…真空室、４…ベルジャー、
５…円形導波管、６…空芯コイル、７…マイクロ波導入
口、８…ガス供給口、９…真空排気口
理装置の縦断面図である。 【図２】従来のマイクロ波プラズマ処理装置を示す縦断
面図である。 【符号の説明】 １…試料、２…試料台、３…真空室、４…ベルジャー、
５…円形導波管、６…空芯コイル、７…マイクロ波導入
口、８…ガス供給口、９…真空排気口
─────────────────────────────────────────────────────
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
// Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ
Ｄ
Ｇ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．真空容器と、該真空容器内設けられ試料を保持する
試料載置面を有する試料台と、該真空容器内を減圧排気
する排気手段と、前記真空容器内に処理ガスを供給する
処理ガス供給手段と、マイクロ波発生手段と、該マイク
ロ波発生手段で発生したマイクロ波を前記真空容器内に
導入するマイクロ波導入手段とを備えたマイクロ波プラ
ズマ処理装置において、 前記マイクロ波の導入方向に沿って前記真空容器の外側
に配置された空心コイルと前記試料載置面の近傍に配置
された非透磁材料からなり絞り効果を生ずる磁界発生手
段とを含み、磁力線の方向が前記マイクロ波導入手段か
ら前記試料載置面までの間該試料載置面に対して垂直な
垂直磁界を、該試料載置面の全面にわたって形成する垂
直磁界形成手段と、 前記マイクロ波による電界と前記垂直磁界との相乗作用
により前記真空容器内の処理ガスをプラズマ化してイオ
ンを生成し、該イオンを前記垂直磁界に沿った方向に揃
えて移動させ、前記試料載置面の全面にわたって入射さ
せるプラズマ発生手段、 とを備えたことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装
置。 ２．マイクロ波発生手段で発生したマイクロ波をマイク
ロ波導入手段を経て真空容器に導入し、該マイクロ波に
よる電界と磁界形成手段により形成される磁界との相乗
作用により前記真空容器内の処理ガスをプラズマ化し、
該プラズマにより前記真空容器内の試料台に設けられた
試料載置面上の試料を処理する方法において、 前記磁
界形成手段は、前記マイクロ波の導入方向に沿って前記
真空容器の外側に配置された空心コイルと前記試料載置
面の近傍に配置された非透磁材料からなり絞り効果を生
ずる磁界発生手段とを含み、該空心コイルと該磁界発生
手段により、磁力線の方向が前記マイクロ波導入手段か
ら前記試料載置面までの間該試料載置面に対して垂直な
垂直磁界を、該試料載置面の全面にわたって形成し、 前記マイクロ波による電界と前記垂直磁界との相乗作用
により前記真空容器内の処理ガスをプラズマ化してイオ
ンを生成し、 該イオンを、前記垂直磁界に沿った方向に揃えて移動さ
せ、前記試料載置面の全面にわたって入射させ、該イオ
ンにより前記試料の被処理面を処理することを特徴とす
るマイクロ波プラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7324567A JP2714547B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7324567A JP2714547B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294836A Division JP2511433B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236510A JPH08236510A (ja) | 1996-09-13 |
| JP2714547B2 true JP2714547B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=18167259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7324567A Expired - Lifetime JP2714547B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714547B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59202635A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Hitachi Ltd | エッチング装置 |
| 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 |
| JPS60154620A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-14 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ処理方法及び装置 |
| JPS61267324A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | Fuji Electric Co Ltd | 乾式薄膜加工装置 |
| JPS63148638A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-12-13 JP JP7324567A patent/JP2714547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08236510A (ja) | 1996-09-13 |
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