JP2857090B2 - マイクロ波励起プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波励起プラズマ処理装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
等におけるエッチングやアッシングに用いられるマイク
ロ波励起プラズマ処理装置に関する。
等におけるエッチングやアッシングに用いられるマイク
ロ波励起プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置
としては、特開昭６１−１３１４５４号公報に記載され
た構造のものが知られている。このプラズマ処理装置
は、上部にプラズマ生成室、およびこのプラズマ生成室
の下方に形成され、被処理部材が配置される処理室を有
する真空チャンバと、前記チャンバの上壁部の開口に配
置された誘電体窓と、前記誘電体窓を含む前記チャンバ
の上壁部に配置され、マイクロ波の電界方向に垂直な面
（Ｈ面）が前記誘電体窓に対向し、マイクロ波の電界方
向と平行な面（Ｅ面）が前記Ｈ面に対して垂直方向に伸
び、かつマイクロ波導入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ
面に対して垂直に設けられたマイクロ波を反射する反射
面を有する矩形状の導波管とを備え、前記誘電体窓に対
向する前記導波管のＨ面部分にマイクロ波を前記誘電体
窓を通して前記プラズマ生成室に導入するための開口部
を設けた構造を有する。
としては、特開昭６１−１３１４５４号公報に記載され
た構造のものが知られている。このプラズマ処理装置
は、上部にプラズマ生成室、およびこのプラズマ生成室
の下方に形成され、被処理部材が配置される処理室を有
する真空チャンバと、前記チャンバの上壁部の開口に配
置された誘電体窓と、前記誘電体窓を含む前記チャンバ
の上壁部に配置され、マイクロ波の電界方向に垂直な面
（Ｈ面）が前記誘電体窓に対向し、マイクロ波の電界方
向と平行な面（Ｅ面）が前記Ｈ面に対して垂直方向に伸
び、かつマイクロ波導入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ
面に対して垂直に設けられたマイクロ波を反射する反射
面を有する矩形状の導波管とを備え、前記誘電体窓に対
向する前記導波管のＨ面部分にマイクロ波を前記誘電体
窓を通して前記プラズマ生成室に導入するための開口部
を設けた構造を有する。
【０００３】上述したマイクロ波励起プラズマ処理装置
において、マイクロ波を前記プラズマ生成室に導入する
場合、マイクロ波の電界強度はプラズマ生成室上部の導
波管内を電源から伝搬する入射波と、導波管の反射面
（短絡面）で反射された反射波との合成波によって決定
される。前記入射波は、前記誘電体窓を通して前記プラ
ズマ生成室に導入され、前記生成室で発生されたプラズ
マに吸収され、減衰しながら伝搬する。前記導波管の短
絡面まで伝搬したマイクロ波は、短絡面で反射され、入
射波と同様にプラズマに吸収され、減衰しながら伝搬す
る。この時、合成波の電界分布は導波管の短絡面側で強
く、導波管の入口側で弱くなる。このため、プラズマ生
成室内の電界分布に偏りが生じてプラズマが不均一化さ
れる。その結果、前記プラズマ処理装置によるエッチン
グやアッシングが不均一になる。
において、マイクロ波を前記プラズマ生成室に導入する
場合、マイクロ波の電界強度はプラズマ生成室上部の導
波管内を電源から伝搬する入射波と、導波管の反射面
（短絡面）で反射された反射波との合成波によって決定
される。前記入射波は、前記誘電体窓を通して前記プラ
ズマ生成室に導入され、前記生成室で発生されたプラズ
マに吸収され、減衰しながら伝搬する。前記導波管の短
絡面まで伝搬したマイクロ波は、短絡面で反射され、入
射波と同様にプラズマに吸収され、減衰しながら伝搬す
る。この時、合成波の電界分布は導波管の短絡面側で強
く、導波管の入口側で弱くなる。このため、プラズマ生
成室内の電界分布に偏りが生じてプラズマが不均一化さ
れる。その結果、前記プラズマ処理装置によるエッチン
グやアッシングが不均一になる。
【０００４】一方、導波管内を伝搬するマイクロ波の電
界分布はＥ面節とする正弦波状に分布し、マイクロ波の
モードがＴＥ０１モードである場合、導波管中心で電界
が最も大きく、Ｅ面近傍で小さくなる。前述した従来の
マイクロ波励起プラズマ処理装置では、導波管内を伝搬
するマイクロ波の最も大きい電界を真空封止用誘電体窓
を通過させて直接プラズマ（負荷）と結合させるので、
マイクロ波の電界強度が大きい部分（導波管中心）で主
にマイクロ波はプラズマに吸収される。したがって、プ
ラズマは電界強度の大きい部分（導波管中心）で密度が
高く、電界強度の小さい部分（導波管のＥ面側）に近付
くほど密度が低くなるという分布を示す。前記プラズマ
の中心密度がマイクロ波を遮断する密度になると、マイ
クロ波はプラズマ生成室に透過されなくなる。この時、
プラズマの状態によってはマイクロ波が吸収されず、反
射波が大きくなり、１分間放電での平均反射率で約５０
％を越えることがある。したがって、前記プラズマ生成
室に導入されたガスを電離させる効率が低下してエッチ
ング速度やアッシング速度が遅くなる。
界分布はＥ面節とする正弦波状に分布し、マイクロ波の
モードがＴＥ０１モードである場合、導波管中心で電界
が最も大きく、Ｅ面近傍で小さくなる。前述した従来の
マイクロ波励起プラズマ処理装置では、導波管内を伝搬
するマイクロ波の最も大きい電界を真空封止用誘電体窓
を通過させて直接プラズマ（負荷）と結合させるので、
マイクロ波の電界強度が大きい部分（導波管中心）で主
にマイクロ波はプラズマに吸収される。したがって、プ
ラズマは電界強度の大きい部分（導波管中心）で密度が
高く、電界強度の小さい部分（導波管のＥ面側）に近付
くほど密度が低くなるという分布を示す。前記プラズマ
の中心密度がマイクロ波を遮断する密度になると、マイ
クロ波はプラズマ生成室に透過されなくなる。この時、
プラズマの状態によってはマイクロ波が吸収されず、反
射波が大きくなり、１分間放電での平均反射率で約５０
％を越えることがある。したがって、前記プラズマ生成
室に導入されたガスを電離させる効率が低下してエッチ
ング速度やアッシング速度が遅くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マイクロ波
出力および圧力共に広い範囲で安定したプラズマをプラ
ズマ生成室内に発生でき、かつ均一なプラズマを前記プ
ラズマ生成室内に発生することが可能なマイクロ波励起
プラズマ処理装置を提供しようとするものである。
出力および圧力共に広い範囲で安定したプラズマをプラ
ズマ生成室内に発生でき、かつ均一なプラズマを前記プ
ラズマ生成室内に発生することが可能なマイクロ波励起
プラズマ処理装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるマイクロ
波励起プラズマ処理装置は、上部にプラズマ生成室、お
よびこのプラズマ生成室の下方に形成され、被処理部材
が配置される処理室を有する真空チャンバと、前記プラ
ズマ生成室内に処理ガスを供給するためのガス供給管
と、前記チャンバの上壁部の開口に配置された誘電体窓
と、前記誘電体窓を含む前記チャンバの上壁部に配置さ
れ、マイクロ波の電界方向に垂直な面（Ｈ面）が前記誘
電体窓に対向し、マイクロ波の電界方向に平行な面（Ｅ
面）が前記Ｈ面に対して垂直方向に伸び、かつマイクロ
波導入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ面に対して垂直に
設けられたマイクロ波を反射する反射面を有する矩形状
の導波管と、を具備し、前記導波管は、前記Ｅ面近傍の
前記Ｈ面に２つのスリットが前記Ｅ面に沿って平行もし
くはほぼ平行それぞれ開口され、かつ前記スリットは前
記反射面側ほど狭い幅を有することを特徴とするもので
ある。
波励起プラズマ処理装置は、上部にプラズマ生成室、お
よびこのプラズマ生成室の下方に形成され、被処理部材
が配置される処理室を有する真空チャンバと、前記プラ
ズマ生成室内に処理ガスを供給するためのガス供給管
と、前記チャンバの上壁部の開口に配置された誘電体窓
と、前記誘電体窓を含む前記チャンバの上壁部に配置さ
れ、マイクロ波の電界方向に垂直な面（Ｈ面）が前記誘
電体窓に対向し、マイクロ波の電界方向に平行な面（Ｅ
面）が前記Ｈ面に対して垂直方向に伸び、かつマイクロ
波導入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ面に対して垂直に
設けられたマイクロ波を反射する反射面を有する矩形状
の導波管と、を具備し、前記導波管は、前記Ｅ面近傍の
前記Ｈ面に２つのスリットが前記Ｅ面に沿って平行もし
くはほぼ平行それぞれ開口され、かつ前記スリットは前
記反射面側ほど狭い幅を有することを特徴とするもので
ある。
【０００７】本発明に係わるマイクロ波励起プラズマ処
理装置において、前記導波管に形成されるスリットは次
のような形状を有することが好ましい。
理装置において、前記導波管に形成されるスリットは次
のような形状を有することが好ましい。
【０００８】（１）前記スリットは、その幅が前記反射
面に向かって狭くなるように階段状に変化した形状を有
する。
面に向かって狭くなるように階段状に変化した形状を有
する。
【０００９】（２）前記スリットは、その幅が前記反射
面に向かって狭くなるようにテーパ状に変化した形状を
有する。
面に向かって狭くなるようにテーパ状に変化した形状を
有する。
【００１０】また、前記スリットの長さ（ｌ）は導波管
内のマイクロ波波長（λｇ）のｎ／２（ｎは整数）から
λｇ×（ｎ／２）＋λｇ／８である。前記スリットの長
さ（ｌ）がλｇ×（ｎ／２）の場合、マイクロ波のの放
射は共鳴的に大きくなり、λｇ×［（ｎ＋１）／２］＞
ｌ＞λｇ×（ｎ／２）＋λｇ／８の場合は放射電力が減
少するため、放電が条件（ガス圧力、ガス種）によって
安定せず、エッチング、アッシング等の効率が低下する
恐れがある。
内のマイクロ波波長（λｇ）のｎ／２（ｎは整数）から
λｇ×（ｎ／２）＋λｇ／８である。前記スリットの長
さ（ｌ）がλｇ×（ｎ／２）の場合、マイクロ波のの放
射は共鳴的に大きくなり、λｇ×［（ｎ＋１）／２］＞
ｌ＞λｇ×（ｎ／２）＋λｇ／８の場合は放射電力が減
少するため、放電が条件（ガス圧力、ガス種）によって
安定せず、エッチング、アッシング等の効率が低下する
恐れがある。
【００１１】本発明によれば、導波管のＨ面に開口され
た２つのスリットを反射面側ほど狭い幅にすることによ
って、前記導波管の反射面（短絡面）で反射される反射
波と入射波との合成波を均一にしてマイクロ波の放射電
力を均一にすることができるため、前記導波管の下部に
形成された真空チャンバのプラズマ生成室内で均一なプ
ラズマを発生させることができる。また、前記２つのス
リットを前記導波管の前記Ｅ面近傍のＨ面に前記Ｅ面に
沿ってそれぞれ開口する、つまり電界強度がほぼ零にな
る前記Ｅ面近傍のＨ面にそれぞれ開口することによっ
て、前記導波管に入射されたマイクロ波が電界と結合す
るのを回避できるため、前記スリットから放射されたマ
イクロ波が前記チャンバの上壁部の開口に配置された誘
電体窓を完全に透過せずに、誘電体線路（例えばコプラ
ーナ線路、スロット線路等）として伝搬させることがで
きる。その結果、前記スリットから放射されたマイクロ
波において、前記プラズマ生成室内のプラズマでの反射
があっても前記誘電体窓を伝搬するためプラズマへの吸
収を効率よく行うことができ、広い圧力範囲に亘って安
定したプラズマを発生することができる。したがって、
前記プラズマ生成室下部の処理室に配置された被処理部
材のエッチングやアッシングを良好に行うことができ
る。
た２つのスリットを反射面側ほど狭い幅にすることによ
って、前記導波管の反射面（短絡面）で反射される反射
波と入射波との合成波を均一にしてマイクロ波の放射電
力を均一にすることができるため、前記導波管の下部に
形成された真空チャンバのプラズマ生成室内で均一なプ
ラズマを発生させることができる。また、前記２つのス
リットを前記導波管の前記Ｅ面近傍のＨ面に前記Ｅ面に
沿ってそれぞれ開口する、つまり電界強度がほぼ零にな
る前記Ｅ面近傍のＨ面にそれぞれ開口することによっ
て、前記導波管に入射されたマイクロ波が電界と結合す
るのを回避できるため、前記スリットから放射されたマ
イクロ波が前記チャンバの上壁部の開口に配置された誘
電体窓を完全に透過せずに、誘電体線路（例えばコプラ
ーナ線路、スロット線路等）として伝搬させることがで
きる。その結果、前記スリットから放射されたマイクロ
波において、前記プラズマ生成室内のプラズマでの反射
があっても前記誘電体窓を伝搬するためプラズマへの吸
収を効率よく行うことができ、広い圧力範囲に亘って安
定したプラズマを発生することができる。したがって、
前記プラズマ生成室下部の処理室に配置された被処理部
材のエッチングやアッシングを良好に行うことができ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１は、本実施例のウェハ上のレジストの
アッシングに適用されるダウンフロー型のマイクロ波励
起プラズマ処理装置を示す概略図である。真空チャンバ
１内は、水平方向に配置したメッシュ状パンチドメタル
からなる拡散板２によりプラズマ生成室３と処理室４と
に上下に区画されている。ガス供給管５は、前記チャン
バ１上部の前記プラズマ生成室３の側壁に形成されてい
る。回転軸６が下面に取り付けられたウェハホルダ７
は、前記処理室４内に回転自在に配置されている。排気
管８は、前記処理室４が形成された前記チャンバ１底部
に取り付けられ、かつ前記排気管８の他端には真空ポン
プのような排気系（図示せず）が連結されている。
アッシングに適用されるダウンフロー型のマイクロ波励
起プラズマ処理装置を示す概略図である。真空チャンバ
１内は、水平方向に配置したメッシュ状パンチドメタル
からなる拡散板２によりプラズマ生成室３と処理室４と
に上下に区画されている。ガス供給管５は、前記チャン
バ１上部の前記プラズマ生成室３の側壁に形成されてい
る。回転軸６が下面に取り付けられたウェハホルダ７
は、前記処理室４内に回転自在に配置されている。排気
管８は、前記処理室４が形成された前記チャンバ１底部
に取り付けられ、かつ前記排気管８の他端には真空ポン
プのような排気系（図示せず）が連結されている。
【００１４】石英ガラスからなる誘電体窓９は、前記チ
ャンバ１の上壁部に形成された開口部１０に取り付けら
れている。マイクロ波が導入される矩形状の導波管１１
は、前記誘電体窓９を含む前記チャンバ１の上壁部に配
置されている。前記導波管１１は、図２および図３に示
すように前記誘電体窓９に対向し、マイクロ波の電界方
向に垂直な面（Ｈ面）と、前記Ｈ面に対して垂直方向に
伸びるマイクロ波の電界方向に平行な面（Ｅ面）と、マ
イクロ波導入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ面に対して
垂直に設けられたマイクロ波を反射する反射面（短絡
面；Ｒ面）とを有する。２つのスリット１２1 、１２2
は、前記Ｅ面近傍の前記Ｈ面に前記Ｅ面に沿ってそれぞ
れ開口されている。前記スリット１２1 、１２2 は、そ
の幅が前記反射面（Ｒ面）に向かって狭くなるように階
段状に変化した形状を有する。
ャンバ１の上壁部に形成された開口部１０に取り付けら
れている。マイクロ波が導入される矩形状の導波管１１
は、前記誘電体窓９を含む前記チャンバ１の上壁部に配
置されている。前記導波管１１は、図２および図３に示
すように前記誘電体窓９に対向し、マイクロ波の電界方
向に垂直な面（Ｈ面）と、前記Ｈ面に対して垂直方向に
伸びるマイクロ波の電界方向に平行な面（Ｅ面）と、マ
イクロ波導入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ面に対して
垂直に設けられたマイクロ波を反射する反射面（短絡
面；Ｒ面）とを有する。２つのスリット１２1 、１２2
は、前記Ｅ面近傍の前記Ｈ面に前記Ｅ面に沿ってそれぞ
れ開口されている。前記スリット１２1 、１２2 は、そ
の幅が前記反射面（Ｒ面）に向かって狭くなるように階
段状に変化した形状を有する。
【００１５】次に、前述したマイクロ波励起プラズマ処
理装置によりレジストパターンが表面に形成されたウェ
ハをアッシングする方法を説明する。
理装置によりレジストパターンが表面に形成されたウェ
ハをアッシングする方法を説明する。
【００１６】まず、真空チャンバ１の処理室４内のホル
ダ７上にレジストパターンが表面に形成されたウェハ１
３を設置する。図示しない真空ポンプを作動して前記チ
ャンバ１内のガスを排気管８を通して排気する。同時
に、処理ガス例えば酸素ガスをガス供給管５を通して前
記チャンバ１上部のプラズマ生成室３に供給する。前記
チャンバ１内が所定の圧力になった時点でマイクロ波を
導波管１１内に導入することによって、前記チャンバ１
のプラズマ生成室３にプラズマが発生する。発生したプ
ラズマは、拡散板２の開口を通して処理室４に導入さ
れ、前記プラズマ中の活性な酸素原子が前記処理室４内
のホルダ７上に設置されたウェハ１３表面のレジストパ
ターンと反応させることにより剥離する、いわゆるアッ
シングがなされる。
ダ７上にレジストパターンが表面に形成されたウェハ１
３を設置する。図示しない真空ポンプを作動して前記チ
ャンバ１内のガスを排気管８を通して排気する。同時
に、処理ガス例えば酸素ガスをガス供給管５を通して前
記チャンバ１上部のプラズマ生成室３に供給する。前記
チャンバ１内が所定の圧力になった時点でマイクロ波を
導波管１１内に導入することによって、前記チャンバ１
のプラズマ生成室３にプラズマが発生する。発生したプ
ラズマは、拡散板２の開口を通して処理室４に導入さ
れ、前記プラズマ中の活性な酸素原子が前記処理室４内
のホルダ７上に設置されたウェハ１３表面のレジストパ
ターンと反応させることにより剥離する、いわゆるアッ
シングがなされる。
【００１７】前記マイクロ波の前記導波管１１内への導
入において、図２および図３に示すように前記導波管１
１のＨ面には幅を反射面（Ｒ面）に向かって狭くなるよ
うに階段状に変化した形状を有する２つのスリット１２
1 、１２2 が開口されているため、前記導波管１１の反
射面（Ｒ面）で反射される反射波と入射波との合成波が
均一化されてマイクロ波の放射電力を均一にすることが
できる。その結果、前記導波管１１の下部に形成された
前記チャンバ１のプラズマ生成室３内で均一なプラズマ
を発生させることができる。また、前記２つのスリット
１２1 、１２2を前記導波管１１の前記Ｅ面近傍のＨ面
に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ開口する、つまり電界強度
がほぼ零になる前記Ｅ面近傍のＨ面にそれぞれ開口する
ことによって、前記導波管１１に入射されたマイクロ波
が電界と結合するのを回避できる。このため、前記スリ
ット１２1 、１２2 から放射されたマイクロ波が前記チ
ャンバ１の上壁部の開口部１０に配置された誘電体窓９
を完全に透過せずに、誘電体線路（例えばコプラーナ線
路、スロット線路等）として伝搬させることができる。
その結果、前記スリット１２1 、１２2 から放射された
マイクロ波において、前記プラズマ生成室３内のプラズ
マでの反射があっても前記誘電体窓９を伝搬するためプ
ラズマへの吸収を効率よく行うことができ、広い圧力範
囲に亘って安定したプラズマを発生することができる。
入において、図２および図３に示すように前記導波管１
１のＨ面には幅を反射面（Ｒ面）に向かって狭くなるよ
うに階段状に変化した形状を有する２つのスリット１２
1 、１２2 が開口されているため、前記導波管１１の反
射面（Ｒ面）で反射される反射波と入射波との合成波が
均一化されてマイクロ波の放射電力を均一にすることが
できる。その結果、前記導波管１１の下部に形成された
前記チャンバ１のプラズマ生成室３内で均一なプラズマ
を発生させることができる。また、前記２つのスリット
１２1 、１２2を前記導波管１１の前記Ｅ面近傍のＨ面
に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ開口する、つまり電界強度
がほぼ零になる前記Ｅ面近傍のＨ面にそれぞれ開口する
ことによって、前記導波管１１に入射されたマイクロ波
が電界と結合するのを回避できる。このため、前記スリ
ット１２1 、１２2 から放射されたマイクロ波が前記チ
ャンバ１の上壁部の開口部１０に配置された誘電体窓９
を完全に透過せずに、誘電体線路（例えばコプラーナ線
路、スロット線路等）として伝搬させることができる。
その結果、前記スリット１２1 、１２2 から放射された
マイクロ波において、前記プラズマ生成室３内のプラズ
マでの反射があっても前記誘電体窓９を伝搬するためプ
ラズマへの吸収を効率よく行うことができ、広い圧力範
囲に亘って安定したプラズマを発生することができる。
【００１８】事実、次のような実験により本発明のマイ
クロ波励起プラズマ処理装置が従来のマイクロ波励起プ
ラズマ処理装置に比べて広い圧力範囲に亘って安定した
プラズマを発生し、かつ均一なプラズマをプラズマ生成
室内に発生できることを確認した。
クロ波励起プラズマ処理装置が従来のマイクロ波励起プ
ラズマ処理装置に比べて広い圧力範囲に亘って安定した
プラズマを発生し、かつ均一なプラズマをプラズマ生成
室内に発生できることを確認した。
【００１９】（実験例１）図２、図３に示すように階段
状に変化した形状で、長さが１７０ｍｍ、反射面（Ｒ
面）側の幅狭部分の幅が１１．５ｍｍ、幅広部分の幅が
１５ｍｍの２つのスリット１２1 、１２2 をＥ面近傍の
Ｈ面（幅；９６ｍｍ）に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ開口
した導波管を用いた。なお、前記２つのスリット１
２1 、１２2 は、前記反射面（Ｒ面）からマイクロ波の
導波管内波長（λｇ）にその中心が位置するように前記
Ｈ面にそれぞれ開口されている。また、真空チャンバ１
のプラズマ生成室３の直径は２００ｍｍ、誘電体窓９の
直径は２４０ｍｍとした。
状に変化した形状で、長さが１７０ｍｍ、反射面（Ｒ
面）側の幅狭部分の幅が１１．５ｍｍ、幅広部分の幅が
１５ｍｍの２つのスリット１２1 、１２2 をＥ面近傍の
Ｈ面（幅；９６ｍｍ）に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ開口
した導波管を用いた。なお、前記２つのスリット１
２1 、１２2 は、前記反射面（Ｒ面）からマイクロ波の
導波管内波長（λｇ）にその中心が位置するように前記
Ｈ面にそれぞれ開口されている。また、真空チャンバ１
のプラズマ生成室３の直径は２００ｍｍ、誘電体窓９の
直径は２４０ｍｍとした。
【００２０】このような本発明のマイクロ波励起プラズ
マ処理装置において、以下の放電領域の条件下で反射波
が５Ｗ以下で安定したプラズマを発生することができ
た。
マ処理装置において、以下の放電領域の条件下で反射波
が５Ｗ以下で安定したプラズマを発生することができ
た。
【００２１】マイクロ波出力；４００〜１０００Ｗ 酸素供給量 ；１０００ｓｃｃｍ 圧力 ；５〜２００Ｐａ 図４に示すように長さがプラズマ生成室３の直径に相当
する２００ｍｍ、幅が９６ｍｍの細長状の開口穴２０を
Ｈ面に開口した導波管を用いた。なお、誘電体窓９の直
径は前述した本発明の処理装置と同様に２４０ｍｍとし
た。
する２００ｍｍ、幅が９６ｍｍの細長状の開口穴２０を
Ｈ面に開口した導波管を用いた。なお、誘電体窓９の直
径は前述した本発明の処理装置と同様に２４０ｍｍとし
た。
【００２２】このような従来のマイクロ波励起プラズマ
処理装置において、以下の放電領域の条件下で反射波が
５Ｗ以下で安定したプラズマを発生することができた。
処理装置において、以下の放電領域の条件下で反射波が
５Ｗ以下で安定したプラズマを発生することができた。
【００２３】マイクロ波出力；７００〜１０００Ｗ 酸素供給量 ；１０００ｓｃｃｍ 圧力 ；７０〜２００Ｐａ 以上の実験例１から、本発明のマイクロ波励起プラズマ
処理装置は従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置に比
べてマイクロ波出力および圧力共に広い範囲で安定した
プラズマを発生できることがわかる。
処理装置は従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置に比
べてマイクロ波出力および圧力共に広い範囲で安定した
プラズマを発生できることがわかる。
【００２４】（実験例２）図２、図３に示すように階段
状に変化した形状で、前記実験例１と同様な寸法の２つ
のスリット１２1 、１２2 をＥ面近傍のＨ面（幅；９６
ｍｍ）に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ開口した導波管を用
いた本発明のマイクロ波励起プラズマ処理装置と、図４
に示すように細長状の形状で、前記実験例１と同様な寸
法の開口穴２０をＨ面に開口した導波管を用いた従来の
マイクロ波励起プラズマ処理装置とを下記の条件でプラ
ズマを発生させた。
状に変化した形状で、前記実験例１と同様な寸法の２つ
のスリット１２1 、１２2 をＥ面近傍のＨ面（幅；９６
ｍｍ）に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ開口した導波管を用
いた本発明のマイクロ波励起プラズマ処理装置と、図４
に示すように細長状の形状で、前記実験例１と同様な寸
法の開口穴２０をＨ面に開口した導波管を用いた従来の
マイクロ波励起プラズマ処理装置とを下記の条件でプラ
ズマを発生させた。
【００２５】マイクロ波出力；１ｋＷ 酸素供給量 ；２００ｓｃｃｍ 圧力 ；７０Ｐａ 図５は、本発明のマイクロ波励起プラズマ処理装置のチ
ャンバ底部側からプラズマ生成室内のプラズマ発生状態
を撮影した写真である。図６は、従来のマイクロ波励起
プラズマ処理装置のチャンバ底部側からプラズマ生成室
内のプラズマ発生状態を撮影した写真である。これらの
図５および図６から明らかなように本発明のマイクロ波
励起プラズマ処理装置は従来のマイクロ波励起プラズマ
処理装置に比べて均一なプラズマをプラズマ生成室内に
発生できることがわかる。
ャンバ底部側からプラズマ生成室内のプラズマ発生状態
を撮影した写真である。図６は、従来のマイクロ波励起
プラズマ処理装置のチャンバ底部側からプラズマ生成室
内のプラズマ発生状態を撮影した写真である。これらの
図５および図６から明らかなように本発明のマイクロ波
励起プラズマ処理装置は従来のマイクロ波励起プラズマ
処理装置に比べて均一なプラズマをプラズマ生成室内に
発生できることがわかる。
【００２６】したがって、本発明に係わるマイクロ波励
起プラズマ処理装置は前記プラズマ生成室３内にプラズ
マを均一に発生できるため、前記処理室４内のホルダ７
上に設置されたウェハ１３表面のレジストパターンを効
率よくアッシングすることができる。
起プラズマ処理装置は前記プラズマ生成室３内にプラズ
マを均一に発生できるため、前記処理室４内のホルダ７
上に設置されたウェハ１３表面のレジストパターンを効
率よくアッシングすることができる。
【００２７】なお、前記実施例では幅が反射面（Ｒ面）
に向かって狭くなるように階段状に変化した形状を有す
る２つのスリットをＥ面近傍の前記Ｈ面に前記Ｅ面に沿
ってそれぞれ開口したが、これに限定されない。例え
ば、図７に示すように幅が反射面（Ｒ面）に向かって狭
くなるようにテーパ状にした２つのスリット１４1 、１
４2 をＥ面近傍の前記Ｈ面に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ
開口した導波管１１を用いても前述した実施例と同様、
前記導波管へのマイクロ波の導入においてマイクロ波出
力および圧力共に広い範囲で安定したプラズマを発生で
き、かつ均一なプラズマをプラズマ生成室内に発生でき
る。
に向かって狭くなるように階段状に変化した形状を有す
る２つのスリットをＥ面近傍の前記Ｈ面に前記Ｅ面に沿
ってそれぞれ開口したが、これに限定されない。例え
ば、図７に示すように幅が反射面（Ｒ面）に向かって狭
くなるようにテーパ状にした２つのスリット１４1 、１
４2 をＥ面近傍の前記Ｈ面に前記Ｅ面に沿ってそれぞれ
開口した導波管１１を用いても前述した実施例と同様、
前記導波管へのマイクロ波の導入においてマイクロ波出
力および圧力共に広い範囲で安定したプラズマを発生で
き、かつ均一なプラズマをプラズマ生成室内に発生でき
る。
【００２８】また、本発明に係わるマイクロ波励起プラ
ズマ処理装置はウェハ上のレジストパターンを剥離する
アッシングに限らず、ウェハおよびウェハ上の各種の被
膜のエッチングにも同様に適用することができる。
ズマ処理装置はウェハ上のレジストパターンを剥離する
アッシングに限らず、ウェハおよびウェハ上の各種の被
膜のエッチングにも同様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるマ
イクロ波励起プラズマ処理装置によればマイクロ波出力
および圧力共に広い範囲で安定したプラズマをプラズマ
生成室内に発生でき、かつ均一なプラズマを前記プラズ
マ生成室内に発生でき、ひいてはアッシングやエッチン
グを効率よく行うことができ等顕著な効果を奏する。
イクロ波励起プラズマ処理装置によればマイクロ波出力
および圧力共に広い範囲で安定したプラズマをプラズマ
生成室内に発生でき、かつ均一なプラズマを前記プラズ
マ生成室内に発生でき、ひいてはアッシングやエッチン
グを効率よく行うことができ等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の実施例のマイクロ波励起プラズマ処理
装置を示す概略図。
装置を示す概略図。
【図２】図１の要部横断面図。
【図３】図１の導波管を示す部分切欠斜視図。
【図４】従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置に用い
られる導波管の横断面図。
られる導波管の横断面図。
【図５】本発明のマイクロ波励起プラズマ処理装置のチ
ャンバ底部側からプラズマ生成室内のプラズマ発生状態
を撮影した写真。
ャンバ底部側からプラズマ生成室内のプラズマ発生状態
を撮影した写真。
【図６】従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置のチャ
ンバ底部側からプラズマ生成室内のプラズマ発生状態を
撮影した写真。
ンバ底部側からプラズマ生成室内のプラズマ発生状態を
撮影した写真。
【図７】本発明の他の実施例におけるマイクロ波励起プ
ラズマ処理装置に用いられる導波管の横断面図。
ラズマ処理装置に用いられる導波管の横断面図。
１…真空チャンバ、２…拡散板、３…プラズマ生成室、
４…処理室、５…ガス供給管、７…ホルダ、９…誘電体
窓、１１…導波管、１２1 、１２2 、１４1 、１４2 …
スリット、１３…ウェハ。
４…処理室、５…ガス供給管、７…ホルダ、９…誘電体
窓、１１…導波管、１２1 、１２2 、１４1 、１４2 …
スリット、１３…ウェハ。
Claims (5)
- 【請求項１】 上部にプラズマ生成室、およびこのプラ
ズマ生成室の下方に形成され、被処理部材が配置される
処理室を有する真空チャンバと、 前記プラズマ生成室内に処理ガスを供給するためのガス
供給管と、 前記チャンバの上壁部の開口に配置された誘電体窓と、 前記誘電体窓を含む前記チャンバの上壁部に配置され、
マイクロ波の電界方向に垂直な面（Ｈ面）が前記誘電体
窓に対向し、マイクロ波の電界方向に平行な面（Ｅ面）
が前記Ｈ面に対して垂直方向に伸び、かつマイクロ波導
入側と反対側に前記Ｈ面およびＥ面に対して垂直に設け
られたマイクロ波を反射する反射面を有する矩形状の導
波管と、を具備し、 前記導波管は、前記Ｅ面近傍の前記Ｈ面に２つのスリッ
トが前記Ｅ面に沿って平行もしくはほぼ平行それぞれ開
口され、かつ前記スリットは前記反射面側ほど狭い幅を
有することを特徴とするマイクロ波励起プラズマ処理装
置。 - 【請求項２】 前記スリットは、その幅が前記反射面に
向かって狭くなるように階段状に変化した形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波励起プラズ
マ処理装置。 - 【請求項３】 前記スリットは、その幅が前記反射面に
向かって狭くなるようにテーパ状に変化した形状を有す
ることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波励起プラ
ズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記スリットは、長さが導波管内のマイ
クロ波波長（λｇ）のｎ／２（ｎは整数）からλｇ×
（ｎ／２）＋λｇ／８であることを特徴とする請求項１
ないし３いずれか１項記載のマイクロ波励起プラズマ処
理装置。 - 【請求項５】 前記スリットの長さ方向の中心は、前記
反射面から導波管内のマイクロ波波長（λｇ）に位置す
ることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波励起プラ
ズマ処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7303363A JP2857090B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | マイクロ波励起プラズマ処理装置 |
| DE69603930T DE69603930T2 (de) | 1995-10-30 | 1996-06-27 | Bearbeitungsgerät mittels Mikrowellen-angeregtes Plasma |
| EP96110433A EP0777257B1 (en) | 1995-10-30 | 1996-06-27 | Microwave excitation plasma processing apparatus |
| KR1019960045179A KR100234813B1 (ko) | 1995-10-30 | 1996-10-11 | 마이크로파 여기 플라즈마 처리장치 |
| US09/005,689 US5955382A (en) | 1995-10-30 | 1998-01-13 | Microwave excitation plasma processing apparatus and microwave excitation plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7303363A JP2857090B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | マイクロ波励起プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129613A JPH09129613A (ja) | 1997-05-16 |
| JP2857090B2 true JP2857090B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=17920094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7303363A Expired - Lifetime JP2857090B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | マイクロ波励起プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2857090B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8136479B2 (en) | 2004-03-19 | 2012-03-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma treatment apparatus and plasma treatment method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6562079B1 (en) | 1998-07-13 | 2003-05-13 | Toshiyuki Takamatsu | Microwave discharge apparatus |
| JP4304053B2 (ja) * | 2003-11-17 | 2009-07-29 | 株式会社アルバック | マイクロ波励起プラズマ処理装置 |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP7303363A patent/JP2857090B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8136479B2 (en) | 2004-03-19 | 2012-03-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma treatment apparatus and plasma treatment method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09129613A (ja) | 1997-05-16 |
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