JP2880586B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JP2880586B2 JP2880586B2 JP3124368A JP12436891A JP2880586B2 JP 2880586 B2 JP2880586 B2 JP 2880586B2 JP 3124368 A JP3124368 A JP 3124368A JP 12436891 A JP12436891 A JP 12436891A JP 2880586 B2 JP2880586 B2 JP 2880586B2
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- Japan
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- reaction chamber
- microwave
- waveguide
- plasma
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造装置に関
し、特にプラズマを利用したプラズマ処理装置に関する
ものである。
し、特にプラズマを利用したプラズマ処理装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のドライエッチング装置の
概略構成を示す断面図である。
概略構成を示す断面図である。
【０００３】この図を参照して、筒形状の反応室１は真
空気密に保たれている。この反応室１内には半導体ウェ
ハ３を載置保持する基板ステージ２が配置されている。
反応室１の底部には排気路４が設けられている。この排
気路４は真空ポンプ（図示せず）に接続されている。反
応室１の上面にはガス導入路５が設けられている。反応
室１の上面には導波管８がこのガス導入路５に対して並
設されている。導波管８の一方の端部には、マイクロ波
発生装置６が接続されている。導波管８の他方の端部の
管内であって導波管８と反応室１との接続部付近には石
英のマイクロ波導入窓７が取付けられている。反応室１
の外部には磁場発生手段のコイル９が半導体ウェハ３の
表面と垂直方向に磁力線を発生するように設けられてい
る。
空気密に保たれている。この反応室１内には半導体ウェ
ハ３を載置保持する基板ステージ２が配置されている。
反応室１の底部には排気路４が設けられている。この排
気路４は真空ポンプ（図示せず）に接続されている。反
応室１の上面にはガス導入路５が設けられている。反応
室１の上面には導波管８がこのガス導入路５に対して並
設されている。導波管８の一方の端部には、マイクロ波
発生装置６が接続されている。導波管８の他方の端部の
管内であって導波管８と反応室１との接続部付近には石
英のマイクロ波導入窓７が取付けられている。反応室１
の外部には磁場発生手段のコイル９が半導体ウェハ３の
表面と垂直方向に磁力線を発生するように設けられてい
る。
【０００４】従来のドライエッチング装置は上記のよう
に構成されており、排気路４に接続されている真空ポン
プによって反応室１を真空排気する。その後、ガス導入
路５より所定流量のガスを流し、所定の圧力にするとと
もにコイル９によって磁場を発生させる。また、マイク
ロ波発生装置６から導波管８を介し伝播されたマイクロ
波をマイクロ波導入窓７から反応室１に導入する。これ
によりプラズマを発生させて、基板ステージ２上の半導
体ウェハ３にエッチング処理を施す。
に構成されており、排気路４に接続されている真空ポン
プによって反応室１を真空排気する。その後、ガス導入
路５より所定流量のガスを流し、所定の圧力にするとと
もにコイル９によって磁場を発生させる。また、マイク
ロ波発生装置６から導波管８を介し伝播されたマイクロ
波をマイクロ波導入窓７から反応室１に導入する。これ
によりプラズマを発生させて、基板ステージ２上の半導
体ウェハ３にエッチング処理を施す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】エッチングのメカニズ
ムとしては、生成されたプラズマ内の分子，イオンによ
って処理が施される。一様なプラズマ下においてはウェ
ハ上で一様なエッチングが行なわれるものとされてい
る。
ムとしては、生成されたプラズマ内の分子，イオンによ
って処理が施される。一様なプラズマ下においてはウェ
ハ上で一様なエッチングが行なわれるものとされてい
る。
【０００６】しかしながら、上記のような従来のドライ
エッチング装置ではプラズマ内の分子，イオンが反応室
１の側壁面において吸着および消滅する。このため分
子，イオンの密度分布は中央部が大きく周辺部が小さい
ものとなる。また、導波管８を伝播するマイクロ波も反
応室１内において中心部に比べ周辺部が小さいエネルギ
ー分布となり、上記プラズマ分布状態を助長させる一因
となっている。
エッチング装置ではプラズマ内の分子，イオンが反応室
１の側壁面において吸着および消滅する。このため分
子，イオンの密度分布は中央部が大きく周辺部が小さい
ものとなる。また、導波管８を伝播するマイクロ波も反
応室１内において中心部に比べ周辺部が小さいエネルギ
ー分布となり、上記プラズマ分布状態を助長させる一因
となっている。
【０００７】このため、ウェハ上でのエッチング量は中
心が多く周辺が少なくなり、均一性の悪いエッチング処
理が施されるという問題点があった。
心が多く周辺が少なくなり、均一性の悪いエッチング処
理が施されるという問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、一様な分布のプラズマを発生さ
せ、均一性のよいエッチング処理を施すドライエッチン
グ装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、一様な分布のプラズマを発生さ
せ、均一性のよいエッチング処理を施すドライエッチン
グ装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に従ったプラズ
マ処理装置は、ガスにプラズマを発生させることによっ
て処理を施すプラズマ処理装置であって、処理されるべ
き主表面を有する基板を載置保持するための基板ステー
ジと、基板ステージを収容する反応室と、主表面に対向
する位置に反応室に設けられた第１のマイクロ波導入部
と、反応室の外周を取囲むように配置された、マイクロ
波を通すための導波管と、主表面に沿う方向に基板を囲
むように反応室の側壁面に沿って環状に設けられ、かつ
導波管内のマイクロ波を反応室内に導く第２のマイクロ
波導入部とを備えている。
マ処理装置は、ガスにプラズマを発生させることによっ
て処理を施すプラズマ処理装置であって、処理されるべ
き主表面を有する基板を載置保持するための基板ステー
ジと、基板ステージを収容する反応室と、主表面に対向
する位置に反応室に設けられた第１のマイクロ波導入部
と、反応室の外周を取囲むように配置された、マイクロ
波を通すための導波管と、主表面に沿う方向に基板を囲
むように反応室の側壁面に沿って環状に設けられ、かつ
導波管内のマイクロ波を反応室内に導く第２のマイクロ
波導入部とを備えている。
【００１０】
【作用】この発明においては、第１のマイクロ波導入部
により、反応室内の中央部において高く、周辺部におい
て低い分子、イオン密度分布を有するプラズマが得られ
る。そして、第２のマイクロ波導入部により、この周辺
部のプラズマ内の分子、イオン密度分布を高めることが
できる。このように、第１のマイクロ波導入部から生ず
る不均一なプラズマの密度分布を第２のマイクロ波導入
部により補い平坦化できるため、反応室内の中央部およ
び周辺部において均一なプラズマ密度分布が得られる。
したがって、均一性の良いプラズマ処理を施すことが可
能となる。特に第２のマイクロ波導入部は反応室の側壁
面に沿って環状に設けられているため、反応室側壁面の
全円周からむらなくマイクロ波を導入することができ
る。このため、反応室周辺部の全円周においてむらのな
い均一なプラズマ密度分布が得られる。
により、反応室内の中央部において高く、周辺部におい
て低い分子、イオン密度分布を有するプラズマが得られ
る。そして、第２のマイクロ波導入部により、この周辺
部のプラズマ内の分子、イオン密度分布を高めることが
できる。このように、第１のマイクロ波導入部から生ず
る不均一なプラズマの密度分布を第２のマイクロ波導入
部により補い平坦化できるため、反応室内の中央部およ
び周辺部において均一なプラズマ密度分布が得られる。
したがって、均一性の良いプラズマ処理を施すことが可
能となる。特に第２のマイクロ波導入部は反応室の側壁
面に沿って環状に設けられているため、反応室側壁面の
全円周からむらなくマイクロ波を導入することができ
る。このため、反応室周辺部の全円周においてむらのな
い均一なプラズマ密度分布が得られる。
【００１１】
【実施例】図１は発明の一実施例の概略構成を示す断面
図であり、図２はその概略外観図を示している。
図であり、図２はその概略外観図を示している。
【００１２】図１，図２において、図３に示した従来装
置と同一の部分についてはその説明を省略する。
置と同一の部分についてはその説明を省略する。
【００１３】石英からなる第１のマイクロ波導入窓１０
１が、半導体ウェハ３の表面と対向する位置で反応室１
の上部に設けられている。この第１のマイクロ波導入窓
１０１を一方の端部の管内に備えた第１の導波管１０３
が反応室１の上方に設けられている。この第１の導波管
１０３の他方の端部には第１のマイクロ波発生装置１０
２が接続されている。反応室１の外部には磁場発生手段
のコイル１０４が、半導体ウェハ３の表面と垂直方向に
磁力線を発生するように設けられている。石英からなる
第２のマイクロ波導入窓１０５が、半導体ウェハ３の表
面と垂直な反応室１の側壁面に沿って環状に設けられて
いる。この第２のマイクロ波導入窓１０５は反応室１に
Ｏリングなど（図示しない）で真空封止されている。こ
の第２のマイクロ波導入窓１０５に沿って、反応室１の
外周に第２の導波管１０６が環状に設けられている。こ
の第２の導波管１０６のＥ面１０７は反応室１の一部と
第２のマイクロ波導入窓１０５で構成されている。第２
の導波管１０６の一方の端部には第２のマイクロ波発生
装置１０８が接続されている。また第２の導波管１０６
の他方の端部には導波管の終端板１０９で短絡されてい
る。
１が、半導体ウェハ３の表面と対向する位置で反応室１
の上部に設けられている。この第１のマイクロ波導入窓
１０１を一方の端部の管内に備えた第１の導波管１０３
が反応室１の上方に設けられている。この第１の導波管
１０３の他方の端部には第１のマイクロ波発生装置１０
２が接続されている。反応室１の外部には磁場発生手段
のコイル１０４が、半導体ウェハ３の表面と垂直方向に
磁力線を発生するように設けられている。石英からなる
第２のマイクロ波導入窓１０５が、半導体ウェハ３の表
面と垂直な反応室１の側壁面に沿って環状に設けられて
いる。この第２のマイクロ波導入窓１０５は反応室１に
Ｏリングなど（図示しない）で真空封止されている。こ
の第２のマイクロ波導入窓１０５に沿って、反応室１の
外周に第２の導波管１０６が環状に設けられている。こ
の第２の導波管１０６のＥ面１０７は反応室１の一部と
第２のマイクロ波導入窓１０５で構成されている。第２
の導波管１０６の一方の端部には第２のマイクロ波発生
装置１０８が接続されている。また第２の導波管１０６
の他方の端部には導波管の終端板１０９で短絡されてい
る。
【００１４】上記のように構成されたドライエッチング
装置においては、コイル１０４で発生した磁場と第１の
マイクロ波発生装置１０２から導入されたマイクロ波と
により、反応室１の中央部で高く、周辺部で低い不均一
な密度分布を持つプラズマが生成される。この状態で第
２のマイクロ波発生装置１０８を動作させると、マイク
ロ波は第２の導波管１０６内を環状に伝播しながら徐々
に第２のマイクロ波導入窓１０５に結合し、第２のマイ
クロ波導入窓１０５の全周囲から反応室１内にマイクロ
波エネルギーを注入する。
装置においては、コイル１０４で発生した磁場と第１の
マイクロ波発生装置１０２から導入されたマイクロ波と
により、反応室１の中央部で高く、周辺部で低い不均一
な密度分布を持つプラズマが生成される。この状態で第
２のマイクロ波発生装置１０８を動作させると、マイク
ロ波は第２の導波管１０６内を環状に伝播しながら徐々
に第２のマイクロ波導入窓１０５に結合し、第２のマイ
クロ波導入窓１０５の全周囲から反応室１内にマイクロ
波エネルギーを注入する。
【００１５】これにより、反応室１の周辺部分のプラズ
マ密度を高めることが可能になる。すなわち第１のマイ
クロ波導入窓１０１から導入されるマイクロ波によって
生成されるプラズマ密度分布を第２のマイクロ波導入窓
１０５によって補い平坦化できる。よって第１および第
２のマイクロ波発生装置１０２，１０８のマイクロ波出
力を制御することにより、反応室１内で一様に均一な密
度分布のプラズマを生成することができる。したがっ
て、均一性の良いエッチング処理を施すことができる。
マ密度を高めることが可能になる。すなわち第１のマイ
クロ波導入窓１０１から導入されるマイクロ波によって
生成されるプラズマ密度分布を第２のマイクロ波導入窓
１０５によって補い平坦化できる。よって第１および第
２のマイクロ波発生装置１０２，１０８のマイクロ波出
力を制御することにより、反応室１内で一様に均一な密
度分布のプラズマを生成することができる。したがっ
て、均一性の良いエッチング処理を施すことができる。
【００１６】なお、上記実施例では第２の導波管１０６
のＥ面１０７の一部に第２のマイクロ波導入窓１０５を
設けたが、Ｈ面１１０の一部でもよい。また、上記実施
例ではドライエッチング装置について説明したが、プラ
ズマＣＶＤ装置に適用しても同様の効果が得られる。
のＥ面１０７の一部に第２のマイクロ波導入窓１０５を
設けたが、Ｈ面１１０の一部でもよい。また、上記実施
例ではドライエッチング装置について説明したが、プラ
ズマＣＶＤ装置に適用しても同様の効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、プラズ
マ処理装置の反応室に第２のマイクロ波導入部を設ける
ことによって、第１のマイクロ波導入部から生ずる不均
一なプラズマの密度分布を補い平坦化するため、均一性
の良いプラズマ処理を施すことができる。
マ処理装置の反応室に第２のマイクロ波導入部を設ける
ことによって、第１のマイクロ波導入部から生ずる不均
一なプラズマの密度分布を補い平坦化するため、均一性
の良いプラズマ処理を施すことができる。
【図１】この発明の一実施例によるドライエッチング装
置の構造を示す概略断面図である。
置の構造を示す概略断面図である。
【図２】この発明の一実施例によるドライエッチング装
置の概略外観図である。
置の概略外観図である。
【図３】従来のドライエッチング装置の構造を示す概略
断面図である。
断面図である。
１ 反応室 ２ 基板ステージ ３ 半導体ウェハ １０１ 第１のマイクロ波導入窓 １０５ 第２のマイクロ波導入窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−224234（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−19332（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/31 H01L 21/205 H01L 21/365 H01L 21/469
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスにプラズマを発生させることによっ
て処理を施すプラズマ処理装置であって、 処理されるべき主表面を有する基板を載置保持するため
の基板ステージと、 前記基板ステージを収容する反応室と、 前記主表面に対向する位置に前記反応室に設けられた第
１のマイクロ波導入部と、前記反応室の外周を取囲むように配置された、マイクロ
波を通すための導波管と、 前記主表面に沿う方向に前記基板を囲むように前記反応
室の側壁面に沿って環状に設けられ、かつ前記導波管内
のマイクロ波を前記反応室内に導く第２のマイクロ波導
入部とを備えたことを特徴とする、プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124368A JP2880586B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124368A JP2880586B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352325A JPH04352325A (ja) | 1992-12-07 |
| JP2880586B2 true JP2880586B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=14883674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3124368A Expired - Fee Related JP2880586B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880586B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02224234A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
| JPH0319332A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-28 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3124368A patent/JP2880586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04352325A (ja) | 1992-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980224 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990112 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |