JP2933422B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JP2933422B2 JP2933422B2 JP3220006A JP22000691A JP2933422B2 JP 2933422 B2 JP2933422 B2 JP 2933422B2 JP 3220006 A JP3220006 A JP 3220006A JP 22000691 A JP22000691 A JP 22000691A JP 2933422 B2 JP2933422 B2 JP 2933422B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- processing
- substrate
- gas
- density
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や電子回路
などの製造に用いられるプラズマ処理装置に関する。
などの製造に用いられるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子や電子回路（特に、超ＬＳ
Ｉ）の製造プロセスにおいて、プラズマ処理装置は重要
な位置を占めている。最終保護膜用のＳｉＮや層間絶縁
膜用のＳｉＯ2 などの薄膜形成にはプラズマＣＶＤ装置
が、配線用Ａｌの薄膜形成にはスパッタリング装置が、
各種薄膜のエッチングにはＲＩＥ装置などが、フォトレ
ジストの灰化にはプラズマアッシング装置が用いられて
おり、他に、酸化窒化、クリーニング、ドーピング、エ
ピタキシャルプロセスなどへの応用も研究されている。
実用化されているプラズマ処理装置の多くは、１３．５
６ＭＨｚの高周波や２．４５ＧＨｚのマイクロ波を励起
源として用い、発生した１×１０10／ｃｍ3以上の密度
を持つプラズマに基体を接触させるプラズマ処理が行わ
れている。
Ｉ）の製造プロセスにおいて、プラズマ処理装置は重要
な位置を占めている。最終保護膜用のＳｉＮや層間絶縁
膜用のＳｉＯ2 などの薄膜形成にはプラズマＣＶＤ装置
が、配線用Ａｌの薄膜形成にはスパッタリング装置が、
各種薄膜のエッチングにはＲＩＥ装置などが、フォトレ
ジストの灰化にはプラズマアッシング装置が用いられて
おり、他に、酸化窒化、クリーニング、ドーピング、エ
ピタキシャルプロセスなどへの応用も研究されている。
実用化されているプラズマ処理装置の多くは、１３．５
６ＭＨｚの高周波や２．４５ＧＨｚのマイクロ波を励起
源として用い、発生した１×１０10／ｃｍ3以上の密度
を持つプラズマに基体を接触させるプラズマ処理が行わ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来行われているプラズマ処理においては、基体とプラズ
マ接触面に形成されるシース電界によってプラズマ中の
多数のイオンが加速され、数１０〜１００ｅＶ程度のエ
ネルギーをもって基体に入射する。このために、基体表
面に損傷が発生しやすいうえに、有機系の原料ガスを用
いる場合にはＣ−Ｈ結合解離などの不適切な反応が生
じ、膜中に炭素が混入しやすいということもあって良質
の膜を形成することができないという問題点がある。
来行われているプラズマ処理においては、基体とプラズ
マ接触面に形成されるシース電界によってプラズマ中の
多数のイオンが加速され、数１０〜１００ｅＶ程度のエ
ネルギーをもって基体に入射する。このために、基体表
面に損傷が発生しやすいうえに、有機系の原料ガスを用
いる場合にはＣ−Ｈ結合解離などの不適切な反応が生
じ、膜中に炭素が混入しやすいということもあって良質
の膜を形成することができないという問題点がある。
【０００４】最近では、これらの問題点を解決するため
に、プラズマ発生室とプラズマ処理室とを分離した遠隔
プラズマ処理装置が検討されていて、損傷の少ない処理
が可能になっているが、このものにおいてはプラズマ発
生室と基体とが空間的に離れているために、反応に有効
な励起種が輸送の途中で衝突により失活しやすく、処理
が不完全（成膜の場合、緻密性が低い）である、処理速
度が低い、などの問題点がある。
に、プラズマ発生室とプラズマ処理室とを分離した遠隔
プラズマ処理装置が検討されていて、損傷の少ない処理
が可能になっているが、このものにおいてはプラズマ発
生室と基体とが空間的に離れているために、反応に有効
な励起種が輸送の途中で衝突により失活しやすく、処理
が不完全（成膜の場合、緻密性が低い）である、処理速
度が低い、などの問題点がある。
【０００５】本発明の目的は、従来例の問題点を解決
し、イオンによる損傷が少なく、かつ高性能、高速に基
体を処理するプラズマ処理装置を提供することにある。
し、イオンによる損傷が少なく、かつ高性能、高速に基
体を処理するプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、所定ガスが流入され、所定圧力に維持された処理
室内にプラズマを発生させることにより、該処理室内に
設置された基体の処理を行うプラズマ処理装置におい
て、前記処理室内にプラズマを発生させるために処理室
の外周部に設けられたリング状の高周波電極と、前記処
理室内のプラズマを局在化させるため、前記高周波電極
を含む面に対して垂直な磁界を発生する磁界発生手段
と、流入される少なくとも一種の所定の処理用ガスを局
在化された高密度なプラズマに通すために処理室内に設
けられた整流板とを具備し、前記基体は、プラズマ密度
が低く、プラズマと近接した空間に配置される。
置は、所定ガスが流入され、所定圧力に維持された処理
室内にプラズマを発生させることにより、該処理室内に
設置された基体の処理を行うプラズマ処理装置におい
て、前記処理室内にプラズマを発生させるために処理室
の外周部に設けられたリング状の高周波電極と、前記処
理室内のプラズマを局在化させるため、前記高周波電極
を含む面に対して垂直な磁界を発生する磁界発生手段
と、流入される少なくとも一種の所定の処理用ガスを局
在化された高密度なプラズマに通すために処理室内に設
けられた整流板とを具備し、前記基体は、プラズマ密度
が低く、プラズマと近接した空間に配置される。
【０００７】
【作用】プラズマ密度が低く、プラズマに近接した空間
に基体が配置されるので、基体に入射するイオンの数と
エネルギーが減少し、基体に生じる損傷が減少するとと
もに、反応に有効な励起種が衝突して失活することがな
くなる。また、処理室内に流入される所定の処理用ガス
が局在化された高密度なプラズマに通され、反応に有効
な励起種がプラズマによって基体近傍に大量に輸送され
るので、処理速度も速いものとなる。
に基体が配置されるので、基体に入射するイオンの数と
エネルギーが減少し、基体に生じる損傷が減少するとと
もに、反応に有効な励起種が衝突して失活することがな
くなる。また、処理室内に流入される所定の処理用ガス
が局在化された高密度なプラズマに通され、反応に有効
な励起種がプラズマによって基体近傍に大量に輸送され
るので、処理速度も速いものとなる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例の構成を示す断面
図である。
図である。
【００１０】本実施例は、本発明の構造を用いてプラズ
マＣＶＤ装置を構成したものであり、円筒状の石英管１
０８によって構成される反応室１０１内にてシリコン基
板等の基体１０２の処理が行われる。基体１０２は、そ
の下部に設けられたヒータ１０４によって加熱される支
持体１０３上に載置される。基体１０２の処理を行うた
めの原料ガスには、反応室１０１の基体１０２近傍の部
分に設けられた孔１１４から導入される第１の原料ガス
１０６とプラズマ発生領域を通って基体１０２に到達す
るように反応室１０１の上部より導入される第２の原料
ガス１０７とがある。石英管１０８の外周上部には、プ
ラズマ発生手段であり、高周波電源１１１より電源供給
を受けるリング状の高周波電極１１０が券回され、ま
た、高周波電極１１０の近傍に形成される電界に対して
垂直な磁界を発生させるための磁界発生手段である磁石
１１２が設けられている。このような構成とすることに
より、反応室１０１内にて発生するプラズマは、石英管
１０８上部の内周面に沿った部分に閉じ込められ、この
部分のプラズマ密度が大きなものとなる。また、基体１
０２が載置される支持体１０３の近傍はプラズマには近
接するもののプラズマ密度は低いものとなる。石英管１
０８の上部は窓支持体１０９を間にはさんで、石英製の
窓１１３によって塞がれている。この窓支持体１０９
は、石英管１０８よりも一回り小さな径の円柱形の整流
板１０９1と窓１１３を支えるつば状の部分とから構成
されるもので、該つば状の部分には第２の原料ガス１０
７を導入するための孔１０９2が設けられている。窓支
持体１０９は、孔１０９2より導入された第２の原料ガ
ス１０７が、プラズマ密度の最も大きな部分である整流
板１０９1と石英管１０８の間を通るように構成されて
いる。
マＣＶＤ装置を構成したものであり、円筒状の石英管１
０８によって構成される反応室１０１内にてシリコン基
板等の基体１０２の処理が行われる。基体１０２は、そ
の下部に設けられたヒータ１０４によって加熱される支
持体１０３上に載置される。基体１０２の処理を行うた
めの原料ガスには、反応室１０１の基体１０２近傍の部
分に設けられた孔１１４から導入される第１の原料ガス
１０６とプラズマ発生領域を通って基体１０２に到達す
るように反応室１０１の上部より導入される第２の原料
ガス１０７とがある。石英管１０８の外周上部には、プ
ラズマ発生手段であり、高周波電源１１１より電源供給
を受けるリング状の高周波電極１１０が券回され、ま
た、高周波電極１１０の近傍に形成される電界に対して
垂直な磁界を発生させるための磁界発生手段である磁石
１１２が設けられている。このような構成とすることに
より、反応室１０１内にて発生するプラズマは、石英管
１０８上部の内周面に沿った部分に閉じ込められ、この
部分のプラズマ密度が大きなものとなる。また、基体１
０２が載置される支持体１０３の近傍はプラズマには近
接するもののプラズマ密度は低いものとなる。石英管１
０８の上部は窓支持体１０９を間にはさんで、石英製の
窓１１３によって塞がれている。この窓支持体１０９
は、石英管１０８よりも一回り小さな径の円柱形の整流
板１０９1と窓１１３を支えるつば状の部分とから構成
されるもので、該つば状の部分には第２の原料ガス１０
７を導入するための孔１０９2が設けられている。窓支
持体１０９は、孔１０９2より導入された第２の原料ガ
ス１０７が、プラズマ密度の最も大きな部分である整流
板１０９1と石英管１０８の間を通るように構成されて
いる。
【００１１】このように、本実施例は、リング状の高周
波電極１１０と磁石１１２とによりプラズマを局在化
し、プラズマ密度が低く、プラズマと近接した空間に基
体１０２を配置している。イオンの数はプラズマ密度に
比例するため、基体１０２をプラズマ密度が低い部分に
設けることにより、基体１０２に入射するイオンの数と
エネルギーが減少し、イオンによって生じていた損傷が
低減する。また、基体１０２をプラズマと近接した空間
に設けることにより、反応に有効な励起種が輸送の途中
で衝突して失活することがなくなる。さらに、反応に有
効な励起種となる第２の原料ガス１０７を整流板１０９
1によって高密度のプラズマに通すことにより、大量に
基体１０２の近傍に輸送して高性能で高速な処理を可能
としたものである。
波電極１１０と磁石１１２とによりプラズマを局在化
し、プラズマ密度が低く、プラズマと近接した空間に基
体１０２を配置している。イオンの数はプラズマ密度に
比例するため、基体１０２をプラズマ密度が低い部分に
設けることにより、基体１０２に入射するイオンの数と
エネルギーが減少し、イオンによって生じていた損傷が
低減する。また、基体１０２をプラズマと近接した空間
に設けることにより、反応に有効な励起種が輸送の途中
で衝突して失活することがなくなる。さらに、反応に有
効な励起種となる第２の原料ガス１０７を整流板１０９
1によって高密度のプラズマに通すことにより、大量に
基体１０２の近傍に輸送して高性能で高速な処理を可能
としたものである。
【００１２】次に、本実施例を用いて成膜を行う際の動
作について説明する。
作について説明する。
【００１３】利用者は、支持体１０３上に基体１０２を
設置し、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温
から数百℃の間の所望の温度まで加熱する。次に、基体
１０２近傍に直接導入する第１の原料ガス１０６とプラ
ズマ発生領域を通して導入する第２の原料ガス１０７を
流し、排気１０５側に設けられたコンダクタンスバルブ
（不図示）により１ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒの間の所
望の圧力に保持する。さらに、磁石１１２による数百Ｇ
のマグネトロン磁場の存在下、高周波電極１１０に高周
波電源１１１で発生した高周波電力を数十から数千Ｗ供
給し、高周波電極１１０近傍に局在したプラズマを発生
させ、所望の膜厚が得られるまで成膜を行う。
設置し、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温
から数百℃の間の所望の温度まで加熱する。次に、基体
１０２近傍に直接導入する第１の原料ガス１０６とプラ
ズマ発生領域を通して導入する第２の原料ガス１０７を
流し、排気１０５側に設けられたコンダクタンスバルブ
（不図示）により１ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒの間の所
望の圧力に保持する。さらに、磁石１１２による数百Ｇ
のマグネトロン磁場の存在下、高周波電極１１０に高周
波電源１１１で発生した高周波電力を数十から数千Ｗ供
給し、高周波電極１１０近傍に局在したプラズマを発生
させ、所望の膜厚が得られるまで成膜を行う。
【００１４】第１の原料ガス１０６としてＳｉＨ4 を２
０ｓｃｃｍ、第２の原料ガス１０７としてＮ2 を２００
ｓｃｃｍ供給し、圧力０．１Ｔｏｒｒ、基板温度３００
℃、高周波電力２００Ｗ、磁束密度１３０Ｇの条件で成
膜した。その結果、水素含有率１０ａｔｍ％、ストレス
２×１０9ｄｙｎｅ／ｃｍ2 圧縮の良質なＳｉＮ膜がダ
メージ少なく、７０ｎｍ／ｍｉｎ．と高速に成膜され
た。
０ｓｃｃｍ、第２の原料ガス１０７としてＮ2 を２００
ｓｃｃｍ供給し、圧力０．１Ｔｏｒｒ、基板温度３００
℃、高周波電力２００Ｗ、磁束密度１３０Ｇの条件で成
膜した。その結果、水素含有率１０ａｔｍ％、ストレス
２×１０9ｄｙｎｅ／ｃｍ2 圧縮の良質なＳｉＮ膜がダ
メージ少なく、７０ｎｍ／ｍｉｎ．と高速に成膜され
た。
【００１５】原料ガスを替えることにより、ＳｉＮ，Ｓ
ｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮなどの絶縁
体、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導
体、Ａｌ，Ｗなどの金属が成膜可能である。
ｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮなどの絶縁
体、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導
体、Ａｌ，Ｗなどの金属が成膜可能である。
【００１６】次に、本実施例を表面改質装置に応用した
具体例について説明する。
具体例について説明する。
【００１７】まず、支持体１０３上に基体１０２を設置
し、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温から
数百℃の間の所望の温度に加熱する。次に、基体１０２
近傍に直接導入する第１の原料ガス（処理用ガス）１０
６、をプラズマ発生領域を通して導入する第２の原料ガ
ス（処理用ガス）１０７を流し、排気１０５側に設けら
れたコンダクタンスバルブ（不図示）により１ｍＴｏｒ
ｒから１Ｔｏｒｒの間の所望の圧力に保持する。さら
に、磁石１１２による数百Ｇのマグネトロン磁場の存在
下、高周波電極１１０に高周波電源１１１で発生した高
周波電力を数十から数千Ｗ供給し、電極１１０近傍に局
在したプラズマを発生させ処理を行う。
し、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温から
数百℃の間の所望の温度に加熱する。次に、基体１０２
近傍に直接導入する第１の原料ガス（処理用ガス）１０
６、をプラズマ発生領域を通して導入する第２の原料ガ
ス（処理用ガス）１０７を流し、排気１０５側に設けら
れたコンダクタンスバルブ（不図示）により１ｍＴｏｒ
ｒから１Ｔｏｒｒの間の所望の圧力に保持する。さら
に、磁石１１２による数百Ｇのマグネトロン磁場の存在
下、高周波電極１１０に高周波電源１１１で発生した高
周波電力を数十から数千Ｗ供給し、電極１１０近傍に局
在したプラズマを発生させ処理を行う。
【００１８】酸化処理用の第２の原料ガス１０７として
Ｏ2 を２００ｓｃｃｍ供給し、圧力０．２Ｔｏｒｒ、基
板温度５００℃、高周波電力５００Ｗ、磁束密度１３０
Ｇの条件で酸化した。その結果、耐圧１１ＭＶ／ｃｍの
良質なＳｉＯ2 膜が界面電荷密度４×１０10／ｃｍ2と
ダメージ少なく、１．５ｎｍ／ｍｉｎ．と高速に形成さ
れた。
Ｏ2 を２００ｓｃｃｍ供給し、圧力０．２Ｔｏｒｒ、基
板温度５００℃、高周波電力５００Ｗ、磁束密度１３０
Ｇの条件で酸化した。その結果、耐圧１１ＭＶ／ｃｍの
良質なＳｉＯ2 膜が界面電荷密度４×１０10／ｃｍ2と
ダメージ少なく、１．５ｎｍ／ｍｉｎ．と高速に形成さ
れた。
【００１９】処理用ガスを替えることにより、Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔａなどの酸化窒化、Ｂ，Ａｓ，Ｐな
どのドーピングが可能である。
ｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔａなどの酸化窒化、Ｂ，Ａｓ，Ｐな
どのドーピングが可能である。
【００２０】次に、本実施例をクリーニング装置に応用
した具体例について説明する。
した具体例について説明する。
【００２１】まず、支持体１０３上に基体１０２を設置
し、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温から
数百℃の間の所望の温度に加熱する。次に、基体１０２
近傍に直接導入する第１の原料ガス（処理用ガス）１０
６とプラズマ発生領域を通して導入する第２の原料ガス
（処理用ガス）１０７を流し、排気１０５側に設けられ
たコンダクタンスバルブ（不図示）により１ｍＴｏｒｒ
から１Ｔｏｒｒの間の所望の圧力に保持する。さらに、
磁石１１２による数百Ｇのマグネトロン磁場の存在下、
高周波電極１１０に高周波電源１１１で発生した高周波
電力を数十から数千Ｗ供給し、高周波電極１１０近傍に
局在したプラズマを発生させ処理を行う。
し、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温から
数百℃の間の所望の温度に加熱する。次に、基体１０２
近傍に直接導入する第１の原料ガス（処理用ガス）１０
６とプラズマ発生領域を通して導入する第２の原料ガス
（処理用ガス）１０７を流し、排気１０５側に設けられ
たコンダクタンスバルブ（不図示）により１ｍＴｏｒｒ
から１Ｔｏｒｒの間の所望の圧力に保持する。さらに、
磁石１１２による数百Ｇのマグネトロン磁場の存在下、
高周波電極１１０に高周波電源１１１で発生した高周波
電力を数十から数千Ｗ供給し、高周波電極１１０近傍に
局在したプラズマを発生させ処理を行う。
【００２２】第２の原料ガス１０７としてＮＦ3 ＋Ｈ2
をそれぞれ５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ供給し、圧力
０．２Ｔｏｒｒ、基板温度３００℃、高周波電力３００
Ｗ、磁束密度１３０Ｇの条件で処理した。その結果、１
分間でＳｉ基板上の自然酸化膜が完全に除去できた。
をそれぞれ５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ供給し、圧力
０．２Ｔｏｒｒ、基板温度３００℃、高周波電力３００
Ｗ、磁束密度１３０Ｇの条件で処理した。その結果、１
分間でＳｉ基板上の自然酸化膜が完全に除去できた。
【００２３】処理用ガスを替えることにより、有機物や
重金属などのクリーニングも可能である。
重金属などのクリーニングも可能である。
【００２４】上記の実施例に示されるように、リング状
の高周波電極と該高周波電極を含む面に対して垂直な磁
界とによりプラズマを局在化させ、少なくとも一種の処
理用ガスを局在化された高密度プラズマに通し、また、
基体をプラズマ密度が低くプラズマとの距離は近い空間
に設けることにより、基体に入射するイオンの数とエネ
ルギーを減少させてイオンによる損傷を低減し、反応に
有効な励起種を大量に基体近傍に輸送して高性能で高速
な処理を可能にしたものである。
の高周波電極と該高周波電極を含む面に対して垂直な磁
界とによりプラズマを局在化させ、少なくとも一種の処
理用ガスを局在化された高密度プラズマに通し、また、
基体をプラズマ密度が低くプラズマとの距離は近い空間
に設けることにより、基体に入射するイオンの数とエネ
ルギーを減少させてイオンによる損傷を低減し、反応に
有効な励起種を大量に基体近傍に輸送して高性能で高速
な処理を可能にしたものである。
【００２５】本発明に用いる高周波の周波数は、１〜３
００ＭＨｚの範囲の適当な値を選択する。高周波電極を
挟んで両側に二個の設置電極を設けた三電極構造にする
ことにより、より局在化できる。高周波電極近傍での磁
束密度は、必要なプラズマ局在化の度合いに応じて１０
０〜１０００Ｇの適当な値を選択する。磁界発生手段は
永久磁石でも電磁石でのよい。ガス導入手段としては、
リング状の導入管の導入口がプラズマに接触しているも
のや先端がプラズマに接触している二個の同軸円筒管の
間からガスを供給するものなどが適当である。低損傷の
ために基体からプラズマを隔離しているにも関わらず、
ガスの励起効率が上がり反応に有効な励起種が大量に基
体に供給されるので、高速かつ高性能な処理が可能にな
る。
００ＭＨｚの範囲の適当な値を選択する。高周波電極を
挟んで両側に二個の設置電極を設けた三電極構造にする
ことにより、より局在化できる。高周波電極近傍での磁
束密度は、必要なプラズマ局在化の度合いに応じて１０
０〜１０００Ｇの適当な値を選択する。磁界発生手段は
永久磁石でも電磁石でのよい。ガス導入手段としては、
リング状の導入管の導入口がプラズマに接触しているも
のや先端がプラズマに接触している二個の同軸円筒管の
間からガスを供給するものなどが適当である。低損傷の
ために基体からプラズマを隔離しているにも関わらず、
ガスの励起効率が上がり反応に有効な励起種が大量に基
体に供給されるので、高速かつ高性能な処理が可能にな
る。
【００２６】さらに、基体もしくは基体に付着した反応
中間体に吸収される可視紫外光を基体表面に照射する光
アシストプラズマ処理装置に適用すれば、なお一層低温
で高性能な処理が可能になる。
中間体に吸収される可視紫外光を基体表面に照射する光
アシストプラズマ処理装置に適用すれば、なお一層低温
で高性能な処理が可能になる。
【００２７】図２は、本発明の第２の実施例の構成を示
す断面図であり、図１に示した第１の実施例を用いて光
アシストプラズマ処理装置を構成したものである。
す断面図であり、図１に示した第１の実施例を用いて光
アシストプラズマ処理装置を構成したものである。
【００２８】光源２２３は、基体１０２や基体１０２に
付着するガス分子および反応中間体に吸収可能な波長光
を発生する。光源２２３より出射された光束は、フライ
アイレンズ等のインテグレータ２１４によってミキシン
グされ、さらにコリメータレンズ２１５によって平行光
束に整形された後に窓１１３を介して反応室１０１内に
入射する。この他の構成は図１に示した第１の実施例と
同様であるため、図１と同一の番号を付して説明は省略
する。
付着するガス分子および反応中間体に吸収可能な波長光
を発生する。光源２２３より出射された光束は、フライ
アイレンズ等のインテグレータ２１４によってミキシン
グされ、さらにコリメータレンズ２１５によって平行光
束に整形された後に窓１１３を介して反応室１０１内に
入射する。この他の構成は図１に示した第１の実施例と
同様であるため、図１と同一の番号を付して説明は省略
する。
【００２９】次に、本実施例を用いて成膜を行わせる際
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【００３０】まず、支持体１０３上に基体１０２を設置
し、光源１１３からの光を基体１０２に照射すると共
に、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温から
数百℃の間の所望の温度に加熱する。次に、基体１０２
近傍に直接導入する第１の原料ガス１０６とプラズマ発
生領域を通して導入する第２の原料ガス１０７を流し、
排気１０５側に設けられたコンダクタンスバルブ（不図
示）により１ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒの間の所望の圧
力に保持する。さらに、磁石１１２による数百Ｇのマグ
ネトロン磁場の存在下、高周波電極１１０に高周波電源
１１１で発生した高周波電力を数十から数千Ｗ供給し、
高周波電極１１０近傍に局在したプラズマを発生させ、
所望の膜厚が得られるまで成膜を行う。第１の原料ガス
１０６としてＴＥＯＳ（テトラ−エトキシ−シラン）を
１００ｓｃｃｍ、第２の原料ガス１０７としてＯ2 を５
００ｓｃｃｍ供給し、圧力０．１Ｔｏｒｒ、光照度０．
６Ｗ／ｃｍ2 、基板温度３００℃、高周波電力５００
Ｗ、磁束密度１３０Ｇの条件で成膜した。その結果、水
素含有率１ａｔｍ％以下、ストレス２×１０3 ｄｙｎｅ
／ｃｍ2 引張と良質で平坦なＳｉＯ2 膜が、１８０ｎｍ
／ｍｉｎ．と高速に成膜された。
し、光源１１３からの光を基体１０２に照射すると共
に、ヒータ１０４に電流を流し、基体１０２を室温から
数百℃の間の所望の温度に加熱する。次に、基体１０２
近傍に直接導入する第１の原料ガス１０６とプラズマ発
生領域を通して導入する第２の原料ガス１０７を流し、
排気１０５側に設けられたコンダクタンスバルブ（不図
示）により１ｍＴｏｒｒから１Ｔｏｒｒの間の所望の圧
力に保持する。さらに、磁石１１２による数百Ｇのマグ
ネトロン磁場の存在下、高周波電極１１０に高周波電源
１１１で発生した高周波電力を数十から数千Ｗ供給し、
高周波電極１１０近傍に局在したプラズマを発生させ、
所望の膜厚が得られるまで成膜を行う。第１の原料ガス
１０６としてＴＥＯＳ（テトラ−エトキシ−シラン）を
１００ｓｃｃｍ、第２の原料ガス１０７としてＯ2 を５
００ｓｃｃｍ供給し、圧力０．１Ｔｏｒｒ、光照度０．
６Ｗ／ｃｍ2 、基板温度３００℃、高周波電力５００
Ｗ、磁束密度１３０Ｇの条件で成膜した。その結果、水
素含有率１ａｔｍ％以下、ストレス２×１０3 ｄｙｎｅ
／ｃｍ2 引張と良質で平坦なＳｉＯ2 膜が、１８０ｎｍ
／ｍｉｎ．と高速に成膜された。
【００３１】原料ガスを替えることにより、ＳｉＮ，Ｓ
ｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮなどの絶縁
体、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導
体、Ａｌ，Ｗなどの金属が成膜可能である。
ｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮなどの絶縁
体、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導
体、Ａｌ，Ｗなどの金属が成膜可能である。
【００３２】なお、上記各計測値のうち、・密度は、エ
リプソメトリにより計測された屈折率とオージェ電子分
光により計測された組成比およびローレンツ−ローレン
ツ関係式により求めた。・水素含有率は赤外吸収スペク
トル中のＳｉ−Ｈ，Ｎ−Ｈバンドの吸光度を吸収係数で
割求めた。・ストレスは干渉計により測定した成膜前後
の基体のそりの変化より求めた。
リプソメトリにより計測された屈折率とオージェ電子分
光により計測された組成比およびローレンツ−ローレン
ツ関係式により求めた。・水素含有率は赤外吸収スペク
トル中のＳｉ−Ｈ，Ｎ−Ｈバンドの吸光度を吸収係数で
割求めた。・ストレスは干渉計により測定した成膜前後
の基体のそりの変化より求めた。
【００３３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００３４】リング状高周波電極と電極を含む面に垂直
な磁界とによりプラズマを局在化させ、少なくとも一種
の処理用ガスを局在化された高密度プラズマを通し、プ
ラズマ密度が低くプラズマとの距離は近い空間に基体を
設けることにより、イオンによる損傷が低減され、高性
能かつ高速な処理を行うことができる効果がある。
な磁界とによりプラズマを局在化させ、少なくとも一種
の処理用ガスを局在化された高密度プラズマを通し、プ
ラズマ密度が低くプラズマとの距離は近い空間に基体を
設けることにより、イオンによる損傷が低減され、高性
能かつ高速な処理を行うことができる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
１０１ 反応室 １０２ 基体 １０３ 支持体 １０４ ヒータ １０５ 排気 １０６ 第１の原料ガス １０７ 第２の原料ガス １０８ 石英管 １０９ 窓支持体 １０９1 整流板 １０９2，１１４ 孔 １１０ 高周波電極 １１１ 高周波電源 １１２ 磁石 １１３ 窓 ２１３ 光源 ２１４ インテグレータ ２１５ コリメータレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 21/31 21/302 Ｂ
Claims (1)
- 【請求項１】 所定ガスが流入され、所定圧力に維持さ
れた処理室内にプラズマを発生させることにより、該処
理室内に設置された基体の処理を行うプラズマ処理装置
において、 前記処理室内にプラズマを発生させるために処理室の外
周部に設けられたリング状の高周波電極と、 前記処理室内のプラズマを局在化させるため、前記高周
波電極を含む面に対して垂直な磁界を発生する磁界発生
手段と、 流入される少なくとも一種の所定の処理用ガスを局在化
された高密度なプラズマに通すために処理室内に設けら
れた整流板とを具備し、 前記基体は、プラズマ密度が低く、プラズマと近接した
空間に配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220006A JP2933422B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | プラズマ処理装置 |
| US08/433,193 US5565247A (en) | 1991-08-30 | 1995-05-02 | Process for forming a functional deposited film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220006A JP2933422B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562795A JPH0562795A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2933422B2 true JP2933422B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16744459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3220006A Expired - Fee Related JP2933422B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933422B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6363385B2 (ja) * | 2014-04-21 | 2018-07-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 封止膜の形成方法及び封止膜製造装置 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3220006A patent/JP2933422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562795A (ja) | 1993-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5587039A (en) | Plasma etch equipment | |
| US4918031A (en) | Processes depending on plasma generation using a helical resonator | |
| US5529657A (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP4280686B2 (ja) | 処理方法 | |
| US20050136610A1 (en) | Process for forming oxide film, apparatus for forming oxide film and material for electronic device | |
| US5427827A (en) | Deposition of diamond-like films by ECR microwave plasma | |
| US20070051471A1 (en) | Methods and apparatus for stripping | |
| JPH07118522B2 (ja) | 基板表面を酸化処理するための方法及び半導体の構造 | |
| US6217704B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP2005033055A (ja) | 放射状スロットに円弧状スロットを併設したマルチスロットアンテナを用いた表面波プラズマ処理装置 | |
| Samukawa et al. | On-wafer monitoring of vacuum-ultraviolet radiation damage in high-density plasma processes | |
| JP2008059991A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US5707692A (en) | Apparatus and method for processing a base substance using plasma and a magnetic field | |
| Bergonzo et al. | Development of a novel large area excimer lamp for direct photo deposition of thin films | |
| KR20050112115A (ko) | 다층 포토레지스트 건식 현상을 위한 방법 및 장치 | |
| JPH10134995A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP2933422B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3563214B2 (ja) | プラズマエッチング方法 | |
| JP3258441B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法 | |
| JP3088447B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| Fujii et al. | Enhancement of negative-ion-assisted silicon oxidation by radio-frequency bias | |
| JPH0791655B2 (ja) | 表面処理方法および装置 | |
| JP3088446B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPH0896990A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPH05125547A (ja) | プラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090528 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110528 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |