JP3092559B2 - プラズマ処理装置及びこの装置のガスの導入方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びこの装置のガスの導入方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイス等の
製造プロセスに用いられる半導体素子基板等のエッチン
グもしくは薄膜形成等のプラズマ処理を行う半導体装置
の製造に好適なプラズマ処理装置及びこの装置のガスの
導入方法に関する。
製造プロセスに用いられる半導体素子基板等のエッチン
グもしくは薄膜形成等のプラズマ処理を行う半導体装置
の製造に好適なプラズマ処理装置及びこの装置のガスの
導入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】低ガス圧力に保った真空反応容器内に、
マイクロ波を導入する事によりガス放電を起こし得られ
たプラズマを、試料に照射する事によりエッチングや薄
膜形成等の処理を行うプラズマ処理装置は、高集積半導
体素子や液晶の製造に欠かせない。特に、プラズマ生成
に関わるマイクロ波と生成されたプラズマ中のイオンの
加速を行うための電力とをそれぞれ独立に制御出来るプ
ラズマ処理装置が、ドライエッチング技術及び薄膜形成
技術において望まれる。
マイクロ波を導入する事によりガス放電を起こし得られ
たプラズマを、試料に照射する事によりエッチングや薄
膜形成等の処理を行うプラズマ処理装置は、高集積半導
体素子や液晶の製造に欠かせない。特に、プラズマ生成
に関わるマイクロ波と生成されたプラズマ中のイオンの
加速を行うための電力とをそれぞれ独立に制御出来るプ
ラズマ処理装置が、ドライエッチング技術及び薄膜形成
技術において望まれる。
【０００３】図５は従来のプラズマ処理装置を示したも
のであり、プラズマの生成とプラズマ中のイオンの加速
とを独立に制御する事が出来るプラズマエッチング装置
を模式的に示した断面図である。Ｔ．Ａｋｉｍｏｔｏ
ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．，３３（１９９４），
Ｈ．Ｍａｂｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１６ｔ
ｈ Ｓｙｍｐ．Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｐ２３５（１
９９４）に記載された図５の１は中空直方体形状の反応
容器を示している。反応容器１はアルミニウム、ステン
レス等の金属により形成されている。反応容器１の上部
はマイクロ波の透過性を有しており、誘電損失が小さく
かつ耐熱性を有する、例えば石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ
3 等を用いて形成された誘電体板２によって機密状態に
封止されている。
のであり、プラズマの生成とプラズマ中のイオンの加速
とを独立に制御する事が出来るプラズマエッチング装置
を模式的に示した断面図である。Ｔ．Ａｋｉｍｏｔｏ
ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．，３３（１９９４），
Ｈ．Ｍａｂｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１６ｔ
ｈ Ｓｙｍｐ．Ｄｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｐ２３５（１
９９４）に記載された図５の１は中空直方体形状の反応
容器を示している。反応容器１はアルミニウム、ステン
レス等の金属により形成されている。反応容器１の上部
はマイクロ波の透過性を有しており、誘電損失が小さく
かつ耐熱性を有する、例えば石英ガラスまたはＡｌ2 Ｏ
3 等を用いて形成された誘電体板２によって機密状態に
封止されている。
【０００４】反応容器１の上方には誘電体板２と所定の
間隔をおいて対向し、誘電体板２を覆いうる大きさの誘
電体線路３が設置されている。この誘電体線路３は誘電
損失の小さいフッ素樹脂等の誘電体材料で形成された誘
電体層と誘電体層の上面に設置されたＡｌ等の金属板４
とで構成されている。誘電体線路３にはマイクロ波発振
器５より導波管６を介してマイクロ波が導入されるよう
になっており、誘電体線路３の終端は金属板４で封止さ
れている。
間隔をおいて対向し、誘電体板２を覆いうる大きさの誘
電体線路３が設置されている。この誘電体線路３は誘電
損失の小さいフッ素樹脂等の誘電体材料で形成された誘
電体層と誘電体層の上面に設置されたＡｌ等の金属板４
とで構成されている。誘電体線路３にはマイクロ波発振
器５より導波管６を介してマイクロ波が導入されるよう
になっており、誘電体線路３の終端は金属板４で封止さ
れている。
【０００５】反応容器１の内部には処理対象物である試
料Ｓを保持するための試料保持部７と試料台８が設けら
れており、試料保持部７には試料Ｓ表面にバイアス電圧
を発生させるための高周波電源９が接続されている。ま
た、反応容器１の下部には反応容器１を真空に排気する
ための排気装置に接続された排気管１２が連結されてお
り、反応容器１の側壁には反応容器１内に必要な反応ガ
スを供給するためガス供給管１３が接続されている。ガ
ス供給管１３は分岐され、反応容器１内に設けられた複
数のガス導入ノズル１３からガスが導入される。ガス導
入位置は、図５では分かりにくいので、図６に従来装置
の反応容器１を上から観察した図面を示した。ガス導入
ノズル１３は、反応容器１の側壁に均等に配置され全て
のガス導入ノズルから等しい成分のガスが反応容器１内
へ導入される。
料Ｓを保持するための試料保持部７と試料台８が設けら
れており、試料保持部７には試料Ｓ表面にバイアス電圧
を発生させるための高周波電源９が接続されている。ま
た、反応容器１の下部には反応容器１を真空に排気する
ための排気装置に接続された排気管１２が連結されてお
り、反応容器１の側壁には反応容器１内に必要な反応ガ
スを供給するためガス供給管１３が接続されている。ガ
ス供給管１３は分岐され、反応容器１内に設けられた複
数のガス導入ノズル１３からガスが導入される。ガス導
入位置は、図５では分かりにくいので、図６に従来装置
の反応容器１を上から観察した図面を示した。ガス導入
ノズル１３は、反応容器１の側壁に均等に配置され全て
のガス導入ノズルから等しい成分のガスが反応容器１内
へ導入される。
【０００６】反応容器１及び上部電極１１にはそれぞれ
ヒーター１５及び１６が設置されており、反応容器１及
び上部電極１１を予め加熱している。また、それぞれの
ヒーターに対し、電力を供給するためのヒーター電源１
７が設置されている。上記のように構成されたプラズマ
処理装置にあっては、以下のようにして試料Ｓ表面にプ
ラズマ処理が施される。
ヒーター１５及び１６が設置されており、反応容器１及
び上部電極１１を予め加熱している。また、それぞれの
ヒーターに対し、電力を供給するためのヒーター電源１
７が設置されている。上記のように構成されたプラズマ
処理装置にあっては、以下のようにして試料Ｓ表面にプ
ラズマ処理が施される。
【０００７】まず、排気管１２から排気を行って反応容
器１内を所定の圧力に設定し、その後ガス供給管１３か
ら反応ガスを供給する。次に、マイクロ波発振器５にお
いてマイクロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体線
路３に導入する。すると誘電体線路３下方に電界が形成
され、マイクロ波導入窓１４をとおり抜けて反応容器１
内においてガスが励起されプラズマを発生する。同時
に、前記プラズマ中のイオンのエネルギーを制御するた
め、高周波電源９により試料Ｓが載置されている試料保
持部７に高周波電源を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電
圧を発生させる。このバイアス電圧により、イオンを試
料Ｓに対して垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射
するイオンのエネルギーを制御する。この様なプラズマ
処理装置を用い、エッチングガスにＣＨＦ3 ／ＣＯ／Ａ
ｒを用いて実際にＳｉＯ2 膜をエッチングした結果を図
７に示す。μ波進行方向にエッチングレートが減衰して
いる事がわかる。ウェハ面内でエッチングレートが不均
一であると、試料である半導体素子の加工形状が異な
り、その結果ウェハ内で特性の異なる半導体素子がで
き、状態が悪い場合は動作しない素子も出来うる。即
ち、エッチングレート均一性は半導体生産において歩留
まりを向上させるための非常に重要な要素であり、改善
が必要である。
器１内を所定の圧力に設定し、その後ガス供給管１３か
ら反応ガスを供給する。次に、マイクロ波発振器５にお
いてマイクロ波を発振させ、導波管６を介して誘電体線
路３に導入する。すると誘電体線路３下方に電界が形成
され、マイクロ波導入窓１４をとおり抜けて反応容器１
内においてガスが励起されプラズマを発生する。同時
に、前記プラズマ中のイオンのエネルギーを制御するた
め、高周波電源９により試料Ｓが載置されている試料保
持部７に高周波電源を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電
圧を発生させる。このバイアス電圧により、イオンを試
料Ｓに対して垂直に入射させるとともに、試料Ｓに入射
するイオンのエネルギーを制御する。この様なプラズマ
処理装置を用い、エッチングガスにＣＨＦ3 ／ＣＯ／Ａ
ｒを用いて実際にＳｉＯ2 膜をエッチングした結果を図
７に示す。μ波進行方向にエッチングレートが減衰して
いる事がわかる。ウェハ面内でエッチングレートが不均
一であると、試料である半導体素子の加工形状が異な
り、その結果ウェハ内で特性の異なる半導体素子がで
き、状態が悪い場合は動作しない素子も出来うる。即
ち、エッチングレート均一性は半導体生産において歩留
まりを向上させるための非常に重要な要素であり、改善
が必要である。
【０００８】次に、このプラズマ処理装置においてμ波
進行方向にエッチングレートが不均一になる原因を以下
に示す。図８の（Ｋ．Ｋｏｍａｃｈｉ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓ
ｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ１１（１），１６４（１９
９３），より引用）は、表面波を用いたプラズマ処理装
置を用いμ波進行方向の電界強度分布を測定した結果で
ある。圧力の相違に関わらず、μ波進行方向に電界強度
が低下している事が分かる。この事実は言い換えると、
μ波入射側はプラズマ密度が高く、反射側はプラズマ密
度が低い事を意味している。電界に分布が出来る原因
は、導入されたμ波が誘電体線路３を伝搬する際に、そ
の電界強度が誘電損失により低下するためである。
進行方向にエッチングレートが不均一になる原因を以下
に示す。図８の（Ｋ．Ｋｏｍａｃｈｉ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓ
ｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ａ１１（１），１６４（１９
９３），より引用）は、表面波を用いたプラズマ処理装
置を用いμ波進行方向の電界強度分布を測定した結果で
ある。圧力の相違に関わらず、μ波進行方向に電界強度
が低下している事が分かる。この事実は言い換えると、
μ波入射側はプラズマ密度が高く、反射側はプラズマ密
度が低い事を意味している。電界に分布が出来る原因
は、導入されたμ波が誘電体線路３を伝搬する際に、そ
の電界強度が誘電損失により低下するためである。
【０００９】次に、ガスの解離とエッチングメカニズム
について述べる。ＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスの解離状態は
複雑であるので、簡単のためＣＨＦ3 単体のみについて
述べる。ＣＨＦ3 の解離反応は概ね次のようである。 ＣＨＦ3 ＋ ｅ- → ＣＦ2 ＋ ＨＦ ・・・・・（１） ＣＦ2 → ＣＦ＋ Ｆ ・・・・・・・・・・・・・・（２） また、ＳｉＯ2 との反応は、 ＳｉＯ2 ＋ ４Ｆ → ＳｉＦ4 ・・・・・・・・・（３） つまり、（１）及び（２）式より、プラズマ密度の高い
領域では、解離が進行しＦの生成量が増大するためエッ
チレートは高くなり、一方プラズマ密度の低い領域では
解離が進行しないため、Ｆの生成量が低下しエッチング
レートも減少する。ウェハ面内におけるガスが、反応容
器１に対しその周囲から均一に導入されている事から、
ガスの解離状態がμ波進行方向に変化しているものと考
えられる。
について述べる。ＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスの解離状態は
複雑であるので、簡単のためＣＨＦ3 単体のみについて
述べる。ＣＨＦ3 の解離反応は概ね次のようである。 ＣＨＦ3 ＋ ｅ- → ＣＦ2 ＋ ＨＦ ・・・・・（１） ＣＦ2 → ＣＦ＋ Ｆ ・・・・・・・・・・・・・・（２） また、ＳｉＯ2 との反応は、 ＳｉＯ2 ＋ ４Ｆ → ＳｉＦ4 ・・・・・・・・・（３） つまり、（１）及び（２）式より、プラズマ密度の高い
領域では、解離が進行しＦの生成量が増大するためエッ
チレートは高くなり、一方プラズマ密度の低い領域では
解離が進行しないため、Ｆの生成量が低下しエッチング
レートも減少する。ウェハ面内におけるガスが、反応容
器１に対しその周囲から均一に導入されている事から、
ガスの解離状態がμ波進行方向に変化しているものと考
えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、試料のエッチングが均一
に行われるようにした半導体製造装置に好適なプラズマ
処理装置とこの装置のガスの導入方法を提供するもので
ある。
した従来技術の欠点を改良し、試料のエッチングが均一
に行われるようにした半導体製造装置に好適なプラズマ
処理装置とこの装置のガスの導入方法を提供するもので
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するため、基本的には、以下に記載されたような
技術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる
第１の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入す
ると共に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを
導入し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズ
マ処理装置において、前記フロロカーボンガスを、前記
反応容器のプラズマ密度の低い領域から導入するもので
あり、第２の態様としては、フロロカーボン以外のガス
を前記反応容器のプラズマ密度の高い領域から導入する
ものであり、第３の態様としては、反応容器内にマイク
ロ波を導入すると共に、フロロカーボンガスを含むエッ
チングガスを導入し、前記反応容器内の試料をエッチン
グするプラズマ処理装置において、前記エッチングガス
を前記反応容器のプラズマ密度の低い領域から導入し、
前記反応容器中にエッチングガスの濃度勾配を形成する
事によりエッチング均一性を向上させたものであり、第
４の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入する
と共に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導
入し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ
処理装置のガスの導入方法において、前記フロロカーボ
ンガスを、前記反応容器のプラズマ密度の低い領域から
導入することを特徴とするものであり、 第５の態様とし
ては、前記反応容器のプラズマ密度の高い部分には前記
フロロカーボンガスを除くガスを導入するものであり、
第６の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入す
ると共に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを
導入し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズ
マ処理装置のガスの導入方法において、前記反応容器の
ガスの導入は、プラズマ密度の高い領域からエッチング
ガスを低流量で導入し、プラズマ密度の低い領域からエ
ッチングガスを高流量で導入することで、前記反応容器
内にエッチングガスの濃度勾配を形成しエッチング均一
性を向上させたものである。
を達成するため、基本的には、以下に記載されたような
技術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる
第１の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入す
ると共に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを
導入し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズ
マ処理装置において、前記フロロカーボンガスを、前記
反応容器のプラズマ密度の低い領域から導入するもので
あり、第２の態様としては、フロロカーボン以外のガス
を前記反応容器のプラズマ密度の高い領域から導入する
ものであり、第３の態様としては、反応容器内にマイク
ロ波を導入すると共に、フロロカーボンガスを含むエッ
チングガスを導入し、前記反応容器内の試料をエッチン
グするプラズマ処理装置において、前記エッチングガス
を前記反応容器のプラズマ密度の低い領域から導入し、
前記反応容器中にエッチングガスの濃度勾配を形成する
事によりエッチング均一性を向上させたものであり、第
４の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入する
と共に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導
入し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ
処理装置のガスの導入方法において、前記フロロカーボ
ンガスを、前記反応容器のプラズマ密度の低い領域から
導入することを特徴とするものであり、 第５の態様とし
ては、前記反応容器のプラズマ密度の高い部分には前記
フロロカーボンガスを除くガスを導入するものであり、
第６の態様としては、反応容器内にマイクロ波を導入す
ると共に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを
導入し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズ
マ処理装置のガスの導入方法において、前記反応容器の
ガスの導入は、プラズマ密度の高い領域からエッチング
ガスを低流量で導入し、プラズマ密度の低い領域からエ
ッチングガスを高流量で導入することで、前記反応容器
内にエッチングガスの濃度勾配を形成しエッチング均一
性を向上させたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係るプラズマ処理装置と
この装置のガスの導入方法は、上記したような技術構成
を採用していることから、反応容器内のエッチングガス
に濃度勾配が発生し、プラズマ密度の不均一性が相殺さ
れる。その結果、エッチングガスの解離によって生成す
るＦがウェハ面内で均一になり、エッチング均一性が向
上する。
この装置のガスの導入方法は、上記したような技術構成
を採用していることから、反応容器内のエッチングガス
に濃度勾配が発生し、プラズマ密度の不均一性が相殺さ
れる。その結果、エッチングガスの解離によって生成す
るＦがウェハ面内で均一になり、エッチング均一性が向
上する。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置とこ
の装置のガスの導入方法の具体例を図面を参照しながら
詳細に説明する。なお、従来例と同一部分には同一の符
号を付して、その説明を省略する。 （第１の具体例）図１、２は本発明の具体例の構造を示
す図であって、図には反応容器１内にマイクロ波を導入
すると共に、フロロカーボン、酸素、オキサイドカーボ
ン、不活性ガスからなるエッチングガスを導入し、前記
反応容器１内の試料Ｓをエッチングするプラズマ処理装
置において、前記フロロカーボンガスとフロロカーボン
以外のガスとを異なるガス導入ノズル１３ａ、１３ｂで
前記反応容器１内に導入するプラズマ処理装置が示さ
れ、又反応容器１内にマイクロ波を導入すると共に、エ
ッチング用のガスを導入し、前記反応容器１内の試料Ｓ
をエッチングするプラズマ処理装置において、フロロカ
ーボン、酸素、オキサイドカーボン、不活性ガスの数種
類を混合してエッチングを行う場合に、フロロカーボン
ガスを前記反応容器１のプラズマ密度の低い領域１ｂか
ら導入し、さらにフロロカーボン以外の前記ガスをプラ
ズマ密度の高い領域１ａから導入する事により、前記反
応容器１中にエッチングガスの濃度勾配を形成したプラ
ズマ処理装置が示されている。
の装置のガスの導入方法の具体例を図面を参照しながら
詳細に説明する。なお、従来例と同一部分には同一の符
号を付して、その説明を省略する。 （第１の具体例）図１、２は本発明の具体例の構造を示
す図であって、図には反応容器１内にマイクロ波を導入
すると共に、フロロカーボン、酸素、オキサイドカーボ
ン、不活性ガスからなるエッチングガスを導入し、前記
反応容器１内の試料Ｓをエッチングするプラズマ処理装
置において、前記フロロカーボンガスとフロロカーボン
以外のガスとを異なるガス導入ノズル１３ａ、１３ｂで
前記反応容器１内に導入するプラズマ処理装置が示さ
れ、又反応容器１内にマイクロ波を導入すると共に、エ
ッチング用のガスを導入し、前記反応容器１内の試料Ｓ
をエッチングするプラズマ処理装置において、フロロカ
ーボン、酸素、オキサイドカーボン、不活性ガスの数種
類を混合してエッチングを行う場合に、フロロカーボン
ガスを前記反応容器１のプラズマ密度の低い領域１ｂか
ら導入し、さらにフロロカーボン以外の前記ガスをプラ
ズマ密度の高い領域１ａから導入する事により、前記反
応容器１中にエッチングガスの濃度勾配を形成したプラ
ズマ処理装置が示されている。
【００１４】例えば、ＣＨＦ3 ／ＣＯ／Ａｒを用いたエ
ッチングプロセスにおいて、フロロカーボンであるＣＨ
Ｆ3 を反応容器１内のプラズマ密度が低い領域１ｂに設
けられたノズル１３ｂから、さらにフロロカーボン以外
のＣＯ及びＡｒガスをプラズマ密度の高い領域１ａに設
置したノズル１３ａから導入する。実際、圧力２０ｍＴ
ｏｒｒ、μ波パワー１３００Ｗ、ＲＦパワー６００Ｗ、
ＣＨＦ3 ４０ｓｃｃｍ、ＣＯ４０ｓｃｍｍ、Ａｒ５０ｓ
ｃｃｍの条件で実験を行ったところ、図４に示すように
エッチングレート均一性が±３．８％から±０．７％に
改善された。この理由は、反応容器内においてμ波の進
行方向にエッチングガスの濃度勾配が形成されるためで
ある。前述の様に、プラズマ密度が高い場合にはガスの
解離が進行し、エッチングに有効なＦの生成量が増大す
る。これにより、エッチングガスの濃度勾配とプラズマ
密度の不均一が相殺しあいエッチレート均一性が向上す
る。 （第２の具体例） 次に、本発明の第２の具体例を図２を用いて説明する。
ッチングプロセスにおいて、フロロカーボンであるＣＨ
Ｆ3 を反応容器１内のプラズマ密度が低い領域１ｂに設
けられたノズル１３ｂから、さらにフロロカーボン以外
のＣＯ及びＡｒガスをプラズマ密度の高い領域１ａに設
置したノズル１３ａから導入する。実際、圧力２０ｍＴ
ｏｒｒ、μ波パワー１３００Ｗ、ＲＦパワー６００Ｗ、
ＣＨＦ3 ４０ｓｃｃｍ、ＣＯ４０ｓｃｍｍ、Ａｒ５０ｓ
ｃｃｍの条件で実験を行ったところ、図４に示すように
エッチングレート均一性が±３．８％から±０．７％に
改善された。この理由は、反応容器内においてμ波の進
行方向にエッチングガスの濃度勾配が形成されるためで
ある。前述の様に、プラズマ密度が高い場合にはガスの
解離が進行し、エッチングに有効なＦの生成量が増大す
る。これにより、エッチングガスの濃度勾配とプラズマ
密度の不均一が相殺しあいエッチレート均一性が向上す
る。 （第２の具体例） 次に、本発明の第２の具体例を図２を用いて説明する。
【００１５】図２には、反応容器１内にマイクロ波を導
入すると共に、エッチングガスを導入し、前記反応容器
１内の試料Ｓをエッチングするプラズマ処理装置におい
て、前記エッチングガスを前記反応容器のプラズマ密度
の低い領域１ｂから導入し、反応容器１中にエッチング
ガスの濃度勾配を形成する事によりエッチング均一性を
向上させるプラズマ処理装置が示されている。
入すると共に、エッチングガスを導入し、前記反応容器
１内の試料Ｓをエッチングするプラズマ処理装置におい
て、前記エッチングガスを前記反応容器のプラズマ密度
の低い領域１ｂから導入し、反応容器１中にエッチング
ガスの濃度勾配を形成する事によりエッチング均一性を
向上させるプラズマ処理装置が示されている。
【００１６】即ち、第２の具体例では図２のようにガス
導入ノズル１３ｂを一方向のみに設け、全ての混合ガス
を、プラズマ密度の低い方向である領域１ｂから導入す
る。これによりエッチレート均一性を向上している。 （第３の具体例） 次に、本発明の第３の具体例を図３を用いて説明する。
導入ノズル１３ｂを一方向のみに設け、全ての混合ガス
を、プラズマ密度の低い方向である領域１ｂから導入す
る。これによりエッチレート均一性を向上している。 （第３の具体例） 次に、本発明の第３の具体例を図３を用いて説明する。
【００１７】図３には、反応容器１のガスの導入は、プ
ラズマ密度の高い領域１ａからエッチングガスを低流量
で導入し、プラズマ密度の低い領域１６ｂからエッチン
グガスを高流量で導入することで、前記反応容器１内に
エッチングガスの濃度勾配を形成しエッチング均一性を
向上させたプラズマ処理装置のガス導入方法が示されて
いる。
ラズマ密度の高い領域１ａからエッチングガスを低流量
で導入し、プラズマ密度の低い領域１６ｂからエッチン
グガスを高流量で導入することで、前記反応容器１内に
エッチングガスの濃度勾配を形成しエッチング均一性を
向上させたプラズマ処理装置のガス導入方法が示されて
いる。
【００１８】反応容器１内のエッチングガスの濃度勾配
は、反応容器１へ導入するガスの流量制御によって形成
する事も可能である。即ち、図３に示すように低プラズ
マ密度側の領域１６ｂにエッチングガスを導入するノズ
ル１３ｂを高プラズマ密度領域１ａのノズル１３ａより
も多量に設ける。これによりエッチレート均一性を向上
出来る。
は、反応容器１へ導入するガスの流量制御によって形成
する事も可能である。即ち、図３に示すように低プラズ
マ密度側の領域１６ｂにエッチングガスを導入するノズ
ル１３ｂを高プラズマ密度領域１ａのノズル１３ａより
も多量に設ける。これによりエッチレート均一性を向上
出来る。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係るプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理装置のガスの導入方法は上述のように構成した
ので、反応容器内においてμ波の進行方向に形成された
エッチングガスの濃度勾配が、プラズマ密度の不均一を
相殺し、均一性を３％向上させることが出来た。
ズマ処理装置のガスの導入方法は上述のように構成した
ので、反応容器内においてμ波の進行方向に形成された
エッチングガスの濃度勾配が、プラズマ密度の不均一を
相殺し、均一性を３％向上させることが出来た。
【図１】本発明の第１の具体例の反応室の模式断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２の具体例の反応室の模式断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第３の具体例の反応室の模式断面図で
ある。
ある。
【図４】従来装置と発明を適用した装置のそれぞれのエ
ッチング分布を示すグラフである。
ッチング分布を示すグラフである。
【図５】表面波プラズマ処理装置の構成図である。
【図６】従来装置における反応容器の詳細説明図であ
る。
る。
【図７】従来の装置におけるエッチング分布である。
【図８】表面波を用いたプラズマ処理装置における、電
界強度のμ波進行方向依存性を示すグラフである。
界強度のμ波進行方向依存性を示すグラフである。
１ 反応容器 ２ 誘電体板 ３ 誘電体線路 ４ 金属板 ５ μ波発振器 ６ 導波管 ７ 試料保持部 ８ 試料台 ９ 高周波電源 １０ アース １１ 上部電極 １２ 排気管 １３ ガス供給管 １３’ ガス導入ノズル １４ 導入窓 １５ ヒーター １６ ヒーター １７ ヒーター電源 Ｓ 試料
Claims (6)
- 【請求項１】 反応容器内にマイクロ波を導入すると共
に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置において、 前記フロロカーボンガスを、前記反応容器のプラズマ密
度の低い領域から導入することを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項２】 フロロカーボンガス以外のガスを、前記
反応容器のプラズマ密度の高い領域から導入することを
特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 反応容器内にマイクロ波を導入すると共
に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置において、 前記エッチングガスを前記反応容器のプラズマ密度の低
い領域から導入し、前記反応容器中にエッチングガスの
濃度勾配を形成する事によりエッチング均一性を向上さ
せたことを特徴としたプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 反応容器内にマイクロ波を導入すると共
に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置のガスの導入方法において、前記フロロカーボンガスを、前記反応容器のプラズマ密
度の低い領域から導入する ことを特徴とするプラズマ処
理装置のガスの導入方法。 - 【請求項５】 前記反応容器のプラズマ密度の高い部分
には前記フロロカーボンガスを除くガスを導入すること
を特徴とする請求項４記載のプラズマ処理装置のガスの
導入方法。 - 【請求項６】 反応容器内にマイクロ波を導入すると共
に、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを導入
し、前記反応容器内の試料をエッチングするプラズマ処
理装置のガスの導入方法において、 前記反応容器のガスの導入は、プラズマ密度の高い領域
からエッチングガスを低流量で導入し、プラズマ密度の
低い領域からエッチングガスを高流量で導入すること
で、前記反応容器内にエッチングガスの濃度勾配を形成
しエッチング均一 性を向上させたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置のガスの導入方法 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09291924A JP3092559B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | プラズマ処理装置及びこの装置のガスの導入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09291924A JP3092559B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | プラズマ処理装置及びこの装置のガスの導入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11126773A JPH11126773A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3092559B2 true JP3092559B2 (ja) | 2000-09-25 |
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ID=17775234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09291924A Expired - Fee Related JP3092559B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | プラズマ処理装置及びこの装置のガスの導入方法 |
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| JP (1) | JP3092559B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9706903B2 (en) | 2009-06-18 | 2017-07-18 | Endochoice, Inc. | Multiple viewing elements endoscope system with modular imaging units |
| JP6560071B2 (ja) * | 2015-09-11 | 2019-08-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP09291924A patent/JP3092559B2/ja not_active Expired - Fee Related
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