JP3113210B2 - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及び装置Info
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- JP3113210B2 JP3113210B2 JP08301597A JP30159796A JP3113210B2 JP 3113210 B2 JP3113210 B2 JP 3113210B2 JP 08301597 A JP08301597 A JP 08301597A JP 30159796 A JP30159796 A JP 30159796A JP 3113210 B2 JP3113210 B2 JP 3113210B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチン
グ、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理
方法及び装置に関し、特に高周波誘導方式のプラズマ処
理方法及び装置に関するものである。
グ、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等のプラズマ処理
方法及び装置に関し、特に高周波誘導方式のプラズマ処
理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に対応して、
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行なうことが求められている。
ドライエッチング技術においては高アスペクト比の加工
等を実現するために、またプラズマＣＶＤ技術において
は高アスペクト比の埋め込み等を実現するために、より
高真空でプラズマ処理を行なうことが求められている。
【０００３】例えば、ドライエッチングの場合において
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ガス
粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオンの方
向性が基板に向かって揃い、また電離度が高いために基
板に到達するイオン対中性ラジカルの入射粒子束の比が
大きくなる。従って、エッチング異方性が高められ、高
アスペクト比の加工が可能となる。
は、高真空において高密度プラズマを発生させると、基
板表面に形成されるイオンシース中でイオンが中性ガス
粒子等と衝突する確率が小さくなるために、イオンの方
向性が基板に向かって揃い、また電離度が高いために基
板に到達するイオン対中性ラジカルの入射粒子束の比が
大きくなる。従って、エッチング異方性が高められ、高
アスペクト比の加工が可能となる。
【０００４】また、プラズマＣＶＤの場合においては、
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み、平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。
高真空において高密度プラズマを発生させると、イオン
によるスパッタリング効果によって微細パターンの埋め
込み、平坦化作用が得られ、高アスペクト比の埋め込み
が可能になる。
【０００５】この高真空において高密度プラズマを発生
させることができるプラズマ処理装置の１つとして、平
面状渦形放電コイルに高周波電圧を印加することによっ
て真空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式の
プラズマ処理装置が知られている。この方式のプラズマ
処理装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その
高周波磁界によって真空容器内に誘導電界を発生させて
電子の加速を行い、プラズマを発生させるもので、コイ
ル電流を大きくすれば高真空においても高密度プラズマ
を発生することができ、十分な処理速度を得ることがで
きる。
させることができるプラズマ処理装置の１つとして、平
面状渦形放電コイルに高周波電圧を印加することによっ
て真空容器内にプラズマを発生させる高周波誘導方式の
プラズマ処理装置が知られている。この方式のプラズマ
処理装置は、真空容器内に高周波磁界を発生させ、その
高周波磁界によって真空容器内に誘導電界を発生させて
電子の加速を行い、プラズマを発生させるもので、コイ
ル電流を大きくすれば高真空においても高密度プラズマ
を発生することができ、十分な処理速度を得ることがで
きる。
【０００６】高周波誘導方式のプラズマ処理装置の一例
を図７に示す。図７において、真空容器１内に適当なガ
スを導入しつつ排気を行い、真空容器１内を適当な圧力
に保ちながら、放電コイル用高周波電源２により高周波
電圧を誘電板７上に設けられた平面状渦形放電コイル３
に印加すると、真空容器１内にプラズマが発生し、電極
４上に載置された基板５に対してエッチング、堆積、表
面改質等のプラズマ処理を行なうことができる。このと
き、図７に示すように、電極４にも電極用高周波電源６
により高周波電圧を印加することで、基板５に到達する
イオンエネルギーを制御することができる。
を図７に示す。図７において、真空容器１内に適当なガ
スを導入しつつ排気を行い、真空容器１内を適当な圧力
に保ちながら、放電コイル用高周波電源２により高周波
電圧を誘電板７上に設けられた平面状渦形放電コイル３
に印加すると、真空容器１内にプラズマが発生し、電極
４上に載置された基板５に対してエッチング、堆積、表
面改質等のプラズマ処理を行なうことができる。このと
き、図７に示すように、電極４にも電極用高周波電源６
により高周波電圧を印加することで、基板５に到達する
イオンエネルギーを制御することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来の方式では、誘電板に反応生成物が多量に堆
積するために、ダストの発生や、メンテナンスサイクル
の低下を招くという問題があった。また、真空容器内の
雰囲気が安定せず、プラズマ処理の再現性に乏しいとい
う問題があった。
示した従来の方式では、誘電板に反応生成物が多量に堆
積するために、ダストの発生や、メンテナンスサイクル
の低下を招くという問題があった。また、真空容器内の
雰囲気が安定せず、プラズマ処理の再現性に乏しいとい
う問題があった。
【０００８】詳しく説明すると、プラズマＣＶＤの場
合、基板上に薄膜を堆積する過程で、誘電板にも同様の
薄膜が堆積してしまう。ドライエッチングの場合にも、
エッチング反応や気相反応で生じた物質が誘電板上で薄
膜化することがある。処理を重ねていくにつれてこのよ
うな堆積膜は膜厚を増して行き、ある膜厚を越えると膜
応力によりはがれが生じ、ダストとなって基板上に降っ
てくる。図７に示した従来の方式では、少数の基板を処
理しただけでダストが発生するため、誘電板を純水ある
いはエタノール等で洗浄（メンテナンス）する頻度が高
かった。
合、基板上に薄膜を堆積する過程で、誘電板にも同様の
薄膜が堆積してしまう。ドライエッチングの場合にも、
エッチング反応や気相反応で生じた物質が誘電板上で薄
膜化することがある。処理を重ねていくにつれてこのよ
うな堆積膜は膜厚を増して行き、ある膜厚を越えると膜
応力によりはがれが生じ、ダストとなって基板上に降っ
てくる。図７に示した従来の方式では、少数の基板を処
理しただけでダストが発生するため、誘電板を純水ある
いはエタノール等で洗浄（メンテナンス）する頻度が高
かった。
【０００９】また、処理を重ねていくと、上述した堆積
膜の膜厚が変化するため、ラジカルの吸着率が変化し、
真空容器内の雰囲気、すなわち反応種の分圧が変化し、
プラズマ処理の再現性が悪化する。誘電板に衝突する高
エネルギーイオンによる加熱で誘電板の温度が上昇する
こともラジカルの吸着率の変化を引き起こす。
膜の膜厚が変化するため、ラジカルの吸着率が変化し、
真空容器内の雰囲気、すなわち反応種の分圧が変化し、
プラズマ処理の再現性が悪化する。誘電板に衝突する高
エネルギーイオンによる加熱で誘電板の温度が上昇する
こともラジカルの吸着率の変化を引き起こす。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ダス
トの発生が少なく、メンテナンス頻度が小さく、プラズ
マ処理の再現性に優れるプラズマ処理方法及び装置を提
供することを目的としている。
トの発生が少なく、メンテナンス頻度が小さく、プラズ
マ処理の再現性に優れるプラズマ処理方法及び装置を提
供することを目的としている。
【００１１】本発明は、高周波電源と平面状渦形放電コ
イルとを備え、高周波電源により放電コイルに高周波電
圧を印加することにより、誘電板を介して真空容器内に
高周波磁界を発生させ、高周波磁界による誘導電界で電
子を加速し、真空容器内にプラズマを発生させて、基板
を処理するプラズマ処理方法であって、前記放電コイル
と前記誘電板との間に設けられた平面状ヒータで前記誘
電板を加熱するとともにその平面状ヒータの面積をＳ
ｈ、誘電板の面積をＳｙとしたとき、Ｓｈ＜Ｓｙ×０．
４であることを特徴とする。従って本発明によれば、誘
電板を加熱する手段を抵抗加熱する平面状ヒータにて構
成しているので、非常に簡単な構成にて誘電板の加熱が
でき、かつその平面状ヒータの面積をＳｈ、誘電板の面
積をＳｙとしたときに、Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４の関係があ
るように構成しているので、平面状渦形放電コイルによ
る高周波磁界が平面状ヒータにて遮断されることなく真
空容器内に形成されるため、放電維持が可能となる。上
式を満たさない場合、放電が不安定になったり、高周波
反射電力が発生することがあり、ひどい場合には放電維
持ができなくなることがあることを見いだしている。
イルとを備え、高周波電源により放電コイルに高周波電
圧を印加することにより、誘電板を介して真空容器内に
高周波磁界を発生させ、高周波磁界による誘導電界で電
子を加速し、真空容器内にプラズマを発生させて、基板
を処理するプラズマ処理方法であって、前記放電コイル
と前記誘電板との間に設けられた平面状ヒータで前記誘
電板を加熱するとともにその平面状ヒータの面積をＳ
ｈ、誘電板の面積をＳｙとしたとき、Ｓｈ＜Ｓｙ×０．
４であることを特徴とする。従って本発明によれば、誘
電板を加熱する手段を抵抗加熱する平面状ヒータにて構
成しているので、非常に簡単な構成にて誘電板の加熱が
でき、かつその平面状ヒータの面積をＳｈ、誘電板の面
積をＳｙとしたときに、Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４の関係があ
るように構成しているので、平面状渦形放電コイルによ
る高周波磁界が平面状ヒータにて遮断されることなく真
空容器内に形成されるため、放電維持が可能となる。上
式を満たさない場合、放電が不安定になったり、高周波
反射電力が発生することがあり、ひどい場合には放電維
持ができなくなることがあることを見いだしている。
【００１２】上記発明において、誘電板を加熱手段にて
８０℃以上に加熱することにより、誘電板へ堆積する薄
膜を加熱を行なわない場合に比較して著しく小さくで
き、またその膜質も低温の場合に比べて緻密になるた
め、ダストの発生を抑制でき、誘電板のメンテナンス頻
度を著しく小さくできる。また、処理を重ねていった際
も堆積膜の膜厚変化が小さく、かつ誘電板の温度が高温
に保たれているため、ラジカルの吸着率は低いままで大
きく変化しない。したがって、真空容器内の雰囲気、す
なわち反応種の分圧は安定し、再現性に優れたプラズマ
処理を行なうことができるものである。
８０℃以上に加熱することにより、誘電板へ堆積する薄
膜を加熱を行なわない場合に比較して著しく小さくで
き、またその膜質も低温の場合に比べて緻密になるた
め、ダストの発生を抑制でき、誘電板のメンテナンス頻
度を著しく小さくできる。また、処理を重ねていった際
も堆積膜の膜厚変化が小さく、かつ誘電板の温度が高温
に保たれているため、ラジカルの吸着率は低いままで大
きく変化しない。したがって、真空容器内の雰囲気、す
なわち反応種の分圧は安定し、再現性に優れたプラズマ
処理を行なうことができるものである。
【００１３】シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜をエ
ッチングするプラズマ処理方法の場合は、誘電板を１５
０℃以上に加熱することにより、上述の作用の他に、Ｃ
Ｆ、ＣＦ2 等のＣＦ系ラジカルの誘電板への吸着率が著
しく低下するため、下地ポリシリコン上へのＣＦ系ポリ
マー堆積が促進され、シリコン酸化膜又はシリコン窒化
膜／ポリシリコンのエッチング選択比が向上するという
作用が得られる。
ッチングするプラズマ処理方法の場合は、誘電板を１５
０℃以上に加熱することにより、上述の作用の他に、Ｃ
Ｆ、ＣＦ2 等のＣＦ系ラジカルの誘電板への吸着率が著
しく低下するため、下地ポリシリコン上へのＣＦ系ポリ
マー堆積が促進され、シリコン酸化膜又はシリコン窒化
膜／ポリシリコンのエッチング選択比が向上するという
作用が得られる。
【００１４】また、平面状渦形放電コイルの一部または
全部を多重の渦形にすることで、平面状渦形放電コイル
を低インダクタンスにすることができて好ましい。
全部を多重の渦形にすることで、平面状渦形放電コイル
を低インダクタンスにすることができて好ましい。
【００１５】また、誘電板の温度をモニタしつつ誘電板
の温度調整を行なうことにより、誘電板の温度を高温に
保つことができるため、誘電板に対するラジカルの吸着
率が低いままで大きく変化せず、したがって真空容器内
の雰囲気、すなわち反応種の分圧は安定し、再現性に優
れたプラズマ処理を行なうことができる。
の温度調整を行なうことにより、誘電板の温度を高温に
保つことができるため、誘電板に対するラジカルの吸着
率が低いままで大きく変化せず、したがって真空容器内
の雰囲気、すなわち反応種の分圧は安定し、再現性に優
れたプラズマ処理を行なうことができる。
【００１６】また、誘電板の温度をモニタしつつ温度調
整を行なう際に、誘電板の側面に圧着式熱電対を設けて
行なうと、高周波ノイズの影響が小さくなるため、誤動
作の発生がし難い温度調整が可能となるとともに、圧着
式熱電対は熱応答性に優れているため、正確な温度調整
が可能となる。
整を行なう際に、誘電板の側面に圧着式熱電対を設けて
行なうと、高周波ノイズの影響が小さくなるため、誤動
作の発生がし難い温度調整が可能となるとともに、圧着
式熱電対は熱応答性に優れているため、正確な温度調整
が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のブラズマ処理装置
の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明す
る。
の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明す
る。
【００１８】図１、図２において、真空容器１内に適当
なガスを導入しつつ排気を行い、真空容器１内を適当な
圧力に保ちながら、放電コイル用高周波電源２により高
周波電圧を平面状渦形放電コイル（多重の渦形）３に印
加すると、真空容器１内にプラズマが発生し、電極４上
に載置された基板５に対してエッチング、堆積、表面改
質等のプラズマ処理を行なうことができる。このとき、
図１及び図２に示すように、電極４にも電極用高周波電
源６により高周波電圧を印加することで、基板５に到達
するイオンエネルギーを制御することができる。誘電板
７に設けられた圧着式の熱電対８と平面状ヒータ９がヒ
ータ用温調器１０に接続され、誘電板７を所望の温度に
温調できるようになっている。平面状ヒータ９と平面状
渦形放電コイル３の間には断熱材１１が設けられ、平面
状渦形放電コイル３が過熱されないようになっている。
なガスを導入しつつ排気を行い、真空容器１内を適当な
圧力に保ちながら、放電コイル用高周波電源２により高
周波電圧を平面状渦形放電コイル（多重の渦形）３に印
加すると、真空容器１内にプラズマが発生し、電極４上
に載置された基板５に対してエッチング、堆積、表面改
質等のプラズマ処理を行なうことができる。このとき、
図１及び図２に示すように、電極４にも電極用高周波電
源６により高周波電圧を印加することで、基板５に到達
するイオンエネルギーを制御することができる。誘電板
７に設けられた圧着式の熱電対８と平面状ヒータ９がヒ
ータ用温調器１０に接続され、誘電板７を所望の温度に
温調できるようになっている。平面状ヒータ９と平面状
渦形放電コイル３の間には断熱材１１が設けられ、平面
状渦形放電コイル３が過熱されないようになっている。
【００１９】平面状ヒータ９は、図３に示すように、平
面状ヒータ９の面積をＳｈ、誘電板７の面積をＳｙとし
たとき、 Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４ の関係が成り立つように構成されている。
面状ヒータ９の面積をＳｈ、誘電板７の面積をＳｙとし
たとき、 Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４ の関係が成り立つように構成されている。
【００２０】さらに、図２に示すように、ベルトヒータ
１２を備えたインナーチャンバ１３が設けられ、誘電板
７のみならず、プラズマに接触する部分のほとんどが加
熱できるように構成されている。
１２を備えたインナーチャンバ１３が設けられ、誘電板
７のみならず、プラズマに接触する部分のほとんどが加
熱できるように構成されている。
【００２１】誘電板７の温度を２５℃〜２００℃まで変
化させ、シリコン酸化膜付きの基板５を、ガス種及びそ
の流量、圧力、平面状渦形放電コイル印加高周波電力、
電極印加高周波電力をそれぞれ、Ｃ4 Ｆ8 ＝５０ｓｃｃ
ｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条件
で５分間エッチングしたときの、誘電板７に堆積した堆
積膜の膜厚を測定した結果、及びシリコン酸化膜／ポリ
シリコン・エッチング選択比を図４及び図５に示す。
化させ、シリコン酸化膜付きの基板５を、ガス種及びそ
の流量、圧力、平面状渦形放電コイル印加高周波電力、
電極印加高周波電力をそれぞれ、Ｃ4 Ｆ8 ＝５０ｓｃｃ
ｍ、１０ｍＴｏｒｒ、１０００Ｗ、３００Ｗという条件
で５分間エッチングしたときの、誘電板７に堆積した堆
積膜の膜厚を測定した結果、及びシリコン酸化膜／ポリ
シリコン・エッチング選択比を図４及び図５に示す。
【００２２】図４から誘電板７へ堆積する薄膜の膜厚
は、誘電板７の温度が高いほど小さくなることがわか
る。また、図５から誘電板７を１５０℃以上に加熱する
と、高いシリコン酸化膜／ポリシリコン・エッチング選
択比が得られるということがわかる。
は、誘電板７の温度が高いほど小さくなることがわか
る。また、図５から誘電板７を１５０℃以上に加熱する
と、高いシリコン酸化膜／ポリシリコン・エッチング選
択比が得られるということがわかる。
【００２３】従来は、前記選択比を５以上とするために
は、Ｃ4 Ｆ8 とＨ2 との混合ガスを用いる必要があると
考えられていたが、図５に示すように誘電板７の温度を
１５０℃以上とすることにより、Ｈ2 ガスなしのＣ4 Ｆ
8 ガスのみによって、前記選択比を５以上とすることが
できた。なお、Ｃ4 Ｆ8 とＨ2 との混合ガスを用いる
と、誘電板７が比較的低温であっても前記選択比を１０
以上の高い選択比とすることができるが、その際の堆積
膜厚は大きくなってしまう。図４に示すＣ4 Ｆ8ガスを
用いた場合に比較すると、その数倍の堆積膜厚となって
しまう。しかし誘電板７の温度を上げることにより、図
４に示す場合と同様に、Ｃ4 Ｆ8 とＨ2 との混合ガスを
用いる場合にも、その堆積膜厚を減少させることができ
るので、本発明を適用することは有効である。
は、Ｃ4 Ｆ8 とＨ2 との混合ガスを用いる必要があると
考えられていたが、図５に示すように誘電板７の温度を
１５０℃以上とすることにより、Ｈ2 ガスなしのＣ4 Ｆ
8 ガスのみによって、前記選択比を５以上とすることが
できた。なお、Ｃ4 Ｆ8 とＨ2 との混合ガスを用いる
と、誘電板７が比較的低温であっても前記選択比を１０
以上の高い選択比とすることができるが、その際の堆積
膜厚は大きくなってしまう。図４に示すＣ4 Ｆ8ガスを
用いた場合に比較すると、その数倍の堆積膜厚となって
しまう。しかし誘電板７の温度を上げることにより、図
４に示す場合と同様に、Ｃ4 Ｆ8 とＨ2 との混合ガスを
用いる場合にも、その堆積膜厚を減少させることができ
るので、本発明を適用することは有効である。
【００２４】また、上記エッチング条件と同様の条件
で、シリコン酸化膜付き基板を多数エッチングしたと
き、平面状ヒータ９のない場合は、処理を重ねるにつれ
て誘電板７の温度が徐々に上昇していくのに対して、平
面状ヒータ９を設け、設定温度を８０℃以上にした場合
は、処理を重ねても誘電板７の温度は設定温度±１５℃
で推移し、良好な安定性を示した。平面状ヒータ９のな
い場合には、１５枚処理したころから基板上に多くのダ
ストが降りはじめたが、平面状ヒータ９を設けて誘電板
７を８０℃以上に設定した場合は、１００枚処理しても
基板上にはダストはほとんど降らなかった。また、平板
状ヒータ９のない場合には、連続処理した１５枚のエッ
チング速度再現性は±８％であったのに対し、平面状ヒ
ータ９を設けて誘電板７を８０℃に設定した場合は、エ
ッチング速度再現性は、±２％であった。ただし、エッ
チング速度再現性は、エッチング速度の最大値を
Ｖmax 、エッチング速度の最小値をＶmin 、エッチング
速度の平均値をＶave として、 ｛（Ｖmax −Ｖmin ）／Ｖave ｝×５０ によって計算した。
で、シリコン酸化膜付き基板を多数エッチングしたと
き、平面状ヒータ９のない場合は、処理を重ねるにつれ
て誘電板７の温度が徐々に上昇していくのに対して、平
面状ヒータ９を設け、設定温度を８０℃以上にした場合
は、処理を重ねても誘電板７の温度は設定温度±１５℃
で推移し、良好な安定性を示した。平面状ヒータ９のな
い場合には、１５枚処理したころから基板上に多くのダ
ストが降りはじめたが、平面状ヒータ９を設けて誘電板
７を８０℃以上に設定した場合は、１００枚処理しても
基板上にはダストはほとんど降らなかった。また、平板
状ヒータ９のない場合には、連続処理した１５枚のエッ
チング速度再現性は±８％であったのに対し、平面状ヒ
ータ９を設けて誘電板７を８０℃に設定した場合は、エ
ッチング速度再現性は、±２％であった。ただし、エッ
チング速度再現性は、エッチング速度の最大値を
Ｖmax 、エッチング速度の最小値をＶmin 、エッチング
速度の平均値をＶave として、 ｛（Ｖmax −Ｖmin ）／Ｖave ｝×５０ によって計算した。
【００２５】上記実施形態では、誘電板７が円形である
場合について述べたが、誘電板７が長方形であっても、
平面状ヒータ９の面積をＳｈ、誘電板７の面積をＳｙと
したとき、 Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４ の関係が成り立つようにヒータを構成すればよい。
場合について述べたが、誘電板７が長方形であっても、
平面状ヒータ９の面積をＳｈ、誘電板７の面積をＳｙと
したとき、 Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４ の関係が成り立つようにヒータを構成すればよい。
【００２６】この関係が成り立っている場合、平面状渦
形放電コイル３による高周波磁界が平面状ヒータ９に遮
断されることなく、真空容器１内に形成されるため、放
電維持が可能であり、上式を満たさない場合、放電が不
安定になつたり、高周波反射電力が発生することがあ
り、ひどい場合には放電維持ができなくなることもある
ことが分かっている。
形放電コイル３による高周波磁界が平面状ヒータ９に遮
断されることなく、真空容器１内に形成されるため、放
電維持が可能であり、上式を満たさない場合、放電が不
安定になつたり、高周波反射電力が発生することがあ
り、ひどい場合には放電維持ができなくなることもある
ことが分かっている。
【００２７】また、上記実施形態では、誘電板７を１５
０℃以上に加熱すると、高いシリコン酸化膜／ポリシリ
コン・エッチング選択比が得られることについて述べた
が、シリコン窒化膜のエッチングにおいても高い対ポリ
シリコンエッチング選択比が得られることは言うまでも
ない。
０℃以上に加熱すると、高いシリコン酸化膜／ポリシリ
コン・エッチング選択比が得られることについて述べた
が、シリコン窒化膜のエッチングにおいても高い対ポリ
シリコンエッチング選択比が得られることは言うまでも
ない。
【００２８】また、上記実施形態では、平面状渦形放電
コイルとして低インダクタンスであることを特徴とする
多重の渦形コイルを用いた場合について述べたが、平面
状渦形放電コイル３は、図６に示すような、単純な渦形
コイルであってもよい。
コイルとして低インダクタンスであることを特徴とする
多重の渦形コイルを用いた場合について述べたが、平面
状渦形放電コイル３は、図６に示すような、単純な渦形
コイルであってもよい。
【００２９】また、上記実施形態では、シリコン酸化膜
及びシリコン窒化膜のエッチングを例に挙げて説明した
が、本発明はアルミ合金、ポリシリコン、ポリサイド等
のエッチング、あるいはシリコン酸化膜、シリコン窒化
膜等の堆積（ＣＶＤ）に適用することもできる。
及びシリコン窒化膜のエッチングを例に挙げて説明した
が、本発明はアルミ合金、ポリシリコン、ポリサイド等
のエッチング、あるいはシリコン酸化膜、シリコン窒化
膜等の堆積（ＣＶＤ）に適用することもできる。
【００３０】
【発明の効果】本発明のプラズマ処理方法及び装置によ
れば、以上の説明から明らかなように誘電板を加熱する
手段を平面状ヒータにて構成することにより、非常に簡
単な構成にて誘電板の加熱ができ、その平面状抵抗ヒー
タの面積をＳｈ、誘電板の面積をＳｙとしたときに、Ｓ
ｈ＜Ｓｙ×０．４の関係にすることにより、平面状渦形
放電コイルによる高周波磁界が平面状ヒータにて遮断さ
れることなく真空容器内に形成されるため、放電維持が
できる。
れば、以上の説明から明らかなように誘電板を加熱する
手段を平面状ヒータにて構成することにより、非常に簡
単な構成にて誘電板の加熱ができ、その平面状抵抗ヒー
タの面積をＳｈ、誘電板の面積をＳｙとしたときに、Ｓ
ｈ＜Ｓｙ×０．４の関係にすることにより、平面状渦形
放電コイルによる高周波磁界が平面状ヒータにて遮断さ
れることなく真空容器内に形成されるため、放電維持が
できる。
【００３１】また誘電板を加熱手段にて８０℃以上に加
熱することにより、誘電板へ堆積する薄膜を加熱を行な
わない場合に比較して著しく小さくでき、またその膜質
も低温の場合に比べて緻密になるため、ダストの発生を
抑制でき、誘電板のメンテナンス頻度を著しく小さくで
きる。また、処理を重ねていった際も堆積膜の膜厚変化
が小さく、かつ誘電板の温度が高温に保たれているた
め、ラジカルの吸着率は低いままで大きく変化しない。
従って、真空容器内の雰囲気、すなわち反応種の分圧は
安定し、再現性に優れたプラズマ処理を行なうことがで
きる。
熱することにより、誘電板へ堆積する薄膜を加熱を行な
わない場合に比較して著しく小さくでき、またその膜質
も低温の場合に比べて緻密になるため、ダストの発生を
抑制でき、誘電板のメンテナンス頻度を著しく小さくで
きる。また、処理を重ねていった際も堆積膜の膜厚変化
が小さく、かつ誘電板の温度が高温に保たれているた
め、ラジカルの吸着率は低いままで大きく変化しない。
従って、真空容器内の雰囲気、すなわち反応種の分圧は
安定し、再現性に優れたプラズマ処理を行なうことがで
きる。
【００３２】また、シリコン酸化膜またはシリコン窒化
膜をエッチングするプラズマ処理方法の場合は、誘電板
を１５０℃以上に加熱することにより、上述の作用の他
に、ＣＦ、ＣＦ2 等のＣＦ系ラジカルの誘電板への吸着
率が著しく低下するため、下地ポリシリコン上へのＣＦ
系ポリマー堆積が促進され、シリコン酸化膜又はシリコ
ン窒化膜／ポリシリコンのエッチング選択比が向上す
る。
膜をエッチングするプラズマ処理方法の場合は、誘電板
を１５０℃以上に加熱することにより、上述の作用の他
に、ＣＦ、ＣＦ2 等のＣＦ系ラジカルの誘電板への吸着
率が著しく低下するため、下地ポリシリコン上へのＣＦ
系ポリマー堆積が促進され、シリコン酸化膜又はシリコ
ン窒化膜／ポリシリコンのエッチング選択比が向上す
る。
【００３３】また、平面状渦形放電コイルの一部または
全部が多重の渦形にすることで、平面状渦形放電コイル
を低インダクタンスにすることができて好ましい。
全部が多重の渦形にすることで、平面状渦形放電コイル
を低インダクタンスにすることができて好ましい。
【００３４】また、誘電板の温度をモニタしつつ誘電板
の温度調整を行なうことにより、誘電板の温度を高温に
保つことができるため、誘電板に対するラジカルの吸着
率が低いままで大きく変化せず、したがって真空容器内
の雰囲気、すなわち反応種の分圧は安定し、再現性に優
れたプラズマ処理を行なうことができる。
の温度調整を行なうことにより、誘電板の温度を高温に
保つことができるため、誘電板に対するラジカルの吸着
率が低いままで大きく変化せず、したがって真空容器内
の雰囲気、すなわち反応種の分圧は安定し、再現性に優
れたプラズマ処理を行なうことができる。
【００３５】また、誘電板の側面に圧着式熱電対を設け
て誘電板の温度をモニタしつつ温度調整を行なうと、高
周波ノイズの影響が小さくなるため、誤動作の発生がし
難い温度調整が可能となるとともに、圧着式熱電対は熱
応答性に優れているため、正確な温度調整が可能とな
る。
て誘電板の温度をモニタしつつ温度調整を行なうと、高
周波ノイズの影響が小さくなるため、誤動作の発生がし
難い温度調整が可能となるとともに、圧着式熱電対は熱
応答性に優れているため、正確な温度調整が可能とな
る。
【図１】本発明の一実施形態のプラズマ処理装置の構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】同実施形態のプラズマ処理装置の構成を示す断
面図である。
面図である。
【図３】同実施形態のプラズマ処理装置における平面状
ヒータの平面図である。
ヒータの平面図である。
【図４】同実施形態において誘電板に堆積した堆積膜の
膜厚を測定した結果を示すグラフである。
膜厚を測定した結果を示すグラフである。
【図５】同実施形態においてシリコン酸化膜／ポリシリ
コン・エッチング選択比を測定した結果を示すグラフで
ある。
コン・エッチング選択比を測定した結果を示すグラフで
ある。
【図６】他の実施形態における平面状渦形放電コイルの
平面図である。
平面図である。
【図７】従来例のプラズマ処理装置の概略構成を示す斜
視図である。
視図である。
１ 真空容器 ２ 放電コイル用高周波電源 ３ 平面状渦形放電コイル ５ 基板 ７ 誘電板 ８ 熱電対 ９ 平面状ヒータ １０ ヒータ用温調器
フロントページの続き (72)発明者 柳 義弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−183283（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−267903（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/205 H05H 1/46
Claims (7)
- 【請求項１】 高周波電源と平面状渦形放電コイルとを
備え、高周波電源により放電コイルに高周波電圧を印加
することにより、誘電板を介して真空容器内に高周波磁
界を発生させ、高周波磁界による誘導電界で電子を加速
し、真空容器内にプラズマを発生させて、基板を処理す
るプラズマ処理方法であって、前記放電コイルと前記誘
電板との間に設けられた平面状ヒータで前記誘電板を加
熱するとともにその平面状ヒータの面積をＳｈ、誘電板
の面積をＳｙとしたとき、 Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４ であることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 誘電板を８０℃以上に加熱することを特
徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項３】 平面状渦形放電コイルの一部または全部
が多重の渦形であることを特徴とする請求項１記載のプ
ラズマ処理方法。 - 【請求項４】 誘電板の温度をモニタしつつ誘電板の温
度調整を行なうことを特徴とする請求項１記載のプラズ
マ処理方法。 - 【請求項５】 高周波電源と平面状渦形放電コイルとを
備え、高周波電源により放電コイルに高周波電圧を印加
することにより、誘電板を介して真空容器内に高周波磁
界を発生させ、高周波磁界による誘導電界で電子を加速
し、真空容器内にプラズマを発生させて、基板を処理す
るプラズマ処理装置であって、誘電板を抵抗加熱する加
熱手段が前記放電コイルと前記誘電板との間に設けられ
た平面状ヒータから成り、その平面状ヒータの面積をＳ
ｈ、誘電板の面積をＳｙとしたとき、 Ｓｈ＜Ｓｙ×０．４ としたことを特徴とするプラズマ処理 装置。 - 【請求項６】 平面状渦形放電コイルの一部または全部
を多重の渦形にしたことを特徴とする請求項５記載のプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項７】 誘電板の温度をモニタするための圧着式
熱電対を誘電板の側面に設けたことを特徴とする請求項
５記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08301597A JP3113210B2 (ja) | 1995-11-16 | 1996-11-13 | プラズマ処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-297993 | 1995-11-16 | ||
| JP29799395 | 1995-11-16 | ||
| JP08301597A JP3113210B2 (ja) | 1995-11-16 | 1996-11-13 | プラズマ処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199487A JPH09199487A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3113210B2 true JP3113210B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=26561332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08301597A Expired - Lifetime JP3113210B2 (ja) | 1995-11-16 | 1996-11-13 | プラズマ処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113210B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998042012A1 (fr) | 1997-03-17 | 1998-09-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Procede et dispositif permettant le traitement de plasma |
| JP4672113B2 (ja) | 2000-07-07 | 2011-04-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 誘導結合プラズマ処理装置 |
| JP3940095B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2007-07-04 | 忠弘 大見 | 基板処理装置 |
| JP2010238944A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Panasonic Corp | プラズマ処理装置 |
| KR101486716B1 (ko) * | 2013-05-20 | 2015-01-28 | 주식회사 나노텍 | 셀프 플라즈마 챔버 오염 억제 장치 |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP08301597A patent/JP3113210B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09199487A (ja) | 1997-07-31 |
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