JP3519790B2 - 付着またはエッチング工程用プラズマ反応装置 - Google Patents
付着またはエッチング工程用プラズマ反応装置Info
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は付着またはエッチング工
程用のプラズマ反応装置に関する。
程用のプラズマ反応装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のような機械では、プラズマ誘導励
起式のものが、容量励起式のものより１００倍も高い電
離密度が得られることが知られている。
起式のものが、容量励起式のものより１００倍も高い電
離密度が得られることが知られている。
【０００３】例えば国際特許Ｗ０８６／０６９２３号か
らは、励起アンテナが無線周波数のエネルギーを円筒形
ボリュームに、２００mm以上の長さに結合する、一種の
誘導励起式の機械が知られる。
らは、励起アンテナが無線周波数のエネルギーを円筒形
ボリュームに、２００mm以上の長さに結合する、一種の
誘導励起式の機械が知られる。
【０００４】この装置は、その励起源に関しては低圧の
高い電離密度を保証するが、この密度の半径方向の輪郭
は、励起源中またはプラズマ形成帯の近くでは均一では
ない。
高い電離密度を保証するが、この密度の半径方向の輪郭
は、励起源中またはプラズマ形成帯の近くでは均一では
ない。
【０００５】処理すべき基板に均一な電離密度の輪郭を
生成するには、基板を拡散プラズマ領域内で励起源から
離れた所に置く。プラズマは低い電離密度を有し、さら
に（数１０-3mbar以下の）圧力及び励起源と基板の分離
間隔に応じて電離密度が急激に低下するＳＦ6 、Ｃ2 Ｆ
6 またはＣｌ2 などの電気陰性ガスでは、電離密度が非
常に低くなる。したがって、このようなガスは一般に１
０-2mbar以上の圧力で、深い高速のエッチングやＰＥＣ
ＶＤ（プラズマ強化化学蒸着）による付着に使用され
る。
生成するには、基板を拡散プラズマ領域内で励起源から
離れた所に置く。プラズマは低い電離密度を有し、さら
に（数１０-3mbar以下の）圧力及び励起源と基板の分離
間隔に応じて電離密度が急激に低下するＳＦ6 、Ｃ2 Ｆ
6 またはＣｌ2 などの電気陰性ガスでは、電離密度が非
常に低くなる。したがって、このようなガスは一般に１
０-2mbar以上の圧力で、深い高速のエッチングやＰＥＣ
ＶＤ（プラズマ強化化学蒸着）による付着に使用され
る。
【０００６】また、欧州特許ＥＰ０４３１２８２号から
は、励起アンテナが平らであり渦巻き状の螺旋形状を有
する、誘導励起式の機械が知られる。
は、励起アンテナが平らであり渦巻き状の螺旋形状を有
する、誘導励起式の機械が知られる。
【０００７】この装置は、その励起源に関しては良好な
電離密度の均一性を保証する。他の既知の励起源に比べ
て、これは（１０-2mbar以上の）高い圧力でよりすぐれ
た均一性を保証する。これはまた他の既知の誘導源に比
べて、上記のＳＦ6 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃｌ2 などの電気陰性
ガスを使用するとき、よりすぐれた電離密度を保証す
る。
電離密度の均一性を保証する。他の既知の励起源に比べ
て、これは（１０-2mbar以上の）高い圧力でよりすぐれ
た均一性を保証する。これはまた他の既知の誘導源に比
べて、上記のＳＦ6 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃｌ2 などの電気陰性
ガスを使用するとき、よりすぐれた電離密度を保証す
る。
【０００８】しかし、このようなアンテナをプラズマ励
起源として使用する場合、電磁界がアンテナから遠い距
離で比較的高く電離粒子に強いエネルギーを与え、その
ためエッチングの場合、エッチングすべき基板に損傷を
与える可能性がある。
起源として使用する場合、電磁界がアンテナから遠い距
離で比較的高く電離粒子に強いエネルギーを与え、その
ためエッチングの場合、エッチングすべき基板に損傷を
与える可能性がある。
【０００９】また欧州特許ＥＰ０４０３４１８号は、励
起アンテナが、互いに上下に重なりかつ処理すべき基板
に平行な２つの環状ループから成る、高密度プラズマ下
の付着・エッチング装置を開示している。
起アンテナが、互いに上下に重なりかつ処理すべき基板
に平行な２つの環状ループから成る、高密度プラズマ下
の付着・エッチング装置を開示している。
【００１０】この２つのループは導体によって結合さ
れ、この組立品は無線周波数出力発生装置によって給電
される。アンテナは石英誘電管の周りに配置される。
れ、この組立品は無線周波数出力発生装置によって給電
される。アンテナは石英誘電管の周りに配置される。
【００１１】しかし、このような装置では、導体が２つ
のループを結合する管に強い腐食が起こることが確認さ
れている。
のループを結合する管に強い腐食が起こることが確認さ
れている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既存
装置の上述の不都合を除去することである。
装置の上述の不都合を除去することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、処理すべき基
板を受け取るための真空囲壁を含み、電離すべきガスを
導入する手段を含み、容器内で生成されるプラズマが無
線周波数出力発生装置によって給電されるアンテナによ
って励起される、付着またはエッチング工程用のプラズ
マ反応装置において、前記のアンテナが、直径方向に対
向する２つの点で給電導体に接続された、単一の環状ル
ープを構成する電気導体から成ることを特徴とするプラ
ズマ反応装置である。
板を受け取るための真空囲壁を含み、電離すべきガスを
導入する手段を含み、容器内で生成されるプラズマが無
線周波数出力発生装置によって給電されるアンテナによ
って励起される、付着またはエッチング工程用のプラズ
マ反応装置において、前記のアンテナが、直径方向に対
向する２つの点で給電導体に接続された、単一の環状ル
ープを構成する電気導体から成ることを特徴とするプラ
ズマ反応装置である。
【００１４】他の特徴によれば、前記の無線周波数出力
発生装置は、第１可変コンデンサを含む適合回路を介し
て前記のアンテナに給電し、前記の第１可変コンデンサ
は前記のアンテナの端子に並列に取り付けられた第２の
可変コンデンサに直列に接続されている。
発生装置は、第１可変コンデンサを含む適合回路を介し
て前記のアンテナに給電し、前記の第１可変コンデンサ
は前記のアンテナの端子に並列に取り付けられた第２の
可変コンデンサに直列に接続されている。
【００１５】本発明のその他の特徴は、添付の図面に関
する以下の本発明の実施例の説明から明らかになろう。
する以下の本発明の実施例の説明から明らかになろう。
【００１６】
【実施例】図１を参照すると、プラズマ反応装置は本質
的にポンプ群２によってポンプされる真空囲壁１を含
む。穴３から、たとえば、ＳＦ6 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃｌ2 な
どの電離すべきガスが導入できる。
的にポンプ群２によってポンプされる真空囲壁１を含
む。穴３から、たとえば、ＳＦ6 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃｌ2 な
どの電離すべきガスが導入できる。
【００１７】囲壁はその下部で、ポンプ群２と連結する
ための開口２７を含む下部区画４によって閉じられてい
る。この下部区画４は基板受け台２５を備えており、こ
の基板受け台２５は意図する処理方法（付着またはエッ
チング）に応じて、基板５に対して分極、加熱または冷
却、並びにその垂直位置決めを可能にする。
ための開口２７を含む下部区画４によって閉じられてい
る。この下部区画４は基板受け台２５を備えており、こ
の基板受け台２５は意図する処理方法（付着またはエッ
チング）に応じて、基板５に対して分極、加熱または冷
却、並びにその垂直位置決めを可能にする。
【００１８】囲壁は、その上部で、石英または処理が整
合する他の誘電材料製の「山高帽」形の容器６によって
閉じられている。囲壁１の側壁７は非磁性材料で作られ
ている。
合する他の誘電材料製の「山高帽」形の容器６によって
閉じられている。囲壁１の側壁７は非磁性材料で作られ
ている。
【００１９】囲壁１中でプラズマを発生させるための励
起源は、プラズマ容器６の半球部分３０を取り囲むアン
テナ８によって構成される。
起源は、プラズマ容器６の半球部分３０を取り囲むアン
テナ８によって構成される。
【００２０】このアンテナ８は、単一の環状ループを構
成する電気導体９から成り、この環状ループは、直径方
向に対向する２つの点１０、１１で給電導体１２、１３
に接続され、したがってこれらの給電導体１２、１３は
環状ループ９の２つの半部分９ａ、９ｂに並列に給電す
る。
成する電気導体９から成り、この環状ループは、直径方
向に対向する２つの点１０、１１で給電導体１２、１３
に接続され、したがってこれらの給電導体１２、１３は
環状ループ９の２つの半部分９ａ、９ｂに並列に給電す
る。
【００２１】給電導体１２、１３はインピーダンス適合
回路を介して１３．５６ＭＨｚの無線周波数出力発生装
置１４に接続され、この適合回路は第１可変コンデンサ
１５を含み、この第１可変コンデンサ１５は無線周波数
出力発生装置１４に直接接続され、かつ第２可変コンデ
ンサ１６の端子に直列に接続され、この第２可変コンデ
ンサ１６はアンテナ８の端子に並列に取り付けられ、そ
の第２端子は、アースを形成するフレーム１７に電気的
に接続された無線周波数出力発生装置１４の帰路２６に
電気的に接続されている。可変コンデンサ１５、１６
は、自動または手動の適合回路によって制御されるモー
タ１８、１９によって調節される。アンテナ８は水冷式
であることが望ましい。
回路を介して１３．５６ＭＨｚの無線周波数出力発生装
置１４に接続され、この適合回路は第１可変コンデンサ
１５を含み、この第１可変コンデンサ１５は無線周波数
出力発生装置１４に直接接続され、かつ第２可変コンデ
ンサ１６の端子に直列に接続され、この第２可変コンデ
ンサ１６はアンテナ８の端子に並列に取り付けられ、そ
の第２端子は、アースを形成するフレーム１７に電気的
に接続された無線周波数出力発生装置１４の帰路２６に
電気的に接続されている。可変コンデンサ１５、１６
は、自動または手動の適合回路によって制御されるモー
タ１８、１９によって調節される。アンテナ８は水冷式
であることが望ましい。
【００２２】アンテナ８の平面に垂直に磁界を発生させ
るように、アンテナ８の周りに第１の電気コイル２０が
配置される。
るように、アンテナ８の周りに第１の電気コイル２０が
配置される。
【００２３】またプラズマ用の「多極」閉込め磁界を形
成するように、囲壁１の周り全体にさらに複数の永久磁
石２１が配置され、これらの永久磁石２１は放射状に、
かつ順次互いに逆方向に分極される。
成するように、囲壁１の周り全体にさらに複数の永久磁
石２１が配置され、これらの永久磁石２１は放射状に、
かつ順次互いに逆方向に分極される。
【００２４】アンテナ８と基板５との間の基板５と平行
な平面に垂直な磁界を発生させるために、第２の電気コ
イル２２も囲壁１の周りに配置されている。このコイル
２２の位置決めは、図の両方向矢印２３のように調節可
能である。コイル２０、２２は直流を給電され、プラズ
マ及びプロセスの強度と均一性を基板５のレベルで最適
化する働きをする。
な平面に垂直な磁界を発生させるために、第２の電気コ
イル２２も囲壁１の周りに配置されている。このコイル
２２の位置決めは、図の両方向矢印２３のように調節可
能である。コイル２０、２２は直流を給電され、プラズ
マ及びプロセスの強度と均一性を基板５のレベルで最適
化する働きをする。
【００２５】本発明の励起源（アンテナ８）では、プラ
ズマがその中で発生する容器６の容積は、導入部で述べ
た従来技術の最初の特許に記載された円筒形の励起源に
比べて小さいので、無線周波数出力とプラズマの結合は
より効果的であり、従ってワット当たりの全電離磁束で
表した収率はそれらの励起源に比べて高い。
ズマがその中で発生する容器６の容積は、導入部で述べ
た従来技術の最初の特許に記載された円筒形の励起源に
比べて小さいので、無線周波数出力とプラズマの結合は
より効果的であり、従ってワット当たりの全電離磁束で
表した収率はそれらの励起源に比べて高い。
【００２６】アンテナ８の半円状の２つの半部分９ａ、
９ｂが並列に給電されるため、アンテナのインダクタン
スは、導入部で述べた従来技術の特許に記載のアンテナ
に比べて顕著に低下している。その結果、一方ではプラ
ズマ中でより弱い電界が誘導され、したがって基板５の
レベルでの荷電粒子のエネルギーが最小限になり、他方
では無線周波数発生装置出力のプラズマへの変換の効率
がよくなる。
９ｂが並列に給電されるため、アンテナのインダクタン
スは、導入部で述べた従来技術の特許に記載のアンテナ
に比べて顕著に低下している。その結果、一方ではプラ
ズマ中でより弱い電界が誘導され、したがって基板５の
レベルでの荷電粒子のエネルギーが最小限になり、他方
では無線周波数発生装置出力のプラズマへの変換の効率
がよくなる。
【００２７】コイル２０、２２によって発生する静磁界
が存在するため、プラズマ中に定常共振波が発生し、そ
のため無線周波数エネルギーのプラズマ電子への結合の
収率と効率が向上する。熱せられた電子のエネルギーは
衝突によってプラズマに移り、それから高い電離密度が
もたらされる。
が存在するため、プラズマ中に定常共振波が発生し、そ
のため無線周波数エネルギーのプラズマ電子への結合の
収率と効率が向上する。熱せられた電子のエネルギーは
衝突によってプラズマに移り、それから高い電離密度が
もたらされる。
【００２８】本発明のプラズマ反応装置によって発生す
るプラズマは、反応的及び選択的イオン・エッチング、
スプレー清浄化、または基板上に薄層が付着されるＰＥ
ＣＶＤ（プラズマ強化化学蒸着）に使用することができ
る。
るプラズマは、反応的及び選択的イオン・エッチング、
スプレー清浄化、または基板上に薄層が付着されるＰＥ
ＣＶＤ（プラズマ強化化学蒸着）に使用することができ
る。
【図１】本発明によるプラズマ反応装置の概略図であ
る。
る。
【図２】本発明による励起アンテナの拡大図である。
１ 囲壁
２ ポンプ群
３ ガス導入手段
４ 下部区画
５ 基板
６ プラズマ容器
７ 囲壁の側壁
８ アンテナ
９ 電気導体
１２ 給電導体
１３ 給電導体
１４ 無線周波数出力発生装置
１５ 第１可変コンデンサ
１６ 第２可変コンデンサ
１７ フレーム
１８ モータ
１９ モータ
２０ 第１電気コイル
２１ 永久磁石
２２ 第２電気コイル２２
２５ 基板受け台
２６ 帰路
２７ 開口
３０ 半球部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/205
C23F 4/00
H01L 21/3065
Claims (5)
- 【請求項１】 処理すべき基板（５）を受け取るための
真空囲壁（１）を含み、電離すべきガスを導入する手段
（３）を含み、容器（６）内で生成されるプラズマが無
線周波数出力発生装置（１４）によって給電されるアン
テナ（８）によって励起される、付着またはエッチング
工程用のプラズマ反応装置において、前記のアンテナが
直径方向に対向する２つの点（１０、１１）で給電導体
（１２、１３）に接続された、単一の環状ループを構成
する電導体（９）から成ることを特徴とするプラズマ反
応装置。 - 【請求項２】 前記の無線周波数出力発生装置（１４）
が、第１可変コンデンサ（１５）を含むインピーダンス
適合回路を介して前記のアンテナ（８）に給電し、前記
の第１可変コンデンサ（１５）が前記のアンテナ（８）
の端子に並列に取り付けられた第２可変コンデンサ（１
６）に直列に接続されることを特徴とする、請求項１に
記載のプラズマ反応装置。 - 【請求項３】 前記の真空囲壁（１）の周りに複数の永
久磁石（２１）が配置され、これらの永久磁石（２１）
が放射状に、かつ順次互いに逆方向に分極されることを
特徴とする、請求項１または２に記載のプラズマ反応装
置。 - 【請求項４】 前記の囲壁（１）の周りに、直流を給電
される電気コイル（２２）が配置され、前記コイルの軸
が前記アンテナ（８）の平面に垂直であり、前記のコイ
ルの位置が前記軸に沿って調節可能であることを特徴と
する、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ
反応装置。 - 【請求項５】 前記アンテナ（８）の周りに、直流を給
電される電気コイル（２０）が配置され、前記コイル
（２０）の軸が前記アンテナ（８）の平面に垂直である
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記
載のプラズマ反応装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9310301A FR2709397B1 (fr) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | Réacteur à plasma pour un procédé de dépôt ou de gravure. |
| FR9310301 | 1993-08-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786191A JPH0786191A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3519790B2 true JP3519790B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=9450413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20241094A Expired - Lifetime JP3519790B2 (ja) | 1993-08-27 | 1994-08-26 | 付着またはエッチング工程用プラズマ反応装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5401318A (ja) |
| EP (1) | EP0641014B1 (ja) |
| JP (1) | JP3519790B2 (ja) |
| DE (1) | DE69402139T2 (ja) |
| FI (1) | FI117368B (ja) |
| FR (1) | FR2709397B1 (ja) |
| NO (1) | NO308636B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475333B1 (en) * | 1993-07-26 | 2002-11-05 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Discharge plasma processing device |
| DE4403125A1 (de) * | 1994-02-02 | 1995-08-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur Plasmaerzeugung |
| US6353206B1 (en) * | 1996-05-30 | 2002-03-05 | Applied Materials, Inc. | Plasma system with a balanced source |
| JP2002008996A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 給電アンテナ及び給電方法 |
| US6402301B1 (en) | 2000-10-27 | 2002-06-11 | Lexmark International, Inc | Ink jet printheads and methods therefor |
| WO2002056649A1 (fr) | 2000-12-27 | 2002-07-18 | Japan Science And Technology Corporation | Generateur plasma |
| JP5487302B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2014-05-07 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマ処理装置 |
| CN103855459A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 细美事有限公司 | 等离子体天线以及具有该天线的用于产生等离子体的装置 |
| KR101468657B1 (ko) * | 2012-12-28 | 2014-12-03 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 유도 결합 플라즈마 처리 장치 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810935A (en) * | 1985-05-03 | 1989-03-07 | The Australian National University | Method and apparatus for producing large volume magnetoplasmas |
| US5091049A (en) * | 1989-06-13 | 1992-02-25 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US4990229A (en) * | 1989-06-13 | 1991-02-05 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US5122251A (en) * | 1989-06-13 | 1992-06-16 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| JPH0711047B2 (ja) * | 1990-02-08 | 1995-02-08 | 住友軽金属工業株式会社 | 真空ろう付け用Ａｌ材料 |
| JP2519364B2 (ja) * | 1990-12-03 | 1996-07-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Ｕｈｆ／ｖｈｆ共振アンテナ供給源を用いたプラズマリアクタ |
| US5280154A (en) * | 1992-01-30 | 1994-01-18 | International Business Machines Corporation | Radio frequency induction plasma processing system utilizing a uniform field coil |
-
1993
- 1993-08-27 FR FR9310301A patent/FR2709397B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-08-16 US US08/291,710 patent/US5401318A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-23 DE DE69402139T patent/DE69402139T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-23 EP EP94401885A patent/EP0641014B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-24 FI FI943894A patent/FI117368B/fi not_active IP Right Cessation
- 1994-08-25 NO NO943139A patent/NO308636B1/no not_active IP Right Cessation
- 1994-08-26 JP JP20241094A patent/JP3519790B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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