JP3585578B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3585578B2
JP3585578B2 JP15515395A JP15515395A JP3585578B2 JP 3585578 B2 JP3585578 B2 JP 3585578B2 JP 15515395 A JP15515395 A JP 15515395A JP 15515395 A JP15515395 A JP 15515395A JP 3585578 B2 JP3585578 B2 JP 3585578B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
temperature
container
magnetic field
processing apparatus
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
Application number
JP15515395A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08325739A (ja
Inventor
憲一 高木
Original Assignee
アネルバ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アネルバ株式会社 filed Critical アネルバ株式会社
Priority to JP15515395A priority Critical patent/JP3585578B2/ja
Priority to US08/652,759 priority patent/US5651826A/en
Priority to TW091208947U priority patent/TW514336U/zh
Priority to KR1019960017963A priority patent/KR100229247B1/ko
Publication of JPH08325739A publication Critical patent/JPH08325739A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3585578B2 publication Critical patent/JP3585578B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458Vessel
    • H01J37/32522Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/507Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • H01J37/32688Multi-cusp fields

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はプラズマ処理装置に関し、特に、プラズマ発生機構から拡散するプラズマをプラズマCVDやプラズマエッチングなどに利用するプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のプラズマ処理装置の例として、図9および図10を参照して誘導結合型プラズマ処理装置を説明する。誘導結合型プラズマ処理装置は、誘電体製の放電容器51およびアンテナ52からなるプラズマ生成機構を備える。
【0003】
図9において、環状の高周波電力導入用アンテナ52によって高周波電力が誘電体製の放電容器51内に導入される。プラズマ拡散容器53は金属材で作られる。放電容器51の内部に反応ガス導入機構によって反応ガスを供給しかつ当該内部を100Pa以下の所定の放電圧力に維持した状態で、アンテナ52から高周波電力を導入すると、放電が生じ、これによりプラズマが発生する。反応ガス導入機構は周知なものを使用し、図示を省略している。発生したプラズマ内に存在する活性種は、プラズマ拡散容器53内に拡散し、プラズマ拡散容器53内の基板保持機構54に配置された被処理基板55の表面を処理する。
【0004】
図10は、図9におけるD−D線断面図を示す。プラズマ拡散容器53には外周に複数個の磁気回路部56がほぼ等間隔で配置されている。磁気回路部56は、磁路を形成するヨーク57とこのヨーク57に固定された棒状の永久磁石58とからなる。棒状磁石58等はプラズマ拡散容器53の中心軸に対して平行となるように設けられ、かつ隣り合う磁石58が互いに異極となるように、プラズマ拡散容器53の外側壁面に接触するように等間隔で配置されている。磁気回路部56によって形状的にラインカスプ状磁場と呼ばれる磁場形状が生成される。磁気回路部56によりプラズマ拡散容器53内に内側壁面に沿う磁束線59が形成される。プラズマ拡散容器53の内部の磁束線59によってプラズマ中の荷電粒子が捕らわれることにより、プラズマ中の荷電粒子について、プラズマ拡散容器53の内側壁面での衝突による消滅が抑制される。このため、効率的なプラズマの維持が可能である。通常、プラズマ拡散容器53内に形成された上記磁束線59をバケット磁場という。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図9と図10で示した従来のプラズマ処理装置では、プラズマ拡散容器53の内側壁面に堆積する堆積膜がパーティクルの発生原因となることが問題となっている。また堆積膜の発生により、プラズマ生成機構により生成されるプラズマの再現性も問題となり、プラズマ処理の再現性にも影響する。これを解決するためには、プラズマ処理の際にプラズマ拡散容器53を加熱し、プラズマ拡散容器53の内側壁面に堆積膜が発生しないようにしている。またプラズマ拡散容器53の内側壁面の温度を上昇させることにより、プラズマ中に存在する粒子の内プラズマ処理に必要とされる活性種の相対的な割合が増加することも報告されている(例えば菅井他、第41回応用物理学関連連合講演会予稿集 第二分冊 p536 )。このことから、プラズマ拡散容器53の温度を制御することは、プラズマ処理の最適化を行う重要な因子であると考えられる。
【0006】
しかし、従来例で示したように、プラズマを効率的に維持するための磁気回路部56をプラズマ拡散容器53に直接に接触するように装着しているため、プラズマ拡散容器53の温度を上昇させた場合、磁気回路部56の磁石58の温度もプラズマ拡散容器53と同様に上昇する。磁石58は、その温度が上昇すると、室温での状態と比較して減磁される。従って、温度の上昇したプラズマ拡散容器53に装着された磁気回路部56のプラズマ閉じ込めの効果は減少する。これを解決するためにプラズマ拡散容器53に装着された磁石58を冷却すると、冷却された磁石58の周囲のみプラズマ拡散容器53の温度が低下するために、プラズマ拡散容器の内面の温度が均一になるように制御できず、それによって容器壁面に局所的に堆積膜が発生し、パーティクルの発生源となる。
【0007】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、プラズマ拡散容器の温度を均一に調整し、パーティクルの発生原因であるプラズマ拡散容器の壁面の堆積膜を抑制できるプラズマ処理装置を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、プラズマ処理の再現性を向上させるプラズマ拡散容器の温度制御と、磁気回路部の磁石の温度制御とを独立に行えるようにし、磁石の熱による劣化を抑制したプラズマ処理装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の本発明(請求項1)に係るプラズマ処理装置は、上記各目的を達成するため、放電容器とアンテナからなるプラズマ生成機構と、プラズマ生成機構により生成されたプラズマを拡散させ、これにより基板処理を行わせる真空容器(プラズマ拡散容器)と、このプラズマ拡散容器の温度を調整する第1の温度調整機構と、プラズマ拡散容器の外側に配置され、プラズマ拡散容器の内側壁面に沿ってその近傍に磁場を発生する磁場形成機構と、プラズマ拡散容器の内部を減圧状態に保持する排気機構と、少なくとも放電容器の内部にガスを導入するガス導入機構と、プラズマ生成機構に対し間隔をあけてプラズマ拡散容器内に設置され、上記基板を載置する基板保持機構とを備え、前記磁場形成機構は永久磁石と磁路部(ヨーク)を含み、かつ少なくとも永久磁石とプラズマ拡散容器との間に断熱部(断熱作用を生じる部分)が設けられると共に、少なくとも永久磁石の温度を調整する第2の温度調整機構を設け、かかる構成において、第1の温度調整機構によるプラズマ拡散容器の温度調整と第2の温度調整機構による少なくとも永久磁石の温度調整を独立に行うように構成される。永久磁石とプラズマ拡散容器との間に設けられる断熱部の構成としては、例えば、永久磁石とプラズマ拡散容器を非接触の状態に保つ構成、またはプラズマ拡散容器から永久磁石までの熱伝導路の距離を長くする構成等が採用される。
【0010】
第2の本発明(請求項2)に係るプラズマ処理装置は、第1の発明において、好ましくは、永久磁石の温度をプラズマ拡散容器の温度よりも低い温度に保持されるように構成される。
【0011】
第3の本発明(請求項3)に係るプラズマ処理装置は、第1または第2の発明において、磁場形成機構を固定する機構とプラズマ拡散容器との間に、テフロンスペーサ等の他の断熱部が設けられる。
【0012】
第4の本発明(請求項4)に係るプラズマ処理装置は、上記の各発明において、磁場形成機構が、プラズマ拡散容器の周囲に設けられた熱拡散防止容器内に密封され、かつプラズマ拡散容器に対して直接に接触することなく固定される。
【0013】
第5の本発明(請求項5)に係るプラズマ処理装置は、第4の発明において、熱拡散防止容器の内部空間が真空となるように構成される。
【0014】
第6の本発明(請求項6)に係るプラズマ処理装置は、第1〜第5の各発明において、好ましくは磁場形成機構に含まれる永久磁石に赤外線を反射する被膜を施すようにした。
【0015】
【作用】
本発明では、まず、プラズマ生成機構の放電容器の内部を排気機構によって所定の減圧状態にし、反応ガス導入機構によって放電容器内に反応ガスを導入し、アンテナに高周波電力を供給すると、反応ガスが活性化され、放電容器内でプラズマが生成される。放電容器内で生成されたプラズマは、プラズマ拡散容器内に拡散され、プラズマ拡散容器内に配置された基板保持機構上の基板に対して与えられる。こうして基板の表面はプラズマによって処理される。上記のプラズマによる基板の表面処理において、処理の効果を高めるためプラズマ拡散容器の温度を第1温度調整機構により最適な温度に調整・制御すると共に、磁場形成機構の永久磁石によってプラズマ拡散容器の内側壁面に沿ってバケット磁場を形成し、これによりプラズマ中の荷電粒子を捕らえ、容器壁での衝突による消滅を抑制する。また磁場形成機構の永久磁石は、プラズマ拡散容器との間で互いに温度の影響を与えないように断熱部を介して設けられ、かつ永久磁石の温度は、プラズマ拡散容器の第1温度調整機構とは別個であってこれに対して独立に動作する第2の温度調整機構によって調整・制御されるようにした。こうして、プラズマ拡散容器の温度を所望温度に調整してプラズマ処理に必要な活性種の制御を行う一方、磁場形成機構の永久磁石において減磁状態が生じないように永久磁石を適切な温度状態に保持する。
【0016】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【0017】
図1〜図3は本発明に係るプラズマ処理装置の第1実施例を示し、図1は一部を切り欠いて示した外観斜視図、図2は図1中のA−A線断面図、図3は図2中のB−B線断面図である。
【0018】
本実施例のプラズマ処理装置は、一例として誘導結合型プラズマ処理装置である。11は誘電体製の放電容器、12はプラズマ拡散容器である。放電容器11の下端部は開放され、プラズマ拡散容器12に通じている。本実施例では放電容器11の側壁が石英製であり、上側の管端部13が金属製エンドプレートとなっている。なお放電容器11の全体が石英製であっても良い。プラズマ拡散容器12の内部には基板保持機構14が設けられ、その上に被処理基板15が配置される。16はプラズマ拡散容器12を取り囲んで設置される熱拡散防止容器である。熱拡散防止容器16は、その下部が、例えばプラズマ拡散容器12の外面下部に固定され、かつその上部はプラズマ拡散容器12の外面から隙間を介して離れた状態であり、接触しない状態で配置される。プラズマ拡散容器12の外面の周囲には、外面に対して非接触状態で例えば2本の棒状の永久磁石(以下「磁石」という)17を取り付けたヨーク18が配置される。ヨーク18は、磁石17で発生する磁力線の磁路となる。棒状の磁石17およびヨーク18は、プラズマ拡散容器12の中心軸に平行に配置される。ヨーク18は、熱拡散防止容器5の上壁部から懸架された状態で設けられ、これによって磁石17に関するプラズマ拡散容器12に対する上記非接触状態を実現する。放電容器11の下部周囲には円環状のアンテナ19が配置される。アンテナ19には電力供給系20から必要な電力が供給される。プラズマ拡散容器12には真空排気機構21に接続されるパイプ部材21aが設けられる。パイプ部材21aを通して排気が行われると、プラズマ拡散容器12および放電容器11の内部空間は所望の真空状態に減圧される。
【0019】
上記プラズマ処理装置を動作するには、油回転ポンプや油拡散ポンプ等を含む真空排気機構21によってプラズマ拡散容器12および放電容器11を所定の真空状態にした後、図示しない周知の反応ガス導入機構により反応ガスを放電容器11の部分から導入しながら、同時に真空排気を行って100Pa以下の所定の減圧状態を保つ。そして放電容器11を取り巻くアンテナ19に電力供給系20により高周波電力を印加して放電容器11内で高周波放電によりプラズマを生成し、反応ガスの粒子を活性化させる。
【0020】
プラズマ拡散容器12の内部に放電容器11に対向する形で設置された基板保持機構14の上に保持された基板15の表面は、放電容器11内で生成されたプラズマ中の活性種により処理される。この際に、内部に熱媒経路22を備えたプラズマ拡散容器12は、当該熱媒経路22に対して熱媒を供給する温度調整機構23により例えば70℃以上の所定の温度に保たれており、プラズマ処理に必要な活性種の制御が行われている。例えば液体流路のような熱媒経路22は入り口部と出口部(図示省略)を有し、温度調整機構23から適切な温度に設定された液体等の熱媒が供給される。温度調整機構23に含まれるサーキュレータを介して供給される熱媒は、プラズマ拡散容器12の温度条件に応じて熱媒経路22に対し出し入れされる。またプラズマ拡散容器12の周囲には熱拡散防止容器16を設けることによって、熱媒経路2を流れる熱媒によって加熱されているプラズマ拡散容器12の熱が、対流によって外部に逃げることを抑制している。
【0021】
図2および図3に示すように、棒状の磁石17にはヨーク18の裏面に配置された液冷管24により液冷却が施されている。熱拡散防止容器16の上壁部には冷却液を流す冷却通路25が形成されている。液冷管24に対して冷却液を供給するための装置の図示は省略される。各ヨーク18の冷却管24、冷却通路25、冷却液供給装置によって、磁石17の温度を適切に調整するための温度調整機構が構成される。
【0022】
図2に示すように、棒状の磁石17はプラズマ拡散容器12の中心軸に対して平行となる状態で、プラズマ拡散容器12の外側壁に一周にわたり互いに隣り合う磁石17の磁極が異なるように複数個配置される。複数の磁石17によっていわゆるラインカスプ状磁場と呼ばれる磁場26がプラズマ拡散容器12の内側壁面に沿って形成される。
【0023】
また図3に示すように、磁石17とヨーク18を含んでなる磁気回路部27は、前述したように熱拡散防止容器16の上壁部より懸架された状態で設けられ、かつ、前述した通りプラズマ拡散容器12の外側壁面とバケット磁場用磁石17を直接に接触させない構造としている。かかる構造によれば、プラズマ拡散容器12から熱拡散防止容器16を経由し棒状の磁石17に至る熱の伝導経路を長くとることが可能である。材質としては、プラズマ拡散容器12の温度の良好な均一性を得るために、プラズマ拡散容器12には熱伝導率の大きいアルミニウムを用い、プラズマ拡散容器12の熱がヨーク18に伝導されにくくするために、プラズマ拡散容器12からヨーク18に至る熱伝導経路である熱拡散防止容器16には熱伝導率の小さいステンレスを用いる。従って、プラズマ拡散容器12から棒状の磁石17への温度の伝達は、実質的に空気の対流と熱輻射による熱伝達となるため、ヨーク18の液冷却の影響がプラズマ拡散容器12に伝達されにくくなると同時に、プラズマ拡散容器12の加熱の影響が磁石17に対して伝達されにくくなる。
【0024】
本実施例では、プラズマ処理の条件としてプラズマ拡散容器12の温度を上昇させる必要がある場合に、従来例のごとく棒状の磁石17を直接に装着したプラズマ拡散容器12を加熱する場合と異なり、プラズマ拡散容器12を温度を高めても磁石17の効果を低下させることはない。また本実施例では、従来例のようにプラズマ拡散容器12の棒状磁石が直接装着されている部分の温度が局所的に低下することはなく、プラズマ拡散容器12の均一な加熱が可能となり、これによってプラズマ拡散容器12の温度制御と磁石17の温度制御を実質的に独立に行うことができる。また磁石17の温度は、プラズマ拡散容器12の温度よりも低い温度に保持されることが好ましい。
【0025】
また棒状磁石17の表面に赤外線を反射する被膜を付けることによって、熱輻射による磁石17の温度上昇をさらに抑制することができる。
【0026】
また上記実施例で、熱拡散防止容器16をプラズマ拡散容器12に固定したが、熱拡散防止容器16をプラズマ拡散容器12以外の部分に固定することによっても実質的な断熱層(断熱部)を形成することが可能である。
【0027】
本発明の第2実施例を図4を参照して説明する。この実施例は、第1実施例の熱拡散防止容器16の一部に熱伝導率のより小さい材質であるテフロンのスペーサ28を挟み込んだ例を示す。本実施例では、第1実施例と比較して、加熱されたプラズマ拡散容器12の熱がヨーク18にさらに伝導されにくい構造を持つことを特徴とし、その他の構成は第1実施例の構成と同じである。このため、プラズマ拡散容器16の温度の影響がヨーク18にさらに影響しにくく、プラズマ拡散容器12の温度制御と磁石17の温度制御を実質的に独立に行うことをさらに効率的に行うことが可能である。また第2実施例でも、第1実施例と同様に、棒状の磁石17に赤外線を反射する被膜を付けることで、熱輻射による棒状磁石17の温度上昇をさらに抑制することが可能である。
【0028】
なお本実施例では、熱拡散防止容器16に挟み込んだスペーサ28の材質をテフロンとしたが、熱拡散防止容器16より熱伝導率の小さい材質であれば他の材質を用いることできる。
【0029】
図5は、本発明の第3実施例を示す。第3の実施例では、板状のヨーク29の裏面に支持板30を設け、これを熱拡散防止容器16の側壁部を通して、プラズマ拡散容器12の半径方向に移動が可能なように挿入して取り付け、プラズマ拡散容器12の外側面と棒状磁石17を直接に接触させない構造としている。磁気回路部27は、上記実施例とは異なり、熱拡散防止容器16の上壁部から懸架させない構造としている。この構造によれば、プラズマ拡散容器12から熱拡散防止容器16を経由してヨーク29に至る熱の伝導経路は、第1実施例と比較して短くなるが、ヨーク29の移動が可能であるため、任意の磁場強度のバケット磁場26(図2に示す)をプラズマ拡散容器12内に形成することが可能である。従って本実施例では、プラズマ拡散容器12と磁石17を独立に温度制御できると共に、磁石17により形成されるバケット磁場26の強度を任意に設定することが可能である。本実施例によれば、第1および第2の実施例と同様に、プラズマ拡散容器12と磁石17の各温度制御に関し実質的に独立な温度制御が可能であり、また棒状磁石17に赤外線を反射する被膜を付けることで熱輻射による磁石17の温度上昇をさらに抑制できる。
【0030】
図6は、本発明の第4の実施例を示す。本実施例は、プラズマ拡散容器12と熱拡散防止容器16の間の隙間を完全になくし、熱拡散防止容器16の内部空間を完全に密封状態とし、空気の対流により熱が熱拡散防止容器16より完全に外に逃げない構造を有する。これによりプラズマ拡散容器12の加熱を行うための熱損失を抑制し、さらに効率的なプラズマ拡散容器12の加熱が可能である。また熱拡散防止容器16の内部空間を10−3Torr以下の真空とすることにより、空気の対流によるプラズマ拡散容器12からの熱損失を抑制し、効率的なプラズマ拡散容器12の加熱が可能である。従って本実施例の構成では、プラズマ拡散容器12から棒状の磁石17への熱伝達は実質的に熱輻射のみとなる。
【0031】
本実施例によれば、第1〜第3の実施例と同様にプラズマ拡散容器12と磁石17の独立な温度制御がさらに可能となる。また棒状の磁石17に赤外線を反射する被膜を付けることで、熱輻射による棒状の磁石17の温度上昇をさらに抑制することが可能である。
【0032】
図7および図8は、本発明の第5の実施例を示す。本実施例は、プラズマ拡散容器12内にリングカスプ状磁場を形成する構成を有する。図7は図1と同様な外観斜視図、図8は図7におけるC−C線断面図である。図7および図8において、前記各実施例で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。本実施例では、上記実施例と同様に、アルミニウム製のプラズマ拡散容器12にはステンレス製の熱拡散防止容器16を設けることによって、加熱されているプラズマ拡散容器12の熱が対流により外部に逃げることを抑制している。環状の磁石31には、環状のヨーク32の裏面に配置された液冷管24により液冷却が施されている。
【0033】
本実施例では、環形状を有する磁石31が、各々の中心軸がプラズマ拡散容器12の中心軸と一致するように配置され、プラズマ拡散容器12の中心軸方向に複数個配置されている。図8に示すように、環状のヨーク32に取り付けられた2本の環状磁石31によって磁気回路部27が構成され、各磁気回路部27は熱拡散防止容器16の下壁部に設けられた支持部材33より支持され、前記各実施例と同様にプラズマ拡散容器16の外側面と磁石31とを直接に接触させない構造としている。磁石31によって、リングカスプ状磁場と呼ばれる磁場34がプラズマ拡散容器12の内側壁面に沿って形成される。
【0034】
上記実施例によれば、前述の各実施例と同様に、プラズマ拡散容器12と磁石31の独立の温度制御が実質的に可能である。また第2実施例による構成を適用することにより、プラズマ拡散容器12の温度制御と磁石31の温度制御をさらに効率的に独立して行うことが可能である。また、磁石31に赤外線を反射する被膜を付けることで、熱輻射による磁石31の温度上昇をさらに抑制することが可能である。なお本実施例では、リングカスプ状磁場の例を挙げたが、チェッカーボード状磁場等の他のバケット磁場形状に本発明の構成を適用できることは勿論である。
【0035】
上記の各実施例では、プラズマ拡散容器12の材質として内側壁面の温度の均一性を得るために熱伝達係数の高いアルミニウム、熱拡散防止容器16の材質として熱伝達係数の低いステンレスを用いた例を示したが、適当な他の材質でも可能であることはいうまでもない。また上記実施例では、プラズマ拡散容器12の効率的な加熱を行うため熱拡散防止容器16のみを設けたが、さらに効率的な加熱のために外側の壁部の数を増やすことが可能である。また上記実施例では、プラズマ拡散容器12の形状が円筒形の実施例であったが、本実施例の効果は、加熱されたプラズマ拡散容器12の形状によらないことは勿論である。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、プラズマ処理を行うための真空容器とこの真空容器の内部にバケット磁場を作る磁場形成機構との間に断熱部を設けて相互の温度影響を可能な限り少なくし、かつ真空容器の温度制御を行う第1温度調整機構と磁場形成機構の温度制御を行う第2温度調整機構を設け、プラズマ拡散用真空容器の温度制御と磁場形成機構の温度制御を独立に行うようにしたため、磁石の減磁を少なくすると共に、プラズマ拡散用真空容器を任意な温度で均一に温度制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の第1実施例を示す一部を切り欠いた外観斜視図である。
【図2】図1中のA−A線断面図である。
【図3】図2中のB−B線断面図である。
【図4】本発明の第2実施例を示し、図3に類似する要部縦断面図である。
【図5】本発明の第3実施例を示し、図3に類似する要部縦断面図である。
【図6】本発明の第4実施例を示し、図3に類似する要部縦断面図である。
【図7】本発明の第5実施例を示す一部を切り欠いた外観斜視図である。
【図8】第5実施例における図3と同様な図である。
【図9】従来のプラズマ処理装置を示す一部を切り欠いた外観斜視図である。
【図10】図9におけるD−D線断面図である。
【符号の説明】
11 放電容器
12 プラズマ拡散容器
14 基板保持機構
15 被処理基板
16 熱拡散防止容器
17 バケット磁場用永久磁石
18 ヨーク
19 アンテナ
20 電力供給系
21 真空排気機構
22 熱媒経路
23 温度調整機構
24 液冷管
26 磁力線
27 磁気回路部
28 テフロンスペーサ

Claims (6)

  1. プラズマ生成機構と、前記プラズマ生成機構により生成されたプラズマを拡散させる真空容器と、前記真空容器の温度を調整する第1の温度調整機構と、前記真空容器の内側壁面に沿って磁場を発生する磁場形成機構と、前記真空容器の内部を減圧状態に保持する排気機構と、前記真空容器の内部にガスを導入するガス導入機構と、前記真空容器内に設置される基板保持機構とを備えたプラズマ処理装置において、
    前記磁場形成機構は永久磁石および磁路部を含みかつ前記永久磁石と前記真空容器との間に断熱部が設けられると共に、前記永久磁石の温度を調整する第2の温度調整機構を設け、前記第1の温度調整機構による前記真空容器の温度調整と前記第2の温度調整機構による前記永久磁石の温度調整を独立に行うようにしたことを特徴としたプラズマ処理装置。
  2. 前記永久磁石の温度は、前記真空容器の温度よりも低い温度に保持されることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記磁場形成機構を固定する機構と前記真空容器との間に他の断熱部が設けられることを特徴とする請求項1または2記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記磁場形成機構は、前記真空容器の周囲に設けられた熱拡散防止容器内に密封され、前記真空容器と直接に接触することなく固定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記熱拡散防止容器の内部を真空としたことを特徴とする請求項4記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記磁場形成機構に含まれる前記永久磁石は赤外線を反射する被膜を施されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
JP15515395A 1995-05-30 1995-05-30 プラズマ処理装置 Expired - Fee Related JP3585578B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15515395A JP3585578B2 (ja) 1995-05-30 1995-05-30 プラズマ処理装置
US08/652,759 US5651826A (en) 1995-05-30 1996-05-23 Plasma processing apparatus
TW091208947U TW514336U (en) 1995-05-30 1996-05-23 Plasma processing device
KR1019960017963A KR100229247B1 (ko) 1995-05-30 1996-05-27 플라즈마처리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15515395A JP3585578B2 (ja) 1995-05-30 1995-05-30 プラズマ処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08325739A JPH08325739A (ja) 1996-12-10
JP3585578B2 true JP3585578B2 (ja) 2004-11-04

Family

ID=15599695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15515395A Expired - Fee Related JP3585578B2 (ja) 1995-05-30 1995-05-30 プラズマ処理装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5651826A (ja)
JP (1) JP3585578B2 (ja)
KR (1) KR100229247B1 (ja)
TW (1) TW514336U (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3257328B2 (ja) * 1995-03-16 2002-02-18 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20050236109A1 (en) * 1995-03-16 2005-10-27 Toshio Masuda Plasma etching apparatus and plasma etching method
US6055927A (en) 1997-01-14 2000-05-02 Applied Komatsu Technology, Inc. Apparatus and method for white powder reduction in silicon nitride deposition using remote plasma source cleaning technology
JP4249843B2 (ja) 1999-04-12 2009-04-08 憲一 高木 プラズマ処理装置
US6303908B1 (en) * 1999-08-26 2001-10-16 Nichiyo Engineering Corporation Heat treatment apparatus
CA2282771A1 (en) * 1999-09-17 2001-03-17 Dale William Mackenzie Method and apparatus for boronizing a metal workpiece
US6322661B1 (en) * 1999-11-15 2001-11-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for controlling the volume of a plasma
US7067034B2 (en) * 2000-03-27 2006-06-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for plasma forming inner magnetic bucket to control a volume of a plasma
JP3611324B2 (ja) * 2002-06-03 2005-01-19 信越化学工業株式会社 マグネトロンプラズマ用磁場発生装置
JP3940095B2 (ja) * 2003-05-08 2007-07-04 忠弘 大見 基板処理装置
TW200802553A (en) * 2006-05-17 2008-01-01 Eagle Ind Co Ltd Heating apparatus
JP2010016225A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Tokyo Electron Ltd 温度調節機構および温度調節機構を用いた半導体製造装置
JP5367522B2 (ja) * 2009-09-24 2013-12-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びシャワーヘッド
US8742665B2 (en) * 2009-11-18 2014-06-03 Applied Materials, Inc. Plasma source design
KR101161201B1 (ko) * 2010-10-04 2012-07-02 (주) 엔피홀딩스 고온의 플라즈마 반응기
KR20140087215A (ko) * 2012-12-28 2014-07-09 주식회사 윈텔 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치
JP6407762B2 (ja) * 2015-02-23 2018-10-17 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
DE102017101867A1 (de) 2017-01-31 2018-08-02 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Magnetronanordnung, gesteuertes Magnetsystem und Verfahren
JP7325350B2 (ja) * 2020-02-03 2023-08-14 東京エレクトロン株式会社 成膜装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5122251A (en) * 1989-06-13 1992-06-16 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
US5079481A (en) * 1990-08-02 1992-01-07 Texas Instruments Incorporated Plasma-assisted processing magneton with magnetic field adjustment
US5082542A (en) * 1990-08-02 1992-01-21 Texas Instruments Incorporated Distributed-array magnetron-plasma processing module and method
JPH04196528A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp マグネトロンエッチング装置
US5324360A (en) * 1991-05-21 1994-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Method for producing non-monocrystalline semiconductor device and apparatus therefor
US5308417A (en) * 1991-09-12 1994-05-03 Applied Materials, Inc. Uniformity for magnetically enhanced plasma chambers
US5286297A (en) * 1992-06-24 1994-02-15 Texas Instruments Incorporated Multi-electrode plasma processing apparatus
US5460684A (en) * 1992-12-04 1995-10-24 Tokyo Electron Limited Stage having electrostatic chuck and plasma processing apparatus using same
US5545258A (en) * 1994-06-14 1996-08-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Microwave plasma processing system

Also Published As

Publication number Publication date
KR960043007A (ko) 1996-12-21
JPH08325739A (ja) 1996-12-10
TW514336U (en) 2002-12-11
US5651826A (en) 1997-07-29
KR100229247B1 (ko) 1999-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3585578B2 (ja) プラズマ処理装置
JP3210207B2 (ja) プラズマ処理装置
JP5222442B2 (ja) 基板載置台、基板処理装置及び被処理基板の温度制御方法
US6417626B1 (en) Immersed inductively—coupled plasma source
US6727654B2 (en) Plasma processing apparatus
US20100307686A1 (en) Substrate processing apparatus
JP4437351B2 (ja) プラズマエッチング装置
KR20020048415A (ko) 대영역 플라즈마 소스에서의 균일하게 가스를 분배하기위한 장치 및 그 방법
JPH0963793A (ja) プラズマ処理装置
JPH11111697A (ja) プラズマ処理装置
WO2018159189A1 (ja) 基板支持ユニット、および基板支持ユニットを有する成膜装置
JPH04279044A (ja) 試料保持装置
JP5325457B2 (ja) プラズマ処理装置
JP5696183B2 (ja) プラズマ処理装置
JPS63501514A (ja) 大容積均質プラズマ中での化学的処理、特に熱化学的及び化学的沈積処理の方法及び装置
JP2875221B2 (ja) プラズマ発生装置
JP2009088348A (ja) 半導体製造装置
JPH09186000A (ja) プラズマ処理装置
JP2000268995A (ja) プラズマ処理装置
JPH05299382A (ja) プラズマ処理装置およびその方法
US20210225681A1 (en) Vacuum processing apparatus
JPH08333681A (ja) 活性ガスを用いた平らなサンプルの表面化学処理装置
JPH09263949A (ja) プラズマ処理装置
JP3157551B2 (ja) 被処理体用載置装置及びそれを用いた処理装置
JP3662101B2 (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees